系统波形分析

6.5.1 喷油驱动器波形分析

喷油器的驱动器简称喷油驱动器，除了关断电压峰值的高度以外，喷油器本身并不能确定其自身波形的特点，而开关晶体管和喷油驱动器能确定大多数波形的判定性尺度。喷油驱动器由控制电脑(PCM)的一个晶体管开关及相应电路组成。不同类型的喷油驱动器产生不同的波形。主要喷油驱动器有四种类型，了解这四种，就可以认识和解释任何汽车喷油驱动器的波形。这类型喷油驱动器是:饱和开关型、峰值保持型、博世(BOSCH)峰值保持型、PNP型。

掌握如何解释喷油驱动器的波形(确定开启时间、参考峰值高度、判定喷油驱动器好坏等)的技巧对行驶能力和排放的修理是非常有价值的诊断技能。通常喷油驱动器开启时间的资料是非常难找到的，当要决定喷油驱动器波形是否正确的时候，一个正确的参考波形是非常有价值的。

在喷油驱动器参考波形的开启时间上有一个可接受的信任标准，必须给与它相关的资料。一个喷油驱动器的开启时间(从参考波形中读出的)本身并无太大意义，除非它是处在同样的发动机型号系列、同样的温度和转速、同样的进气真空度和其他一起出现的因素完全相同的条件下(看汽车资料波形的右侧一栏)，否则就不能直接参考。

喷油驱动器波形的峰值高度也是一个非常有价值的诊断资料。如果参考波形是在“峰值检测”方式下测试得到的，那么该峰值高度就是可信的，这是因为峰值检测模式可以正确地显示峰值高度。而正常的取样模式不能足够快地去采集峰值顶点的数据，因此所测得的峰值高度比实际高度要低。喷油峰值高度是很重要的参数，因为峰值高度通常与喷油驱动器的阻抗成正比。

一些采样速度低的发动机分析仪，在喷油驱动器上产生峰尖，点火初级波形和点火次级波形会出现不一致的情况。

1.饱和开关型(PFI/SFI)喷油驱动器

饱和开关型喷油驱动器主要在美国和其他国家生产汽车的多点燃油喷射系统中使用。这种形式的喷油驱动器用于组成顺序喷射的系统中，而在节气门体燃油喷射(TBI)系统中应用不多。

从饱和开关型喷油驱动器的波形(图6-10)上读取喷油时间是相当容易的，当发动机控制电脑(PCM)接地电路接通后，喷油驱动器开始喷油(见波形左侧的说明框)，当控制电脑断开控制电路时，电磁场会发生突变，这个线圈突变的电磁场产生了峰值(见波形右侧的说明框)，汽车示波器可以数字方式与波形一起在显示屏上显示出喷油时间，所以不再需要计算喷油时间。

图6-10 饱和开关型喷油器波形

可以用这张图去看燃油反馈控制系统是否正在做它的工作，可以用加入丙烷的方法，人为地加浓混合气或用真空泄漏的方法使它变稀，然后观察喷油时间的变化。

喷油器测试步骤:

(1)启动发动机，以2500r/min保持油门2～3min，直至发动机完全热机，同时燃油反馈系统进入闭环，通过观察示波器上氧传感器的信号确定这一点;

(2)关掉空调和所有附属电气设备，让变速杆置于停车挡或空挡，缓慢加速并观察在加速时喷油驱动器喷油时间的相应增加;

(3)从进气管中加入丙烷，使混合气变浓，如果系统工作正常，喷油驱动器喷油时间将缩短，它试图对浓的混合气进行修正(高的传感器电压);

(4)造成真空泄漏，使混合气变稀，如果系统工作正常，喷油驱动器喷油时间将延长，它试图对稀的混合气进行补偿(低的传感器电压);

(5)提高发动机转速至2500r/min，并保持稳定，在许多燃油喷射系统中，当该系统控制混合气时，喷油驱动器的喷油时间性能被调节(改变)为从稍长至稍短。

通常喷油驱动器喷油时间从正常全浓(高氧传感器电压)至全稀(低氧传感器电压)仅在0.25～0.5ms的范围内变化。

如果加入丙烷或造成真空泄漏，然后观察喷油驱动器喷油时间的变化，发现喷油时间不变化，可能有以下两种情况。

(1)系统运行在开环怠速状况，一些较新的汽车系统在怠速状态暂时或完全忽略氧传感器信号，当第一次遇上这种情况时，它也许会使你感到惊讶，提高发动机转速至约1800 r/min，然后试着再加入丙烷或造成真空泄漏，大多数系统在达到这个转速之前将回到闭环，那么这个实验就可以进行下去了。

(2)氧传感器可能是坏的，如果氧传感器或控制电脑不能察觉混合气的变化，那么喷油驱动器的喷射时间就不能改变，在检查喷油驱动器喷射时间之前，应该先确认氧传感器是否正常。

当燃油反馈控制正常时，喷油驱动器喷射时间会随着驾驶条件和氧传感器输出的信号而变化(增加或减少)，通常喷油驱动器的喷射时间在怠速时为1～6ms，冷启动或节气门全开时为6～35ms。

与驾驶状况的要求相比，氧传感器输入电压对喷油驱动器喷射时间的影响相对要小。与输入电脑参数相比，氧传感器的输入电压对控制的作用，更像“燃油修正”仪器。喷油驱动器喷射时间大多数是用空气流量计或进气压力传感器、转速和其他控制电脑输入信号计算出来的，输入控制电脑的氧传感器电压信号是为了提高催化剂的效率，虽然氧传感器在喷油驱动器上只是相对小的改变脉冲宽度，这样小的变化就可以区别出行驶性能的好坏以及排版试验的通过或失效。

