汽车发动机点火系统的故障诊断与排除探讨（论文）

1、目 录一、点火系统的种类、作用及要求.2（一）点火系统的种类和作用.2（二）点火系统的要求.3二、点火系统常见故障分析.4（一）点火正时.4（二）火花塞.5（三）点火线圈.7三、点火系统的故障诊断步骤.8四、点火系统故障案例分析.11五、总结.13六、参考文献.13内容摘要：电喷技术的产生为发动机解决了燃油经济性的难题，基本杜绝了“黑烟”的产生。电喷发动机采用电子控制装置，取代了化油器的机械系统来控制发动机的供油过程。汽油喷入进气岐管后与吸入的空气混合，然后再通过进气门进入气缸，由于电脑能够精确地根据汽车和发动机各种运行工况来控制喷油量，促使燃油在发动机内更充分燃烧，排出的污染物大大降低。最早

2、的电喷技术是“单点电喷”，即整个发动机只有一个汽油喷射点，后来又发展出“多点电喷”，它的喷射器安装在每个气缸的进气管上，每个气缸都有一个喷射点，不仅提高了发动机的功率，而且省油、噪音低。关键词：汽车、点火系、结构特点、工作原理、故障诊断一、 点火系统的种类、作用及要求（一）点火系统的种类和作用汽车点火系统是点燃式发动机为了正常工作，用于提供点火能量和控制各个气缸点火顺序、点火时刻的装置。 早期的机械式有触点点火系统、无触点晶体管点火系统，目前已经发展为先进的电子控制点火系统。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

3、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。 电子点火系统与机械式点火系统完全不同，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

4、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。 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。 祈艾特电子科技有限公司是目前国内最大的点火系统组件生产厂家之所开发生产的产品以汽车点火系统的混合集成电路（HIC）、点火模块、点火线圈、点火分电器为主。 （二）点火系统的要求1能产生足以击穿火花塞间隙的电压 火花塞电极击穿而产生火花时所需要的电压称为击穿电压。点火系产生的次级电压必须高于击穿电压，才能使火花塞跳火。击穿电压的大小受

5、很多因素影响，其中主要有：（1）火花塞电极间隙和形状火花塞电极的间隙越大，击穿电压就越高； 电极的尖端棱角分明，所需的击穿电压低。 （2）气缸内混合气体的压力和温度 混合气的压力越大，温度越低，击穿电压就越高，（3）电极的温度火花塞电极的温度越高，电极周围的气体密度越小，击穿电压就越低。 2火花应具有足够的能量 发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度接近其自燃温度，仅需要15mJ的火花能量。但在混合气过浓或是过稀时，发动机起动、怠速或节气门急剧打开时，则需要较高的火花能量。并且随着现代发动机对经济性和排气净化要求的提高，都迫切需要提高火花能量。因此，为了保证可靠点火，高能电子点火系一般应具

6、有80100mJ的火花能量，起动时应产生高于100mJ的火花能量。 3点火时刻应适应发动机的工作情况 首先，点火系统应按发动机的工作顺序进行点火。其次，必须在最有利的时刻进行点火。 由于混合气在气缸内燃烧占用一定的时间，所以混合气不应在压缩行程上止点处点火，而应适当提前，使活塞达到上止点时，混合气已得到充分燃烧，从而使发动机获得较大功率。点火时刻一般用点火提前角来表示，即从发出电火花开始到活塞到达上止点为止的一段时间内曲轴转过的角度。 如果点火过迟，当活塞到达上止点时才点火，则混合气的燃烧主要在活塞下行过程中完成，即燃烧过程在容积增大的情况下进行，使炽热的气体与气缸壁接触的面积增大，因而转变为

7、有效功的热量相对减少，气缸内最高燃烧压力降低，导致发动机过热，功率下降。如果点火过早，由于混合气的燃烧完全在压缩过程进行，气缸内的燃烧压力急剧升高，当活塞到达上止点之前即达最大，使活塞受到反冲，发动机作负功，不仅使发动机的功率降低，并有可能引起爆燃和运转不平稳现象，加速运动部件和轴承的损坏。二、点火系统常见故障分析（一）点火正时点火正时就是点火系统的高压电火花准时点着发动机气缸内的混合气。调整点火正时是在将分电器安装到发动机上时，通过调整和校正点火时机，使点火系统的高压电火花能准时点着气缸内的混合气；点火正时的调整因发动机的不同而有所差别。无论哪种型号的发动机，其点火正时的检调方法与步骤均应按

