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汽车点火系统故障的诊断与维修剖解
课程设计（论文）
论文题目：
汽车点火系统故障的诊断与维修
作者姓名周建伟
指导教师叶晓露
所在院系衢州市技师学院
专业班级汽车运用与维修1304班
提交日期2015年1月
汽车点火系统故障的诊断与维修
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检测与维修和常见故障诊断与维修的方法的论述，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诊断和维修，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
目录
摘要2
目录3
第一章绪论4
1.1点火系统概述4
1.1.1点火系统的发展概况4
1.1.2点火系统基本功能4
1.2点火系的作用及要求5
第二章点火系统的分类及结构7
2.1点火系统的分类7
2.2点火系统的结构9
2.2.1蓄电池点火系统9
2.2.2有触点电子点火系统9
2.2.3无触点电子点火系统10
第三章点火系统的常见故障诊断及维修11
3.1点火系统常见故障11
3.1.1汽车故障诊断的四项基本原则11
3.1.2汽车故障诊断的基本方法11
3.3.3常见故障的诊断11
3.2故障分析及排除方法12
3.2.1发动机不能起动故障部位12
3.2.2故障原因及排除方法12
3.3.3排除方法检查12
3.3.4发动机运转不稳定故障部位12
第四章电子点火系统的维护14
4.1主要的维护任务14
4.2点火正时的检查与调整14
4.2.1点火正时的检查14
4.2.2正时的调整14
4.2.3点火正时的检查与调整实例15
4.3点火器的检修15
致谢17
参考文献18
第一章绪论
1.1点火系统概述
1.1.1点火系统的发展概况
一百多年来随着汽车的发展，汽油发动机的点火技术也在改变。
1886年，第一辆以四循环内燃机为动力的汽车使用的是磁电机点火系统。
1907年，美国人首先在汽车上用蓄电池点火装置，这种用蓄电池和发电机来提供电能的点火系统采用了点火线圈，通过断电器触点来控制点火线圈初级电流的通断，使次级产生高压。
最初的蓄电池点火系统无点火提前角自动调节装置，一直到了1931年，美国人才首先使用了能根据发动机负荷和转速的变化自动调节点火提前角的真空、离心点火提前调节装置。
此后，这种触点式点火装置逐步得到完善，在汽车上得到了广泛的应用，并被称之为“传统点火系统”。
随着人们对汽车发动机动力性、经济性及排放控制要求的日益提高，传统点火系统因其触点本身所固有的缺陷也越来越显现出来。
20世纪60年代初期，出现了一种称之为晶体管辅助点火系统，这种点火系统增加了一个电子放大器，使得点火性能得到了较大的提高。
晶体管辅助点火系统还保留了触点，不能完全消除由触点本身所造成的一些缺点，因此，很快就被无触点的电子点火系统所取代。
无触点电子点火系统在60年代末期开始推广应用至今，在汽车上已基本普及，传统点火系统已逐渐被淘汰。
1.1.2点火系统基本功能
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。
在汽车的电气设备中，点火系的干扰最为严重。
发动机不能起动时应诊断点火系统，首先判断故障是在高压电路还是在低压电路。
可用起动机带动发动机运转，做高压总线跳火试验。
若火花正常，为高压电路故障；若火花弱或者无火花，则为低压电路故障或点火线圈、点火电子组件损坏。
判明故障部位后，按需要对有关部件进行检测、调整与维修（如图1-1所示）。
图1-1
1.2点火系的作用及要求
点火系的作用是将蓄电池或发电机输出的低压电流（一般为12—14V），经点火线圈变为高压电流（20—30kV），通过分电器按照发动机各缸的点火顺序，在一定时间内轮流配送给各火花塞，产生电火花，点燃气缸内的混合气,使发动机运转。
为确保发动机稳定可靠地工作，对点火系统有如下三个基本要求。
1、能产生足够高的次级电压点火系统用于点燃混合气的火花塞电极伸入发动机气缸燃烧室内，通过电极之间气体的电离作用产生电弧放电（跳火）。
要使电极之间具有很高压力的气体电离而产生电火花，就必须有足够高的电压。
使火花塞电极跳火所需的电压称之为击穿电压Uj（或称点火电压），而Uj的高低与发动机工况及火花塞的状况有关。
（1）发动机工况
气缸内的混合气压力高、温度低时，气体的密度相对较大，气体电离所需的电场力就大，所需的击穿电压也就高。
发动机在不同工况下其压缩终了的混合气压力和温度是不同的，因此，当发动机的转速和负荷改变时，火花塞的击穿电压也随之而变。
（2）火花塞电极的温度和极性
当火花塞电极的温度超过混合气温度时，击穿电压可降低30%-50%。
这是因为在电极温度高时，包围在电极周围的气体密度相对较小的缘故。
由于火花塞中心电极的温度相对较高，因此，火花塞的中心电极为负时，火花塞电极的击穿电压可降低20%左右。
（3）火花塞的间隙和形状
火花塞电极的间隙增大，在同样的电压下电极之间的电场就减弱，要使电极间隙间的气体电离所需的电压就得增大。
火花塞电极较细或电极表面有沟棱时，在同样的电压下其电场的最强处要大于较粗、表面平的电极，因此，所需的击穿电压可降低。
此外，火花塞电极上积油、积炭时，其击穿电压也会相应升高。
