接下來要講的內(nèi)容可能并不適用于所有的用戶，但我認(rèn)為是值得分享的，因為我們可以在數(shù)據(jù)捕獲的過程中分析所發(fā)生的事件，或者回顧一下點火波形。

我們經(jīng)常被一些汽車愛好者、賽車團(tuán)隊和汽車維修團(tuán)隊問到關(guān)于“閉合角”的問題。當(dāng)用戶得知PicoScope沒有測量“閉合角”這個功能的時候，他們往往會覺得不敢相信并且有些失落。

我完全理解他們的反應(yīng)，作為一個有豐富經(jīng)驗的技術(shù)人員（包括我自己在內(nèi)），每天都會使用萬用表測量閉合角。那么為什么不在Pico示波器中加上這個功能呢？

確切地說，初級點火電路的閉合角測量需要用到能夠精確計算的數(shù)學(xué)工具。然而，問題就在于這個測量過程需要很高的技術(shù)，才能夠捕捉到閉合事件并且分析數(shù)據(jù)。

早期發(fā)動機(jī)分析儀測量的是起動、怠速和發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速下的平均閉合角，隨著測量時間的增加，“平均值”的變化率和采樣率是沒那么準(zhǔn)確的。然而，Pico示波器可以測量初級點火過程中每一次觸點閉合事件，并將結(jié)果以圖表或表格的形式呈現(xiàn)給用戶。這聽起來有點過猶不及，但確實揭示了一些我不知道的特征。

此處閉合角定義為斷電器觸點閉合的時間（初級點火電路通電），根據(jù)分電器軸轉(zhuǎn)過的角度來計算表示。我們主要以4缸發(fā)動機(jī)為例，每個點火事件循環(huán)時間（以分配器軸轉(zhuǎn)動的角度表示）是：分電器軸轉(zhuǎn)動360° / 4個氣缸 = 90°。循環(huán)時間是指每次點火事件的總時間，或者用另一種說法來表示，循環(huán)時間是每次點火事件初級點火電流接通和斷開的總時間。

圖1循環(huán)時間

現(xiàn)在為了計算這個四缸發(fā)動機(jī)的閉合角，我們可以使用公式：duty（B）/ 100 *90 。“占空比B”表示循環(huán)周期內(nèi)信號為正的時間的百分比；除以100可將正占空比轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制值；乘以90可以讓軟件顯示閉合時間，例如：

6缸發(fā)動機(jī)（360°/6 = 60°），公式為duty（B）/ 100*60；8缸發(fā)動機(jī)（360°/8 = 45°），公式為duty（B）/ 100*45。這是一種比較少見的情況，公式中使用的是正占空比，我們測量的是電流而不是電壓，因為這里的電流為數(shù)學(xué)運算提供了一個更穩(wěn)定的信號。如果你想使用初級電壓的負(fù)占空比，我已經(jīng)在A通道上采集了初級電壓信號。使用以下公式也可以得到閉合角:duty（-A）/ 100*90。（要查看通道A，右鍵單擊示波器網(wǎng)格，選擇“A通道”）

圖2閉合角數(shù)學(xué)通道

我在前面提到了使用數(shù)學(xué)通道計算閉合角有一些技術(shù)要點，這就包括：

1. 交流耦合的初級點火電流曲線（B通道）需要與0安培線有明顯交點；
2. 對B通道進(jìn)行低通濾波（4 kHz）,過濾掉多余的干擾，從而改善數(shù)學(xué)通道的波形（這是必不可少的）；
3. 增加樣本數(shù)量（6百萬個樣本）可以提高數(shù)學(xué)通道的準(zhǔn)確性，以確保得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

觀察上面的波形，我們可以看到閉合角的一些偏差，怠速時約為46°，節(jié)氣門全開（WOT）時約為36°（兩者的偏差約為10°）。剛開始懷疑的是分電器軸的軸承/襯套會磨損，因此在較高的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下（從怠速到WOT期間）會產(chǎn)生偏差。在下面的波形中，我已經(jīng)包含了轉(zhuǎn)速數(shù)學(xué)通道60/2 * freq（B），清楚地顯示了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化影響著閉合角的大小。

