汽车点火系统的故障诊断与维修学士学位毕业论文.docx

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汽车点火系统的故障诊断与维修学士学位毕业论文

摘要

“汽车”这一名词在当今飞速发展的时代，有着举足轻重的位置。

它已经成为了人们生活中的一部分，在我国汽车保有量越来越多，车型也越来越复杂。

尤其是高科技的飞速发展，一些新技术、新材料在汽车上的广泛应用后，给汽车故障诊断与排除增加了一定难度。

而汽车点火系统工作状况的好坏,直接影响发动机的动力性和经济性。

在汽车维修过程中,点火系统故障率相对较高。

因此，本文通过论述汽车点火系分类及结构的检测与维修和常见故障诊断与维修的方法，使人们对汽车点火系统有更深入的了解，有助于维修技师对点火系统进行快速的诊断和维修，有助于维修行业的发展。

关键词：

电子点火系统；分电器；点火正时；点火提前

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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目录

第一章前言1

第二章点火系统的分类及组成2

2.1点火系统的分类2

2.1.1传统点火系统2

2.1.2普通电子点火系统2

2.1.3微机控制点火系统2

2.2点火系统的组成2

2.2.1传统点火系统的组成2

2.2.2普通电子点火系统的组成3

2.2.3微机控制点火系统的组成3

第三章电子点火系统4

3.1传统点火系统的缺陷4

3.2发动机对电子点火系统的要求4

3.3电子点火系统的基本组成和类型4

3.4电子点火系统的工作原理6

3.5电子点火系的工作特性6

第四章电子点火系统的故障诊断7

4.1电子点火系的常见故障及检查方法7

4.1.1汽车点火线圈常见故障与检修7

4.1.2点火系高压配电部分常见故障及检查7

4.1.3火花塞常见故障及检查8

4.1.4点火信号发生器的常见故障及检查8

4.1.5电子点火器的常见的故障及检查9

4.2电子点火系常见故障及诊断程序9

4.3磁感应式电子点火系统故障分析与排除方法11

4.4点火正时的检测与调整11

4.4.1点火正时检查11

4.4.2点火正时调整12

4.5影响点火提前角的因素13

4.5.1发动机转速对点火提前角的影响13

4.5.2进气歧管绝对压力对点火提前角的影响13

4.5.3辛烷值对点火提前角的影响13

4.6点火提前角的控制方式13

4.6.1初始点火提前角13

4.6.2点火提前角的计算14

4.6.3点火提前角的控制14

4.6.4爆震控制14

第五章电子点火系统故障诊断与维修案例15

5.1案例115

5.1.1故障现象15

5.1.2排查思路15

5.1.3排查步骤15

5.1.4处理方法15

5.1.5事后总结15

5.2案例216

5.2.1故障现象16

5.2.2排查思路16

5.2.3排查过程及处理16

5.2.4事后总结17

结论18

参考文献19

致谢20

第一章前言

汽车点火系统是点燃式发动机为了正常工作，按照各缸点火次序，定时地供给火花塞以足够高能量的高压电（大约15000~30000V），使火花塞产生足够强的火花，点燃可燃混合气。

能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备，称为发动机点火系。

为了适应发动机的工作，要求点火系能按照发动机的点火次序，在一定的时刻，供给火花塞以足够能量的高压电，使其两极间产生电火花，点燃混合气，使发动机做功。

第二章点火系统的分类及组成

2.1点火系统的分类

汽车用汽油发动机点火系统主要采用蓄电池供电、电感储能的工作方式，按点火系统的发展过程和点火系统配电与控制方式的不同，通常分为传统点火系统、普通电子点火系统和微机控制点火系统。

2.1.1传统点火系统

传统点火系统通过点火线圈和断电器将蓄电池或发动机供给的低压直流电转变为高压电，再通过配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。

