点火系统的故障诊断与排除

汽车运用技术，汽车检测与维修，汽车电子技术专业点火系统检测与维护教学目的专业能力1）能够正确的叙述点火系结构与工作原理；2）能够正确的拆装、检测维护火花塞；3）能够正确的识读点火系电路图；4）能够正确的诊断与排除点火系故障。方法目标1）培养学生认识点火系的能力；2）培养学生拆装与检测维护点火系的能力；3）培养学生使用维修手册的能力；4）培养学生诊断点火系的思维能力。素质能力1）培养学生相互沟通能力2）培养学生团队协作的能力3）培养学生的思维修能力重点起动机电路图识读难点起动系统故障诊断与排除●点火系作用与分类●点火系结构与工作原理本次课主要介绍的内容有：●点火系结构与工作原理点火系的检测与维护点火系常见故障现象●点火系作用与分类（1）在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的；（2）点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动机点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气；并能适应发动机工况和使用条件的变化；（3）自动调节点火时刻，实现可靠而准确的点火；还能在更换燃油或安装分电器时进行人工校准点火时刻。1、点火系作用2、点火系分类1）传统点火系统磁脉冲式2）电子点火系统霍尔式3）电控点火系统光电式（已淘汰）（1）传统点火系统以蓄电池和发动机为电源，借点火线圈和断电器的作用，将电源提供的6V、12V或24V的低电压直流电转变为高压电，再通过分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。传统点火系结构简单，成本低，是一种应用较早、较普遍的点火系。但该点火系工作可靠性差，点火状况受转速、触点技术状况影响较大，需要经常维修、调整。随着汽车技术的发展，传统点火系越来越不适应现代发动机对点火的要求，正日趋被新的电子点火系所取代。（2）电子点火系统以蓄电池和发动机为电源，借点火线圈和由半导体器件（晶体三极管）组成的点火控制器将电源供给的低电压转变为高电压，再通过分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。电子点火系的点火电压和点火能量高，受发动机工况和使用条件的影响小，结构简单，工作可靠，维护、调整工作量小，节约燃油，减小污染，应用日益广泛。B、按信号发生器型式分类①磁感应式；②霍尔式；③光电式；④电磁震荡式。A、按储能方式分类①电感储能电子点火系：火花能量以磁场形式储存在点火线圈中，如蓄电池点火系；②电容储能电子点火系统：火花能量以电场的形式储存在专门的储能电容器中。以蓄电池和发动机为电源，借点火线圈将电源的低压电转变为高压电，再由分电器将高压电分配到各缸火花塞，并由微机控制系统根据各种传感器提供的反映发动机工况的信息，发出点火控制信号，控制点火时刻，点燃可燃混合气。它还可以取消分电器，由微机控制系统直接将高压电分配给各缸。（3）电控点火系统●点火系结构与工作原理1、传统点火系的组成由电源（蓄电池、发电机）、点火开关、点火线圈、分电器（断电器、配电器、电容器）、火花塞、高压导线、附加电阻等组成。发动机工作时，分电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转，凸轮旋转时交替地使断电器触点打开与闭合。在点火开关接通的情况下，当触点闭合时，点火线圈一次绕组中有电流流过，流过一次绕组的电流称为一次电流I1，一次电流所流过的路径称为一次电路，或低压电路。其路径如下：蓄电池正极→电流表→点火开关→点火线圈“十开关”接线柱→附加电阻→“开关”接线柱→点火线圈一次绕组→点火线圈“一”接线柱→断电器触点→搭铁→蓄电池负极。电流通过一次绕组时，在铁心中产生磁场。当断电器凸轮将触点打开时，一次电路被切断，一次绕组中的电流迅速下降到零，引起磁通突降，在一次绕组中产生自感电动势，达200～300V。