汽车点火系统的故障分析与排除讲解.docx
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汽车点火系统的故障分析与排除讲解
潇湘职业学院
学生毕业设计论文
题目:
汽车点火系统故障分析与排除
分院:
汽车工程学院
专业:
汽车检测与维修
学号:
201022010338
姓名:
W玮
指导老师:
梁直升
开题时间:
2012年11月16日
完成时间:
2012年12月05日
毕业设计(论文)课题申报表
、申报课题人的有关资料
申报课题
人姓名
班级
专业
出生年月
联系电话
联系地址
及邮编
、课题名称
三、课题的主要任务、要求
四、审批意见指导教师意见
指导教师签字:
年月日
分院意见
分院院长签字:
年月日
潇湘职业学院院教务处制
毕业论文册内内容
1号
潇湘职业学院
毕业设计(论文)任务书
程红贵
分院:
汽车工程学院指导老师:
专业:
汽车检测与维修技术班级:
学号:
姓名:
日期:
年月日
潇湘职业学院教务处印制
毕业设计课题:
12月5日
任务规定进行日期:
自2011年11月10日起,至2011年
毕业设计的要求和内容:
1背景:
2研究的问题:
3任务和要求:
4主要参考资料:
工作计划及进度安排:
11月日周银星和指导老师见面,了解论文写作的大致要求;
11月
16日至11月17日根据自身条件,制定论文进度日程表
11月
17日至11月18日制定论文提纲;
11月
18日至11月20日收集材料,完成论文初稿;
11月
20日至11月25日修改初稿,完成第二稿;
11月
16日至12月5日完成论文;
月
日至月日答辩及成绩评定。
潇湘职业学院
毕业设计(论文)鉴定登记表
汽车工程学院院汽车检测与维修技术专业
级班
课题名称:
学号:
姓名:
指导老师:
年—月—日
毕业设计(论文)简况
完成毕业设计(论文)的学生(签字)
年月日
指导教师意见
指导教师(签名)
年月日
毕业设计(论文)成绩评定
评委
I
n
出
IV
V
综合
评分
签名
毕业设计(论文)成绩评定小组负责人签名
年月日
分院评定意见
分院负责人签字(公章):
年月日
教务处评定意见
(公章):
年月日
摘要3
关键词3
一、点火系统的类型与构造5
1.1点火系统的类型及工作原理5
1.1.1传统点火系统5
1.1.2电子点火系统5
1.2点火系统的构造6
1.2.1蓄电池点火系统6
1.2.2有触点晶体管点火系统6
1.2.3无触点电子点火系统7
二、点火系统的常见故障分析与排除8
2.1常见故障8
2.2故障分析与排除方法9
2.3捷达故障案例分析与排除8
三、点火系统的维护10
3.1主要维护任务11
3.2点火正时的分析与调整12
3.3分电器的分析与保养12
3.4点火器的故障分析14
四、点火系统的故障分析、排除和维护的案例15
4.1捷达故障案例分析与排除16
4.2捷达系点火正时的分析与调整16
五、结束语17
致谢18
参考文献19
汽车点火系统的故障分析与排除
班级:
大10汽修三班学生:
肖玮
指导老师:
梁直升
摘要:
汽车工业的快速发展必将带动维修行业的前进步伐。
本文则主要通过对汽车点火系统分类及结构的分析与工作原理和常见故障的分析与排除的方法的论述,使人们对点火
系有了更深入的了解,有助于维修技师对点火系统进行快速的分析和排除方法,有助于维修行业的发展。
随着科学技术的不断发展,汽车的技术也有了巨大的发展,大量地使用电子元件以及利用计算机监控汽车的运转。
而汽车发动机的点火系也有了很大的变化:
从传统点火系到电子点火系,再发展到无分电器的独立点火系统,而其中的无分电器的独立点火系统又分为DFS(双火花线圈)点火系统和EFS(单火花线圈)点火系统。
这些点火系统有各自的
特点和结构及组成元件。
关键词:
汽车;点火系统;线圈;分电器;
、点火系统的类型与构造