8、生产厂家的规定进行。 修理方法：1、检查调整断电器触点间隙。用塞尺检查断电器触点的间隙，必要时进行调整，一般触点间隙为0.350.45mm（触点间隙发生变化时，会直接影响次级电压和点火提前角。如东风EQ6100发动机断电器的触点间隙每变动0.1mm点火提前角将改变1.5）。2、使第一缸活塞处于压缩冲程上止点（1）首先拆下第一缸火花塞。（2）然后用手指或棉纱团堵住第一缸火花塞安装孔。（3）再摇转曲轴，当手指感到有较大压力冲击或棉纱团被冲出时缓慢转动曲轴，同时察看飞轮与离合器壳或曲轴皮带轮与正时齿轮盖上的正时标记。说明：各车的正时标记与位置不尽相同，同时由于各车的点火初始角（预先提前角）不一样，当

9、初始角为零时，第一缸压缩行程上止点的标记即是点火正时标记；而对于有一定点火初始角的发动机来说，上止点标记一般多用做调正气门间隙用，另外专设一个点火正时标记，切记不能混淆。（二）火花塞火花塞的作用是将点火线圈所产生的脉冲高压电引进燃烧室，利用电极产生的电火花点燃混合气，完成燃烧。国产火花塞的型号由三部分数字或字母组成。前面的数字表示螺纹直径，如数字1，表示螺纹直径为10mm，中间的字母表示火花塞旋入气缸部分的长度；最后一位数字表示的热型：1、2、3为热型，5、6、为中型，7以上为冷型。火花塞的间隙是其主要工作技术指标，间隙过大，点火线圈和分电器产生的高压电难以跳过，致使发动机起动困难；如间隙过小

10、，会导致火花微弱，同时易发生漏电。故障现象：火花塞跳火时不正常。解决方法：火花塞由于跳火频繁尤其是车辆烧机油时，火花塞两电极间容易积炭炭化，造成跳火不正常，此时可用废钢锯条仔细刮尽电极处的污物积炭，然后用细金刚砂皮打磨干净，最后放在汽油中清洗干净即可恢复正常。 故障问题：火花塞漏电。解决方法：碰到火花塞漏电时，可把高压分火线从火花塞头上拔下，然后再朝火花塞套上，使高压分火线与火花塞之间有8mm左右的距离。然后在连接处采用绝缘橡胶管和漆包线铜丝全部扎紧固定即可。此方法的道理很简单，当采用拉长跳火间隙后，则需要更高的跳火电压，所以人为地设置一个跳火间隙后，更高的跳火电压传到火花塞的电极上，造成高电

11、压在瞬间无法漏电就直接碰及电极产生电火花。故障问题：火花塞中心电极烧断。解决方法：火花塞电极若长时间积炭炭化，再加上一些火花塞质量差，很容易造成中心电极烧断而报废。在临时无新火花塞更换时，可将火花塞电极头处的绝缘体裙部小心敲掉一段，使其中心电极再重新露出约3mm左右长度，然后将侧电极向中心电极靠拢并略加弯曲，使两个电极的间隙重新调整至0.60.9mm正常值即可继续使用。故障现象：火花塞侧电极烧断。解决方法：一旦碰到火花塞的侧电极烧断，造成间隙增大而无法跳火时，可用尖嘴钳把中心电极小心朝下弯曲，弯曲时小心弯断中心电极，使中心电极向侧电极处靠近，并调整至正常的工作间隙即可临时急用。故障现象：火花塞

12、不能跳火。解决方法：有些刚换上的新火花塞装好后，发现不能正常跳火，检查高压放电又属正常，但拆下并将火花塞对车身壳体短路放电也无法跳火，一般是属于质量问题。当观察火花塞电极头处出现圆状形，此时可用什锦锉刀将电极锉成尖角形状即可排除故障。一般来说火花塞中心电极头部成尖角形或棱角形，工作容易跳火。火花塞是故障率较高的部件，对发动机工况的正常与否，燃油的节约与浪费影响极大。因此常见到更换火花塞后的汽车较以前轻松有力，油耗降低，排烟干净，无黑烟现象。汽车需更换火花塞时大致有几个原因：（1）火花塞出现积油。用手摸（或细看）火花塞均会发现油渍。出现这种故障的原因多半是发动机长时间起动而未着火，也就是说，已经

