2012年2月 新案例学习——克莱斯勒 Concorde

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汽车概况：

   

    ·克莱斯勒Concorde

汽车故障：

   

    这辆克莱斯勒Concorde采用线圈式火花塞点火系统（COP，coil over plug），由于存在明显的失火故障，车主将其开到我们修理厂进行诊断维修。经过简单的测试，我们发现该车发动机5号气缸的初级线圈无法触发产生电火花。

汽车诊断：

   

    这里有点需要注意的，我们将电流钳的量程设置成了100mv/A，而在示波器的显示屏幕上我们将使用电压刻度，而不是电流刻度。

    如图1所示，我们采集到的第一张波形图显示了发动机5号气缸初级线圈的电压信号波形（右图），以及无故障气缸的相应波形（左图）。我们可以将这两个波形进行比较分析。

图 1

    对于无法触发产生电火花的初级线圈来说，我们需要做的第一个测试就是判断该点火线圈是否具有“控制信号”。我们可以使用测试灯或者汽车示波器来完成这个测试，检测线圈负极电路的电压信号或者电流信号都没问题。不过跟前面的测试一样，这次我们还是选择检测电压信号波形，即检测线圈负极电路的电压信号。在失火气缸上的测试结果表明，初级线圈好像没有“控制信号”，也就是说负极电路并没有实现预期的通断接地过程。

    我们这里讲下时基的设置，在这次测试中我们并没有考虑查看波形的细节信息，所以上面的波形图的时基显得比较大（我们能够查看的细节信息也就比较少）。不过我们接下来会调整时基，以查看波形的细节信息。

    我们第2次采集到的波形图有了一些变化。

图 2

    我们可以从图2所示的电流脉冲了解到初级线圈存在“控制信号”。为什么初级线圈存在电流脉冲却不存在触发电压呢？我们是时候将波形放大来看看了。

图 3

    根据放大显示的波形图，我们可以发现在初级线圈通电期间（点火闭合角），三极管控制线圈可靠接地，图中显示的接地电压几乎为0V。我们还发现电流信号有一个非常不错的渐变过程。这是因为线圈在通电时产生反电动势，从而阻碍线圈电流的变化。根据法拉第电磁感应定律，当穿过闭合导体回路所包围面积的磁通量发生变化时，在闭合导体回路中将产生感应电动势阻碍原磁场的变化, 而且该感应电动势的大小与磁通量对时间的变化率成正比。简单地说就是通过初级线圈的电流在线圈本身产生了反电动势，这个反电动势阻碍了线圈的电流变化，因此电流信号自然存在一个渐变过程。

    我们再看看失火气缸的相应波形，很明显初级线圈并没有通过三极管可靠接地。线圈通电期间（点火闭合角）的电压信号就证明了这一点。另外，线圈在通电末期也没有产生瞬间高压信号。这是因为短路的线圈没有激发励磁磁场，因此也就不存在磁场突然衰退的现象。我们也可以发现失火气缸初级线圈的电流波形不存在渐变的过程，而是几乎垂直上升。 我们现在将故障线圈的信号波形进一步放大。

图 4

    如图4所示，实际上控制电路的三极管真的能够实现正常开闭功能，也就是说初级线圈存在控制信号。通电期间电流没有渐变上升的原因是初级线圈出现了短路故障，这导致其无法产生励磁磁场，因此也就不会产生反电动势阻碍初级电流。所以我们看到线圈的电流迅速上升，而不是本来的渐变过程。而控制电路的三极管则需要限制电流才能避免被“烧毁”的后果，这就是为什么线圈负极电路会在线圈通电期间维持高电压的原因。

    总的来说，在检测点火线圈失火故障时，我们必须牢牢谨记这种特殊案例。我们有可能会将初级线圈的短路故障认为是初级线圈没有“控制信号”，当我们没有准确设置好示波器的电压范围和时基时更是如此。这会导致我们转而去查找电子模块或者电脑故障，那可是非常“代价很高”的诊断错误啊！如果我们使用测试灯来检测初级线圈负极电路，我们也看不到测试灯闪亮，这也会导致诊断错误。