1.1点火系统的类型及工作原理
1.传统点火系统:
蓄电池点火系;磁电机点火系。
2.电子点火系统:
(1)晶体管点火系TI-B(Breaker-Triggeredtransistorized
Ignition)。
(2)半导体点火系SI(semiconductorIgnition)。
(3)无分电器点火系DIS(DistributorlessIgnitionSystem)。
汽车点火系统工作原理:
汽油机点火系统是汽油机、煤气机中用电火花点燃混合气的装置。
它的功用是按气缸点火次序定时地向火花塞提供足够能量的高压电,使火花塞电极间产生火花,从而点燃气缸内被压缩的可燃混合气。
点火系统通常由电源、点火线圈、分电器(包括断电器)和火花塞等组成。
其中电源、断电器和点火线圈的初级线圈构成低压电路部分;点火线圈的次级线圈、分电器和火花塞构成高压电路部分。
点火线圈由初、次级线圈和铁芯组成。
初级线圈的导线粗而匝数少,次级线圈导线细而匝数多,相当于一个升压变压器。
断电器有机械式和晶体管式两种,机械式的应用较普遍。
当发动机运转时,凸轮轴驱动分电器中凸轮旋转,控制断电器触点启闭。
当断电器将低压电路闭合时,初级线圈中即产生低压电流,在点火线圈内形成磁场。
当电流达到一定值时,断电器将低压电路断开,磁通消失,在次级线圈中感应出10〜24千伏的电动势,通过分电器依次传到相应气缸的火花塞电极上,即产生电火花。
当触点断开时,初级线圈会感应出自感电动势,使触点间产生电弧而引起烧蚀,并减缓磁通消失速度,降低次级线圈感应的电动势。
为了消除自感电动势,与触点并联有一只0.15〜0.30微法的电容器。
机械式点火系统工作过程是由曲轴带动分电器轴转动分电器轴上的凸轮转动,使点火线圈次级触点接通与闭合而产生高压电。
这个点火高压电通过分电器轴上的分火头,根据发动机工作要求按顺序送到各个气缸的火花塞上,火花塞发出电火花点燃燃烧室内的气体。
分电器壳体可以手动转动来调节基本的点火提前角(即怠速运转时的点火提
前角),同时还有真空提前装置,它根据进气管内真空度的变化提供不同的提前角。
在要求工作可靠又不带蓄电池的场合,如飞机用汽油机、拖拉机用汽油机和小型汽油机则多使用磁电机点火系统。
内燃机是一种神奇的机器,已有超过100年的发展历史。
随着汽车制造商多年来努力地一点点提高效率和减少污染,内燃机也得以不断发展。
结果使内
燃机变得惊人地复杂,但同时也更加可靠。
博闻网的其他文章解释了发动机及
其众多子系统的机械原理,这些子系统包括燃料系统、冷却系统、凸轮轴、涡轮增压器和齿轮。
有人可能会这样认为:
通过准确的点火正时,点火系统将各系统联系在一起。
国在本文中,我们将首先从点火正时开始了解点火系统。
然后
将了解与生成火花相关的所有部件,包括火花塞、线圈和分电器。
最后,我们
将讨论一些较新的系统,这些系统使用固态部件代替分电器。
⑴1.1.1传统点火系统
点火系包括蓄电池、发电机、点火开关、电流表、点火线圈、电容器、分电器、高压导线和火花塞等(图2.1)
1-配电器的中心电极2-侧电极3-分火头4-次级绕组5-初级绕组6-点火开关7-活动触点臂8-固定点
9-电容器10-凸轮11-火花塞
图2.1点火系电路原理图
点火系的高、低压电路电流的流动顺序是:
低压电路:
蓄电池一电流表一点火开关一点火线圈的低压线圈一断电器活动触点(闭合时)一断电器固定触点底盘搭铁一蓄电池。
高压电路:
点火线圈的高压线圈的一端一点火线圈附加电阻一点火开关一电流表一蓄电池正极一蓄电池负极搭铁一火花塞跳火一分电器的分火头一分电器盖中央孔一点火线圈中央插孔一高压线圈另一端。
1.点火正时
汽车上的点火系统必须与发动机的其他部件配合得非常好。
目的是在最恰
当的时机点燃燃油,以便膨胀气体做功最大。
如果点火系统在不恰当的时机点
火,功率会下降,油耗和排放会上升。