匝数较少的喷油器线圈通常产生较短的关断峰值电压，或甚至不出现尖峰。参阅修理示例，关断尖峰随不同汽车制造商和发动机系列而不同，参考波形是最好的比较样本。正常的范围是30～100V，有些喷油驱动器的峰值被钳位二极管限制在30～60V，可以用尖峰上的平顶代替顶点来确认峰值，在这种情况下匝数少，喷油器线圈并不减小峰值的高度，除非它的线圈匝数太少了。

2.峰值保持型(TBI)喷油驱动器

峰值保持型喷油驱动器应用在美国和其他国家，几乎是独有的节气门体(TBI)喷射系统，但有少数几种多点喷射(MFI)系统，像通用的2.3LQUAD-4发动机系列、土星1.9L和五十铃1.6L亦采用峰值保持型喷油驱动器。安装在控制电脑中的峰值保持喷油驱动器被设计成允许大约4A电流供给喷油器线圈，然后减小电流至最大约1A。

通常，一个电磁阀线圈拉动机械元件做初始运动比保持该元件在固定位置需要四倍以上的电流，峰值保持驱动器的得名便是因为控制电脑用4A电流打开喷油器针阀，而后只用1A电流使它保持开启的状态。这个标准波形是取自一个好的峰值保持喷油驱动器和喷油器的，从左至右，波形轨迹从电瓶电压开始，这表示喷油驱动器关闭，当控制电脑打开喷油驱动器时，它对整个电路提供接地。

控制电脑继续将电路接地(保持波形踪迹在0V)直到检测到流过喷油驱动器的电流达到4A时，控制电脑将电流切换到1A(靠限流电阻开关)，这个电流减小引起喷油驱动器中的磁场突变，产生类似点火线圈的电压峰值，剩下的喷油驱动器喷射时间由控制电脑继续保持工作，然后通过完全断开接地电路，而关闭喷油驱动器，这就产生了第二个峰值(在波形右侧)。

当控制电脑接地电路打开时，喷油器开始喷射;当控制电脑接地，电路完全断开时(断开的峰值最高在右侧)，喷油器结束喷射，可以计算控制电脑从打开到关闭波形的格数来确定喷射时间。

汽车示波器可以将喷油器喷射时间用数字显示在显示屏上，因此手工计算喷油器喷射时间的方法已成为过去。

在适用汽车节气门体燃油喷射的例子中，喷油驱动器打开小于一个格(精确讲是0.98个格)，由于波形例子的时间基准被设定为2ms/格，喷油器实际打开1.96ms，因此喷油器喷射时间为1.96ms，可以观察燃油反馈系统是否在做自己的工作。可以用加入丙烷的方法使混合气更浓或者造成真空泄漏使它变稀，同时观察相应的喷油时间的变化。

波形的峰值部分通常不改变它的喷射时间，这是因为流入喷油器的电流和打开针阀的时间是保持不变的，波形的保持部分是控制电脑增大或减小开启时间的部分。峰值保持喷油驱动器可能引起下列波形:

(1)加速时，将看到第二个峰尖向右移动，而第一个保持不动;

(2)如果发动机在极浓的混合气下运转，能看到两个峰尖顶部靠得很近，这表明计算机试图靠尽可能缩短喷油器喷射时间来使混合气变得更稀。

在通用汽车和一些五十铃双节气门体喷射系统中，在波峰之间出现许多特殊杂波，这表示控制电脑中的喷油驱动器出现故障。

3.博世(BOSCH)峰值保持型喷油驱动器

博世峰值保持型喷油驱动器用在少数欧洲车型的多点燃油喷射系统中以及一些早期的亚洲汽车的多点燃油喷射系统中。博世峰值保持型喷油驱动器被设计成允许喷油器线圈流过约4A电流，然后再减小至约1A电流，并以高频脉动方式开关电路。

这种类型不同于其他峰值保持型喷油驱动器，因为其他类型喷油驱动器所使用的限流方法是由一个电阻来实现相同的结果。因后者是用电阻来降低电流，而前者却是脉冲开关电路，通常一个线圈因需要用此保持它在一个固定位置多4倍以上的电流去吸动这个机械装置，峰值保持喷油驱动器是因控制电脑用4A电流去打开喷油器针阀，又只用1A的电流来保持针阀的打开而得名的。

从左至右，波形(图6-11)开始在电瓶电压高度，这表示喷油器关闭，当控制电脑打开喷油驱动器时，它提供了一个接地去完成这个电路。控制电脑继续接地(保持在0V)直到探测到流过喷油器的电流大约为4A，控制电脑靠高速脉冲电路减小电流，在亚洲车型上，磁场收缩的这个部分通常会有一个峰值(左侧峰值)。控制电脑继续保持开启操作以便使剩余喷油时间可以继续得到延续，然后它停止脉冲并完全断开接地电路使喷油器关闭，这就产生了波形右侧的那个峰值。

控制电脑接地打开时，喷油时间开始，控制电脑完全断开控制接地电路时喷油时间结束。

图6-11 博世峰值保持型喷油驱动器波形

在日产汽车的范例中，喷油器打开刚好是一个格多一点(确切讲是1.1个格)，由于时基定在2ms/格，喷油器大约打开了2ms(确切讲是2.23ms)。所以这个例子的喷油器喷油时间是2.23ms，可以用这个图形去观察燃油反馈控制系统是否工作。通过加入丙烷使混合气变浓也可以造成真空泄漏使混合气变稀，然后观察喷油时间的变化。

在一些欧洲汽车(如美洲虎)上，它的喷油驱动器波形上只有一个释放峰值，这是由于峰值钳位二极管的作用使第一个峰值没有出现。

4.PNP型喷油驱动器

PNP型喷油驱动器是由在控制电脑中操作它们的开关三极管的形式而得名。一个PNP型喷油驱动器的三极管有两个正极管脚和一个负极管脚。PNP型驱动器与其他系统驱动器的区别在于，它的喷油器的脉冲电源端接在负极上。