圖3轉(zhuǎn)速數(shù)學(xué)通道

但其實在這個階段我無法確認(rèn)閉合角的變化是由于分電器的磨損還是分電器中離心調(diào)節(jié)器的活動造成的。我所知道的是車輛運行良好，沒有啟動或正時問題，并且對橫向穩(wěn)定桿進(jìn)行機(jī)械檢查，確認(rèn)沒有明顯的磨損。我覺得有趣的是，在高轉(zhuǎn)速下閉合角的偏差（大約10°）大約是曲軸規(guī)定的20°點火提前角的一半！這太巧合了，所以我將重新確認(rèn)這輛車的點火提前角，同時還將研究由于分電器離心調(diào)節(jié)器的運動對閉合角的影響。從理論上講，閉合事件的頻率會改變，但是占空比/閉合角應(yīng)當(dāng)保持不變。由此可知，當(dāng)分電器離心調(diào)節(jié)器改變斷電器凸輪與分電器軸之間的位置關(guān)系時，閉合角將瞬間改變。
鑒于我們現(xiàn)在可以準(zhǔn)確地測量每個點火周期，我們可能會發(fā)現(xiàn)一個一直存在但從未被捕捉的數(shù)據(jù)——“平均閉合角”。使用Pico示波器的“Deep Measure”功能，我們可以深入研究每個點火周期，以分析占空比（以及閉合角）是如何在發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速下變化的。下面的波形突出顯示怠速時負(fù)占空比的變化，之后是節(jié)氣門全開時的數(shù)值。要從“Deep Measure”中獲得正占空比，請用100%減去下面突出顯示的值。

圖4在怠速工況下的Deep Measure

圖5突出顯示怠速工況下的第83個循環(huán)，怠速工況下的負(fù)占空比大約為48%（正占空比為52%）。

圖5怠速下的第83個循環(huán)

圖6高轉(zhuǎn)速下的Deep Measure

圖7突出顯示W(wǎng)OT工況下的第187個循環(huán)。

圖7高轉(zhuǎn)速下的第187個循環(huán)

Deep Measure功能有助于確定WOT過程中的變化，當(dāng)然這也還需要進(jìn)一步的研究。對于分電器軸的軸承/軸瓦有磨損情況的汽車進(jìn)行類似的測試將是很有用的，因為我們可以把測試結(jié)果與上述數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，進(jìn)而分析判斷問題。

你可能經(jīng)?？吹介]合角表示為46°或51%！其實兩者只是用不同的單位表示同一個“事件”。下面介紹如何把這個四缸發(fā)動機(jī)的閉合角從46°轉(zhuǎn)換為51%：

我們知道360°/ 4 缸= 90°。如果分電器軸的轉(zhuǎn)動過程中90°有46°觸點是閉合的（閉合角）。將閉合角度轉(zhuǎn)換為百分比值：46°/ 90°*100 %= 51%。

51%也恰好是正占空比。請參考下面的波形，其中包括附加的“占空比（B）”的數(shù)學(xué)通道。

圖8占空比（B）數(shù)學(xué)通道

圖9是一臺1985年的沃克斯豪爾·阿斯特拉1.3S OHC發(fā)動機(jī)，采用傳統(tǒng)的分電器，但是帶有電子點火裝置（發(fā)動機(jī)性能表現(xiàn)良好）。用Deep Measure功能測量得到時間標(biāo)尺之間的初級點火電流的負(fù)占空比的變化，從怠速時為82%（18%正）到WOT時為65%（35%正）。

圖9阿斯特拉的負(fù)占空比

我們可以看到閉合角在怠速下極小（16.55°），在WOT時閉合角增大到27.08°。這與我們現(xiàn)在的機(jī)械式斷電器觸點完全相反，也體現(xiàn)出了點火系統(tǒng)在70年代和80年代的發(fā)展。您可以點擊“閱讀原文”下載本文中使用到的psdata文件。切記為B通道使用一個4 kHz低通濾波器，加載文件時請耐心等待，因為存在大量數(shù)據(jù)需要PC處理，并且應(yīng)用了數(shù)學(xué)通道，濾波和深度測量等功能。