13、向火花塞喷油但油却未燃烧。这样油层覆盖火花塞电极，起动更为困难。所以有经验的司机在起动时油门不踩过大，以防止发动机起动出现“油闷”现象。（2）火花塞出现一层沉积的黑炭。故障原因大多因为发动机的供油混合气浓度过高或者内部润滑油上窜发生燃烧所致。出现积炭，容易造成发动机间歇断火，使之运转不灵。发动机有时感到没力，往往是由此原因。（3）火花间隙过大，导致击穿电压高而且时间长。故高速运转时，容易出现个别气缸断火现象。这种故障容易解决，只是要求高速时调整间隙并用专用工具进行测量。（4）绝缘体出现裂缝。火花塞需要更换。为什么会出现这种情况呢？一般是因为发动机的温度剧变并有强烈机械冲击所致。火花塞工作在高温

14、的环境中，散热条件差，绝缘体容易爆裂。基于以上四种原因，要求我们对发动机点火系统中火花塞合理调整电极间隙，按时清洁火花塞，做好保养工作：从发动机上拆下火花塞，假如出现积炭，可将火花塞浸泡在丙酮（一种化学溶剂）或煤油中一段时间，然后用细钢刷轻轻刷洗，直到将积炭清楚干净后用压缩空气吹干后装回使用。故障现象：火花塞工作不良，高压火花微弱。解决方法：将火花塞卸下并在汽油中浸泡一会儿，用曲别针或大头针作自制专用刮火工具，刮掉火花四热室内的积炭，从新洗净后装复试用，故障消除。故障原因简单分析：积炭过多，导致中心电极与火花塞壳体之间不同程度的导电，产生分路电流，这种分流传导了部分点火能量，削弱了点火火花。若

15、污染严重，可能不产生点火火花。（三）点火线圈 点火线圈主要由初级线圈、次级线固和铁心等组成。在点火系统中,利用点火线圈将低压电变高压电,使火花塞产生电火花。点火线圈的常见故障是线圈被击穿。其故障现象是:不能产生高压电或电压不高,使火花塞无火或火弱,造成发动机工作不正常。造成点火线圈损坏的原因有:(1)发动机不工作,而点火开关长时间未关断,由于电流的热效应破坏了点火线圈中的线圈绝缘。(2)发动机过热,线圈绝缘漆胶被烤化而失效。(3)火花塞电极间隙过大,增加点火线圈的负荷,使高压线圈击穿,造成短路或断路。(4)高压线断路,使产生的高压电无路可通,容易造成高压线圈被击穿。这时发动机不易起动,应检查高

16、压线路是否断路。检修方法:用万用表欧姆档检测初级线圈和次级线圈的电阻,可以判断点火线圈是否有故障。具体点火线圈的电阻值可参见有（1）初级线圈断路用万用表软席档检测初级线圈电阻,当阻值明显大于正常值时,表明初级线圈引线接触不良或线圈有断路现象。当断路出现在外部的引线或插头(插座)部位时,可重新连接或焊好;当断路出现在内部时,一般难以修复,应予更换。（2）次级线圈击穿损坏用万用表r1k档检测次级线圈的电阻,当阻值明显小于正常值时,表明线圈击穿短路。引起次级线圈击穿的主要原因是次级线圈高压绝缘介电强度降低和工作电压过高。而造成次级线圈高压绝缘介电强度降低的主要原因是次级线圈受潮、次级线圈过热和绝缘材

17、料老化。造成次级线圈工作电压过高的主要原因是火花塞电极间隙过大和高压电路的连接有松脱。 次级线圈击穿大都发生在线圈层间。次级线圈局部击穿时,会使击穿部位的温度明显上升,使故障向临近区域发展扩大。次级线圈击穿后,在一般条件下是难以修复的,因此正确使用保养就特别重要。（3）表面放电表面放电是指在点火线圈外表面出现了放电跳火现象。引起表面放电的主要原因是表面有污物和严重受潮。表面放电常发生在高压引出螺钉附近,因此在高压引出螺钉与高压线的连接部位通常装有护套。出现表面放电时,往往可在放电部位见到烧损痕迹。当烧损较轻微时,可清除烧损物并做好绝缘处理。对点火线圈的故障检查,当用外观检查和电阻测量的方法都难