它利用机械离心调节装置和真空调节装置对点火提前角进行自动调节。

传统点火系统由于存在产生的高压电比较低、高速时工作不可靠、使用过程中需要经常检查和维护等缺点，所以目前正在逐渐被电子点火系统和微机控制点火系统所取代。

2.1.2普通电子点火系统

普通电子点火系统是通过点火线圈、点火信号发生器和点火控制器（或称点火器）将蓄电池或发电机供给的低压直流电转变为高压电，再通过配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。

它同样利用机械离心调节装置和真空调节装置对点火提前角进行自动调节。

与传统点火系统相比，它用点火信号发生器和点火控制器取代了断电器和电容器，具有点火可靠、使用方便等优点，是目前国内外汽车上广泛采用的点火系统。

2.1.3微机控制点火系统

微机控制点火系统也以蓄电池和发电机为电源，在微机控制的点火系统中，微机控制单元（ECU）通过各种传感器采集发动机点火相关信息，通过分析、计算，最后由微机控制单元直接或间接控制点火线圈产生高压电火花点燃混合气。

有些微机控制点火系统仍保留着分电器，但已取消了机械离心提前调节装置和真空提前调节装置，点火提前角由微机控制单元进行控制。

有些系统则将分电器取消。

微机控制点火系统的控制内容丰富，控制更加精确。

2.2点火系统的组成

2.2.1传统点火系统的组成

传统点火系统主要由电源、点火开关、点火线圈、分电器（包括电容器、断电器、配电器和点火提前调节装置）、高压导线、附加电阻和火花塞等组成。

2.2.2普通电子点火系统的组成

无触点式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、火花塞等组成。

与传统点火系统相比，其主要区别是用点火信号发生器和点火控制器取代了断电器和电容器。

2.2.3微机控制点火系统的组成

微机控制点火系统按是否配有分电器，分为有分电器微机控制点火系统和无分电器微机控制点火系统两种。

有分电器微机控制点火系统一般由传感器、微机控制单元（ECU）、点火执行器等三部分组成。

第三章电子点火系统

3.1传统点火系统的缺陷

传统点火系是靠断电触点来接通和切断点火线圈初级电流而使点火线圈刺激产生高压电的，这种工作方式不可避免的存在以下缺陷。

（1）高速易断火。

（2）断电触点易烧蚀。

（3）对火花塞积炭敏感。

（4）起动性能差。

（5）无线电干扰大。

3.2发动机对电子点火系统的要求

为了保证发动机在各种工况和使用条件下都可靠并适时点火，点火系统必须满足以下要求。

（1）能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压。

（2）电火花应具有足够的点火能量。

（3）点火时刻应与发动机的工作状况相适应。

3.3电子点火系统的基本组成和类型

电子点火系统又称为半导体点火系统或晶体管点火系统，它主要由点火电子组件、分电器及位于分电器内的点火信号发生器、点火线圈、火花塞等组成，如图3-1所示：

1-火花塞；2-分电器；3-点火信号发生器；4-点火线圈；5-点火开关；6-蓄电池；7-点火电子组件

图3-1电子点火系统结构

电子点火组件也称电子点火器（简称点火器），它是由半导体元器件（如三极管、可控硅等）组成的电子开关电路，其主要作用是根据点火信号发生器产生的点火脉冲信号，接通和断开点火线圈初级电路，起着传统点火系统中断电器触点同样的作用。

