实验教学系列课件---- 发动机点火系试验

重庆交通大学交通运输工程实验教学中心

2011 年 3 月 编制

本节主要内容：– 汽车发动机点火系统检测方法，点火提前角和

点火波形检测试验目的和要求，主要仪器设备及其工作原理，实验步骤。

重点：实验设备的工作原理

一、理论基础（ 1/10 ）• 点火系统技术状况好坏，不仅严重影响发

动机的动力性和经济性，还决定了发动机能否正常工作。

• 发动机点火系统的检测诊断主要分为点火波形的检测与分析和点火正时检测两个方面。

一、理论基础（ 2/10 ）1 ．常用的点火系统类型

1) 传统点火系统2) 电子点火系统（半导体点火系统）：无断电

器 3) 计算机控制点火系统 （电控点火系统）：无

分电器，点火时刻由微机控制。

一、理论基础（ 3/10 ）

2 ．点火电压波形测量原理 把实际测得的点火系

统点火电压波形与正常工作情况下的点火电压波形进行比较并分析，可判断点火系统的技术状况好坏

一、理论基础（ 4/10 ）2 ．点火电压波

形测量原理 • AB ： AB 线也称

为点火线。 B 点的高度，表明点火系克服火花塞间隙、分火头间隙和高压导线各电阻并将可燃混合气点燃的实际二次电压。

一、理论基础（ 5/10 ）2 ．点火电压波

形测量原理 • BC ：在击穿火

花塞间隙时，火花塞两电极间要出现火花放电，同时二次电压骤然下降， C 为此时的放电电压。

一、理论基础（ 6/10 ）2 ．点火电压波

形测量原理 • CD ： CD 的高

度表示火花放电的电压， CD的宽度表示火花放电的持续时间。 CD 线称为火花线。

一、理论基础（ 7/10 ）2 ．点火电压波形

测量原理 • DE ：当保持火花

塞持续放电的能量消耗完毕，电火花在 D 点消失，点火线圈和电容器中的残余能量以低频振荡的形式耗完。

一、理论基础（ 8/10 ）2 ．点火电压波形

测量原理 • EF ：断电器触点

闭合，点火线圈一次电路又有电流通过，二次电路导致一个负压。

• FA ：触点闭合后，先是产生二次闭合振荡，而后二次电压由一定负值逐渐变化到零。

一、理论基础（ 9/10 ）3 ．点火正时的检测

– 点火提前角对发动机的动力性、经济性和排放性能有很大影响，因此应重视对发动机点火提前角的检测。

– 发动机的最佳点火提前角应随转速、负荷而变化。

– 点火提前角应随发动机转速增高而增大 ；随发动机负荷 ( 节气门开度 ) 的增大而减小。

一、理论基础（ 10/10 ）3 ．点火正时的检测

– 传统点火系统，发动机点火提前角是否正确往往决定于初始点火提前角，即点火提前装置进入工作状态前的点火提前角。

– 计算机控制点火时刻，除根据发动机转速和负荷两个因素外，还根据发动机的工作温度、海拔高度、爆燃倾向等有关因素，常用的检测方法是闪光法和缸压法。

二、实验目的及要求(1) 了解点火系统的类型及特点。(2) 掌握点火电压波形测量原理及波形分析方法。(3) 掌握发动机综合性能检测仪的工作原理和使

用方法。

三、实验所用的主要仪器和设备• 发动机综合检测仪，点火正时灯

四、实验设备的工作原理1 ．发动机综合性能检测仪的基本功能

(1) 无负荷测功功能，即加速测功法；(2) 检测点火系统，一次与二次点火波形的采集

与处理，平列波、并列波和重叠角的处理与显示，断电器闭合角和开启角，点火提前角的测定等；

(3) 机械和电控喷油过程各参数 ( 压力、波形、喷油、脉宽、喷油提前角等 ) 的测定；

(4) 进气歧管真空度波形测定与分析；

四、实验设备的工作原理1 ．发动机综合性能检测仪的基本功能

(5) 各缸工作均匀性测定；(6) 起动过程参数 ( 电压、电流、转速 ) 测定；(7) 各缸压缩压力测定；(8) 电控供油系统各传感器的参数测定；(9) 万用表功能；(10) 排气分析功能(11)异响检测

四、实验设备的工作原理2 ．发动机综合性能检测仪的工作原理

–结构：一般由信号提取系统 ( 各种传感器 ) 、信号处理系统、中央控制器 ( 主机 ) 和显示系统组成。核心是示波器，配合不同的传感器、夹持器和测试探头，能实现对多种电量、非电量参数（温度、压力、真空、转速等）的检测、分析与判断。

四、实验设备的工作原理2 ．发动机综合性能检测仪的工作原理

四、实验设备的工作原理3 ．发动机综合性能检测仪中各类传感器的作用 1) 点火传感器

(1) 转速传感器：在各检测项目中，通过分缸线上的高压电取得发动机的转速信号，并确定波形的相位。

(2) 白金信号黑、红鱼夹：取得一次点火电压信号，控制单缸断火和达到设定的转速或测试时间后，使发动机熄火，在全面检测起动系统时取得发动机的转速信号，同时黑鱼夹也是电压传感器的搭铁极。

