汽车检测与维修专业奥迪A6L点火系统毕业论文

成都电子机械高等专科学校毕业论文 1目录摘要 .2引言 .3第一章 奥迪 A6L 2.0T 点火系统的作用及其组成 .41.1 点火系的作用 .41.2 组成 .4第二章 奥迪 A6L 2.0T 点火系统工作原理 .152.1 点火正时控制 .182.2 点火提前角和闭合角的控制 .192.3 爆震控制 .202.4 分层燃烧控制 .20第三章 奥迪 A6L 2.0T 点火系统故障及案例 .223.1 电子点火系统使用维修注意事项 .223.2 常见故障及影响 .223.3 故障检查 .223.4 故障分析与排除 .23结论 .25参考文献 .26致谢 .27成都电子机械高等专科学校毕业论文 2摘要点火系统是汽油发动机重要的组成部分，点火系统的性能良好与否对发动机的功率、油耗和排气污染等影响很大。汽车在行驶中出现的发动机工作不良，点火系统的故障占了好大的比例。因此，具有性能优良、工作可靠的点火系统，一直是广大汽车设计、制造和使用者所努力追求的。点火系统的电子化，使得点火系统的点火性能进一步提高，工作可靠性加强，这对降低发动机的油耗和排污，提高发动机的动力性、经济性和工作可靠性都起了很大的作用，使电子点火系统特别是使用了微机控制的电子点火系统其维修的难度也相应增加了。关键字：点火 正时 传感器 控制 成都电子机械高等专科学校毕业论文 3引言奥迪 A6L2.0T 发动机点火系统系统的阐述、结合实例进行论证、对实际的情况简单总结、最后综合各种经验得出结论。2.0T 发动机采用直列四缸废气涡轮增压技术的发动机，这就要求点火系统需要更高、更有效、更准确的时间控制。而一系列的控制就要求各单元之间的默契配合，蓄电池，控制单元，传感器，信号传导，执行器，调节器等就成了此系统必不可少的组成部分。各个单元的准确程度都会影响点火系统的整体性能，本文就带领读者走进奥迪 A6L2.0T 点火系统的各个角落，由整化零，由小到大的分析这个默契配合的新生命。奥迪 A6 伴随着历史的演变从第一代走到了2012 年的第七代，也从古老的机械式点火系统走到今天的微机控制点火系统，技术随着时间变化而创新与改变，奥迪 A6L 就是时代变迁的产物，而今天就走进这即即将成为历史的过去吧。成都电子机械高等专科学校毕业论文 4第一章 奥迪 A6L 2.0T 点火系统的作用及其组成 1.1 点火系的作用 点火系统在发动机运转时所扮演的角色是在任何发动机转速及不同的发动机负荷下，均能在适当的时机提供足够的电压，使火花塞能产生足以点燃汽缸内混合气的火花，让发动机得到最佳的燃烧效率。 点火系统的基本装置包含了电源、点火系统（电瓶） 、点火触发装置、点火正时控制装置、高压产生器（高压线圈） 、高压电分配装置（分电盘） 、高压导线及火花塞。现代的点火提前装置则已改由发动机管理电脑所控制，电脑收集发动机转速、进气歧管压力或空气流量、节气门位置、电瓶电压、水温、爆震等讯号，算出最佳点火正时提前角度，再发出点火讯号，达到控制点火正时的目的。 1.2 组成 1.2.1 点火控制模块（图 1-1）集成在 ECU 中，它具有辨别点火气缸，实现点火线圈的初级电路的接通和切断功能。点火控制器的反馈功能主要是向 ECU 提供火花塞是否正常的点火信号。ECU 在每次发出点火正时指令后都通过 IGF 信号进行检测。当连续三次没有反馈信号时，ECU 认为点火系统有故障并会自动停止喷油，从而避免由于过多可燃混合气未被点燃而导致危险和发生其他的机件损坏的事故。图 1-1成都电子机械高等专科学校毕业论文 51.2.2 高压线圈（图 1-2） N70 带有功率输出级的点火线圈 1图 1-2相当于自耦变压器，用来将电源供给的 12V 的低压直流电转变为 1520kV 的高压直流电。