PNP型喷油驱动器的脉冲电源连接到一个已经接地的喷油器上去开关它，几乎所需的喷油驱动器都是NPN型，它的脉冲接地到一个已经需电压供给的喷油器上，流过PNP型喷油器的电流与其他喷油器上的方向相反，这就是为什么PNP型喷油器释放峰值方向相反的原因。

PNP型喷油驱动器常见于一些MFI系统，如JEEP4.0L发动机系列、1988年以前的克莱斯发动机系列、少数亚洲轿车和一些早在20世纪70年代第一批博世电控燃油喷射轿车(像富豪264和奔驰V-8)。

除波形方向相反以外，PNP型喷油驱动器与饱和开关型喷油驱动器十分相像。

喷油时间开始于控制电脑电源开关将电源电路打开时(见图6-12左侧说明框)，喷油时间结束于控制电脑完全断开控制电路(释放峰值在右侧)。

图6-12 PNP型喷油驱动器波形

汽车示波器具有既可图形显示又可数字显示喷油时间的功能，所以手工计算喷油时间已成为过去。

在波形实例中，喷油器喷油时间刚好是3个格，因为这个实例波形的时基轴为2ms/格，所以喷油时间大约是6ms(精确讲是6.07ms)。可以从这个图形上观察出燃油反馈控制系统是否工作，用丙烷去加浓混合气或用造成真空泄漏的方法使混合气变稀，然后观察相应的喷油时间变化情况。

5.喷油器电流的测试

如果怀疑喷油器线圈短路或喷油驱动器有故障，可以用以下几种方法检查:在静态测试喷油器的线圈阻值，制造厂商提供的资料作比较;测试动态下流过线圈电流的踪迹或波形;在喷油器电流测试时，检查喷油驱动器的工作(控制电脑中的开关三极管)。

喷油驱动器电流极限的测试(图6-13)能进一步确认控制电脑中的喷油驱动器的极限电流是否合适，这个测试需要用示波器中的附加电流钳来完成。汽车示波器内部已设置(除了示波器探头设定)不需要任何修改地接收附加电流钳的输入。附加电流钳可以用来检查大多数电磁阀、点火线圈等或开关电路。大电流钳还可以有效地启动充电电流，并可在汽车示波器上显示最大的电流值。

启动发动机并在怠速下运转或驾驶汽车使故障出现，如果发动机不能启动，就用启动机带动发动机运转，同时观察示波器上的显示。

当电流开始流入喷油器时，由喷油器线圈的特定电阻和电感特性，引起波形以一定斜率上升，上升的斜率是判断的依据。饱和开关型喷油器电流波形大约在45°角上升(在2ms/格时基下)。峰值保持型喷油器波形大约在60°角上升(在2ms/格时基下)。在电流最初流入线圈时，峰值保持型喷油器波形比较陡，这是因为与大多数饱和开关型喷油器相比电流增大了，峰值保持型喷油器电流通常在4A，而饱和开关型喷油器电流通常小于2A。如果在电流开始流入线圈时，电流波形左侧几乎垂直上升，这就说明喷油器的电阻太小(短路了)，这会产生行驶性能故障，并损坏控制电脑的喷油驱动器。

图6-13 喷油器电流的测试

也可以通过分析电流波形来检查峰值保持型喷油器的限流电路。在限流喷油器波形中，波形踪迹大约起始于60°角(2ms/格时基下)，并继续上升到喷油驱动器达到峰值(通常大约为4A)，在这一点上，波形成为一个尖峰(在峰值保持型里的尖峰)，然后几乎是垂直下降至大约稍小于1A。这里喷油驱动器的“保持”部分是指正在工作着并且保持电流约为1 A直到控制电脑关闭喷油器，当电流从线圈中消失时，电流波形慢慢回零线。

基于电流到达峰值时间，电流波形的峰值部分通常是不变的，这是因为一个好的喷油器充满电流和打开针阀的时间保持不变(随温度有轻微变化)，控制电脑操纵喷油器打开时间就是波形的保持部分。

6.喷油器启动试验

这个试验主要是用在发动机不能启动的状态(图6-14)。对任何行驶性能和排放，要考虑三件事:

(1)什么是最可能的原因;

(2)这个故障排除的难易程度;

(3)电路和元件是否容易接触。

当怀疑没有喷油器脉冲信号时，可以用示波器进行下列测试。启动发动机，在大多数例子中，如果喷油器电路有故障，就一点脉冲信号都没有，可能有两种情况，即有一条0V的直线或者有一条12V电压的水平线(喷油器电源电压)。

图6-14 喷油器启动试验波形

1)除PNP型喷油驱动器外的所有电路

Ⅰ.示波器显示一条0V直线

首先确认示波器和喷油器连接良好，确认必要的部件(分电器曲轴、凸轮轴等)运转良好;然后用示波器检查喷油器的供电电源电路以及控制电脑的电源和接地电路，如果喷油器上没有电源电压，检查其他电磁阀(EGR阀、EEC控制)电源电压。

如果喷油器供电电源正常，喷油器线圈可能开路或者喷油器插头损坏，个别情况是控制电脑中喷油器控制电路频繁接地，代替了推动脉冲，频繁地从喷油器向汽缸中喷射燃油，造成淹发动机。

Ⅱ.示波器显示一条12V水平直线

首先确认必要部件(如分电器、曲轴、凸轮轴等)运转良好，此时如果喷油器供给电压正常，而示波器上显示一条喷油器电源电压的水平直线，说明控制电脑没有提供喷油器的接地。这可能由以下原因造成:控制电脑没有收到曲轴、凸轮轴位置传感器传出的发动机转速信号或同步信号;控制电脑内部或外部接地电路不良，控制电脑电源故障，控制电脑内部喷油驱动器损坏。

Ⅲ.示波器显示脉冲信号

确定脉冲信号的幅值、频率和形状及脉冲宽度等判定性尺度都是一致的，其中重要的是确认有足够的喷油器脉冲宽度去供给发动机足够的燃油来启动。大多数控制电脑一般被程序设定发出6～35ms脉冲宽度。一旦喷油脉冲宽度超过50ms，燃油就会淹发动机，并可能阻碍发动机的启动。

