汽車電控點火系統(tǒng)故障診斷及維修探析

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0引言

近年來，隨著我國科技水平的不斷提高，越來越多的現(xiàn)代化電子技術(shù)被廣泛應用于各個領域，計算機電子技術(shù)在汽車領域的應用推動了汽車行業(yè)的快速發(fā)展，機電一體化成為汽車工業(yè)發(fā)展的重要趨勢。電控點火系統(tǒng)作為汽車發(fā)動機重要的組成部分，一旦發(fā)生故障會造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)、功率下降等諸多問題，而隨著人們對汽車性能的要求越來越高，電控點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也越來越復雜，電控點火系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定，在降低燃油消耗和污染物排放的同時其故障診斷及維修難度也越來越高，這對汽車維修技術(shù)人員提出了更高的技能要求，因此，對汽車電控電話系統(tǒng)故障診斷及維修分析具有重要的意義。

1汽車電控點火系統(tǒng)介紹

1.1電控點火系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

電控點火系統(tǒng)即電子控制點火系統(tǒng)，它是現(xiàn)代汽車中較為常用的點火系統(tǒng)，其基本功能是點火提前控制。電控點火系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)由各種感測器（曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、空氣流量計、水溫傳感器、節(jié)氣門開關、點火開關、車速傳感器等）、控制單元、點火器以及發(fā)貨線圈等。

1.2電控點火系統(tǒng)工作原理

電控點火系統(tǒng)的電源是汽車發(fā)動機和蓄電池，其工作原理點火線圈可以將電源低壓電轉(zhuǎn)化為高壓電，再通過分電器將其分配到每個油缸的火花塞，根據(jù)各個相關傳感器（例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、進氣管真空傳感器等）發(fā)出的信號對發(fā)動機運行工況及運行條件進行判斷，從而選擇最佳點火提前角點燃混合器，改善發(fā)動機燃燒過程，達到提高發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性以及降低污染物排放的目的。或者直接由微機控制系統(tǒng)對高電壓進行分配，不用分電器，也可以達到同樣的目的。

1.3電控點火系統(tǒng)的優(yōu)點

電控點火系統(tǒng)的主要優(yōu)點有以下幾點：第一，能夠根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速提供最佳點火電壓和點火持續(xù)時間；第二，能夠在不同負荷和轉(zhuǎn)速條件下提供最近點火提前角；第三，能夠控制點火時間，通過爆震傳感器對爆震進行反饋控制，確保點火時間剛好在汽油機不發(fā)生爆震的臨界狀態(tài)；第四，改系統(tǒng)有效提升了汽車發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性，同時也有效降低了污染物排放；第五，電控點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，具有可靠性高、成本低、耗電少、無需冷卻、響應性好等諸多優(yōu)勢[1]。

2電控點火系統(tǒng)故障原因分析

電控點火系統(tǒng)的應用大大提升了汽車發(fā)動機啟動性能，與此同時，一旦電控點火系統(tǒng)發(fā)生故障則會對發(fā)動機造成很大影響，導致發(fā)動機無法啟動，這是由于點火系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)或者機械傳動系統(tǒng)中某一系統(tǒng)或者多個系統(tǒng)發(fā)生了故障造成的。因此，電控點火系統(tǒng)故障發(fā)生的原因通常是從這幾方面進行診斷，常見的故障原因有傳感器故障、低壓線路故障、點火線圈故障、火花塞故障、PCM故障、防盜系統(tǒng)故障等幾方面，下面對這幾方面故障原因進行詳細分析。