点火系统所能产生的电压称为最高次级电压（Um2）。
要使发动机在任何工况、状态下火花塞都恩呢该可靠跳火，就必须满足Um2>Uj。
为此通常要求点火系统所能产生的最高次级电压Um2在20kv以上（如图1-2所示）。
图1-2
第二章点火系统的分类及结构
2.1点火系统的分类
（1）传统蓄电池点火系统
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。
（如图2-1所示）
图2-1
（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，点燃可燃混合气混合气。
（如图2-3所示）
图2-3
（3）微机控制点火系统
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（如图2-4所示）。
图2-4
（4）磁电机点火系统
由磁电机本身直接产生高压电，不需另设低压电源。
与传统蓄电池点火系统相比，磁电机点火系统在发动机中、高转速范围内，产生的高压电较高，工作可靠。
但在发动机低转速时，产生的高压电较低，不利于发动机启动。
（如图2-5所示）
图2-5
2.2点火系统的结构
2.2.1蓄电池点火系统
（1）组成：
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。
2.2.2有触点电子点火系统
有触点电子点火系统是用减小触点电流的方法，减小触点火花，改善点火性能的，它是一种半导体辅助点火装置。
它的组成除了与传统点火系统一样的电源、点火开关、分电器、点火线圈、火花塞之外，还在点火线圈初级绕组的电路中，还增加了由三极管VT和电阻、电容等组成的点火控制电路，断电器的触电串联在三极管的基极电路中，控制三极管的导通与截至。
2.2.3无触点电子点火系统
无触点电子点火系统利用传感器代替断电器触电，产生点火信号，控制点火线圈的通断和点火系统的工作，可以克服与初段相关的一切缺点，在国内外汽车上应用十分广泛。
无触点电子点火系统主要由点火信号发生器（传感器）、点火控制器、点火线圈、分电器、火花塞等组成。
第三章点火系统的常见故障诊断及维修
3.1点火系统常见故障
3.1.1汽车故障诊断的四项基本原则
1、先简后繁、先易后难的原则
2、先思后行、先熟后生的原则
3、先上后下、先外后里的原则
4、先备后用、代码优先的原则
3.1.2汽车故障诊断的基本方法
1、询问用户：
故障产生的时间、现象、当时的情况，发生故障时的原因以及是否经过检修、拆卸等。
2、初步确定出故障范围及部位。
3、调出故障码，并查出故障的内容。
4、按故障码显示的故障范围，进行检修，尤其注意接头是否松动、脱落，导线联接是否正确。
5、检修完毕，应验证故障是否确已排除。
6、如调不出故障码，或者调出后查不出故障内容，则根据故障现象，大致判断出故障范围，采用逐个检查元件工作性能的方法加以排除。
3.3.3常见故障的诊断
发动机不能启动或启动困难
（1）检查蓄电池电压。
（2）检查蓄电池极柱、导线联接等是否松动。
（3）检查启动系，包括点火开关、启动开关、空档启动开关及起动机情况，各部线路是否连接松动。
（4）起动机转动正常，但发动机不能启动1）调出故障码。
（5）检查燃油泵工作情况。
（6）检查怠速系统是否工作正常（若怠速系统工作不正常，踏下加速踏板时发动机能启动。
（7）检查点火系统，包括高压火花、点火正时情况、火花塞等。
（8）检查进气系统有无漏气。
（9）检查空气流量计或空气压力传感器是否工作不良。
（10）检查喷油器、低温启动喷油器是否工作正常。
（11）检查EFI系统电路，包括ECU连接器有关端子。
（12）检查机械部分有无故障。
（13）发动机怠速不良调出故障码，分析故障原因。
（14）检查进气系统有无漏气情况。
（15）检查曲轴箱通风管的PCV阀的工作情况（怠速时，PCV阀应该关闭）
（16）检查节气门上的怠速调整螺钉是否调整正确，若调整螺钉调整不正确，会导致怠速时混合气过稀，导致发动机怠速不稳。
（17）检查点火正时情况。
（18）检查喷油器喷射情况。
（19）检查EFI系统电路及元件工作情况。
3.2故障分析及排除方法
3.2.1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。
3.2.2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。
3.3.3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。
3.3.4发动机运转不稳定故障部位
1、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。
发动机功率下降、油耗增大、加速不良
2、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。
3、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检查。
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。
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。
第四章电子点火系统的维护
4.1主要的维护任务
