汽车点火系统的维护及常见故障 毕业论文.doc

第一章 汽车点火系统的发展史及其分类 1.1发动机点火系统的发展概况 1886年，第一辆以四循环内燃机为动力的汽车是以磁电机为电源的点火系统。如今，磁电机点火系统在一些摩托车上还有应用。 1908年，美国人首先在汽车上使用蓄电池点火装置，这种以蓄电池和发电机为电源的点火系统经过不断的改进，结构性能逐渐完善，长期以来被广泛使用，称之为传统点火系统统。 20世纪60年代，出现了晶体管代替触电通断点火线圈一次电流的电子点火系统统。这种点火系统统解决了传统点火工作时由于触电火花较大而带来的一系列问题，使点火性能得到了较大的提高。 20世纪70年代，无触点的电子点火系统统开始应用，由于没有了触点，消除了传统点火系统由于触点所带来的一切弊端，因此，得到了迅速的发展。我国目前生产的汽车如奥迪、捷达、桑塔纳、标识等小轿车及解放CA1092型、东风EQ1090型载货汽车也都采用了无触点电子点火系统。 到了20世纪70年代末期，以微机控制点火时刻的电子控制系统开始在汽车上使用。这种点火系统统解决了传统分电器真空和离心点火提前调节装置不能适应发动机工况和状态改变时对点火提前角的实际需要的问题，使发动机的油耗和排污进一步降低。目前最先进的是无分电器的电子点火系统统。 1.2发动机点火系统的分类 1．按点火系统电源分类 (1) 磁电机点火系统 这是问世最早的一种点火系统，电源是磁电机本身，故此而得名，目前这种点火系统在汽车发动机上应用较少，多用于高转速、满负荷下工作的竞赛汽车发动机以及某些不带蓄电池的摩托车发动机等。 (2) 蓄电池点火系统 这是汽油机上应用较早而且至今仍在普通采用的点火系统，其电能是由蓄电池或发电机供给，借助于点火线圈和断电器转变为高压电，再由配电器经高压线送到装入发动机气缸燃烧室的火花塞上，在其两电极间形成电火花，蓄电池池点火系统的命令是相对于磁电机点火系统而来的，即点火系统的电源是蓄电池或发电机。 2．按点火系统储存点火能量的方式分类 (1) 电感蓄能式点火系统 点火系统产生高压前从电源获取能量是电感线圈以磁场能的方式储存，即以点火线圈建立磁场能量的方式储存点火能量。  (2) 电容储能式点火系统 点火系统产生高压前从电源获取的能量以蓄能电容建立电场能 量的方式储存点火能量。 3．按点火信号产生的方式分类 (1) 磁感应式 由分电器轴驱动的导磁转子转动，改变磁路磁阻，使感应线圈的磁通量发生变化而产生点火电压信号。 (2) 光电式 由分电器轴驱动的遮光转子转动，通过阻挡和穿过发光二极管光线的变化，使光敏三极管产生点火信号 (3) 振荡式 由分电器轴驱动的耦合转子转动，通过振荡电路起振和不起振的变化，再经滤波电路滤波后而得到点火信号。 (4) 霍尔效应式 由分电器轴驱动的导磁转子转动，通过霍尔元件所通过的磁通量的变化而产生点火信号。 下面为大家介绍的是目前我们最常见的无触点电子点火系统。 第二章 汽车点火系统的构造及工作原理 2.1无触点电子点火系统的组成及功用 无触点电子点火系统主要由点火信号发生器、点火控制器、点火线圈、分电器和火花塞等组成。它采用信号发生器和点火器取代白金触点控制点火线圈初级电流接通与关断。 点火信号发生器：产生与汽缸数及曲轴位置相对应的电压信号，用以触发电子点火器按发动机各缸的点火需要，及时通断点火线圈初级回路，使次级产生高压。 点火控制器： 1、恒电流与可变导通角控制功能。 2、停车断电功能。 3、低转速推迟输入信号功能。 4、保护功能。 点火线圈：将电源的低压电转变为点火所需高压电的基本元件。 分电器：由断电器、配电器、电容器及点火提前调节机构组成。 