奥迪 A6L2.0T 发动机的点火线圈有五个接线针脚，分别是 3-IGT 点火正时控制信号线，1-电源正极 31 线，2,4-分别是发送机舱的接地点 1 和接地点 3，I-是高压线圈连接火花塞的接头。在检测点火系统工作情况时，这几根线的信号是否正常是检查的关键。成都电子机械高等专科学校毕业论文 61.2.3 电源（图 1-3）图 1-3 蓄电池结构提供点火系统工作时所需的能量，由蓄电池和发电机构成，其标称电压一般为12V 。蓄电池的作用：1、发动机起动时，由蓄电池向起动机、点火系统、仪表等用电设备供电。2、当发电机输出电压低于蓄电池电压时，由蓄电池向汽车用电设备供电，并向交流发电机提供激磁电流。3、蓄电池存电不足，由发电机向蓄电池充电。4、具有吸收高压脉冲（即电路中产生的过电压） ，稳定电网电压，保护用电设备功能。使用时需检查项目：1、蓄电池壳体的状况。2、电解液的液位、颜色、气味。3、蓄电池电缆和极桩的情况。4、蓄电池固定夹是否松动或腐蚀。5、定期检查蓄电池电解液的密度。发电机工作电路 1-4成都电子机械高等专科学校毕业论文 7发电机图 1-51.2.4 火花塞 图1-7 火花塞结构火花塞（spark plugs） ，俗称火嘴，它的作用是把高压导线（火嘴线）送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞两电极间空气，产生电火花以此引燃气缸内的混合气体。高性能发动机的基本条件：高能量稳定的火花、混合均匀的混合气、高压缩比。1.2.4.1A6L 2.0T 火花塞的材料汽车改装的基本动作，是从引擎的点火系统和进气系统着手。而火花塞和高压导线就是点火系的首步火花塞改动。 常听说普通火嘴、铂金火嘴、铱金火嘴，其实这是对火花塞电极材料的不同而区分出来的特殊称谓。一般汽车的原厂火花塞，其电极材料由镍锰合金制成（即普通火嘴） ，它们一般在行驶 2 万公里或 1 年后都要进行检查或更换。而奥迪 A6L 2.0T 则使用铂金火花塞 ，可实现 3-5 万公里内免检查更换，而近年来才出现的铱金属材质的火花塞（简称依金火花塞）使用寿命已超越了普通火花塞与铂金火花塞,这给用车带来极大的方便.一般普通火花塞使用 1-2 万公里就需要更换，以防止行驶到高速出现火花塞故障和节油性，铂金、铱金火花塞的售价比较贵，毕竟是稀有金属。其实它们的份量很少，仅在两电极的尖端焊上一点，不过不要小看这么一点。为什么要用稀有成都电子机械高等专科学校毕业论文 8金属，正如前所说首先是耐用。气缸在工作时，混合气压缩、燃烧产生极高的温度和压力，使火花塞电极温度高达 900左右，此时还要火花塞点火，电极上的高温程度可想而知。由于银、金的熔点太低所以不能用作电极材科，而镍则有接近 1500的熔点且价格便宜，所以被广泛应用。铂金则接近 2000才被熔掉，其稳定性和抗烧蚀自然比镍要好。而新近出现的铱金材料则比铂金有更高的熔点，所以更加适合高性能发动机长时间、高转速情况下使用。另外化学特性比较稳定是稀有金属的本质，所以铂金、铱金在极高转速的高温、高压下，依然能提供准时、强劲的火花。要知道在这种极限情况下，普通火花塞极有可能发出不稳定、不准时的火花，甚至有可能“失火” ，引擎的工作因此大打折扣。明白为什么改装高性能火花塞之后，改火花塞需把自己车的情况和使用习惯联系一起。使用依金属类的火花塞相对行车而言，使用稳定性好，寿命长，节油，故障率低。 在奥迪车上不同的发动机也使用不一样的火花塞，A6L 2.0T 发动机上使用的是博世公司专门提供的我们常说的“一角”火花塞（在火花塞的侧电极部只有一个爪，其他车型使用的有两爪三爪或是四爪的） 。 