检查喷油器尖峰高度幅值的一致性和正确性。喷油器释放尖峰应该有正确的高度。如果尖峰异常短，可能是喷油器线圈短路所致，可用欧姆表测量。测量喷油器线圈阻值，或用电流钳测量喷油器的电流值，或者用电流钳在示波器上分析电流波形，确认波形从对地水平升起得不是太高(太高可能说明喷油器线圈电阻太大或者控制电脑中喷油器驱动器接地不良)。如果示波器上的波形不正常，则应检查线路和线路插座是否损坏，检查示波器的接线及零部件(分电器、曲轴、凸轮轴等)的运转情况。当故障显示在示波器上时，摇动线束和插头，就能进一步确认喷油器电路是否是真正的故障原因。

2)PNP型喷油驱动器测试

Ⅰ.示波器显示一条电源电压水平直线

确认喷油器的插头和喷油器接地接头良好，确认必要部件(如分电器、曲轴、凸轮轴等)的运转良好后，用示波器检查喷油器的接地电路和控制电脑提供的电源及接地电路。比较少见的情况是，控制电脑内部连续对喷油器控制电路提供电源，它代替脉冲推动，造成从喷油器连续喷射燃油，这是淹发动机的原因。

Ⅱ.示波器显示一条在地线的水平直线

确认必要的部件(分电器、曲轴、凸轮轴等)运转正常后，如果喷油器接地正常，则是控制电脑没有电源脉冲推动控制电路信号输出，这可能是由以下原因造成的:控制电脑没有收到曲轴、凸轮轴位置传感器传出发动机转速信号或同步信号;控制电脑内部或外部电源电路损坏，控制电脑接地不良，控制电脑内部喷油驱动器损坏。

3)正时测试

如果怀疑点火的信号(如CKP传感器等)阻碍发动机启动，就去检查电子点火控制系统的故障。

6.5.2 点火次级波形

发动机分析仪中的示波器是专用的，它被设计成用来测量一个特殊系统——点火系统。在大多数情况下，发动机分析仪不能提供足够的功能用以诊断当今轿车的所有电气系统。而汽车示波器具备测试当今轿车所有电气系统(包括点火系统)的功能，这是它胜过发动机分析仪的地方。

用专门设计的点火探头，能够容易地使用汽车示波器去完成通常要用大型昂贵的发动机分析仪才能做到的许多相同的试验和程序，如初级和次级点火阵列波形、单独汽缸的初级波形、急加速高压值、点火系统的输出等，这些都是汽车示波器容易完成的测试，并且由于汽车示波器完全是便提式的，可以用汽车示波器来进行路试，检查在行驶条件下很有可能发生的点火故障，所以在任何有公路的地方，汽车示波器就像一个公路上的“诊所”。

在这一部分中，将看到为测试典型点火系统而设置在汽车示波器中的测试程序，还将学会用它独特的性能去诊断当今汽车的点火系统故障。

1.分电器点火次级阵列波形

用分电器点火次级阵列波形(图6-15)显示测试作为有效的行驶能力检查，已有30年的历史。点火的次级阵列波形主要被用来检查短路或开路的火花塞高压线，或引起点火不良的污损火花塞。这个试验可以提供一个关于各个汽缸燃烧质量情况有价值的资料。由于点火二次波形明显地受到各种不同的发动机、燃油系统和点火条件的影响，所以它能够有效地检测出发动机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件，故障波形的不同部分能够指明在任何汽缸中的某一部件或系统的故障。

图6-15 分电器点火次级阵列波形

1)试验方法

启动发动机或驾驶汽车导致行驶性能故障或点火不良等情况出现，调整触发电平直至波形稳定和发动机转速可以清楚地在显示屏上显示出来。

2)波形分析

确认幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度在各缸上都是一致的，各缸的点火峰值电压高度应该相对一致、基本相等。任何峰值高度间的差别都表明有故障，一个相比高出很多的峰值，表示在该汽缸点火二次系统中存在着高的电阻，这可能意味着点火高压开路或电阻太大;一个相比低出很多的峰值，指示点火高压线短路或火花塞间隙过小，火花塞污损或破裂。第一缸的点火峰值显示在左侧，汽缸的点火波形按发动机点火顺序从左至右显示。

2.分电器点火次级(在急加速时)阵列波形

分电器点火次级急加速高压测试(图6-16)是为了判定最大电压或确定在一组汽缸中某一给定汽缸的点火电压，这个测试可以帮助查出在重负荷或急加速时的点火不良，它能够提供关于各缸的点火和燃烧质量非常有价值的资料。由于点火次级波形明显受到不同发动机、燃油系统和点火状况的影响，所以它能够有效地检测出发动机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件的故障，波形的不同表明任一特定汽缸中的部件或系统有故障。

1)试验方法

启动发动机或驾驶汽车导致行驶性能故障或点火不良等情况出现，确定幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度各缸一致(特别是在急加速或高负荷时)。

2)波形分析

各缸点火峰值电压高度应基本相等，在急加速或高负荷条件下，由于汽缸压力的增大，所有点火峰值高度都将增加，任何其他的信号峰值高度的实际偏离都意味着故障。一个高出很多的峰值说明这个汽缸的点火次级电路中有高电阻，这可能意味着点火高压线开路或电阻太大;一个低的峰值指示点火高压线短路或火花塞间隙过小、火花塞污损或破裂;在有负荷或急加速时点火不良，同时还出现所有汽缸的点火峰值高度都低，这可能表示点火线圈性能差。

图6-16 分电器点火次级(在急加速时)阵列波形

3.分电器点火次级单缸波形

用分电器点火次级单缸波形测试(图6-17)进行有效的行驶能力检查，已有30余年的历史。点火次级单缸波形测试主要用于以下几方面:

