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详解数据分析仪中的波形识别(三)
来源:本站整理  作者:佚名  2012-10-10 08:49:19


点火消耗了高压次级提供的电能,当次级提供的电能不足以维持火花时,高压电离被中断,但电能并没有彻底消耗完全,这点不足以维持电离的剩余高压电能不断在线圈与铁芯中来回进行电磁与电场相互交换来消耗能量。

 

在D点上就出现了逐渐衰减的振荡波形。这个衰减振荡是判断点火线圈次级的重要波形,在高压点火线圈良好的情况下,这个振荡波形不少于3次,质量非常好的高压点火线圈有的达到5次甚至7次之多。

 

在高压次级波形中需要指出一点,图47的波形是分析仪反相显示出来的波形,实际高压次级波形是负电压上升下降。因为高压次级跳火是使用电子流来工作的,这和我们平时熟悉的电流是两种概念。习惯上人们把正电压的流动方向称为电流方向,电流从正极流向负极。但实际上电子流的方向是从负极流向正极。

 

由于电子流易于从热的金属表面流向冷的金属表面,火花塞中心电极的温度比侧电极高,因而电子可以较容易地从中心电极向侧电极发射。火花塞间隙处的气体离子化程度更高,穿透电压可以降低,火花塞跳火容易。

 

所以高压电路中电流方向是从火花塞侧电极到中心电极,而电子流方向是从中心电极到侧电极。侧电极为正极,中心电极为负极。

 

我们使用分析仪,将点火线圈的正负极插口位置进行调换,使用衰减倍率为15000:1的高压信号采集器对电容点火和电感点火的点火线圈进行开路情况下的电压值测试。图48为电容点火时点火线圈次级输出正电压的波形,图49为电容点火时点火线圈输出负电压的波形,图50为电感点火时点火线圈输出正电压的波形,图51为电感点火时点火线圈输出负电压的波形。

 

从波形测试数据中可以看到,当点火线圈次级输出为负电压时,开路电压值均高于输出为正电压时。这是因为点火线圈中次级电流的流动方向不同造成的,在点火线圈次级输出为正电压时,次级电流的基本流动方向为:次级线圈→火花塞中心电极→火花塞侧电极→搭铁→回到次级线圈。

 

在点火线圈次级输出为负电压时,次级电流的基本流动方向为:次级线圈→初级线圈→搭铁→火花塞侧电极→火花塞中心电极→回到次级线圈。从次级电流的流动方向上可以看到,当火花塞中心电极为负电极时,这种工作方式使次级回路中串入初级线圈,次级电压为次级线圈的互感电动势和初级线圈的自感电动势的叠加。两个线圈电动势比单独一个线圈的电动势高,次级的开路状态下电压也就提高。高电压既有利于火花塞击穿跳火,同时也满足了电子流流动方向的需要。所以摩托车发动机都使用点火线圈输出电压为负极的点火工作方式。

 

A点的击穿电压在不同的工作冲程,电压高低不相同。如图52在摩托车发动机的运转点火中,连续次级波形击穿电压的高低是因为每次点火时的发动机运转位置不同造成。压缩冲程时汽缸内可燃混合气被压缩,压力增大提高,火花塞间隙需要一个高的击穿电压才能电离空气形成电子流跳火。在排气冲程点位置时排气门开启,汽缸内压力相比压缩冲程时降低很多,击穿火花塞间隙的电压就不需要太高。实际测试中我们进行过压力对于高压电击穿火花塞间隙的实验,得到的数据进一步证明了这个高低的击穿电压变化是因为点火时汽缸内冲程位置不同、压力不同造成的。

 

图53是实验时的采集高压信号方式,将火花塞安装在一个可以连接进气泵管路内的插接座上,使火花塞处在一个密封的压力环境中。火花塞间隙调整到常规的0.7mm,高压帽使用6kΩ的电阻型高压帽,为了把连接插座和整个点火电路构成工作回路,我们在火花塞安装孔上加装了一段搭铁线路,将测试接座和整个线路勾通。然后开启气泵,将压力加到0.8MPa后停止气泵工作。外接一个触发信号使点火电路工作开始高压跳火,从这个压力开始每降低0.05MPa压力时记录一次测试数据。

 

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