【虹科Pico汽車示波器】數(shù)學通道的應(yīng)用（八）-點火提前裝置

我終于要重新研究夏爾巴人越野車了，以確定從怠速到更高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速期間，為什么閉合角會出現(xiàn)一個大約10°的波動。

首先需要考慮的是，由于真空或離心點火提前調(diào)節(jié)裝置的存在，可能會使得分電器發(fā)生轉(zhuǎn)動。不幸的是，這輛車的真空點火提前調(diào)節(jié)裝置的膜片有問題，真空室出現(xiàn)了泄漏，導(dǎo)致真空泵失效。

雖然如此，連續(xù)出現(xiàn)的進氣歧管真空還是能克服膜片泄漏這個問題，進而讓分電器旋轉(zhuǎn)起來。

圖1波形顯示了在應(yīng)用數(shù)學通道、濾波和圖形處理之前的原始數(shù)據(jù)：

圖1 原始數(shù)據(jù)

圖2波形根據(jù)我們捕獲的原始數(shù)據(jù)，繪制了真空點火提前調(diào)節(jié)裝置與發(fā)動機轉(zhuǎn)速、點火正時、閉合角這些相關(guān)參數(shù)的實時變化曲線。

我將WPS500X壓力傳感器（在D通道上）連接到了分電器真空管上，以繪制作用在真空膜片上的壓力波形。發(fā)動機怠速時，我們暫時從膜片上拆下了真空管，將真空釋放到大氣當中。

圖2 數(shù)學通道繪制波形

真空壓力的變化肯定是非常顯著的（即使在膜片泄漏的情況下）。

我們在A通道上使用了一個光學傳感器，采集曲軸皮帶輪信號。這樣皮帶輪每轉(zhuǎn)一圈會產(chǎn)生一個脈沖，從而可以精確地表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速。需要注意的是，在給定一個點火正時的情況下，膜片處真空度變小時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速是下降的。
B通道顯示的是一缸點火峰值電壓的頻率，也就是點火正時?？梢粤粢庀曼c火正時和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系。 在整個事件中，C通道上的閉合角保持恒定，這使我們得出一個結(jié)論，分點器底板上的真空點火提前調(diào)節(jié)裝置不會影響閉合角。下一步是確定在從怠速到WOT（節(jié)氣門全開）的過程中，離心點火提前調(diào)節(jié)裝置是否會影響閉合角。為此如圖3所示，我們使用Tx20 Torx六角套筒將分電器底板固定（真空裝置失效），然后加速發(fā)動機從怠速到WOT。

圖3 固定分電器底板

圖4顯示了發(fā)動機從怠速運行到WOT，然后又在分電器底板被固定的情況下回到怠速工況。

圖4 閉合角變化曲線

從波形我們得出結(jié)論，閉合角的變化與真空或離心點火提前調(diào)節(jié)裝置無關(guān)。因此，閉合角的波動一定是分電器上某個部件造成的！之前我曾說過：“這個車輛運行良好，沒有任何運行或正時問題，并且通過機械檢查確認了軸的橫向運動正常，無明顯磨損”。 盡管車輛確實運轉(zhuǎn)正常，但經(jīng)過仔細檢查發(fā)現(xiàn)，“無明顯磨損”并不準確。

視頻2中可以看到一個明顯的橫向運動，將斷電器的觸點間隙從0.381mm增加到了0.6096mm。在視頻3中可以看到，底板的“浮動”設(shè)計是如何使其與可變觸頭間隙這一特性相匹配的。

在視頻4里，是一個新款Lucas分電器裝置，也設(shè)計了一個與分電器軸類似的橫向運動，可以將斷電器的觸點間隙從0.4064 mm調(diào)整到0.5588 mm。

對閉合角總結(jié)一下，基于分配器的設(shè)計以及從怠速到WOT期間發(fā)生的動態(tài)變化，我們使用PicoScope捕獲的閉合角波動是確實存在的。因此，我們在此強調(diào)，閉合角波動是傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的正常變化，而不是分電器軸軸承/襯套有故障或過度磨損，這也說明了傳統(tǒng)點火系統(tǒng)不再適用于現(xiàn)如今車輛的原因。關(guān)于B通道捕獲氣缸1的次級點火事件，我想回答一些可能會提到的問題。我們?nèi)绾斡嬎泓c火正時？
使用DeepMeasure功能，我們可以找到氣缸1的每一個次級點火事件，同時還顯示了每個點火事件之間的時間間隔。
在發(fā)動機處于怠速時，氣缸1中每個點火事件之間的時間間隔應(yīng)保持一致。但是，當真空點火提前裝置起作用時，時間間隔將減小，這導(dǎo)致了點火頻率升高以及點火正時提前。我們可以將旋轉(zhuǎn)標尺放在曲軸正時位置上，以準確測量相對于曲軸皮帶輪上的TDC標記的點火提前角。

圖5 真空壓力為-304mbar的點火正時

圖6 無真空提前調(diào)節(jié)的點火正時

如何繪制點火事件波形？

實際上，我們繪制了氣缸1每次點火事件的波形。如果每次點火事件的時間間隔減小，則點火頻率會增加，因此我們可以得出結(jié)論，點火正時有變化。

如果不是怠速工況，繪制次級點火電壓的曲線會非常有挑戰(zhàn)性。通常，次級點火波形在怠速時比較穩(wěn)定，這有助于我們使用數(shù)學通道和深度測量。這是因為，如果要計算頻率的話，我們需要一個清晰且精準的參考點。

圖7 取2900V作為參考電壓

如果要繪制峰值點火電壓事件的頻率波形，則不能使用0V作為參考點。這是因為，相鄰氣缸的運動和EMI（電磁干擾）會產(chǎn)生干擾。

為了解決這一問題，我們可以將信號的參考點提高到選定的電平以上（2900 V），因為只有氣缸1的峰值點火電壓才能達到此閾值。

要提高B通道的參考點，請使用數(shù)學通道freq（B-2900）。這適用于任何數(shù)學通道，因此零電壓不再是計算信號頻率的參考點了。（選擇一個與您的信號相關(guān)的參考點。）

考慮到PicoScope可以檢測到信號上的小偏差或毛刺，所以我之前提到繪制次級點火事件波形是很有挑戰(zhàn)性的。圖8中曲線發(fā)生偏離，出現(xiàn)了四個峰值也恰好證明了這點。

圖8 次級點火頻率波形

在這里，數(shù)學通道捕獲到了次級點火電壓頻率的瞬時上升，從而導(dǎo)致曲線偏離出現(xiàn)波峰。請記住，這是在怠速工況下測得的，點火事件發(fā)生的頻率應(yīng)該是比較穩(wěn)定的。