18、以作出准确判断时,应换用新点火线圈进行对比试验的方法进行检查。在通常情况下,同类型的点火线圈往往可互换使用,只是在安装尺寸上可能会有所不同。 三、点火系统的故障诊断步骤发动机工作不正常，故障原因很多，几乎涉及到发动机各个系统。当判断是否为点火系统故障时，首先应注意听排气管无“突突”声，并区分“突突”声是否有节奏，然后再辨别声音出现在什么转速区域上。如果高、中、低速均有“突突”声，要进一步区分在何种转速下明显，注意以上几点对准确诊断点火系统的故障是很有帮助的。 （一）少数缸不工作故障的诊断与排除发动机在各个转速下，排气管均发出有节奏的“突突”声，这是少数缸不工作所造成的。诊断这种故障时，在稍高于

19、怠速的转速下，排气管的“突突”声较为明显，用慢加速的方法也较易辨别。首先检查高压分线有无脱落以及是否按点火顺序插置在分电器盖旁插孔中，经查未发现异常时，则可在发动机怠速运转情况下，用解锥尖端接触端盖，解链中部紧靠某缸火花塞顶将该缸火花塞短路，如发动机转速有变化，说明该缸工作良好。如发动机转速没有变化，表明该缸不工作。 1、一个缸不工作取下该缸高压线使线端距离火花塞5mm左右，查看是否跳火。（1）不跳火 若不跳火，则故障在分线、分电器盖旁插孔或凸轮角上，其诊断和排除方法为：将分线的一端从分电器盖旁插孔拔出少许，查看旁插孔是否向分线跳火。若向分线跳火，为分线漏电；如不跳火，将发动机熄火，检查分电器

20、盖旁插孔有无砂眼裂缝等漏电处。若无漏电处，则为凸轮的棱角磨损不匀。转动曲轴，查看每个凸轮角是否都能顶开分电器触点，如哪个凸轮角不能顶开触点，即为这个凸轮磨损过甚，应更换凸轮。（2）跳火若跳火，且发动机转速随之变均匀，则为该缸火花塞积炭过多或芯轻微漏电；若虽有跳火但发动机转速无变化，则为该花塞严重漏电或无电极间隙。 两个缸不工作分别取下这两缸的高压分线，距离火花塞5mm左右，检查是否跳火。若两缸均跳火，发动机转速无变化，则这两个缸火花塞不工作；若两个缸均不跳火，应按照一个缸不工作，高压分线无火故障排除。当发现一个缸高压分线有火，一个缸高压分线无火，应分别按一个缸不工作，高压分线有火或无火的方法排

21、除。诊断方法如下：用解锥短路各缸火花塞时，若发现按点火顺序相邻的两缸不工作，先取下一个缸的高压分线，距离火花塞5mm（不能在气缸体上）、检查跳火情况。若无火花或火花弱，将其装回；然后再取下另一个高压分线，采用上述方法检查跳火情况。若无火花或者火花弱，则将原来检查的那根高压分线取下悬空。此时，后检查的高压分线突然有强烈火花仍距离火花塞5mm），而且发动机转速略有提高，则故障为分电器盖旁插孔漏电。（二）高压火花弱故障的诊断与排除发动机在各个转速下，排气管均发出无节奏的“突突”声，且高转速时比低转速明显，急加速时，“突突”声加重，并随有排气管放炮、化油器回火、发动机熄火，这是高压火花塞弱故障的特征。

22、诊断此故障时，取下高压分火线，距离火花塞约5mm，查看跳火情况。如火花塞跳距短而细，声音小，火花发红，有时还有断火现象，即为高压火花弱故障。检查跳火时，应注意高压分线与火花塞的距离必须由远而近，或由近而远地比较进行，防止因距离远而造成不跳火或因距离近而跳火弱，造成错误判断。当诊断为高压火花弱故障时，先检查蓄电池电量是否充足，再接发动机不后动，高压火花弱故障的排除方法检查除。（三）高速断火故障诊断与排除发动机工作中，只有在高速时排气管出现“突突”声，可取下高压分线与火花塞距离靠近，查看跳火情况。若仍断火，则为高速断火故障。排除时，将发动机熄火，打开分电器盖，转动曲轴，检查断电器触点间隙的大小。若