断电器：周期性地接通和断开初级电路，使初级绕组电流发生变化，以便在点火线圈中发生电磁感应生成次级电压。 配电器：按发动机的点火顺序将次级高压分配给各缸火花塞。 电容器：减小触点间的电火花，防止触点烧蚀；同时吸收初级绕组的自感电动势，使初级电流迅速切断，提高次级电压。 点火提前调节机构：根据发动机负荷、转速的变化自动调节点火提前角，以保证发动机具有良好的动力性和燃油经济性。 火花塞：将点火高压引入汽缸燃烧室，并产生电火花，点燃混合气。 2.2无触点电子点火系统的分类 无触点电子点火系统按点火信号发生器的工作原理不同可分为：磁感应式、霍尔效应式、光电式、电磁振荡式等无触点电子点火系统。 2.3无触点电子点火系统的工作原理 如图2-1所示是解放CA1091型汽车用磁感应式无触点电子点火系统的电路图，主要由安装在分电器内的传感器（点火信号发生器）、点火控制器、点火线圈组成。 其工作过程是：分电器内磁感应式点火信号发生器产生的交变信号由传感器输入点火控制器，经点火控制器整形、放大后，控制最后一级功率三极管的通断，从而控制端子7F 与14的通断，即控制点火线圈中初级电流的通断，点火线圈次级组产生的高压经分电器分配给各缸火花塞。
图2-1 解放牌CA1092型汽车电子点火系统统的组成 1.蓄电池 2.点火开关 3.点火线圈 4.点火电子组件 5.磁感应式分电器 6.点火塞第三章　点火系统的维护及常见故障 3.1点火正时的安装与调整方法 1、找准第一缸压缩冲程上止点位置。 用摇手柄转动曲轴或撬动飞轮，使一缸处于压缩上止点位置。 从发动机前面看，曲轴皮带轮的正时凹坑与正时记号对准。在部分大型车上飞轮壳的检视孔1-6缸刻线与飞轮壳正时记号对齐。例如：东风EQ6100-1型发动机，飞轮1-6缸刻线应与飞轮壳的钢球对齐。 此时从气门处看：一缸的气门应都处开关闭的状态。如果一缸的气门不全是关闭状态，说明一缸活塞在下止点位置，应再转动曲轴360度，使一缸处于压缩上止点位置。 2、转动分电器轴或分电器外壳，使分电器上的分火头指向分电器壳体上的标记，或使分电器壳体上的标记与发动机缸体上的标记对准。装入分电器并旋紧固定螺钉。 3、将转动分电器轴或分电器外壳，使分电器上的分火头指向分电器壳体上的标记，或使分电器壳体上的标记与发动机缸体上的标第一缸火花塞的高压线插入分电器盖上的1缸插孔内，再顺着分电器轴旋转方向按点火顺序插接好其他各缸高压线。 4、起动发动机检查点火正时，起动发动机使运转至正常温度，突然加速，若此时发动机发出短促而轻微的爆震声并立即消失，则点火时间适宜。如无爆震声，即点火时间迟后，应松开分电器外壳的固定螺钉，并将分电器壳向分电器轴旋转的相反方向转动少许。如爆震声严重，即点火时间早，应向上述相反的方向转动分电器壳，直至适合时为止，必要时也可用发动机点火正时仪检查。 3.2点火系统的维护 为减少点火系统故障。保证发动机的正常运转，必须做好点火系统的维护保养。 1、车辆行驶1000km后的维护。 (1) 清除分电器盖和分电器壳体外表面的灰尘和油污。 (2) 检查、固定初级电路的各连接导线。 (3) 用粘有汽油的抹布擦净火花塞表面。 2、车辆行驶5000km后的维护。 (1) 清洁分电器盖内外表面的油污。 (2) 检查触点接触状况和触点间隙。 (3) 润滑分电器总成。 其中当清洁分电器内部时，分开分电器盖的卡簧，卸下分电器盖。用抹布擦拭分电器盖的内外部，目视分电器盖有无破损或龟裂的痕迹，分电器盖出现破损或龟裂现象必须更换，否则会出现高压电短路或漏电故障。 检查中央电极的炭棒及弹簧时，用手或起子轻压中央电极，松开时，电极应能弹回原位。