因此，二次绕组中将在互感的作用下产生与二次绕组和一次绕组匝比成正比的高压电动势，达15～20kV。该电动势击穿火花塞间隙，产生电火花，点燃混合气。二次绕组上产生的电压称为二次电压U2，二次绕组所在的电路称为二次电路，或高压电路。其路径为：二次绕组→附加电阻→点火开关→蓄电池正极→蓄电池负极→高压导线→配电器旁电极→分火头→高压导线→二次绕组。发动机工作期间，断电器凸轮每转一周，各缸按点火顺序轮流点火一次。分电器轴转动断电器点火线圈断开产生高压（1）凸轮轴带动分电器轴转动，分电器凸起间歇打开和闭合断电器；（2）断电器闭合点火线圈一次侧电路通电储能；断电器打开点火二次侧电路通过互感产生高压；（3）配电器将二次侧电路高压分配到各个气缸；（4）传统点火系统特点：白金触点—易坏。2、电子点火系由点火开关、点火信号发生器、点火线圈、火花塞组成。点火信号发生器负责产生点火信号控制点火初级线圈的通断，次级产生的高压击穿火花塞中心电极和旁电极间的空气隙产生高压火花点燃可燃混合气。传感器产生信号点火模块点火线圈功率管断开产生高压（1）点火开关打开，点火模块通电准备工作；（2）凸轮轴带动分电器轴转动，传感器转子转动使传感器线圈产生交变变化的信号（正弦波）；（3）信号送入点火模块，经过多级放大驱动功率三极管工作。功率三极管接通点火线圈一次侧电路通电储能；功率三极管断开点火线圈二次侧电路通过互感产生高压;击穿火花塞点火；（4）传感器工作稳定可靠，无机械磨损，寿命长，控制精度高。3、微机控制点火系由传感器、ECU、点火线圈、高压导线、火花塞组成。由传感器检测发动机的工况电脑判断是否在压缩行程上止点前某一时刻，若是则控制点火线圈初级通断，产生次级高压由火花塞生成高压电火花点燃可燃混合气。传感器产生信号点火模块点火线圈功率管断开产生高压电脑ECU发送处理后的信号控制点火的信号发送信号点火模块功率管断开点火线圈产生高压火花塞•注意：•1、点火信号要注意关键是时间的精确（即最佳的点火时刻）；•2、最新的无分电器点火系统实质是多了几个点火线圈（使每个缸的点火时刻更准确），那么必须有几个线圈就需要发送几个控制信号，必须有几个点火模块。•无论是哪一类的点火装置，均有共同的技术性能要求，即应在发动机各种工况和使用条件下保证可靠而准确地点火，为此应满足以下三个方面的要求：（4）点火系统的要求①能产生足以击穿火花塞间隙的电压②火花应具有足够的能量③点火时刻应适应发动机的工作情况曲轴/凸轮轴位置传感器：作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它通常要配合凸轮轴位置传感器一起来工作——确定基本点火时刻。（5）点火系统的相关元件ECU（ElectronicControlUnit）电子控制单元：又称“行车电脑”、“车载电脑”等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机。它和普通的单片机一样，由微处理器（CPU）、存储器（ROM、、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。电控单元由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。点火线圈：随着汽车汽油发动机向高转速、高压缩比、大功率、低油耗和低排放的方向发展，传统的点火装置已经不适应使用要求。点火装置的核心部件是点火线圈和开关装置，提高点火线圈的能量，火花塞就能产生足够能量的火花，这是点火装置适应现代发动机运行的基本条件。•给汽车发动机（汽油发动机）输送15000～30000伏的高压电，在适当的时机给各个缸点火．一般导线绝缘程度不够，必须用一种特制的高压线，这就是汽车高压线．他的外皮是高绝缘度橡胶，内芯多采用碳素原料做导体．火花塞（sparkplugs）：俗称火嘴，它的作用是把高压导线（火嘴线）送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞两电极间空气，产生电火花以此引燃气缸内的混合气体。