(1)分析单个汽缸的点火闭合角(点火线圈充电时间);

(2)分析点火线圈和次级高压电路性能(从点火线至点火电压线);

(3)查出单缸不适当的混合气空燃比(从燃烧线);

(4)分析电容性能(白金或点火系统);

(5)查出造成汽缸失火的火花塞(从燃烧线)。

这个测试能提供关于每个汽缸的燃烧质量非常有价值的资料。如果有必要甚至可以在行驶条件下进行此项测试。由于点火次级波形明显受不同发动机、燃油系统和点火条件影响，它对检测发动机机械部件和燃油系统部件及点火系统部件的故障是有用的。波形的不同部分能指明任一特定汽缸的某些部件和系统的故障。参照波形各部分的指示可判断相关部件运行状况。

1)试验方法

按照行驶性能故障或点火不良等情况出现的要求来启动发动机或驾驶汽车。确认各缸幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度的一致性，检查对应特定部件的波形部分的故障。

图6-17 分电器点火次级单缸波形

2)波形分析

流入点火线圈的电流:点火线圈在开始充电时，保持相对一致的波形下降沿，这表明各缸的闭合角一致及点火正时精确。

点火线:观察跳火电压的高度是否一致性。一个太高的跳火电压(它甚至超过了示波器的显示屏)表明在点火次级电路中存在着高电阻(如开路，或火花塞、高压线损坏，或火花塞间隙过大);一个太短的跳火电压线表明点火次级电路电阻低于正常值(如污浊和破裂的火花塞和漏电的火花塞高压线等)。

火花或燃烧电压:观察火花或燃烧电压是否保持相对一致性。如果一致，这表明火花塞工作的一致性好和各缸空燃比合适;如果混合气太稀，燃烧电压就比正常值低一些。

燃烧线:火花或燃烧线应十分“干净”，没有过多的杂波在燃烧线上。过多的杂波表明汽缸点火不良(如点火过早、喷油器损坏、污浊火花塞或其他)。燃烧线的持续时间异常，表明汽缸内的混合气异常稀或异常浓。过长的燃烧线(通常超过2ms)表示混合气浓，过短的燃烧线(通常小于0.75ms)表示混合气稀。

点火线圈振荡:燃烧线后面最少有两个，最好多于三个振荡波，这表明点火线圈和电容器(在白金或点火系统)是好的。

动态峰值检查显示方式对发现各缸点火过程中的间歇性故障十分有用。

4.电子点火(EI)次级单缸波形

电子点火次级单缸波形测试主要用于以下几方面:

(1)分析单个汽缸的点火闭合角(点火线圈充电时间);

(2)分析点火线圈和次级高压电路性能;(从点火线至点火电压线)

(3)查出单缸不适当的混合气空燃比;(从燃烧线)

(4)分析电容性能;(白金或点火系统)

(5)查出造成汽缸失火的原因。(污浊或破裂的火花塞，从燃烧线)

这个测试也能提供关于每个汽缸的燃烧质量非常有价值的资料。

1)试验方法

按照行驶性能故障或点火不良等情况出现的要求来启动发动机或驾驶汽车，在排气行程火花塞点火系统，调整示波器电压比例在5～10k V/格之间，这样可以保持做功行程点火的正常显示。在加速或高负荷下确认各缸幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度的一致性，检查对应特定部件的波形部分的故障。

2)波形分析

点火线:观察各缸跳火电压高度是否一致。在急加速或高负荷时，由于燃烧压力的增大，跳火峰值电压将会增高。任何峰值高度的实际偏差都可能意味着故障。

火花或燃烧电压:观察火花或燃烧电压是否保持一致。如果一致，表明火花塞工作一致和各缸空燃比合适;如果混合气太稀，燃烧电压就比正常值低一些。

燃烧线:火花或燃烧线应十分“干净”，没有过多的杂波在燃烧线上。过多的杂波表明汽缸点火不良(如点火过早、喷油器损坏、污浊火花塞或其他)。燃烧线的持续时间异常，表明汽缸内的混合气异常稀或异常浓。过长的燃烧线(通常超过2ms)表示混合气浓，过短的燃烧线(通常小于0.75ms)表示混合气稀。

点火线圈振荡:在燃烧线后面最少有两个，最好多于三个振荡波，这表明点火线圈和电容器(在白金或点火系统)是好的。

动态峰值检测显示方式对发现各缸点火过程中的间歇性故障十分有用。

5.电子点火次级单缸急加速波形

电子点火次级单缸急加速波形如图6-18所示，内容同分电器点火次级急加速阵列波形，不再赘述。

6.分电器电子点火线圈压力试验

这个测试(图6-19)是在最苛刻的工作方式下——曲轴旋转但不送燃油喷射进汽缸时，测试点火线圈最大输出，在许多不同情况和压力条件(混合比变化、燃烧室紊流、极大的燃烧压力等)下，点火线圈都必须有能力提供必要的点火电压，点火线圈被设计成在任何正常发动机工作方式下，都有能力提供超出所需要的最大电压的电压。然而，振动、热疲劳、点火高压线圈的高电阻和其他因素可能导致点火线圈早期损坏，这个试验对发现点火线圈在有负荷的情况(如加速)下，出现间歇性点火不良或启动困难及无法启动是有用的。

这个试验既可在分电器点火系统也可在无分电器点火系统中进行。在分电器点火系统中只需要用汽车示波器的一个通道;而对无分电器点火系统(一个点火线圈给两个汽缸点火)汽车示波器上的两个通道都要用，一个用于做功行程火花塞上，另一个用于排气行程火花塞上，当启动时，火花塞在无燃料的情况下在汽缸内点火，这时它需要最大的点火电压“跳火”，最大点火电压将会显示在示波器上。

