汽車點(diǎn)火波形形成與分析

汽油機(jī)點(diǎn)火波形

的形成與分析初級線圈的電阻值通常在1～4Ω之間，次級線圈的電阻值通常在8000～16000Ω之間。車用點(diǎn)火線圈的匝數(shù)比通常約為1:100圖2中A局部是開路電壓，因?yàn)榇丝屉娐愤€沒有閉合。當(dāng)初級電路閉合，初級線圈通過搭鐵構(gòu)成回路〔圖2中的B局部〕。這個電壓降會非常接近于零電位。圖2中的C局部是電路中的保持電壓，用來克服初級電路或基極的電阻，從而產(chǎn)生電流。如果是三極管，該電壓為0.7～1V。當(dāng)電流流經(jīng)繞組時會在繞組周圍建立一個電感磁場〔見圖3〕。電流越大，磁感應(yīng)就越強(qiáng)。如果將示波器的電壓量程降低，放大初級點(diǎn)火波形的底部，就可看見這個壓降〔波形中D局部〕。電流接近飽和時〔波形中E局部〕。線圈充電飽和后，〔波形中F局部〕。在初級電路中并聯(lián)著電容器。斷電時，初級線圈的電流通過電容器消失得越快，磁場也就消失得越快次級線圈中的感應(yīng)電壓越高。從而擊穿火花塞兩電極之間的空隙。次級線圈的電阻是火花塞電極間的間隙〔初級波形G局部〕?；鸹ㄈ碾姌O間隙越大，電阻就越大，因而所需的擊穿電壓就越高。擊穿電壓出現(xiàn)后在電極間出現(xiàn)振蕩波〔波形H局部〕。此振蕩波是由繞組間的電容現(xiàn)象引起的。電弧速度非?？?，大約為2μs。此高速的能量脈沖使得能量在電與磁之間互相轉(zhuǎn)換。

火花塞被擊穿后電極間的物質(zhì)會出現(xiàn)電離現(xiàn)象。并且在火花塞電極間出現(xiàn)“等離子體〞〔圖7C〕。等離子體的電阻大小與氣體成份和氣體壓力有關(guān)。由于擊穿電壓不穩(wěn)定，每個點(diǎn)火循環(huán)時上下都有波動，所以要觀察出現(xiàn)等離子體時的電壓值。出現(xiàn)等離子體時的電壓值比擊穿電壓穩(wěn)定，因而能看出從擊穿電壓中看不出的電阻值。電離轉(zhuǎn)變成等離子體時所受的唯一影響就是次級線路中的電阻值。以下圖中的黃色波形線說明次級電路中有20kΩ的額外電阻。紅色波形線代表相鄰的一個汽缸，其等離子體出現(xiàn)時電壓正常。黃色波形線的等離子體出現(xiàn)時的電壓比正常值高出了2.3kV，這就說明線路中有額外的電阻。以下圖中黃色波形線顯示的是高壓導(dǎo)線和火花塞之間有約5mm的間隙。紅色波形線代表相鄰的一個汽缸，其等離子體出現(xiàn)時，電壓值正常。在黃線中，等離子體出現(xiàn)時的電壓值比正常值高出1.2kV，說明線路中有電阻。以下圖中，一個缸的噴油嘴插頭被斷開，燃油不進(jìn)缸。黃色和紅色的波形線，它們在電離轉(zhuǎn)變成等離子體時，其電壓值沒什么差異，這說明線路中的電阻正常。在黃色波形線中，代表等離子體出現(xiàn)的一段波形說明電阻較高，這是因?yàn)榈入x子體中缺少碳?xì)浠衔?。這就使得電壓在燃燒時陡然高出10kV。當(dāng)燃燒時間接近終了、點(diǎn)火線圈的能量將盡時，電壓在電火花熄滅前會略有上升〔圖中J局部〕。這種現(xiàn)象是等離子體的消失所造成的。飽和充電的次級點(diǎn)火線圈。穿越線路中電極之間空隙電阻所需的電壓或壓力越高，電子耗盡的速度就越快。電子流過火花塞電極間這一階段叫做燃燒時間〔圖中G、J局部〕。推動電子在線路中流動所需的電壓不同，燃燒時間也不同。電壓越低，燃燒時間就越長。反之，電壓越高，燃燒時間就越短。用一根繩子來演示一下這一規(guī)律。假定繩子的長度是一定的，并將它用來表示擊穿電壓和燃燒時間的波形局部〔見以下圖〕。繩子用在垂直線的局部越長，用在水平線的局部就越短。反之那么相反。假設(shè)繩子整體短，就像點(diǎn)火線圈的磁場不飽和一樣，垂直和水平的局部也會受到影響，這是由于可提供的能量減少所造成的。擊穿電壓和燃燒時間受汽缸內(nèi)的壓力以及氣體成份的影響。汽缸里的混合氣由原子組成，這些原子能夠電離或使火花塞的電極間產(chǎn)生電火花。這些原子會電離，但如果條件變化，電離的性能也會變化。如果電能缺乏以維持電子流過火花塞的電極之間，那么電火花就會熄滅〔以下圖的J局部〕，點(diǎn)火線圈里剩余的任何能量都將會被繞組吸收。被吸收的能量通過電能和磁能的轉(zhuǎn)換而耗散。這就是點(diǎn)火終了時波形中為什么會出現(xiàn)振蕩波的原因〔圖中的K局部〕。通過這個振蕩波可以看出點(diǎn)火線圈放電時有多少能量被利用了或者有多少能量沒有被利用。電壓變化大、振蕩的次數(shù)多說明了點(diǎn)火線圈中的剩余能量多，如果沒有振蕩波，就說明點(diǎn)火線圈的能量完全用盡了。通過點(diǎn)火波形能夠檢測的內(nèi)容有：稀空燃比、濃空燃比、早燃、配氣相位和氣門造成的紊流、排氣背壓造成的紊流、EGR閥