中央电极的炭棒及弹簧如果损坏，应更换分电器盖。 用布擦净分火头，检查分火头有没有裂纹或破损。如果有龟裂或破损，应及时更换。组合时分火头的安装孔内的凸起部分须对准分电器上的凹口平面，才能顺利插回。 当分电器盖装到分电器上时，要用卡簧固定住，并检查各缸高压线是否套牢。 3.3点火系统主要部件的检修 1、点火信号发生器的检修。 检查导磁转子与铁心间的空气间隙，此间隙应在0.2～0.4mm之间，过大或过小时，可用检查调整断电器触间隙类似的方法予以调整，有些分电器此气隙不可调，若间隙不符只能更换分电器总成。 用万用表检查感应线圈电阻，若与标准不符，则也应更换点火信号发生器总成。 其中在检查磁感应分电器式点火信号发生器（曲轴位置传感器）时，打开分电器盖过程中，应注意不要让垫片、螺钉之类的金属物掉入其内。检查导磁转子与定子之间气隙时，要用无磁性塞规，注意不要硬塞强拉；对于光电式的不要轻易打开盖子，在确需打开检查时，要注意避免尘土对光电、光敏元件及遮光转子的污损。 2、电子点火器的检修。 模拟点火信号法检查。对磁感应式点火系统，可用一节1.5V的干电池分别正接和反接于电子点火器的信号输入端以模拟点火信号，同时检查点火线圈“负极”接线柱对地电压，根据两次测得的电压值可判断点火器性能。 (1) 若两次测得的电压分别为0V(或2V)和12V，说明电子点火器性能良好。 (2) 若两次测得的电压均高（12V左右），则电子点火器有不能导通的故障。 (3) 若两次测得的电压均低（2V左右），则电子点火器有不能截止的故障。 (4) 若两次测得的电压均在2V和12V之间，则说明电子点火器有不能饱和导通和完全截止的故障。 注意在用干电池模拟点火信号检查电子点火控制器时，测量动作要快，干电池连接的持续时间一般不要超过5s。 高压试火法。若已确认点火信号发生器和点火线圈良好，可直接用高压试火法检查电子点火器。将分电器中央高压线拔出，使高压线距离发动机机体5mm左右，起动发动机，看是否跳火，若跳火且火花强，则电子点火器性能良好，否则，电子点火器有故障。 3、点火线圈的检修 目视检查点火线圈盖上有无油污或潮气。如有潮气有清洁布擦干。如有油污用酒精彻底擦净。    测量点火线圈绕组电阻以前，将点火线圈上的高压线和正极线柱的火线拆下，以便准确地测量。 初级绕组电阻的测量：将欧姆表的两个测试针分别与点火线圈正极及高压线接线柱接触。如果电阻读数无穷大，则表示初级绕组断路，应更换点火线圈。如果电阻读数为0.52—0.76w，则表示初级绕组电阻正常。 次级绕组电阻的测量：将欧姆表的两个测试针分别与点火线圈正极及高压线接线柱接触。如果电阻读数无穷大，则表示次级绕组断路，应更换点火线圈。如果电阻读数为2.3—3.5kw，则表示次级绕组正常。 点火线圈搭铁的测量：将欧姆表的两个测试针分别与点火线圈正板接线柱及其外壳接触。如果点火线圈绝缘良好，则电阻读数为无穷大。如果电阻读数小，则表示点火线圈搭铁，应予以更换。若点火线圈技术状况良好，应检查晶体管点火控制器。 4、 火花塞的检修 (1)就车检查法  触摸法：起动发动机，使其怠速运转，用手触摸火花塞绝缘陶瓷部位，如温度上升得很高很快，表明火花塞正常，反之为不正常。 短路法：起动发动机，使其怠速运转，然后用螺丝刀逐缸对火花塞短路，听发动机转速和响声变化，转速和响声变化明显，表明火花塞正常，反之为不正常。 跳火法：旋下火花塞，放在气缸体上，用高压线试火，若无火花或火花较弱，表明火花塞漏电或不工作。 (2)观色法  拆下火花塞观察，如为赤褐色或铁锈色，表明火花塞正常；如为渍油状，表明火花塞间隙失调或供油过多，高压线短路或断路；如为烟熏之黑色，表明火花塞冷热型选错或混合气浓，机油上窜；如顶端与电极间有沉积物，当为油性沉积物时，说明气缸窜机油与火花塞无关，当为黑色沉积物时，说明火花塞积碳而旁路，当为灰色沉积物时，则是汽油中添加剂覆盖电极导致缺火；若严重烧蚀，如顶端起疤、有黑色花纹破裂、电极熔化，表明火花塞损坏。 (3) 火花塞选用 经以上检查确属火花塞损坏的，应予以更换，此外使用寿命到期也应更换。更换火花塞应根据发动机结构性能特点，特别应按发动机说明书规定型号来选用。若使用中火花塞积碳严重，应选热值大一级的火花塞；若发动机有炽热点火现象，应选热值小一级的火花塞。 多缸发动机要保证各缸火花塞型号、新旧程度统一。建议成组更换，避免因小失大。对于进口汽车，缺少火花塞配件时可用国产型号代替，要求代用型号的旋入螺纹长度、螺纹直径及热值必须与原型号一致。: D/ ' K9 R/8 J! ?) F ! b( y* S- ?& `6 f1 |+ x6 }# C0 C1 z;;3 J! Z1 _; H9 ['/ s  m4 M) I' y53.4点火时间过早& W" F7 u5 P" r( D! |+ O0 o4 J    1、故障现象： (1) 在发动机运转时，突然加速会发出“戈戈”金属敲击声。 (2) 怠速运转中也有一种敲击声，此声响不上缸。若将分电器外壳按分火头旋转方向略旋转，响声减轻或消失，多为点火时间过早。 (3) 用手摇柄摇转发动机曲轴，有反转现象。发动机温度过高。 ) q1 j% P7 ?+ ^* j' T( X2、故障原因分析：点火提前角的大小是随发动机转速，负荷和汽油辛烷值的大小而改变的。为保证发动机在各个工况下的功率最大，油耗最低，要求提供最佳检查点火提前角。点火正时是否正确，可使用正时灯或正时蜂鸣器调试，由电脑控制点火提前角（点火正时）的发动机，不需人工调整。 因点火时间过早而导致上述故障的主要原因如下： (1) 离心调节器失效。如离心调节器弹簧拉力太弱，脱落或离心块常在甩开状况。 (2) 辛烷值调节器调整不当。 (3) 真空调节器。如其调节弹簧失效，会使膜片不能回位，导致点火角提前。 (4) 断电触点间隙太大，使触点提前断开，点火时间提前。 5 l8 v2 g0 B9 d3 N3、故障检查与排除：　若机件失效，应予更换。若触点间隙或辛烷值调节器调整不当引起点火时间过早的应重新调整。 3.5点火过迟" v( x- N) @  y2 \7 e+ I9 @    1、故障现象： (1) 发动机运转无力发闷，加大节气门时转速不能随之提高。 (2) 化油器回火消音器放炮。 (3) 发动机不易启动。 (4) 发动机温度过高。 5 b3 a2 t; K0 {/ T, c, 2、故障原因分析：因发动机时间过迟，导致上述故障的主要原因如下： (1) 离心调节器失效。分电器与凸轮锈蚀或油垢涩滞，无法将触点随发动机转速变快而提前顶开。当离心块与销锈销时，也会使点火过迟。 (2) 真空调节器的真空管松脱，破裂，膜片破裂拉杆与调节臂脱节或分电器壳卡滞等均会引起点火过迟。 (3) 断电触点间隙调整不当。把触点间隙调小或触点臂胶木顶块，凸轮分电器轴与套磨损等均会使触点间隙变小，导致点火提前角也减小。 (4) 辛烷调节器调整不当。辛烷调节器是根据汽油辛烷值和发动机压缩比的大小来调整的。若汽油标号高或发动机压缩比小时，应将点火提前角调大些，否则会使点火过迟。 8 k/ g" Z2 U# y8 o4 q4 N" b3、故障检查与排除： (1) 属锈蚀或涩滞引起故障的，应清锈除垢，使机件灵活。对真空调节器失效的，应根据故障情况排除。 (2) 属辛烷调节器或触点间隙调整不当的，应重新调整。 (3) 把真空表与进气歧管相连，松开分电器外壳固定装置，一边移动外壳，一边注意真空表的指针，在读数最大时，将分电器外壳固定，这样确定的点火提前角对被调整的发动机最有利。 3.6火花塞故障 0 K2 E4 ?1 e3 F1 C; t$ 故障主要表现为：火花塞积炭、油污和过热等现象。   x: p* K9 l2 C7 Q% l' H7 D  c火花塞积炭：绝缘体端部、电极及火花塞壳常覆盖着一层相当厚的黑灰色粉状柔软的积垢。 5 r  V  d2 [: o  G# R3 }9 S9 q" N2 C" `火花塞油污：绝缘体端部、电极及火花塞壳覆盖一层机油。 % ^9 L4 _6 q2 q) G: b! S火花塞过热：中心电极熔化，绝缘体顶部疏松、松软，绝缘体端大部分呈灰白色硬皮。 对上述故障现象根据上文对火花塞的检修的描述进行修理。 3.7发动机回火和放炮 + W6 i8 _3 k; S* N7 U8 如果发动既有回火又有放炮响声，且十分严重，则多属分缸高压线插错而引起的。如果现象不严重，却断续发生，似有规律，则多属分电器盖有裂纹，使缸间窜火造成的。点火提前角偏离正确位置过多时，也会引起回火或排气管放炮。 3.8发动机爆震和过热 % I2 `5 ?( B' I/ \0 F& q! Z 发动机在大负荷中等转速时最容易出现爆震。在使用燃油牌号正确的情况下，爆震现象多数是因点火提前角过大造成的。 5 _' @2 [( s, X! l    在爆震情况下，发动机会迅速升温。另一方面，点火提前角过于落后，点火太迟，发动机温度也会偏高。在不出现爆震的情况下，水温过高多数不是点火系统引起的，但若伴有发动机无力，加速不灵敏时，则应检查点火提前角是否过小。如果过小则应调整。 第四章　点火系统常见故障检测与维修实例 4.1捷达王怠速稳，加速排气管冒黑烟 1、故障现象：一辆捷达王轿车行驶里程约3万㎞，出现发动机怠速不稳、加速时排气管冒黑烟的现象，同时百公里油耗超过20L。 2、故障检修与排除：试车后检查电控系统没有故障显示灯，用V.A.GI551检查该车发动机控制单元的故障存储，显示“空气流量计信号不正常”、“节气门阀体超出调整范围”偶发性故障及“λ传感器对地短/断路”性故障。 查看发动机控制系数据时发现，其λ值始终在0.2V保持不变。正常情况下λ值应在0.1～0.8V之间变化。由此可以看出λ传感器失效，空燃比不能自动调节，喷油量增加，造成发动机怠速不稳，加速排气管冒黑烟，同时引发另外两个偶发性故障码。于是更换λ传感器。在清除发动机控制单元故障码后，对其电控系统重新进行基本设定，重新启动发动机工作正常，排气管也无黑烟。试跑了几公里，一切都正常。再通过观察V.A.G1551检查车发动机控制单元的故障存储，只出现空气流量计信号不正常偶发性故障。认真检查空气流量计和它的线路，未发现任何问题，决定更换一个好的空气流量计试一试，在更换空气流量计并清除发动机控制单元故障码后，对其电控系统进行基本设定重新试车，刚开始发动机一切正常，可是过了1h排气管又开始冒黑烟。 用V.A.G.1551再次检查该车发动机控制单元的故障存储，这次依然出现“空气流量计信号不正常”这个偶发性故障。但空气流量计是好的，为什么仍然出现这个偶发性故障呢？是不是其它原因引发的故障呢？ 因为发动机控制单元只能监控部分传感器和执行元件，非电控部分元器件就无法监控，根据这个思路再次重新检查非电控部分。先检查发动机的气缸压力，未见异常，用汽油压力表检查油路压力也正常。接着又检查喷油量、雾化状况及其密封性、点火线圈、高压线和火花塞也都正常。 