1)试验方法

喷油器不工作或切断燃油输送系统(燃油泵等)，以防止启动发动机发动着车，然后启动发动机，观察示波器波形。

图6-18 电子点火次级单缸急加速波形

图6-19 分电器电子点火线圈压力试验

2)波形分析

确定波形上点火峰值电压。通常在新式或高能点火系统中，波形上点火电压在15～30 k V。点火电压因火花塞间隙、发动机汽缸压缩比和混合气空燃比不同而有所差异，在双火花塞(EI)系统中，在排气行程的火花塞峰值电压要比在做功行程的火花塞峰值电压低约5k V。

在判断低峰值电压的点火线圈是否可用时，应先确认火花塞和高压线是否完好。在测试时，短路的火花塞高压线或低电阻火花塞(间隙、污损)可能导致点火线圈输出电压低。

7.电子点火次级做功及排气点火测试

电子点火次级做功及排气点火波形(图6-20)显示对测试电子式点火线圈是有效的方法。可以用于测试电子点火系统工作状况的以下几个方面:

图6-20 电子点火做功及排气点火测试

(1)分析单个汽缸的点火闭合角(点火线圈充电时间);

(2)分析点火线圈和次级高压电路性能;(从点火线至点火电压线)

(3)查出单缸不适当的混合气空燃比;(从燃烧线)

(4)分析电容性能;(白金或点火系统)

(5)查出造成汽缸失火的原因。(污浊或破型的火花塞，从燃烧线)

点火次级做功及排气点火波形测试，使用双通道显示方式，将做功点火和排气点火波形及点火电压(数字显示)同时显示在汽车示波器上。

6.5.3 初级低压点火波形分析

1.点火初级闭合角波形

自从点火系统发明以来，点火初级闭合角测试(图6-21)是必不可少的步骤。

然而，电子点火控制系统的出现，使闭合角调整已不存在了，它改由发动机控制电脑来控制。现代发动机控制电脑含有最优化的点火控制图，它对点火正时、闭合角等其他因素的控制比传统的白金 电容系统要精确得多，这对发动机性能和尾气排放都很有益。

图6-21 点火初级闭合角波形

但发动机控制电脑及它们的线路系统和点火控制模块都可能出故障，所以初级点火闭合角测试仍然是有用的。由于点火初级和次级线圈的互感作用，在点火次级发生跳火状态会反馈给初级电路，因此点火初级波形显示就非常有用。初级点火闭合角显示主要用于以下几方面:

(1)分析单个汽缸的点火闭合角(点火线圈充电时间);

(2)确定平均闭合角的度数或毫秒数;

(3)分析点火线圈和初级电路性能;(从点火高压线)

(4)分析电容性能。(白金或点火系统)

这个试验能提供关于发动机控制电脑(或白金)的闭合角控制和精度等方面的有用资料，如果有必要，甚至在行驶条件也可以提供。由于点火初级波形非常容易受到不同的发动机、燃油系统和点火条件的影响，因此它对控制发动机和燃油系统部件以及点火系统的部件的问题分析是有价值的。波形的不同部分能表明任一特定汽缸中确定的部件或系统的故障(参见波形图中对波形特定部分和相关元件运行的说明框)。汽车示波器在显示屏上可以用数字显示出波形的特征值。

1)试验方法

使发动机怠速运转，再加速发动机或按照行驶性能出现故障或点火不良发生的条件来启动发动机或驾驶汽车。

确认各缸幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度的一致性，观察对应特定部件的波形部分的问题，核实初级点火闭合角是否在厂家资料规定的范围内。

2)波形分析

密切观察发动机负荷和转速变化时闭合角(脉冲宽度)的变化情况。

动态峰值检测显示方式对发现各缸点火过程中的间歇性故障非常有效。

2.点火初级线圈波形

如果怀疑点火线圈短路或点火模块开关晶体管(或白金)有故障，可以用下面几种方法进行诊断。制造厂商规范可提供点火初级线圈的电阻范围，这是对初级点火线圈的静态测量;对点火初级线圈更精确的动态测量包括用分析电流波形的方式在工作状态下测试电流值;另外在点火初级线圈电流测试中，可以对点火模块开关晶体管的工作状态进行检查;点火模块电流极限的测试能够确认在点火模块的开关晶体管中的电路运行极限电流是否合适。

进行这个试验(图6-22)需要示波器的附件——电流钳，汽车示波器的内部设置可以不做任何的改动就能直接插上电流钳，只需要做初始设置就可以使用。在任何时候，这种电流钳都可以用来检查任何电磁阀线圈(喷油器等)、点火线圈或开关电路。汽车示波器还在显示波形的同时用数字的方式显示最大电流值。

图6-22 点火初级线圈波形

1)试验方法

启动发动机并怠速运转，在使故障重复的条件下，加速发动机或驾驶汽车。如果发动机不能启动，就打开启动机让发动机转动，然后观察示波器显示。

2)波形分析

当电流开始流入点火初级线圈时，由于线圈特定的电阻和电感特性，引起波形以一定的斜率上升，波形上升的斜率是关键所在，通常点火初级线圈电流波形会以60°角上升(在10 m V/格时基下)，大多数新式点火初级电路先提供5～6A电流给点火线圈，当到达允许最大电流时，在点火模块中的限流电路就开始起作用。这使得波形顶部变平，在点火初级线圈的“导通时间”(或闭合角)内电流波形的顶部保持平直。当点火模块关断电流时，电流波形几乎是垂直下降，点火线圈的电流将下降至0。在每一个点火循环中，这个过程在不断重复。

重要的是，当电流开始流入点火线圈时，观察点火线圈的电流波形，如果在其左侧几乎是垂直上升的，这就说明点火线圈的电阻太小(短路)，这可能造成行驶性能故障，并损坏点火模块中开关晶体管。

这个电流波形的初始上升时间相当于达到峰值的时间，通常是不变的，这是由于充满一个好的点火线圈的电流所用的时间是保持不变的(随温度有轻微变化)。发动机控制电脑(逼迫点火模块)增加或减少点火线圈的导通时间。