为了从发动机获得最大的扭矩和功率,需要做的是在动力冲程期间,尽量提高气缸的压力。
尽量提高压力还可以得到最佳的发动机效率,其直接表现就是降低油耗。
点火正时是成功的关键。
从产生火花,到燃油空气混合物全部燃烧且气缸内压力达到最大值之间,存
在着短暂的延迟。
如果正好在活塞到达压缩冲程顶点时产生火花,那么在气缸内的气体达到最大压力之前,活塞已经向下运动了部分距离,进入动力冲程。
为最大限度利用燃油,应在活塞到达压缩冲程顶点之前产生火花,这样,在
活塞开始向下进入动力冲程时,便能有足够的压力做有用功。
2.点火线圈
点火线圈的作用是将蓄电池的低压电(12V)转变为高压电(10000V~15000V)。
当点火开关接通电源后,断电器触点闭合,低压线圈有电流通过,线圈周围产生磁场。
当断电器触点张开时,低压线圈里电流消失,磁场也减弱并趋于消失。
由于这个磁场的变化,高压线圈感应产生高压电流。
当此电流经分电器配送到各气缸的火花塞时,便产生电火花,点燃气缸里的可燃混合气。
点火系的低压线路上还有附加电阻和电容器。
(1)附加电阻:
附加电阻串联在低压电路中,其电阻值可随温度升高而增
大,用来自动调节低压电路的电流强度。
发动机低速运转时,由于断电器触点闭合时间长,电流强度大,使电阻温度升高,阻值随之增大,低压电流减小,点火线圈不会过热;发动机高速运转时,断电器触点闭合时间短,电流强度小,附加电阻温度下降,其阻值随之下降,使通过低压线圈的电流强度增大,从而使点火线圈产生足够的高压电流。
启动发动机时,由于大量放电而使蓄电池电压降低。
为了补偿低压线中的电压,在起动机上附设一个开关,接通起动机电路后,能使点火线圈的附加电阻自动短路。
此时,低压线圈中电流强度增大,磁场增强,高压线圈产生的感应电压增高,火花塞产生的火花也增强。
(2)电容器:
电容器的作用是收容低压线圈的感生电流,防止触点过早烧蚀,同时帮助点火线圈提高电火电压。
电容器是用两条铝箔中间夹有绝缘性很好的蜡纸卷制而成。
其中心引线为正极,外表皮为负极。
3.火花塞
火花塞是利用高压放电原理,在保持一定距离(间隙)的两个电极间产生电火花,点燃混合气。
火花塞装在发动机气缸盖上。
点火线圈产生的高压电流经分电器配送至火花塞电极时,高压电流击穿混合气而产生电火花,从而点燃混合气火花塞电极间隙应保持正常,绝缘磁体应绝缘良。
图2.2“热”火花塞和“冷”火花塞之间的区别在于陶瓷尖端的形状
4.分电器
分电器是用来接通和切断低压电路,使点火线圈产生高压电流,并按照发动机的点火顺序,在规定的时间内,将高压电分配给各气缸的火花塞,点燃混合气。
分电器包括断电器、配电器、电容器和点火提前装置等。
(1)断电器:
用来接通和切断低压电路。
由一对装在底板上的触点(固定触点和活动触点)和凸轮组成。
触点最大断开位置时的正常间隙为0.35~0.45mm
(可以用偏心螺钉调整)。
凸轮和拨板制成一体,装在分电器轴上部,由分电器轴带动。
分电器轴则通过配气机构凸轮轴上的齿轮驱动。
发动机曲轴转两圈,分
电器轴转一圈,凸轮共顶开活动触点四次(四缸机)或六次(六缸机)。
(2)配电器:
配电器的作用是按发动机的点火顺序分配高压电。
分电器盖
的中央有一插孔,内部装有接触炭棒和小弹簧,接触炭棒靠弹簧张力同分火头导电片接触。
盖的圆周还有几个旁插孔,用以接插通往火花塞的高压电线。
(3)点火提前角调节装置:
点火提前角调节装置是根据发动机燃烧过程的需要,自动调整点火提前角度。
点火提前装置包括离心调节器(图2.3)和真空
调节器(图2.4)
1-凸轮固定螺钉及垫片2-凸轮3-拨板4-分电器轴1-凸轮2-气室3-弹簧4-真空气道5-节气门6-器轴5-离心重块6-弹簧7-托板8-销钉9-柱销膜片7-拉杆8-随动板突缘9-分电器外壳
图2.3离心式调节器图2.4真空式调节器
离心式调节器的工作原理:
当发动机转速增加时,离心块在离心力作用下,克服了弹簧的拉力,向外张开;这时离心块的拨板销使拨板及凸轮沿分电器轴旋转方向,加速转动一个角度,因触点位置不变,所以凸轮提前顶开触点,使点火时间提前。
真空调节器工作原理:
当化油器节气门开度不大或发动机的负荷减小而转速增高时,节气门下方真空度增大,通过真空管吸动膜片,拉杆拉动随动板及断电器触点副,使其逆分电器轴旋转方向(凸轮转动方向)转动一定角度,将触点提前顶开,从而提前了点火时间。
在下一部分,我们将看看现代点火系统的一项进步,即无分电器点火。
⑹
5.无分电器点火
近年来,您可能听说过,有的汽车在16万公里时才需要首次保养。
之所以
能实现如此长的保养间隔,这与其中的一项技术一无分电器点火,是分不开的。
图2.5无分电器点火不是只有一个主线圈,而是每个火花塞上都有一个线圈
因此,此类系统有许多显著的优点。
首先,没有分电器这一易磨损的部件'而且,也没有易磨损的高压火花塞线。
最后,对点火正时的控制更为精确,从而提高效率,降低排放,提高汽车总功率。
1.1.2电子点火系统
电子点火系统有闭环控制与开环控制之分:
带有爆震传感器,能根据发
动机是否发生爆震及时修正点火提前角的电控系统称为闭环控制系统;不带爆震传感器,点火提前控制仅根据电控单元内设定的程序控制的称为开环控制系统:
门。
1.电子点火系统的基本组成
电子点火系统的基本组成如图2.6所示。
点火线圈初级电流的通断由
电子点火器中的开关晶体管控制,而开关晶体管导通与截止则是由点火信号发生器产生的电信号控制。
1-点火信号发生器2-点火信号3-电子点火器4-点火开关5-点火线圈6-火花塞
图2.6电子点火系统的基本组成
2.电子点火系统的基本工作原理
当分电器轴转动时,安装在分电器内的点火信号发生器就会产生于发动机曲轴位置相对应的脉冲电压信号,此脉冲电压信号经电子点火器大功
率晶体管前置电路的处理后,控制大功率开关晶体管的导通或截止,使点
火线圈初级电流适时地通断。
1.2点火系统的构造
1.2.1蓄电池点火系统
1.组成:
电源(蓄电池或发电机)、点火线圈、分电器、火花塞、点火开关及控制电路。
2.工作原理:
起动时:
蓄电池正极、起动机火线接柱、起动机短路导电片、点火线圈‘开关’接柱、低压线圈、点火线圈低压接柱、分电器触点、搭铁、蓄电池负极。
3.起动后:
发电机‘电枢’、电流表、点火开关、点火线圈‘电源’、
热变电阻、点火线圈‘开关’、低压线圈、点火线圈低压接柱、分电器触点、搭铁、蓄电池负极。
4.高压电路:
高压线圈、中央高压线、分火头、分缸、线火塞中心极、火花塞旁电极、搭铁。
5.蓄电池点火系的主要元件:
点火线圈、分电器、电容器、火花塞、高压线等。
汽油机运行时带动断电器凸轮转动,使断电器不断闭合与断开,在触点闭合式,蓄电池提供电流,电流从蓄电池正极经点火线圈的一次绕阻、断电器触电,返回到蓄电池负极。
电流流经点火线圈的一次绕阻时,铁心中产生一个储能用的强磁场,当断电器触点被顶开时,一次电流迅速衰减以至消失,铁心中的磁通随之减小,而在二次绕阻中就感应出点火所需的高电压。
这一电压由高压线输送到分电器,在由此输送到各个相应的火花塞上,产生电火花'2
1.2.2有触点晶体管点火系统
主要不同断电器触点与点火线圈间的一次测电路上。
在辅助触点晶体管式点火系统中,触点闭合时,电流不再直接从闭合触点流到点火线圈的一次绕阻中,而是流到晶体管的基级电路上。
断电器触点已不再起直接控制一次电流通、断的作用,而是作为晶体三极管的触发控制器,因此流过断电器触点的电流可以减小到一次电流的1/5——1/10。
1.2.3无触点电子点火系统
无触点晶体管点火系工作原理:
无触点点火系用传感器代替断电器触点,产生点火信号,克服了触点常出故障的弊端,而且点火能量提高,可实现高能稀燃,如图2.7所示。
1.消除了机械触点带来的触点烧蚀,磨损等,免去经常换件,调正闭合角,校正点火正时。
2.