1.2.4.2 火花塞在 A6L 2.0T 发动机上的功能和作用凡是汽油发动机上都有火花塞，一缸一个，个别的高速汽油发动机每缸还装有2个火花塞。火花塞虽然只有是一只小零件，但它却极其重要，没有它发动机将不会工作。火花塞的作用是把点火线圈产生的高压电（10,000V 以上）引入发动机气缸，在火花塞电极的间隙之间产生火花点燃混合气。火花塞的工作环境极为恶劣，BPJ 四冲程汽油机的火花塞，在进气冲程时温度只有60，压力90KPa；而在点火燃烧时，温度会瞬间上升至3000，压力达到 4000KPa；这种急冷急热的交替频率很高，不是一般材料所能够适应的恶劣环境，还要保证绝缘性能，因此对火花塞的材料要求十分苛刻。火花塞很小，但它构造不简单。它有绝缘体和金属壳体两大组成部分：金属壳体带有螺纹，用于拧入气缸；在壳体内装有绝缘体，它里面贯通着一根中心电极、中心电极上端有接线螺母，连接从控制单元过来的高压线圈；在壳体的下端面焊有接地电极，中心电极与接地电极之间有0.61.0毫米的间隙，高压电经过这个间隙入地就会迸发出火花点燃混合气。 火花塞关键部分是绝缘体，如果绝缘体不起作用，高压电就会“抄小路” 而不经两极入地，造成无火花现象。火花塞的绝缘体必须要有良好的机械性能和耐高电压、耐高温冲击，耐化学腐蚀的能力，普通火花塞多采用以氧化铝为基础的陶瓷做成。火花塞的尺寸是全世界统一的，任何汽车上都可以通用，但由于汽油发动机类型有区别，因此火花塞也会分有二种基本类型，冷型和热型。冷型与热型是相对而言，它反映了火花塞的热特性性能。火花塞要有适当的温度才能工作良好，没有积炭才能工作正常。实践证明火花塞绝缘体保持在500600温度时，落在绝缘体上的油滴能立即烧去不会形成积炭，高于这个温度会早燃，低于这个温度有积炭。在不同发动机上的温度会不一样，设计者就利用绝缘体裙部的长度来解决这个矛盾。有些裙部短受热面积小，散热快，因此裙部温度低些，称为冷型火花塞，适用于高速高压缩比的大功率发动机；有些裙部细长受热面积大，散热慢，因此裙部温度高些，称为热型火花塞，适用于中低速低压缩比的小功率发动机。 火花塞这个元件看上去简单，做起来不容易，它对材料及制造工艺的要求十分高，由于工作环境十分恶劣，火花塞绝缘体被击穿、电极积炭失效常会发生，因此它属于“易损件” ，当在工具箱里常备火花塞，以便随时更换。当然，随着技术的发展，火花塞的耐用性也提高了，电极材料使用铂合金来代替传统的铜镍合金，延长了火花塞的使用寿命，现代轿车的火花塞一般使用里程达十五万公里左右。 选择火花塞考虑的因素较多，如发动机型号、冷却方式、冲程数、燃油标号和使用环境温度及常用工况等。一般摩托车、汽车出厂时已将火花塞型号确定，在安装尺寸相符的情况下，用户可根据环境温度、道路成都电子机械高等专科学校毕业论文 9条件、机器新旧对火花塞的热值作选择。如国产火花塞标准条件下一般采用的热值型号为5（日本 NGK 为7.8） ，当气温低于5时，就应选用热值再低一级的火花塞以保证火花塞裙部的工作温度。对于旧发动机而言，选用热值低一级的火花塞，可抵制因机件磨损窜油对火花塞的污染。 1.2.4.3 火花塞损坏很多时候汽车会出现发动机冷、热机启动都较困难，有时要启动多次，发动机才能着车。着车后，怠速不稳、抖动、加速不良、动力不足，频繁出现怠速自行熄火现象，油、气消耗量增大。这是由于火花塞的损坏导致的。 首先应该进行故障检查。清洗节气门、更换火花塞和高压线后，故障现象没有好转， 开空调时故障现象更加明显。连接好油压表测试，在怠速抖动、熄火时，油压保持在260 千帕，说明供油正常;采用断缸法检查各缸点火及工作状态，取下第1 缸高压线，用良好的火花塞做跳火试验时， 发动机虽然抖动但不熄火;而分别取下第2、3、4 缸高压线做跳火试验时， 发动机则难以启动，即使偶尔启动了也会自动熄火。