3.分电器点火初级阵列波形

点火线圈初级信号在动力传动管理系统中是一个重要的诊断信号，点火线圈初级信号一直是一个有价值的诊断项目。对于行驶性能故障，例如不能启动、怠速熄火或行驶中熄火、点火不良、喘抖等，这个信号的应用是最有效诊断的一部分。当行驶性能故障仅仅发生在行驶或是间歇性出现时，由于便捷式汽车示波器能够随车进行路试，所以它对点火初级信号测试就特别有用。

几十年来，初级点火阵列波形对行驶性能故障的诊断一直是有效的。由于点火次级燃烧的过程，可以通过初级和次级线圈的互感返回到初级电路，所以从点火初级上显示的波形是非常有用的。

点火初级阵列波形(图6-23)主要用于查出火花塞、高压线的短路或断路故障，或是查出污损的火花塞，它是造成点火不良的主要原因;当点火次级不易测试时(如无火花塞高压线的汽车)，测试点火初级波形就比较容易。

这个试验可以提供关于各缸燃烧质量非常有价值的资料。因为点火初级波形受不同发动机、燃油系统和点火条件的影响，所以用它检测发动机机械部件和燃油系统部件及点火系统部件的故障是有用的。波形的不同部分指示出任一汽缸相应部件或系统的故障。汽车示波器在显示屏上可以用数字的方式显示出波形的特征值。

1)试验方法

让发动机怠速运转，按照行驶性能故障或点火不良发生的需要来驾驶汽车。确认各缸信号的幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度的一致性。

2)波形分析

观察各缸跳火峰值电压高度是否相对一致。任何与其他信号相比高度发生实际改变的信号都意味着故障。一个比其他汽缸低很多的峰值，可能说明这个汽缸点火次级电路中存在着高电阻，这可能意味着开路或火花塞高压线电阻太高;一个比其他汽缸高很多的峰值可能说明汽缸火花塞高压线短路、火花塞间隙小、火花塞破裂或污浊。第一缸点火峰值显示在最左侧，其他各缸按点火顺序从左至右排列。

4.分电器点火初级阵列波形

这个波形的测试(图6-24)内容、项目和方法与前面的分电器次级阵列波形完全相同，只是在测试时要确认闭合角随发动机的负荷及转速的变化而改变，还要根据缸数(4、6、8缸)来调整时基(水平轴比例)使得所有汽缸峰值都能同时显示在屏幕上。

图6-23 分电器点火初级阵列波形

图6-24 分电器点火初级阵列波形

5.分电器初级单缸波形

三十年来，点火初级单缸波形测试一直是检查行驶性能的有效手段，由于点火次级燃烧的过程可以通过初级和次级点火线圈的互感返回到初级电路，所以点火初级波形是非常有用的。

这个波形的测试(图6-25)内容、项目和方法与前面分电器次级单缸波形完全相同，只是测试时要确认闭合角随发动机的负荷和转速变化而改变的情况。

图6-25 分电器初级点火单缸波形

6.电子点火初级单缸波形

电子点火初级单缸波形测试(图6-26)对查出对应电子点火线圈的点火故障是有效的。由于点火次级燃烧的过程可以通过初级和次级点火线圈的互感返回到初级电路，所以点火初级测试是非常有用的。电子点火初级单缸波形的测试内容、项目和方法与前面分电器初级单缸波形完全相同，只是在测试时要确认闭合角随发动机的转速和负荷变化而改变的情况，另外还需要测试每个点火线圈。

6.5.4 点火正时及参考信号

波形点火系统需要几个输入信号才能正常工作，它需要知道什么时候点火、点火线圈通电时间以及点火正时提前多少。在早期点火装置中这些信号是由分电器、真空提前点火装置和白金来提供，因此检测部件的物理手段是最主要诊断方法之一。

现在真空提前点火装置、分电器和白金几乎不复存在了，这当然是件好事，点火系统仍然可以通过示波器的“眼睛”来检查。电子点火正时(EST)从设计上讲是一个复杂系统，但它并不是难以诊断的。发动机控制电脑发出一个EST信号给点火模块或直接给点火线圈，这个EST信号含有老式真空提前点火装置、分电器和白金装置所提供的全部信息，发动机控制电脑(PDM)只是收集并传送不同的信息。

电子点火正时(EST)信号的频率代替了老式的分电器和白金装置，它告诉点火线圈什么时候点火、电子点火正时信号的导通时间或脉冲宽度包含的闭合角信息，这决定了每次点火时点火线圈充电时间的长短。点火提前角信息(像老式的真空提前点火装置)也有一个新的方法，即由信号的导通时间或脉冲宽度来提供。

图6-26 电子点火初级单缸波形

发动机控制电脑用来自点火模块的点火参考信号和其他输入信号(例如MAP、TPS、EST等信号)产生电子点火正时信号。电子点火正时信号是返送给点火模块中另一个开关晶体管的信号。这个开关晶体管用于控制点火线圈初级电路，随着发动机转速的增减，电子点火正时信号频率与点火参考信号频率同步变化。

发动机控制电脑不断地控制电子点火正时信号的脉宽，而这个脉宽又提供了初级点火闭合角和点火正时提前角的信息。

点火模块根据曲轴位置传感器信号产生的数字信号就是点火参考信号。点火模块向发动机控制电脑发送点火参考信号，发动机控制电脑用这个信号正确地控制喷油时间和电子点火正时输出信号。点火参考信号是频率调制数字信号，这个信号的频率随发动转速变化而变化。