点火信号发生器装在分电器内，它可根据各缸的点火时刻产生相应的点火脉冲信号，控制点火器接通和断开点火线圈初级电路的具体时刻。

由于发动机点火时刻和初级线圈电流的不同控制方法，产生了不同的点火系统。

按点火系统的不同发展阶段可分为：

传统机械触点点火系统、无触点电子点火系统、微机控制式电子点火系统和微机控制式无分电器电子点火系统。

其中以无触点电子点火系统为例。

为了避免机械触点点火系统触点容易烧蚀损坏的缺点，在晶体管技术广泛应用后产生了非接触式传感器作为控制信号，以大功率三极管为开关代替机械触点的无触点电子点火系统。

这种系统显著优点在于初级电路电流由晶体三极管进行接通和切断，因此电流值可以通过电路加以控制。

不足之处在于这种系统中的点火时刻仍采用机械离心提前装置和真空提前装置，对发动机工况适应性差。

无触点电子点火系统中，按点火信号发生器产生点火信号的原理不同，可分为以下几种形式：

a.刺感应式（磁脉冲式）；

b.霍尔效应式；

c.光电式；

d.电磁振荡式

其中，磁感应式无触点电子点火装置由于其结构简单，性能可靠稳定，已在国外普遍使用；霍尔效应式性能优于磁感应式，在西欧车（如大众公司的奥迪，桑塔纳等）和部分美国车上应用较多；光电式和电磁振荡式则应用相对较少。

3.4电子点火系统的工作原理

电子点火系与传统点火系一样均采用点火线圈储能和升压。

它是利用互感原理，先由点火线圈将低压电源转化为高压电源，然后再由配电器分配给各缸火花塞。

其工作原理见图3-2：

图3-2电子点火系统工作原理图

信号发生器的转子在配气凸轮的驱动下旋转，信号发生器内部就会发生信号电压，并输入点火控制器控制大功率三极管导通和截止。

当SW接通，VT导通时，有初级电流流过；当三极管VT截止时，初级电流突然被切断，铁心中的磁通量迅速变化，在初级绕组W1和次级绕组W2中都会感应产生电动势。

由于次级绕组扎数多，因此能够产生足够击穿火花塞间隙的高压电，一般可达20000-25000V。

图中高压电用虚线表示，注意方向和低压电相反。

但在使用中只将点火线圈到火花塞之间的电路称为高压电。

发动机工作时，信号发生器转子在发动机凸轮轴的驱动下连续旋转，并不断产生点火信号控制三极管的导通与截止，点火线圈就不断产生高压电并由配电器按点火顺序分配到各缸火花塞产生点火花点燃混合气，保证发动机正常工作。