当用MOT250博世发动机综合检测仪检测发动机点火波形时，发现其点火波形有异常，高压点火电压力约7500V左右，综合前面检测的情况分析，毛病可能是点火线圈受热后出现匝间短路，造成点火电压偏低，从而使发动机燃烧不完全。 更换一个新的点火线圈，发动机善马上好转，怠速运转平稳，加油排气管也没有黑烟。用V.A.G1551检查发动机控制单元的故障，没有故障存储。经过长时间试车，故障再也没有出现。 4.2捷达前卫轿车发动机“犯闯”，高速行驶加速无力 1、故障现象：一辆捷达前卫（GIX）轿车，装备ATK新2V发动机，此车为新车，用户反映该车速达到3000r/mim进行换档时，发动机“犯闯”，高速行驶加速无力。 2、故障分析与排除：首先连接故障诊断仪V.G.A1551对发动机进行检测，但未发现故障存储。于是先拆下火花塞，观察各缸火花塞燃烧工况基本正常，进行跳火试验时，火花能量充足。检查点火线圈线束插头也连接可靠，会不会是燃油系统出了问题，导致供油不畅引起的呢？接上燃油压力表测量系统压力，发动机怠速运行时压力值为250kpa，急加速时为300 kpa，保持压力则在200 kpa，以上数值均正常。但这并不能排除燃油质量出现问题的可能性，拆下汽油滤清器发现较脏，怀疑油箱内的汽油质量较差。因此将油箱拆下，经观察油箱内确实有些脏污，但情况不是很严重，但还是彻底清洗了油泵滤网及油泵，然后添加了优质清洁汽油，并且更换了汽油滤清器，而且又对喷油器进行了超声波清洗，用万用表测量喷油器电阻为15Ω，完全符合规定值，但故障依旧。 到目前为止，故障排除的重点顺理成章地转至发动机电控系统。虽然故障诊断仪上没有故障码显示，但并不能证明系统就完全正常。针对该车的故障症状，重点检查进气压力传感器。利用V.G.A1551进入阅读数据块，观察其在各种工矿下的参数均正常。接着检查节气门位置传感器。用手拔下线束连接头，发现该插头连接可靠，各端子接触良好，只是节气门关闭附近有些脏污。对其进行清洗后，通过V.G.A1551查看发动机在节气门关闭或打开时反应灵敏准确。同时，查看氧传感器电压在０.１V～０.８V之间变化，证明氧传感器工作正常。为了排除点火信号方面的问题，继续检查曲轴位置传感器，经过测量其信号输出正常，线束连接情况良好。既然花费了很大力气在燃油和电控系统没有发现线索，看来需要调整一下思路。对进气真空系统进行了仔细的检查，但始终未能找到漏气的部位。然后进行零件替换试验，先后更换了进气压力传感器、节气门及点火线圈后，故障依然存在。 后来发现两个爆燃传感器的线束连接看上去有些别扭，将二者的插头互换后，进行试车，一切恢复正常。 总结：由于两个爆燃传感器插头接反，导致电脑接收了错误信号，造成发动机工作异常。而所以费劲周折，主要是由于发动机电脑未能对该故障纪录，看来在故障排除处于绝境时，也许一个意外的发现就能帮你解决大问题。 4.3发动机在运行时，发出无节奏“突突”声 1、故障现象：一台丰田海狮IRZ汽车，行驶约8万km后，出现发动机运转时，排气消声器发出无节奏的“突突”声，而且转速越高声音越大，并伴有化油器回火；排气消声器放炮等现象，造成车辆废气排放污染严重，发动机动力明显下降，并且发动机出现了经常熄火的现象，经济性明显变差。 2、故障分析：发动机充分燃烧的主要条件，就是点火系统点火正时并能够产生足够强的火花去燃烧混合气。因为只有点火正时，燃烧充分，才能保证发动机做功时能产生足够大的爆炸力，去带动发动机曲轴以高速运转，同时，燃烧充分、彻底才能保证最大限度减少有害废气的产生，减少环境污染。由此得出结论，发动机点火系统出现故障会使点火不