汽车点火系统的故障诊断及维护
-
西安航空学院毕业设计（论文）
西安航空学院
2012
届
毕
业
设
计（论
文）
汽车电子点火系统故障诊断
专
业：
班
级：
学
号：
姓
名：
指导老师：
201
2
年
6
月
I
西安航空学院毕业设计（论文）
目
录
绪论
............................
...................................1
第一章
汽车的点火系统
........................................2
1.1
点火系统的概述
..........
................................2
1.2
点火系统的分类
.......................
.......................2
1.3
不同点火系的结构特点
.............................
..........3
1.3.1
传统点火系统的结构特点
................... .............3
1.3.2
电子点火系统的结构特点
.....
............................4
第二章
电子点火系统的常见故障诊断
及维修
............................5
2.1
电子点火系统的常见故障
.........
...........................5
2.2
故障分析及排除方法
..........................
................5
第三章
电子点火系统的维护
.........................
................7
3.1
点火正时的维护
.......................................
7
3.2
分电器的维护
......
...................................7
3.
3
点火器的维护
.....................
..........................9
第四章
点火波形在故障诊断中的应用
.................................11
4.1
次级点火波形的形成原理
......
...............................11
4.2
几种常见故障波形的原因分析
.................
................12
第五章
总结与展望
< br>............................................... ...15
5.1
总结
.............................................
..........15
5.2
展望
.................................................
......15
致谢信
................
............................................17
参考文献
...........................
...............................17
II
西安航空学院毕业设计（论文）
摘
要
点火系统是汽车汽油发动机重要的组成部分
,
对发动机的性能有着决定性的影响。
随着
汽车工业的不断发展
，
汽车电子化程度不断提高
,
汽车的
点火系统已由传统的蓄电池点火系
统发展到国内外广泛采用的电子点火系统，
电子点火系统又称为半导体点火系统或晶体管点
火系统，
< br>越来越多的汽车厂家将电子技术应用到了汽车上，
特别是在点火系统上，
各个厂家
都不断推出各自的电子点火应用系统，
与传统的白金触点点火系统相比，
电子点火系寿命长，
性能高，
稳定性好。
为了更好的了解和认识汽车电子点火系，
并能够懂得其故障诊断及维修
的基本方法，本文详尽介绍了现代电子点火系
统，包括电子点火系统的优点、分类、构造、
工作原理、
点火控
制特性及其故障诊断维修实例，
尤其是现代汽车上应用较广的霍尔传感器
基本工作原理。
关键词：
电
子点火系统、故障诊断、点火控制、微机控制
III
西安航空学院毕业设计（论文）
Abstract
Gasoline engine ignition
system is an important part of the performance of
the engine
have a decisive influence.
With the continuous development of automobile
industry, increasing
degree of
automotive electronics, car ignition system has
been the development of the traditional
battery ignition system widely used at
home and abroad electronic ignition systems,
electronic
ignition system, ignition
system, also known as semiconductor or transistor
ignition system More
and more car
manufacturers of electronic technology to the car,
especially in the ignition system,
various manufacturers have been
introducing their own electronic ignition
applications, with the
traditional
platinum contacts compared to the ignition system,
electronic ignition system life long,
high-performance, good stability. In
order to better understanding and knowledge of
automotive
electronic ignition system,
and to understand their diagnosis and maintenance
of the basic
method, this paper
describes in detail the modern electronic ignition
systems, including the
advantages of
electronic ignition systems, classification,
structure, working principle,
characteristics of the ignition control
example of fault diagnosis and maintenance, in
particular,
wider application of modern
automobile basic working principle of the Hall
sensor.
Key
words:
electronic ignition system,
fault diagnosis, ignition control, computer
control
IV
西安航空学院毕业设计（论文）
绪论
随着人们对汽车使用的要求不断
提高和计算机技术及控制理论的发展
,
汽
车电子化程度越来越高。汽车电子化的发展过程基本上可以分为三个阶段
:
第一
阶段
,
从
20
世纪
60
年代中期到
70
年代末期
,
在汽车产品中采用电子装置
,
< br>以改
善部分机械部件的性能
;
第
二阶段
,
从
20
世纪
70
年代末期到
90
年代中期
,
在汽
车设计和生产中形成
“机电一体化”
的思想与技术
;
第三
阶段
,
从
20
世纪
90
年代
中期至今
,
重点开始广泛应用计算机网络与信息技术
,
使汽车更加自动化、智能
化。作为汽车电子控
制系统的一部分
,
点火控制系统也经历了磁电机点火系→传
统触点点火系→晶体管辅助点火系→普通电子式点火系→微机控制式点火系的
发展过程。
点火系统是汽油发动机重要的组成部分<
/p>
,
对发动机的性能有着决定性的影
响。电
子点火系统取消了机械式断电器及触点
,
从而避免了凸轮、触点