1)试验方法

启动或运转发动机，使发动机怠速运转、加速发动机或按行驶性能故障发生时所需要的条件驾驶汽车。

在加减速时，电子点火正时信号的脉冲宽度将发生改变，脉冲宽度的改变量影响点火闭合角(点火线圈通电时间)和确定点火提前量。

2)波形分析

确认脉冲和脉冲之间幅值、频率和形状等判定性尺度的一致性，这就要求数字脉冲幅值足够高，脉冲间隔时间和形状是一致的，同时也要注意下列因素。

(1)观察波形的一致性。注意波形底部和顶部的直角，所有的波形都应该是等高的，这是因为供电电压不变的缘故。确认波形对地电压不会过高，因为电压过高可能表明电阻或点火模块、控制电脑的接地不良。

(2)观察波形随发动机异常响声及行驶故障的异常变化，这是为了证实信号出现的问题与顾客反映情况和行驶故障是否有关系。

(3)如果示波器上的波形异常，便应先检查线路、接头及示波器的连接。这时可摇动线束，以进一步确认电子点火正时信号电路是否是问题的根源。

(4)当启动发动机时看到一条平直的波形，也就是说没有启动，这可能说明曲轴位置传感器、点火模块、控制电脑、线路或插头出了故障。当看到不好的或平直线信号时，可按顺序找到信号起源处(曲轴位置传感器)，用示波器测试曲轴位置传感器的信号，从点火初级电路到点火模块，如果所有的地方都是好的，那么就检查点火模块和控制电脑之间的信号，然后再检查控制电脑返回点火模块的信号，最后检查从点火模块到点火线圈的初级信号。

在少数例子中，在控制电脑内部将电子点火正时电路或点火参考电路接地，也会产生一平直线波形(无信号)。

1.电子点火正时信号波形

这个测试波形(图6-27)是用来诊断电子点火正时电路，许多通用汽车、欧洲汽车甚至亚洲生产的汽车都有相似的点火电路设计，当确定发动机失速或点火不良的原因是在点火模块、曲轴位置传感器和控制电脑时，可以按照前面介绍的测试方法进行诊断。

图6-27 电子点火正时信号波形

确认波形的频率与发动机转速同步，只有当点火正时需要改变时，电子点火正时信号(EST)的占空比才发生改变。电子点火正时信号的幅值通常略小于5V。

2.点火(DIST)参考信号波形

这个测试波形(图6-28)可以诊断点火参考电路，这个电路有时又称为分电器参考电路。许多通用(GM)汽车、欧洲甚至亚洲生产的汽车都使用相似的点火电路设计。当怀疑点火模块、曲轴转角传感器或控制电脑是造成发动机失速或点火不良的根本原因时，使用这个示波器测试程序就很有用。

图6-28 点火参考信号波形

根据点火模块的形式或曲轴位置传感器传送给点火模块的信号类型，点火参考信号波形的幅值可能取略小于5V或8V左右电压这两种情况。

可以按照前面部分中的测试方法进行诊断，不同的地方是要确认点火(DIST)参考信号波形的频率不仅与发动机转速同步，而且在任何情况下占空比都保持不变。

3.点火(DIST)参考信号和电子点火正时(EST)双踪波形

这是双通道示波器测试(图6-29)，两个波形来自两条电路，它把有着重要联系的两个波形同时显示在示波器上，可以同时诊断点火参考电路和电子点火正时电路或检查它们两者之间的关系进而诊断控制电脑(PCM)的可能故障。

双踪波形的测试可以按照前面所述的测试步骤进行。

4.福特分布型点火传感器PIP和点火输出信号SPOUT双踪波形

图6-30是用于福特林肯和水星汽车点火系统的双踪示波器测试，它把有着重要联系的波形同时显示在示波器上，用这个测试方法可以同时诊断分布型点火传感器PIP和点火输出信号电路或检查它们之间联系，进而去诊断发动机控制电脑或点火正时的故障。许多通用汽车、欧洲汽车甚至亚洲生产的轿车都使用相似的点火线路设计，但福特PIP/SPOUT设计确有其独特之处，当确定发动机失速或点火不良的根本原因，并怀疑可能是点火模块、霍尔效应传感器或发动机控制电脑的故障时，用这个测试是很有效的。

图6-29 点火(DIST)参考信号和电子点火正时(EST)双踪波形

图6-30 点火传感器PIP和点火输出信号SPOUT双踪波形

分布型点火传感器PIP信号是数字信号，它是由厚膜集成电路点火模块TFI根据霍尔效应传感器送入信号产生的。霍尔效应传感器安装在分电器或曲轴上，厚膜集成电路点火模块TFI发出PIP信号给发动机控制电脑，发动机控制电脑用这个信号正确发出燃油喷油时间、电子点火正时信号。PIP信号主要是频率调制信号，也就是说频率随发动机转速而变化，而厚膜集成电路模块TFI则根据SPOUT信号产生一个脉冲宽度的调制成分。

发动机控制电脑用来自点火模块的PIP信号和一些其他信号(例如MAP、TPS等)产生SPOUT信号，然后发动机控制电脑将SPOUT信号送回给TFI点火模块去控制点火初级电路。SPOUT信号是脉冲宽度调制信号，发动机控制电脑经常不断地控制SPOUT信号脉冲宽度调制成分(在波形上角的缺口)，发动机控制电脑频繁地改变SPOUT信号脉冲宽度，这个宽度提供初级点火闭合角和点火提前角的资料。SPOUT信号的频率随着PIP信号频率而变化。

可以按照前面测试步骤进行分析，但要注意每一个PIP脉冲都会对应一个SPOUT脉冲，在示波器上显示的脉冲并不是在相互的顶部的位置，这意味着它们不是同时发生的。在SPOUT脉冲上的缺口脉宽将随着节气门开启而变化，在计算机控制闭合角CCD系统中，缺口宽度的改变量确定着点火正时提前角和点火闭合角。

当SPOUT(设定正时)接头插上时，造成PIP信号的直角顶部和底部的小缺口，显示出从控制电脑到厚膜集成电路点火模块，然后再返回控制电脑的监视环。当拔下SPOUT接头，缺口就消失了，这是因为它破坏了厚膜集成电路点火模块TFI将PIP信号编成SPOUT信息的能力。