电子点火控制器控制点火线圈一次电流的通、断以及放大与处理来自传感器发出的脉冲信号,除了开关作用外,点火控制器可以根据脉冲步骤来知发动机的转速,提供点火时间随转速的变化。
图2.7磁脉冲式无触点点火系统
、点火系统的常见故障分析与排除
2.1常见故障
发动机不能起动、发动机运转不平稳和发动机功率下降、油耗增大、加速不良、点火时间不当、个别缸不点火等。
2.2故障分析与排除方法
1.发动机不能起动
故障部位:
点火开关至分电器间电路,电流表、点火开关,断电器,电容器,传感器,点火控制器,分电器盖或分火头,高压导线,火花塞,分电器,分缸线。
故障原因及排除方法:
有短路、断路、接触不良处,电流表、点火开关损坏,点火线圈损坏、附加电阻断路,触点氧化、烧蚀,固定触点搭铁不良,连线断路、搭铁,触点间隙过大、过小,损坏,传感器线圈短路、断路、搭铁,转子凸轮与铁心间隙不当,霍尔元件损坏,损坏,漏电,漏电或断路,积炭或油污,间隙过大、过小,漏电,分电器安装位置有误,分缸线位置插错。
排除方法:
检查、紧固、更换导线,更换,更换,清洁或更换,修理加强搭铁,修理,调整,更换,修理或更换,调整,更换,更换,更换,更换,清洁或更换热特性适当的火花塞,调整,更换,调整后重新对点火正时,重新配线。
2.发动机运转不稳定
故障部位:
点火正时,火花塞,高压导线。
故障原因:
点火正时调整不当,点火提前角调节装置故障,分电器轴松旷、断电器凸轮磨损不均,个别缸火花塞绝缘损坏或积炭,个别分缸线损坏、漏电。
排除方法:
重新对点火正时,修理或更换分电器,更换分电器,更换火花塞,更换。
3.发动机功率下降、油耗增大、加速不良
故障部位:
点火正时,断电器。
故障原因:
点火正时调整不当,点火提前角调节装置故障,触点间隙过大。
排除方法:
重新对点火正时,维修或更换分电器,修理或更换。
4.个别缸不点火故障现象:
起动发动机后,怠速运转发动机抖动,有个别缸工作不良感觉,加大油门抖动稍好,检查步骤如下:
1首先对点火系统进行分析。
拔下各缸高压线插上备用火花塞,高压线与点火线圈连接,转动点火开关使起动机运转,观察各缸火花均是蓝火,火花很强。
从发动机上拆下火花塞,火花塞间隙正常,电极部分燃烧良好,呈棕黄色,瓷绝缘良好。
装上火花塞、高压线,起动发动机后进行断火试验,各缸均工作,说明点火系统工作正常[3]。
2检查燃油供给系统。
如果燃油供给不足,也会造成发动机抖动。
在燃油分
配管和压力油进口橡胶管连接处断开,串入燃油压力表,起动发动机检查燃油压力,分别检查怠速油压、加速变化油压及熄火后保持压力均正常。
5.点火时间不当
①现象
点火时间不当也会造成机器不易起动,功率降低,耗油量增多,点火时间晚还会造成机温过高,排气温度过高且排气声音增大,甚至出现化油器回火。
若点火时间过早,摇转曲轴时出现“反转”现象。
②原因点火时间不当的主要原因是点火时间没有调整好、白金间隙和位角改变。
因为白金间隙和位角的变化都会造成白金接点张开时机的改变,而白金接点张开的时间就是汽油机的点火时间。
所以调整点火时间之前,必须先调白金间隙;调整次序搞反了,就会使调整前功尽弃。
3点火时间的调整各种汽油机的点火方式和结构不同,点火时间的调整方法也不同。
下面简单介绍蓄电池点火方式的调整方法。
找第一缸的压缩上止点位置。