由此判定第1 缸火花塞工作不良。 其次进行故障排除，将第1 缸新火花塞更换后，故障彻底排除。 最后进行故障分析，查证该车型的点火系统资料得知： 本车采用模块式、无分电器 型、双火花静态高压分配点火系统，静态高压配电体内有2个点火线圈，每个点火线圈次级各有2 个输出端，通过高压线分别连接到各缸的火花塞上，形成双点火回路。当点火线圈正常点火时，若2 个火花塞间隙正常，做功的一缸在压缩上止点， 可燃混合气压缩后，在火花塞电极间所形成的阻抗较小，易被击穿跳火，点火电量就会集中到做功缸的火花塞上跳火；而另一缸相对因处于排气上止点，缸内气体形成的阻抗较大， 不易被击穿跳火， 这样便保证了做功缸的正常点火。当某个火花塞有短路现象时， 该火花塞击穿电压降低， 大部分电能经故障火花塞流失，致使另一缸无法正常点火，造成2 个汽缸都工作不良， 发动机就不易启动； 而当某个火花塞有断路现象时， 因该火花塞击穿电压过高， 点火能量都经正常火花塞跳火，所以，另一相对缸仍可正常点火工作， 发动机有3 个缸能正常工作， 所以稳定性和动力性很差。 通常火花塞使用寿命为15000km，长效火花塞使用寿命为 30000km。发动机工作时，火花塞绝缘体裙部的温度应保持在500600。如果温度过低，绝缘体容易积炭，可能引起漏电而产生缺火现象；如果温度过高，易引起早燃和爆震。 火花塞在使用中常见的故障现象如下： 1.火花塞严重烧蚀。火花塞顶端起疤、破坏或电极熔化、烧蚀都表明火花塞已经毁坏，应更换。更换时应检查烧蚀的症象以及颜色的变化，以便分析产生故障的原因。 (1)电极熔化且绝缘体呈白色。表明燃烧室内温度过高。这可能是燃烧室内积炭过多，使气门间隙过小等引起的排气门过热或是冷却装置工作不良，也可能是火花塞未按规定力矩拧紧等。 (2)电极变圆且绝缘体结有疤痕。表明发动机早燃，可能是点火时间过早或者汽油辛烷值低，火花塞热值过高等原因。 (3)绝缘体顶端碎裂。爆震燃烧是绝缘体破裂的主要原因。而点火时间过早、汽油辛烷值低、燃烧室内温度过高，都可能导致发动机爆震燃烧。 (4)绝缘体顶端有灰黑色条纹。这种条纹标志火花塞已经漏气，应更换新件。 2.火花塞有沉积物。火花塞绝缘体的顶端和电极间有时会粘有沉积物，严重时会造成发动机不能工作，如清洁火花塞可暂时得到补救。为了保持良好的性能，必须查明故障根源。 (1)油性沉成都电子机械高等专科学校毕业论文 10积物。火花塞上有油性沉积物，表明润滑油进入燃烧室内。如果只是个别火花塞，则可能是气门杆油封损坏。如果各缸火花塞都粘有这种沉积物，表明气缸窜油，应检查空气滤清器和通风装置是否堵塞。 (2)黑色沉积物。火花塞电极和内部有黑色沉积物，表明混合气过浓，可以增高发动机运转速度，并持续几分钟，就可烧掉留在电极上一层黑色的煤烟层。 火花塞技术状况除用专用仪器进行密封发火试验以外，还可采取下述方法检查。(1)就车检查法触摸法：起动发动机，使其怠速运转，用手触摸火花塞绝缘陶瓷部位，如温度上升得很高很快，表明火花塞正常，反之为不正常。 短路法：起动发动机，使其怠速运转，然后用螺丝刀逐缸对火花塞短路，听发动机转速和响声变化，转速和响声变化明显，表明火花塞正常，反之为不正常。跳火法：旋下火花塞，放在气缸体上，用高压线试火，若无火花或火花较弱，表明火花塞漏电或不工作。 (2)观色法如为赤褐色或铁锈色，表明火花塞正常；如为渍油状，表明火花塞间隙失调或供油过多，高压线短路或断路；如为烟熏之黑色，表明火花塞冷热型选错或混合气浓，机油上窜；如顶端与电极间有沉积物，当为油性沉积物时，说明气缸窜机油与火花塞无关，当为黑色沉积物时，说明火花塞积碳而旁路，当为灰色沉积物时，则是汽油中添加剂覆盖电极导致缺火；若严重烧蚀，如顶端起疤、有黑色花纹破裂、电极熔化，表明火花塞损坏。(1)