23、间隙正常，使触电闭合，用解锥拨动触点试火。如高压分火很强并不断火，说明活动触点臂的弹簧片弹力不足或其它绝缘套与轴的装配过紧；若高压分火弱，跳距短，则检查断电器触点是否烧蚀，接触是否良好，触点头的铆接是否松动，必要时检查点火线圈和电容器的工作是否正常。（四）点火时间过迟故障的诊断与排除（1）用手转动分电器外壳，如能转动，则可能是外壳因紧固螺钉松动而移动，导致点火过迟，应将外壳置于正确位置后，将螺钉紧固。（2）若分电器外壳固定良好，螺钉并不松动，则在发动机运转情况下，松开分电器外壳紧固螺钉，用手将其朝分火头旋转方向逆转，如果发动机工况好转，表明点火过迟，应予以校正。（3）若故障现象仍未消除，应检查

24、、调整、修磨分电器触点间隙。（4）当上述均正常时，应检查离心式点火提前调节装置是否正常工作。若工作不正常，应拆下分电器总成进行调整和修理。（五）点火时间过早的诊断与排除 检查分电器外壳固定螺钉是否松动，并将分电器外壳向分火头转动方向旋转一定角度，若故障现象消失，说明调整不当，应予以重新调整。若故障现象仍然存在，应检查分电器触点间隙是否过大，并调整到正常。四、 点火系统故障案例分析 （一）故障症状：1995款日产风度A32轿车，发动机怠速时有时游车，加速到17002000rmin时也有游车；无负荷时急加速顺畅，但排气汽油味浓；当急加油收油后，有时发动机会熄火，转动转向盘和开空调挂档时也会熄火。诊

25、断与分析： 根据故障现象分析，初步诊断是怠速控制阀过脏引起的，因为急加收油后回到怠速状态，此时是由怠速控制阀控制的。在转动转向盘和开空调时发动机的负荷增大，其怠速提升由IACV-FICD电磁阀2和IACV-FICD电磁阀1分别进行控制。转动转向盘时动力转向油压开关接通，控制IACV-FICD电磁阎2工作；当开空调时，空调继电器控制IACVFICD电磁l工作。首先清洗怠速控制阀。清洗怠速控制阀后，怠速不再游车，并且开空调和转动转向盘时发动机熄火频率降低，但有时还会熄火，并且还会出现挂档后熄火和加速到17001900fmin时发动机游车的情况，排出的废气仍然汽油味很大。检查燃油压力、高压火和火花塞

26、等均正常。用“SNAPon”MT2500检测仪读取故障码，显示电控系统工作正常；读取动态数据流，节气门位置传感器信号、空气流量传感器信号和喷油脉宽等均正常，但发动机怠速运转时的点火提前角为0，加速到2000rmin时点火提前角增大到28，这是一个异常值。询问驾驶员后得知，该车因为曲轴前油封漏油，拆过正时齿链对过正时。于是拆开正时齿链盖检查，发现正时齿链推迟了一个齿。M重新调整正时后，试车，发动机工作正常，故障排除。（二）故障症状：一辆凌志ES300轿车，装用3vXFE发动机，在高速公路行驶时，先是发动机抖了几下，然后就加速无力，行驶了一段路程后发动机熄火，后来一直无法起动。 诊断与分析：首先调

27、取故障代码，把诊断盒中的端子TE1与E1用一根短接线相连。显示为正常代码。检查供油系统:把诊断盒中的端子FP和l B用短接线相连接，将点火开关置于ON位使仪表灯亮起，观察到发动机喷油器支架顶端的脉动缓冲器中间的小螺帽升了起来，说明燃油泵正常。还可以用什么方法检查燃油泵?接着检查点火系统。发现无火花跳过火花塞电极间隙，拔下分电器一侧的高压总线与机体保持5mm左右的间隙，起动发动机有火花，说明分电器没有把高压火分配到高压分线。 检查分火头及分电器盖。发现分火头被击穿而分电器盖完好。在分火头击穿的初始期，发动机会出现抖动现象，而且加速无力。分火头击穿以后，高压电在分火头与分电器转子之间跳火，而不能再将高压电分给各缸高压分线，更不能在火花塞电极间跳火，导致发动机熄火，再也不能起动。更换分火头后，故障排除。（三）故障症状：一辆丰田皇冠轿车进入高速后（车速达到100kmh以上），发动机出现“突突”声，动力不足。诊断与分析：利