方法是:
拆下第一缸的火花塞,用手指按住火花塞孔。
摇转机器,当手指感到有股气流冲上时,第一缸内压缩冲程开始。
这时,卸开机壳观察飞轮的孔盖,慢转曲轴,使机壳上的指针对正飞轮上的记号,此时,第一缸活塞正处于压缩上止点。
按顺时针方向转动分电器壳,使白金接点处于似开未开位置。
固定好分电器壳,装上分火芯,盖上分电器壳,将第一缸的高压线插在分火芯所指位置,按顺时针方向依气缸点火次序,接好高压线。
三、点火系统的维护
3.1主要维护任务
①分析与调整点火正时;②分析火花塞电极和积炭,必要时调整至规定值,使用火花塞清洁仪或手工清除其积炭;③分析断电器触点的间隙以及表面状况,必要时进行调整、修整或更换;④分析高低压线路的连接情况,保证插接件牢固可靠,检查高压导线的绝缘性能和电阻,若不合要求则应更换;⑤清洁分电器内、外部,清除灰尘、油污、积水,润滑分电器各润滑点,保持分电器盖的通气孔畅通。
3.2点火正时的分析与调整
1.点火正时的分析
(1)传统触点式点火系统点火正时分析
起动发动机,并使发动机达到正常工作温度,然后在发动机怠速状态下突然加速,看发动机的工作情况。
如果发动机转速上升滞后,感到沉闷或排气管有突突的响声,说明点火过迟,应逆分电器轴旋转方向转动分电器外壳,适当调大初始点火提前角;如果在急加速时发动机出现了爆燃(尖锐的金属敲击声),说明点火时间过早,应顺分电器轴旋转方向转动分电器外壳,使点火提前角适当减小。
(2)电子点火系统点火正时分析除了通过突然加大节气门观察发动机的工作情况是否良好来检验点火正时
是否得当外,还可用发动机点火提前角检测仪检测其规定转速下的点火提前角,并通过与标准的点火正时参数比较判断点火正时正确与否。
2.点火正时的调整
(1)有分电器正时调整
逆着分电器凸轮旋转方向(顺时)转动分电器外壳,点火提前。
顺着分电器凸轮旋转方向(顺时)转动分电器外壳,点火延迟。
(2)无分电器正时调整一般不能调整,看具体车型少数可以通过调整螺丝进行调整。
3.3分电器的分析与保养
分电器的作用是接通和切断低压电流,并将点火线圈产生的高压电,按发动机的点火顺序分配给各缸火花塞。
分电器性能的好坏将直接影响发动机的工作。
下面就谈谈分电器的维修和保养问题。
1.分电器轴的分析
分电器轴与衬套的正常配合间隙为0.02—0.04毫米,最大不得超过0.07毫米。
检查时,用一只手托住分电器壳体,另一只手拿住联轴节进行轴向和径向间隙检查,如发现轴与衬套松旷量很大,则应更换衬套。
分电器的联轴节不应有径向摆动量(径向摆动量将影响点火正时),如发现有径向摆动量,应冲出联轴节固定铆钉销子,重新铆合,消除径向摆动量。
分电器的轴向间隙应在0.08—0.25毫米之间,如发现轴向间隙过大,可加适当的垫片进行调整。
(1)触点烧蚀的分析
①烧成淡灰色为正常。
②烧成黑色表示是由于来自凸轮的润滑油和润滑脂蒸气造成的。
③烧成蓝色表示间隙调整不当。
④电容器容量大时,负极一侧的触点烧成凸形,正极一侧的触点烧成凹形。
⑤电容器容量小时,负极一侧的触点烧成凹形,正极一侧的触点烧成凸形。
(2)触点烧蚀的修磨
触点烧蚀不太重时,可以用一小条“0”号砂纸,使砂面朝外,折叠在一起,放在两触点之间来回磨擦,把烧蚀的痕迹磨掉,再用干净、坚韧的纸片以同样方法来回擦拭,以除去磨屑和砂