2.1傳感器故障

在電控點火系統(tǒng)中，傳感器工作原理是通過空氣流量計對進入氣缸內(nèi)的空氣量進行測量并將氣量信號轉(zhuǎn)化為電氣信號，然后輸入到ECU，由電控單位根據(jù)收到的信號信息計算出合理的噴油量，從而控制噴油量的大小，傳感器故障常見的有曲軸及凸軸位置傳感器故障。首先，曲軸位置傳感器又稱為轉(zhuǎn)速傳感器，它是發(fā)動機控制噴油時刻和點火時刻的重要因素，一旦該傳感器發(fā)生故障，則發(fā)動機在啟動時ECM無法接收到曲軸位置信號，ECM不能進行噴油和點火控制，從而造成發(fā)動機無法啟動。以磁脈沖磁感應式曲軸轉(zhuǎn)速及位置傳感器為例，信號轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個凸齒，傳感線圈就會產(chǎn)生一個周期性交變電動勢，傳感線圈輸出一個交變電壓信號，轉(zhuǎn)子凸齒的轉(zhuǎn)速會隨著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化而變化，同時鐵心中磁通變化率也會隨之變化，因此，一旦該傳感器出現(xiàn)故障則會造成發(fā)動機無法啟動。一般曲軸位置傳感器發(fā)生故障的原因有傳感器線路短路或者短路[2]。同理，如果凸輪軸位置傳感器發(fā)生故障時，ECM同樣無法接收凸輪軸位置信號，這就會導致ECM采用曲軸位置信號進行發(fā)動機的啟動，會導致點火控制出現(xiàn)錯誤，出現(xiàn)1、4缸，2、3缸同時點火的情況，原本應該按順序噴油的程序也會變?yōu)橥瑫r噴油，噴油量增大，造成能源浪費的同時排放更多污染物。凸輪軸位置傳感器故障一般也是由于傳感器短路、斷路或者安裝錯誤導致的。

2.2低壓線路故障

低壓線路發(fā)生故障也會造成電控點火系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響發(fā)動機正常啟動，一般發(fā)生低壓線路故障的原因有插頭接觸不良、保險絲燒壞等，造成低壓線路出現(xiàn)短路或者斷路，從而影響電流無法正常到達點火線圈。

2.3點火線圈故障

點火線圈的作用是將汽車低壓電流轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姡话闱闆r下每個氣缸都配有一套點火線圈和火花塞，點火線圈能夠使火花塞“產(chǎn)生火花”，從而實現(xiàn)點火，如果點火線圈發(fā)生故障則不能夠?qū)l(fā)動機電壓低壓電流順利轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姡斐苫鸹ㄈ麩o法正常點火，發(fā)動機無法正常啟動。一般點火線圈發(fā)生故障的原因與燃油質(zhì)量有很大關系，如果使用了質(zhì)量較差的燃油會因為燃油燃燒不充分造成火花塞積碳過多，擊穿點火線圈，造成點火線圈出現(xiàn)故障。

2.4火花塞故障

火花塞出現(xiàn)故障會無法正常工作，導致發(fā)動機不能正常啟動，一般火花塞出現(xiàn)故障的原因是燃油沒有充分燃燒而出現(xiàn)積碳、間隙過大、火花塞上出現(xiàn)沉積物或者出現(xiàn)損壞等問題，如圖1所示，這些都是常見的火花塞故障。2.5PCM故障PCM是汽車動力控制模塊，一旦PCM出現(xiàn)故障則無法有效控制點火系統(tǒng)，影響發(fā)動機正常啟動。一般引起PCM故障的原因有常火線故障、點火開關故障、PCM內(nèi)部電源電路故障、PCM搭鐵電路故障等。

2.6防盜系統(tǒng)故障

防盜系統(tǒng)是保障汽車防盜的重要系統(tǒng)，一旦防盜系統(tǒng)出現(xiàn)問題，為了防止車輛被盜會自動禁止發(fā)動機啟動，從而造成點火系統(tǒng)不能正常點火[3]。

3電控點火系統(tǒng)故障診斷及排除方法

電控點火系統(tǒng)故障一般有點火系統(tǒng)不正常工作、點火時刻不正確、點火性能不穩(wěn)定幾方面原因，具體電控點火系統(tǒng)故障診斷分析如下：

3.1電控點火系統(tǒng)不正常工作

電控點火系統(tǒng)不正常工作常見的故障現(xiàn)象有：點火開關打開后，發(fā)動機啟動異常、啟動困難或者無法啟動。故障診斷分析：按照電控點火系統(tǒng)故障診斷流程，先檢查高壓火花，如果沒有火花或者花火很弱，則可以斷定是電控點火系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，此時可以對電控點火系統(tǒng)進行故障診斷，具體診斷流程如圖2所示。對火花塞進行檢查，如果火花塞沒有火，一般引起該故障的原因與曲軸位置傳感器、ECU、點火器等有關，可以對這幾部分進行詳細檢查。如果火花塞有火但是很弱，發(fā)動機在啟動時十分困難，出現(xiàn)怠速不穩(wěn)同時伴有大量黑煙冒出，可以考慮是由于低壓電路電流小，而高壓電路電阻過大或者有漏電現(xiàn)象引起的[4]。