等机械磨
损所造成的点火正时变化、
触点烧蚀等缺陷。
但是电子点火系统仍没有摆脱真空
式和离心式点火提前角调节机构
,
不能对点火正时实现优化控制。点火时刻的精
确控制对发动机性能有很大影响
,
显然对点火实现优化控制的
微机控制是今后电
子点火系统的发展趋势。
< br>在此基础上
,
综述了现代电子点火系统
< br>,
尤其是点火能量及点火控制系统研
究的现状、发展趋势
。随着发动机向高转速、稀混合气方向发展
,
普通电子点火
系统已不能满足要求
,
高能微机控制点火系
统将成为今后点火系统的发展方向。
1
西安航空学院毕业设计（论文）
第一章
汽车的点火系统
1.1
点火系统的概述
在汽油发动机中，
气缸内的可燃混合气是在压缩冲程接近上止点时由高压电<
/p>
火花点燃的，
而高压电火花是由点火系统产生的。
为了在汽缸中产生高压电火花
必须采用专门的点火装置，即点火系统。
传统点火系的应用已有近百年的历史
，
经过不断的改进和完善，
结构已定型，
为汽车的使用与发展发挥了一定的作用。
但传统点火系存在着触点易烧蚀、
火花
能量提高受限，
对火花塞积碳敏感以及次级电
压最大值随发动机的转速值升高和
气缸数量的增加而下降等难以克服的缺点随着现代汽车
发动机的转速向高转速、
高压缩比、低油耗、低排放方向的发展、传统点火系统的发展缺
点日益突出。因
此，
传统点火系统已逐渐被电子点火系统取代。
电子点火系统与传统点火系统的
主要区别是没有断电器触点，<
/p>
取而代之的是各种类型的点火信号发生器，
克服了
因断电触点带来的一系列问题。
随着计算机技术的迅速的发展，
微机控制点火系
统在现代发动机上得到广泛应用，它是利用传感器检测与点火有
关的各种信号，
作为计算和控制点火时刻的依据，
因此可以使点
火提前角控制在最佳状态，
从而
使发动机的动力性、燃油经济性
以及排气净化得到明显改善。
点火系统是汽油发动机中最重要
的系统之一。
点火质量的高低直接影响着发
动机的使用性能。<
/p>
发动机中许多常见故障都是由点火系统引起的，
在实际的维修
过程中，有很大比例的发动机故障都存在于点火系统中。
1.2
点火系统的分类
点火系统分为传统点火系统
，
电子点火系统，
微机控制点火系统和磁电机
< br>点火系统。本文主要介绍传统点火系统和电子点火系统。
传统点火系统主要代表是蓄电池点火系，电子点火系统
主要包括有触
点电子点火系统和无触点点火系统。
传统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<
/p>
的提前角。
2
西安航空学院毕业设计（论文）
电子点火系统与传统点火系统完全不同，它有一个点火用电子控制装
置，内部有发动机在各种工况下所需的点火控制曲线图
(MAP
图
)
。通过一
系列传感器如发动机
转速传感器、进气管真空度传感器
(
发动机负荷传感
器
)
、节气门位置传感器、曲轴位置传感器等来判
断发动机的工作状态，
在
MAP
图上找
出发动机在此工作状态下所需的点火提前角，按此要求进行
点火。然后根据爆震传感器信
号对上述点火要求进行修正，使发动机工作
在最佳点火时刻
［<
/p>
1
］
。
电子点火系统也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。
1.3
不同点火系统的结构和特点
1.3.1
传统点火系统
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、高压线等。
2.
工作原理：
（
1
）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。
（
2
）起动后：发电机‘电枢’、电流表、点火开关、点火线圈‘电
< br>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。
（
3
）
低压回路：
蓄电池正极
电器触点
搭铁
蓄电池负极
（
4
）高压回路：二次绕组
点火开关
蓄电池
搭铁
火花塞的
侧电极
中心电极
配电器
二次绕组
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
触点闭合时，
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、
断电器触点，
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，再由此输送到各个
相应的火花
塞上，产生电火花
［
2
］
点火开关
点火线圈的一次绕组
断
。
3
西安航空学院毕业设计（论文）
1.3.2
电子点火系统
有触点电子点火系统
主要不同在于断电器触点与点火线圈间的一次测电路上。
<
/p>
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
< br>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
< br>电
器
触
点
的
电
流
可
以
减
小
到
一
次
电
流
的
1∕5——1∕10。
无触点电子点火系统
（
1
）消除了机械触点带来的触点烧蚀，磨损等
，免去经常换件，调整闭合
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感
知发动机的转速，提供点
火时间随转速的变化情况
［
3
］
。
4
西安航空学院毕业设计（论文）
第二章
电子点火系统的常见故障诊断及维修
2.1
点火系统的常见故障
点火系统的作用是是根据发动机的做功顺序，在适当的时刻提供足够
强度
的点火电压和点火能量，点燃混合气。但点火系统也经常会出现多种
故障，其常见故障主
要有发动机不能起动、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
故障分析及排除方法
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：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，断电器触点间隙过大、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，漏电或断路，积炭或油污，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，修理加强搭铁，清洁或更换热特性适
当的火花塞，调整，更换，调整
后重新对点火正时调整，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：重新对点火正时调整，
修理或更换分电器，更换火花塞。
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。
< br>
排除方法：重新对点火正时调整，维修或更换分电器。
4
、个别缸不点火
< br>［
6
］
［
5
］
［
4
］
。
。
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，
加大油门抖动减小，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
5
西安航空学院毕业设计（论文）
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。
5
、点火时间不当
< br>故障现象：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
< br>器回火。若点火时间过早，摇转曲轴时出现
“
反转
”
现象。
故障原
因：点火时间不当的主要原因是点火时间没有调整好、铂金间隙和
位角变化。因为铂金间
隙和位角的变化都会造成铂金接点张开时机的改变，而
铂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。
调整方法：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。<
/p>
（
1
）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。
（
2
）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。
（
3
）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
［
7
］
。
6