3.5电子点火系的工作特性

为了避免机械触点点火系统触点容易烧蚀损坏的缺点，在晶体管技术广泛应用后产生了非接触式传感器作为控制信号，以大功率三极管为开关代替机械触点的无触点电子点火系统。

这种系统显著优点在于初级电路电流由晶体三极管进行接通和切断，因此电流值可以通过电路加以控制。

不足之处在于这种系统中的点火时刻仍采用机械离心提前装置和真空提前装置，对发动机工况适应性差。

第四章电子点火系统的故障诊断

4.1电子点火系的常见故障及检查方法

4.1.1汽车点火线圈常见故障与检修

①点火线圈的常见故障及影响

点火线圈常见的故障是：

a.初级绕组、次级绕组断路。

匝间短路或绕组搭铁。

b.绝缘老化、漏电。

c.内部导线连接点接触不良。

点火线圈的这些故障会造成：

a.无次级电压产生，或次级电压太低而不能点火。

b.虽能跳火，但由于次级电压降低，点火能量不足而出现高速断火，缺火，使发动机不易起动、怠速不稳、功率下降、排气污染及耗油增加等。

②故障检查方法

点火线圈的检查，通常是用万能表阻挡分别测初、次级绕组的电阻，判断是否有绕组短路和断路的故障。

测得电阻无穷大，则为绕组有断路故障；若电阻过大或多小，则说明绕组有接触不良或短路之处。

绕组是否搭铁，则用万能表测点火线圈接线柱与点火线圈外壳之间的电阻来鉴别。

电阻为零，说明绕组搭铁；电阻小于50ΜΩ说明绝缘性能差。

点火线圈的有些故障仅用万能表测量电阻的方法并不一定能反映出来。

比如，点火线圈内部绝缘老化或有小的裂纹，这些只是在高压产生漏电而造成次级电压下降，点火能量不足而使发动机工作不正常或不工作。

这些故障需通过专用仪器才能准确判别。

4.1.2点火系高压配电部分常见故障及检查

①常见故障和影响：

a.分电器盖有裂纹、赃污等导致漏电、窜电。

b.分火头有裂纹而漏电。

c.高压导线破损而漏电，导电性能下降。

d.分电器盖碳柱磨损太短或电刷弹簧失效。

这些故障会使点火系火花减弱或无火、点火窜缸等，造成发动机工作不正常、功率下降、排气污染和油耗增加或不能起动等故障。

②故障检查

如怀疑高压配电器部分有问题，可先打开分电器盖，观察分电器盖有无明显裂纹，碳柱是否太短及有弹性。

若有问题，可用测量绝缘电阻的方法来鉴别其好坏，一般绝缘电阻应在50ΜΩ以上。

也可用高压试火方法来检查其漏电与否。

如果可以看到跳火，则说明分火头已漏电，需更换分火头。

对于高压导线的检查，一是看是否有破损，二是用欧姆表测导线的电阻值。

4.1.3火花塞常见故障及检查

①火花塞常见的故障

火花塞常见故障有因电极烧损、电极熔断、积碳、积油、积灰而漏电、绝缘磁体破裂而漏电、电极间隙不当等。

这些故障会造成点火系断火、缺火，使发动机运转不平稳或不能工作。

②故障检查

拆下火花塞，可以用肉眼大致判断出火花塞是否正常工作。

火花塞的电极间绝缘性能也可以用欧姆表来检测。

一般其绝缘电阻应在10ΜΩ以上。

低于10ΜΩ的，即使无积碳，积油等不良外观状态，火花塞也应更换。

火花塞的电极间隙要用圆形塞规检测。

电极间隙不正常，应用专用工具将其调整到正常值。

更换其他型号的火花塞时，火花塞的热特性一定要与发动机相匹配，否则会引起发动机早燃或火花塞严重积炭。

4.1.4点火信号发生器的常见故障及检查

①磁感应式

（1）常见故障及影响。

这种点火信号发生器的常见故障是：

信号感应线圈短路、断路、转子轴磨损偏摆或定子（感应线圈与导磁铁芯组件）移动，使转子和定子之间的气隙不当，造成信号减弱或无信号而不能触发电子点或器（ECU）工作，点或系不能产生火花。

（2）故障检查。

磁感应式点或信号发生器的检查主要是两项：

a.检查导磁转子和定子之间气隙，气隙不合适，可用触点式分电器调整触点间隙类似的方法来调整。

有些气隙是不可调的，若间隙不合适，只能更换信号发生器总成。

b.检查感应线圈的电阻，电阻无穷大则说明线圈断路，过大或过小都需信号发生器总成。

②光电式

（1）常见故障及影响。

光电式信号发生器的常见故障是：

光敏、发光元件沾污、损坏，内部电路断路或接触不良等，食指信号减弱或无信号产生，造成发动机不能工作。

（2）故障检查。

打开分电器盖，检查光敏、发光元件表面是否污，线路连接是否良好。

如果无问题，从发动机上拆下分电器，拆开分电器线路插接器，用导线将插接器两端的电源插孔连接起来，并将分电器外壳搭铁，打开点火开关（不起动），然后慢慢转动分电器轴，从插接器信号插孔测信号电压。