3.2點火時刻不正確

電控點火系統(tǒng)點火時刻不正確一般是沒有在最佳點火時刻點火，出現(xiàn)點火時間提前或者延遲故障問題。首先，點火時間提前故障問題一般會出現(xiàn)發(fā)動機怠速不穩(wěn)，即使啟動了發(fā)動機也十分容易出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，在進行加速時會聽到強烈的爆燃聲音；其次，點火延遲故障問題表現(xiàn)出汽車消聲器發(fā)出十分沉重的聲音，在進行緊急加速時發(fā)動機出現(xiàn)回火現(xiàn)象，同時發(fā)動機冷卻液溫度很高，車子啟動后行駛過程中十分無力。故障診斷分析：電控點火系統(tǒng)點火時刻不正確故障一般是由于低壓電路IGT信號出現(xiàn)了錯誤，同時高壓電路分電器分電設備、高壓線連接等出現(xiàn)了問題，造成汽車在啟動過程中無法對發(fā)動機點火進行正確控制，或者點火提前角度裝配出現(xiàn)問題。無論是那種原因引起的故障，要想解決這一問題，需要維修人員首先連接發(fā)動機點火測試儀，然后將點火裝置調(diào)整正確，保持點火提前角在規(guī)定的合理數(shù)值范圍內(nèi)。

3.3點火性能不穩(wěn)定

點火性能不穩(wěn)定故障表現(xiàn)為發(fā)動機在低速行駛時可以正常運行，但是在高速時則不能正常運行，低溫時可以保持正常而高溫時則不正常，在開始啟動時正常，但是運行一段時間后又發(fā)生問題。故障診斷：一般引起點火性能不穩(wěn)定的原因與電控點火系統(tǒng)中的線路接觸不良，例如點火線圈老化造成線圈出現(xiàn)短路或者斷路，傳感器連接松動以及點火器自身性能較差等有關，這些問題都會造成低壓信號穩(wěn)定性較差，高壓電路出現(xiàn)較大電阻或者產(chǎn)生漏電等問題，造成點火性能穩(wěn)定性下降[5]。

4電控點火系統(tǒng)零部件維修及注意事項

4.1火花塞維修

通過上述對電控點火系統(tǒng)故障診斷分析可以得知，火花塞故障是引起點火系統(tǒng)故障的原因之一，因此，當點火系統(tǒng)發(fā)生故障時，需要專業(yè)的汽修人員對火花塞進行仔細檢查，看火花塞是否有積碳積灰或者油污現(xiàn)象，觀察火花塞的顏色是否存在異常。如果在火花塞絕緣體端部、外殼或者電極覆著黑灰色粉狀積垢，是發(fā)生了積碳，而出現(xiàn)油污現(xiàn)象則是由于潤滑油進入燃燒室引起的，如果只是某個火花塞出現(xiàn)油污，也可能是因為氣門桿油封出現(xiàn)了破損，如果多個火花塞都出現(xiàn)了油污沉積，則說明是氣缸出現(xiàn)了躥油。如果是火花塞的電極發(fā)生變化，變圓并且絕緣體部分出現(xiàn)疤痕，可以看出是因為發(fā)動機過早點火，或者是汽油辛烷值較低，造成火花塞熱值過高而出現(xiàn)毀壞。對火花塞進行性能檢測，需要用萬用表兩百兆歐姆檔，測量火花塞電極和外殼的阻值，如果萬用表顯示為示“∞”則說明火花塞絕緣性能沒有問題，如果檢測是火花塞性能出現(xiàn)了問題則需要進行更換火花塞。此外，還需要檢測火花塞的間隙，合理的間隙范圍應當在0.7mm-1.2mm之間，過大或過小都有可能造成點火系統(tǒng)故障，需要對間隙進行調(diào)整。