●微机点火系元件检测●点火系统的检查维护本次课主要介绍的内容有：点火系结构与工作原理●点火系的检测与维护点火系常见故障现象1、火花塞检测（1）目测火花塞是否有积炭、油污、异常颜色；（2）检查火花塞间隙，标准值：0.7-1.2mm；（3）用万用表200MΩ档，测量电极与外壳的阻值为“∞”，说明绝缘良好。●微机点火系元件检测（1）点火线圈初级线圈的电阻值，标准值：1～4Ω；2、点火线圈检测（2）点火线圈次级线圈电阻值，标准值：8000～16000Ω。3、高压导线检测（1）目测高压导线是否有老化．裂纹和损坏；（2）测量高压导线的电阻值,标准值：5KΩ左右。4、磁感应式曲轴位置传感器（1）测量信号轮与信号发生器的间隙，标准值：0.2-0.4mm；（2）测量电阻值，标准值：130-190Ω；（3）测量输出电压，标准值：0.2V。•我们应定期的检查点火线圈的外观，外表面应保持清洁，内部应避免受潮，以保持其良好的绝缘性能；•点火线圈高压引出螺钉与高压线的连接应牢固可靠。若连接松动时，容易发生放电跳火，会导致连接部位烧损；•点火线圈次级绕组的一端经高压线、火花塞帽与火花塞相连，在使用中要防止高压线、火花塞帽松脱。●点火系统的检查维护（1）调整火花塞的电极间隙一般为0.6~0.7mm，电子点火系统间隙可以适当增加为1.0~1.2mm，火花塞的使用寿命一般为20000~30000Km；火花塞电极间隙过小，击穿电压降低，削弱火花强度；电极间隙过大，提高击穿电压，火花强度大，可能破坏绝缘性能。（2）清洁火花塞上面有积碳可能造成火花塞工作不良；火花塞上有积碳、积油等时，可用汽油或煤油灯浸泡，软化后，用非金属刷净积碳，用吹风机吹干。不可以用刀刮、砂纸打磨等，以防损坏电极。2、火花塞的清洁与调整1、火花塞的合理使用：在实际运行中，除了正确选择适合自己座驾的火花塞之外，还有一些措施，可以有效控制各种积污，充分发挥火花塞的作用。比如避免长时间低速、低负荷运行；减少怠速运行时间，越来越多的汽车专家认为怠速着车损伤汽车；避免超高速、超负荷运行，如果不是换车跟买手机一样，最好不要飙车；燃油要保持一定的纯净度，认准油品的品牌非常关键；避免急加速、急减速运行等不良驾驶习惯。只有这样，才能有效地控制火花塞的各种积污，延长火花塞的使用寿命，提高发动机的工作•(1)拔下高压线接头时应轻柔，操作时不可用力摇晃火花塞绝缘体，否则会破坏火花塞密封性能。•(2)发动机冷却后方可拆卸，当旋松所要拆卸的火花塞后，用一根细软管逐一吹净火花塞周围的污物，以防火花塞旋出后污物落入燃烧室内。•(3)螺丝周围、火花塞电极和密封垫必须保持清洁，干燥无油污，否则会引发漏电、漏气、火花减弱等故障。•(4)安装时，先用套筒将火花塞对准螺孔，用手轻轻拧入，拧到约螺纹全长的1/2后，再用加力杠杆紧固。若拧动时手感不畅，应退出检查是否对正螺口或螺纹中有无夹带杂质，切不可盲目加力紧固，以免损伤螺孔，殃及缸盖，特别是铝合金缸盖。•(5)应按要求力矩拧紧，过松会造成漏气，过紧使密封垫失去弹性，同样会造成漏气。锥座型火花塞由于不用密封垫，遵守拧紧力矩尤显重要。3、火花塞的拆装注意事项•（1）瓷芯呈褐黑色，电极附近有块状积碳•原因一、烧机油；原因二、火花塞裂或电极断（采用跳火的方式进行）•（2）瓷芯呈惨白色：火花塞过热•（3）瓷芯呈微黑色，有碳粉覆盖•原因：长时间冷车、低速运转后出现，正常行驶后，会消失。3、火花塞故障诊断（观色查故障）●常见故障分类●点火系典型故障本次课主要介绍的内容有：点火系结构与工作原理点火系的检测与维护●点火系常见故障现象点火系故障按其在点火系的位置可分为二种情况：低压电路故障和高压电路故障;（1）低压电路常见故障：蓄电池存电不足；线连接不良或错乱；蓄电池搭铁不良；分电器或霍尔传感器损坏；点火开关损坏或接线不良；晶体管点火控制单元损坏或接线不良；低压电路故障的诊断方法大多采用电流表或电压表逐线检查来排除故障点。●常见故障分类（2）高压电路常见的故障：高压线脱落或漏电；分电器盖破裂击穿；分电器分火头烧蚀破裂击穿；火花塞电极间隙过大或过小；火花塞积炭过多；火花塞绝缘体损坏；点火线圈损坏或接线脱落。高压电路的故障大多采用高压试火法，即将分电器中心高压线或某缸高压