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    辅导 5:初级与次级电路


    在本教程中,我们将观察在初级波形和次级高压输出之间的关系,和监测点火燃烧时间和高压电压。

    这个示例波形(图1.0)准确地显示了初级点火和次级输出之间的关系。初级电路通过互感把它的特性反应到了次级线圈,次级电路与初级电压成镜子。

    蓝色波形显示的是初级低压信号,该信号从线圈负极(标号为1)测量到的。红色波形显示的是次级高压输出电压,从King插头上测量到。在这个例子里,所有波形都精确地显示 2ms 的燃烧时间。

    初级和次级点火波形对比

    图 1.0

    与初级绕组对应的是次级绕组。这是一个多层压制铁心,拥有约20,000至30,000匝。一端子连到主终端,另一端子连接和线圈搭铁。通过初级绕组和次级绕组之间的互感产生出一个高电压,把两绕组联系起来的中心软体起导磁的作用,它把磁场集中起来。

    对于一个分电器系统,通过连接器里面的分火头,把次级高压电引到了合适的火花塞上。该系统正在迅速落伍,由于DIS第统和具有更少运动部件与磨损因素的每缸一个线圈的系统的引入。测量击穿火花塞间隙的电压受以下条件的约束:

    让电压升高的因素: 让电压降低的因素:
    火花塞间隙大   火花塞间隙小
    转子间隙大     低压缩
    火花塞接触不良   浓混合比
    主干线接触不良 点火时间不对
    火花塞损耗      短路到接地
    稀混合比    火花塞型号不对
    转子反向安装   

    老款的发动机对火花塞的千伏电压低于现在的发动机,因为现在的发动机设计得压缩比更高、更低的空燃比和更大的火花塞间隙。无分电器系统拥有恒定能量电子点火系统的所有优点,但额外的分电器盖、分火头等已被取消。由于潮湿和磨损造成的可靠性问题就没有了。无分电器系统也有其自身的缺点,其火花塞一半点火为可接受的负极电压,而另一半点火为很难接受的正极电压。这会给火花塞正极有明显的磨损。

    这种系统,由于其自身的特性,每旋转一周会点火一次,这也是我们所说的无效点火系统。这并不意味着火花塞会磨损两倍,因为无效点火发生在排气冲程,该冲程是没有压力的。用了几千英里后,拆下火花塞检查,你会发现有两个火花塞电极会有方形的电极,这是因为正极点火造成的磨损。

    次级电压及其波形

    次级点火波形说明

    图 1.1

    图1.1 是电子点火系统的典型次级点火波形。

    次级电压波形显示火花塞跳火所需的电压(A),和跳火电压击穿火花塞间隙所持续的时间(B)。这时间被称为“燃烧时间”或“火花持续时间”

    在图1.1 可见到,图中间有一条水平的电压线(C),大约在3KV。这个电压是用来保持火花通过火花塞电极的,该电压由次级电压电路的阻抗决定。屏幕上0 ms 到D点是火花持续时间,这时间大概1毫秒。然后波形急剧下降,这叫做“线圈振荡”(E)。线圈振荡应该显示有最少的数量的峰值点(包括最高点和最高点),应该有4到5个峰值点。峰值点少了,则需要更换线圈了。图1.2为有故障的线圈,可以见到缺少线圈振荡。F点的振荡称为“反极性峰值”,这电压是火花塞点火电压的反向极电压,产生于磁通量营造的初期或闭合期的起点。

    点火线圈故障波形

    图 1.2

    绅宝电容放电点火(CDI)

    这种点火方式与传统的通过电磁感应产生高电压点火方式不同,被称为电容放电点火(CDI)。CDI在60年代末70年代初被用在少数车辆上,但现在看到了它在这个创新体系中的复苏。

    点火包由独立的线圈组成,独立线圈直接安装在火花塞上,并用“罐子”包裹起来,位置在发动机凸轮轴之间。在这个“罐子”里除了点火线圈和火花塞接头,还有电容器和变压器,再加上其它电路,因为直流电压不能通过变压器变成几倍,除非转化为交流电流。
     
    当从电子控制?椋‥CM)上接到信号,电容器里的400V电压就会放电到适当的线圈上。这是该系统主要区别于“每缸一线圈”系统的地方。400V放电到线圈正极,而线圈负极则永久接地。因为典型系统供给正极端的电压为12V,负极端有400V的感应电压。

    所有进、出“罐子”的连接线是12V供电线和ECM的主要接线端。起动发动机,ECM指令1、4缸同时点火,此时2、3缸为无效点火。ECM从安装在前皮带轮上的霍尔传感器上获得上止点信息来决定哪一个汽车在燃烧冲程。

    在摇转速度低时,为了辅助起动,ECM会继续让火花塞点火到上止点(TDC)后60°,让连续电弧跨过火花塞电极。这个过程会持续到发动机速度达到850RPM。

    如果发动机无法启动,点火开关从起动位置上复位时,会有一连串的火花穿过火花塞,清除火花塞上的污垢和汽缸内遗留的碳氢化合物。

    直接点火系统结构图

    图 1.3

    上面例子中我们用的是Pico公司的汽车示波器。

     

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