如果电压表指示0-1V之间摆动，说明信号发生器良好，否则，需更换分电器。

③霍尔效应式

（1）常见故障及影响。

霍尔效应式点火信号发生器的常见故障是：

内部集成块烧坏，线路断脱，因而不能产生点火电压信号或信号太弱，不能使电子点火器触发工作。

（2）故障检查。

霍尔效应式点火信号发生器检查方法与光电式的相同，也是将信号发生器接上电源后转动分电器轴，测其信号输出电压，但电压波动的范围不一样。

对于霍尔电压来说，导磁转子叶片插入缝隙时，霍尔元件上磁通量减弱，霍尔电压很微弱；而叶片离开缝隙时，则霍尔元件磁场加强，霍尔电压较高。

由于霍尔电压较弱，不足以触发电子点火器工作，所以信号发生器内部加了信号放大和相反器。

信号发生器输出的信号电压在转子叶片插入缝隙时是高电平，转子叶片离开时是低电平。

4.1.5电子点火器的常见的故障及检查

①常见故障及影响

电子点火系常见故障大多由内部电子元件短路、断路、漏电等原因造成：

a.功率三极管不能导通，点火线圈初级不能通路而点火。

b.功率三极管不能截止，点火线圈初级不能断路而点火。

c.功率三极管不能工作在开关状态，即不能饱和导通或不能完全截止，使点火线圈初级电流减小或断流不彻底，造成火花减弱或不能点火。

②故障检查

（1）模拟点火信号检查法。

可利用1.5V的干电池或蓄电池的单格电池来模拟信号电压。

将正极的探针才触及点火器信号输入点，然后用负极做间断搭铁。

这时中央高压头应跳火。

如果点火开关和有关电器都已接通，但仍无高压电跳火，则表明点火器有故障应更换。

（2）高压试火法。

如果已确定点火信号发生器良好，可直接用高压试火方法来检查。

将分电器中央高压线拔出，使高压线断距发动机缸体5mm左右或将高压线断插入一备用火花塞并使其搭铁，起动发动机，看是否跳火，如果火花强，说明电子点火器良好，否则，电子点火器有故障。

4.2电子点火系常见故障及诊断程序

（1）常见故障：

电子点火系的常见故障有不点火，火花弱，点火时间不当和缺火等。

（2）故障诊断：

下面以发动机不能起动为例，阐述电子点火系故障诊断的一般程序不同车型的电子点火系统线路结构不尽相同，但都可以按图4-3的检查方法和故障诊断程序准确、迅速地排除故障，关键是对具体的点火线路结构要熟悉。

图4-3电子点火系统故障分析图

4.3磁感应式电子点火系统故障分析与排除方法

①点火系统低压电路部分故障

（1）故障原因：

点火线圈、电子控制器、磁感应传感器及其连接线路有故障。

（2）故障的诊断和排除方法：

a.外部检查：

检查点火系统线路连接是否正确、可靠；检查分电器等器件是否完好、安装是否可靠。

b.拆线间断搭铁试火花：

拆下点火线圈负端子上的连接线，另接上一根导线。

接通点开关，用外力带动曲轴转动，将点火线圈上的连接导线间断搭铁，用中央高压线跳火，如果无火花，说明火线圈及其线路有故障，应分别检修；如果有火花，应检查电子控制器。

c.拆线间断加压试火花：

断开点火开关，将点火线圈上的连接导线恢复到原来状态，取下传感器插头，接通点火开关，分别在插头的两接线端子上间断施加1.5V或者2V的直流电压，用中央高压线跳火，故障在传感器，应检修；如果无火花，故障在电子控制器及其连接线路，应分别检修；若电子控制器损坏，应更换新品。

②点火系统高压电路部分故障

（1）故障原因：

配电器、分缸线。

火花塞有故障；传感器信号电压极性相反，不正时等。

（2）故障的诊断和排除方法：

a.外部检查：

检查高压线是否脱落、插错；接通点火开关，用外力带动曲轴转动，检查分电器盖、火花塞是否漏电等。

b.间断旁磁路试火花：

拆来分电器盖，接通点火开关，用螺丝刀间断短接定子与转子爪极，用中央高压线在分火头上跳火，如有火花，故障在分火头，应检查或更换；如无火花，应拆下火花塞上的分缸线，检查跳火情况。

c.转动曲轴试火花：

断开点火开关，将中央线和分电器盖装好，从火花塞上拆下分缸线，接通点火开关，用外力带动曲轴转动，将分缸线在缸体上跳火，如无火花，故障在分电器盖或分缸线，应分别检修或更换；如有火花，应拆下火花塞检查，有故障时应检修或更换，若各分线有火花，火花塞良好，应检查传感器信号电压极佳。

d.转动定子底板试火花：

断开点火开关，将分缸线和火花线装好，取下分电器，接通点火开关。

转动定子底板，当转子和定子爪极大致对齐时，中央高压线与搭铁处之间产生电火花，说明接线正确，否则应交换传感器信号线位置。

如果传感器信号线接正确，则应调整点火正时。

若点火系统同时出现多个故障，仍按上述方法重复检查多次，直至有故障均排除为止。

4.4点火正时的检测与调整

4.4.1点火正时检查

一般检查时，启动发动机，使冷却液温度上升到80℃，急加速，如转速不能随之立即增高，感到发闷，或在排气管中有“突突”声，说明点火过迟；如出现类似金属敲击声，说明点火过早。