4.2點火線圈維修

首先，對點火線圈初級繞組阻值進行測量，看其阻值是否在1歐-4歐之間，如果阻值較小，則說明出現(xiàn)了短路，如果阻值無窮大，則說明發(fā)生了斷路；其次，對點火線圈刺激繞組阻值進行測量，看其阻值是否在8000歐-16000歐之間，如果阻值小于規(guī)定范圍則發(fā)生了短路，大于規(guī)定乏味則發(fā)生了斷路。無論是出現(xiàn)短路還是斷路，都需要及時更換點火線圈[6]。

4.3曲軸位置傳感器維修

對曲軸位置傳感器進行檢測，首先要檢查其線路連接是否良好，然后關閉點火開關，將其插頭分離，啟動點火開關，利用萬用表對線束連接端子兩端電壓值及搭鐵間電壓值進行測量，看電壓值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，如果電壓值為零，則可以確定發(fā)生了短路，最后再對曲軸位置傳感器不同參數(shù)進行檢測，如果數(shù)值存在異常，則需要開展維修工作，盡快恢復曲軸位置傳感器正常工作。

4.4電控點火系統(tǒng)維修注意事項

首先，在對電控點火系統(tǒng)進行檢測維修的過程中，發(fā)動機在啟動以及運行狀態(tài)時，切記不可用手直接觸摸高壓線、點火線圈等零部件，避免發(fā)生觸電；其次，在進行高壓試火時，不可用手直接觸碰高壓線，需要用絕緣夾子將高壓線夾起，在進行各缸工況檢測時，需要將斷火缸的高壓線搭鐵；再次，在進行磁感式曲軸位置傳感器檢測時，打開其分電器蓋子，注意避免有金屬類零件等掉進去，對光電式曲軸位置傳感器檢測時，也要避免灰塵雜質(zhì)等進入；最后，如果無法用肉眼判定點火系統(tǒng)是否存在短路或者短路問題，則需要借助萬用表進行可能出現(xiàn)故障的零部件電阻及電壓值的檢測[7]。

5某汽車電控點火系統(tǒng)故障診斷維修實例分析

5.1故障現(xiàn)象描述

某品牌汽車在對其發(fā)動機分解檢查后，發(fā)現(xiàn)該汽車發(fā)動機在啟動時無法點火。

5.2故障診斷及維修

首先，需要利用解碼儀對該汽車進行全面檢測，根據(jù)檢測出來的故障碼分析其背后的故障原因，在解碼儀檢測后并未出現(xiàn)故障碼；其次，對該汽車發(fā)動機根據(jù)診斷流程圖進行逐步檢查：第一步，檢查汽車供油信號，發(fā)現(xiàn)供油信號顯示正常。第二步，對汽車噴油器聲音進行診斷，聲音正常。通過上述檢查可以判斷該汽車點火出現(xiàn)了問題，通過對汽車點火系統(tǒng)進一步檢查，發(fā)現(xiàn)汽車點火系統(tǒng)中分電器發(fā)生了故障，考慮可能是分電器發(fā)生了一百八十度位置扭轉(zhuǎn)錯誤，于是將分電器拆下調(diào)整位置后重新安裝，此時汽車發(fā)動機能夠運轉(zhuǎn)，但是啟動過程十分困難，發(fā)動機加速時車輛行使無力，并且無論是冷車還是熱車狀態(tài)進行發(fā)動機啟動都十分困難，啟動過程中還伴有大量黑煙及燃油冒出，判斷是該汽車點火系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，對于點火系統(tǒng)故障排除及維修可以參考上述方法來逐步進行。

6結(jié)語

綜上所述，汽車電控點火系統(tǒng)是發(fā)動機重要的啟動裝置，引起其故障原因有很多，一旦點火系統(tǒng)出現(xiàn)故障會造成汽車發(fā)動機啟動困難或者無法啟動，而點火系統(tǒng)又很容易出現(xiàn)故障，因此，駕駛?cè)藛T在日常行駛過程中需要對汽車電控點火系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理等有必要的了解，時刻關注汽車發(fā)動機運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)任何異常問題要按照點火系統(tǒng)診斷流程進行逐步診斷，及時將故障排除。此外，汽車駕駛?cè)藛T還需要加強日常保養(yǎng)，從而延長電控點火系統(tǒng)使用壽命，降低其故障發(fā)生率，有效保障發(fā)動機平穩(wěn)安全運行，保障駕駛?cè)藛T車輛及人身安全。

作者:劉紅強 單位:北京勞動保障職業(yè)學院