检查与调整点火正时：
1、检查火花塞电极和积炭，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；
2、检查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；
3、检查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；
4、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。
4.2点火正时的检查与调整
4.2.1点火正时的检查
1、传统触点式点火系统点火正时检查起动发动机，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、子点火系统点火正时检查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。
4.2.2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
4.2.3点火正时的检查与调整实例
（1）起动发动机使达正常工作温度。
（2）发动机熄火后，连接转速表及正时灯到发动机上．变速器置于N档。
（3）起动发动机并加速到2500rpm，保持90秒．然后降回怠速。
（4）检查怠速应在750rpm。
（5）发动机熄火，将诊断座中TEI与E1脚利用电线跨接。
（6）再发动发动机并保持在750士25rpm怠速运转，检查基本正时，应在10，如果点不正确，则检查正时皮带是否跳齿，或检查节气门怠速接点（ID与E2）之间是否接通。
（7）如果皮带正常、怠速接点良好，检测空气流量计、压力传感器及水温传感器。
另外要注意发动机是否有漏气，若一切均正常则发动机电脑不正常采用分电盘发动机基本点火正时检查与调整，采用分电盘的发动机．其点火正时是可以调整的
4.3点火器的检修
汽车使用的电子点火器，由于配用的点火信号发生器型式不同，电子点火器所采用的元器件结构型式和电路（如分立元件、集成电路、晶闸管等）也有所不同。
即使是同一种类型的点火器，其生产厂家不同，电路结构及参数也不同，因此，很难用一种简单而统一的方法对其进行检查与测量。
所以，对电子点火器的检查应根据其配用的信号发生器型式、电子点火器的工作原理、电路特点、功能以及在车上的具体连接、工作情况，选用适当的方法进行故障检查和判断。
常用的检查方法主要有以下几种:
（1）配用磁感应式点火信号发生器的单功能电子点火器的检修
配用磁感应式点火信号发生器的单功能电子点火器，其基本原理是利用干电池的电压作为电子点火器点火输入信号，然后用万用表或试灯来大致判断电子点火器的好坏。
拆开分电器上的线路插接器，接通点火开关，用1只1.5V的1号干电池，将它的正、负两极分别接至电子点火器的两根点火信号输入线。
用万用表电压档检查点火线圈“—”接线柱与搭铁之间的电压，然后将干电池的极性颠倒过来，再测量点火线圈“—”接线柱与搭铁之间的电压（观察试灯的亮灭），两次测量结果应分别为1～2V（测试灯灭）和12V（测试灯亮），否则，说明电子点火器有故障。
（2）配用霍尔信号发生器的电子点火器的检修
拆下点火线圈“—”接线柱上的导线，在线路中串联一灯泡，把3V干电池的正极接到电子点火器的接线柱6（信号线）上。
接通点火开关，然后使干电池的负极和机体（接地）之间通、断，若灯泡忽亮忽灭，说明电子点火器良好，否则说明已经损坏。
首先检查点火线圈及霍尔传感器，然后检查电子点火器是否有故障，同时对外电路的连接进行检查。
检查霍尔传感器，拆下电子点火器接线盒上的橡皮套，测量接线柱4与搭铁之间的电压，测量结果为12V；然后在6#接线柱之间连接一电压表，接通点火开关，转动发动机，电压表的读数在0.4～1V之间来回摆动，说明霍尔传感器完好。
致谢
经过了努力，我终于完成了论文。
从开始接到论文题目到系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。
在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，我开始了学习和调查，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己的论文一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。
从中我也充分认识到了博客这一新兴的出版方式给我们生活带来的乐趣，在属于自己的网络空间上，尽情宣泄自己的情感，表达自己的感受，并且把自己的想法与他人分享。
参考文献
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机械工业出版社,2009
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化学工业出版社,2010
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理工大学出版社,2010
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机械工业出版社,2008
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