(3) 点火高压传感器：取得二次点火电压信号。

四、实验设备的工作原理3 ．发动机综合性能检测仪中各类传感器的作用

2) 电流传感器测量起动电流和充电电流。根据气缸压缩时电流的变化，可以反映出各缸压力的相对值。

3) 电压传感器测量起动电压和充电电压。

4) 缸压传感器测量标准缸的气缸压力。气缸压缩压力最大值出现的时刻即为活塞到达上止点的时刻，依此来检测点火提前角。

四、实验设备的工作原理3 ．发动机综合性能检测仪中各类传感器的作用

5) 振动传感器取得发动机各种异响的振动信号。通过进排气门落座时振动，可以在动态下分析配气相位。

6) 油压传感器测量供油压力。在供油提前角检测时，确定供油时刻。根据供油频率确定发动机的转速。

7) 喷油外卡传感器喷油外卡传感器有两个，一个作为标准缸传感器，另一个作为检测缸传感器，在分析喷油波形时用。

四、实验设备的工作原理4 ．发动机综合性能检测仪的分类

–按使用方式：台式、便携式–按示波器型式：模拟、数字–按控制方式：电子控制式 、微机控制式 、模块

控制式 5 ．发动机综合性能检测仪的使用方法（自

学）

四、实验设备的工作原理6 、点火正时灯（枪）的工作原理

– 结构：正时灯一般由灯 (氖灯或灯 ) 、传感器、中间处理环节和指示装置等组成。

1— 外卡传感器 2— 正时灯 3— 电源卡

四、实验设备的工作原理6 、点火正时灯（枪）的工作原理原理：在发动机的旋转部件上——飞轮或曲轴传动带上刻有

正时标记，在与其相邻的固定机壳上 (如发动机缸体 ) 也有一标记。当曲轴旋转到使两标记对齐时，第 1缸活塞刚好到达上止点位置。

四、实验设备的工作原理6 、点火正时灯（枪）的工作原理原理：由于正时灯闪亮时 1缸活塞尚未到达上止点，因此曲轴皮带轮上的标记和发动机缸体上的标记还没有对齐，上述两标记之间出现一个比较稳定的角度差，即为发动机的点火提前角。

四、实验设备的工作原理6 、点火正时灯（枪）的工作原理• 测量原理：调整电位器，使闪光时刻推迟至转动部分上的标记正好对准固定标记。

四、实验设备的工作原理6 、点火正时灯（枪）的工作原理• 说明：如果需要测量并调试汽车实际运行中的点火提前角，须在底盘测功试验台上进行。

四、实验设备的工作原理7 、缸压法检测设备的

工作原理– 组成：缸压传感器、

点火传感器、中间处理环节、指示装置

– 原理：采用缸压传感器找出被测缸压缩压力的最大点作为活塞上止点，同时用点火（油压）传感器找出同一缸的点火（供油）时刻，二者之间的凸轮轴转角即为点火提前角。

五、实验步骤1 ．点火电压波形检测 - 步骤

(1) 按发动机点火示波器或发动机综合检测仪使用说明书的要求，对仪器通电预热，检查校正。

(2) 起动发动机并预热至正常工作温度。(3) 按要求正确联机，即把各类传感器连接在发

动机有关部位。(4) 通过按键或输入操作码可分别测得发动机的

重叠波、并列波、平列波和单缸选缸波。

五、实验步骤1 ．点火电压波形检测 - 波形选择① 平列波：按点火顺序从左至右首尾相连排列，易于比

较各缸发火线的高度。

五、实验步骤1 ．点火电压波形

检测 - 波形选择②并列波：按点火顺序从下至上分别排列，可以比较火花线长度和一次电路闭合区间的长度

五、实验步骤1 ．点火电压波形检测 - 波形选择③ 重叠波：把各缸波形之首对齐重叠在一起排列，用于

比较各缸点火周期、闭合区间及断开区间的差异。

一次重叠波

五、实验步骤1 ．点火电压波形检测 - 波形选择④ 单缸选择波：按点火顺序逐个单选出一个缸的波形进

行显示，把横坐标拉长，以看清点火波形各阶段的变化，也可看清火花线的长度和高度。

五、实验步骤1 ．点火电压波形检测 -故障反映区

– A区为断电器触点故障反映区– B区为电容器、点火线圈故障反映区– C区为电容器、断电器触点故障反映区– D区为配电器、火花塞故障反映区

五、实验步骤2 ．缸压法点火提前角的检测

(1) 运转发动机使其达到正常工作温度后停机。(2) 拆下某一缸的火花塞，把缸压传感器装在火

花塞孔内。(3) 把拆下的火花塞固定在机体上使之搭铁 (注意：中心电极不能与机体相碰 ) ，并把点火传感器插接在火花塞上，连接好该缸的高压线。此时，该缸火花塞可缸外点火。

五、实验步骤2 ．缸压法点火提前角的检测

(4) 起动发动机运转，由于被测缸不工作，因而缸压传感器输出的缸压信号反映气缸压缩压力大小，其最大值产生于活塞压缩终了上止点，连接在该缸火花塞上的点火传感器输出点火脉冲信号或点火电压波形信号。

(5) 按仪器使用说明书的要求操作，可从指示装置上测得怠速、规定转速或任一转速下的点火提前角。

六、实验报告的基本内容和要求(1) 实验过程的详细记录。(2) 实验数据的记录和数据处理。(3) 根据点火电压波形分析点火系统的技术状况。(4) 分析所测得的点火提前角是否合适，如不合适该如何调整。

七、设计性实验• 采用正时灯来检测发动机的点火提前角，写出测试步骤，比较 WFJ-1 型发动机综合检测仪、正时灯测试结果，分析两种仪器测试的优缺点。