接下來要講的內(nèi)容可能并不適用于所有的用戶，但我認為是值得分享的，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、賽車團隊和汽車維修團隊問到關(guān)于“閉合角”的問題。當用戶得知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，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)動機分析儀測量的是起動、怠速和發(fā)動機高轉(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)換為十進制值；乘以90可以讓軟件顯示閉合時間，例如：

6缸發(fā)動機（360°/6 = 60°），公式為duty（B）/ 100*60；8缸發(fā)動機（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)學通道

我在前面提到了使用數(shù)學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通道進行低通濾波（4 kHz）,過濾掉多余的干擾，從而改善數(shù)學通道的波形（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)學通道的準確性，以確保得到準確的結(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)學通道60/2 * freq（B），清楚地顯示了發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化影響著閉合角的大小。

圖3轉(zhuǎn)速數(shù)學通道

但其實在這個階段我無法確認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)定桿進行機械檢查，確認沒有明顯的磨損。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/閉合角應當保持不變。由此可知，當分電器離心調(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)動機高轉(zhuǎn)速下變化的。下面的波形突出顯示怠速時負占空比的變化，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，當然這也還需要進一步的研究。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)進行比較，進而分析判斷問題。

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)學通道。

圖8占空比（B）數(shù)學通道

圖9是一臺1985年的沃克斯豪爾·阿斯特拉1.3S OHC發(fā)動機，采用傳統(tǒng)的分電器，但是帶有電子點火裝置（發(fā)動機性能表現(xiàn)良好）。用Deep Measure功能測量得到時間標尺之間的初級點火電流的負占空比的變化，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，并且應用了數(shù)學通道，濾波和深度測量等功能。