使用点火正时灯（仪）检查时，查找并验证飞轮或曲轴前端皮带盘上1缸压缩终了上止点标记和点火提前角标记，擦拭使之清晰可见，如标记不清晰，最好用粉笔或油漆将标记描白。

将点火正时灯（仪）正确；连接到汽车发动机上，将传感器插接在1缸火花塞与高压线之间。

必要时，接上转速表和真空表。

启动发动机，至正常工作温度状态，保持在怠速下稳定运转。

打开正时灯并对准正时标记（正时刻度盘或正时指针），调整正时灯电位器，使正时标记清晰可见，就如同固定不动一样。

此时表头读数即为发动机怠速运转时的点火提前角。

用同样的方法可分别测出不同工况、转速时的点火提前角并记录；在拆下真空管接头并堵住（点火提前机构不起作用）的情况下，怠速时测出的点火提前角为初始提前角（基本点火正时）。

实际上，在怠速时由于离心式和真空式调节器未起作用或作用很小，在上述怠速时测得的提前角基本就等于初始提前角。

在拆下真空管的情况下，发动机在某一转速下测得的提前角减去初始提前角，即可得到该转速下的离心提前角；反之，在连接真空管的情况下，发动机在同样转速下测得的提前角减去离心提前角和初始提前角，则又可以得到真空提前角。

用同样的方法可分别测出初始提前角及不同工况、转速、负荷时的离心提前角和真空提前角并记录。

测出的点火提前角应与规定标准值进行对照，判断点火提前角的大小是否符合要求。

不符合要求，应调整点火正时。

4.4.2点火正时调整

调整点火提前角的基本方法是转动分电器壳体。

点火过早时应顺着分电器轴旋转方向转动分电器壳体。

点火正时的调整有静态正时和动态正时。

①静态正时调整时，查间隙（电子点火式的可略过）。

用厚薄规检查断电器触点间隙，正常应为0.35-0.45mm。

调整时，用起子松开锁紧螺钉，转动调整螺钉使之符合要求。

②找记号。

转动曲轴，将1缸活塞转到压缩冲程上止点附近（向火花塞孔塞棉丝或用手指感觉到有压力以验证），对准飞轮或皮带轮上的初始点火正时标记上。

③调0位。

有辛烷值调节器的应将其调整在0位。

④对分火头。

检查分火头是否正对着分电器盖上的1缸高压线插孔，否则予以调整，松开分电器固定螺栓并适当转动，使分火头对准1缸分缸线插孔位置。

对准后初步固定。

⑤查跳火。

检查分电器是否正处于恰好高压跳火位置（初级电流恰好切断位置），否则转动分电器外壳位置进行调整，然后固定分电器。

⑥对分缸线次序。

按点火次序，顺分火头转动方向，插上各缸分缸线。

3缸机是：

1-2-3；4缸机是1-3-4-2（桑塔纳，奥迪，切诺基等）或1-2-4-3（BJ2021）；6缸机一般是1-5-3-6-2-4。

路试检查：

进行路试检查使发动机走热后，在平坦，坚硬路面上以最高档最低稳定车速行驶。

急加速时，若听到轻微的突爆声且瞬间消失（装有爆震限制器的发动机就没有突爆声），车速迅速提高，则为点火正时正确；若突爆声强烈明显且长时间不消失，则为点火过早；若听不到突爆声，切加速缓慢，排气管有“突突”声，则为点火过迟。

4.5影响点火提前角的因素

4.5.1发动机转速