别克君威轿车点火系统的诊断与维修

精品文档前言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。一、发动机的发展史别克君威（Regal）车型的发展史已有30年，第一代君威车诞生于1976年，Regal的英文原意是“皇朝”，这个从1973年诞生至2004年停产的别克家族重要中级车历经四代车型和一个中国泛亚改款，自1999年国产以来，别克君威（世纪）早年和帕萨特并列为国内最主要的两款中级车，近几年来随着广州本田雅阁和丰田凯美瑞等车型的陆续登场，君威也早已悄然退出国内中级车市场的竞争。在北美市场上，别克君威Regal也在2004年起正式被Lacrosse替代，而同胞兄弟别克Century也在2005年起正式停产，这也意味着别克“皇朝”的暂时终结。二、点火系统的概述在汽油机中，能够按时在火花塞电极间产生火花的全部设备称为点火系统。点火系统的基本功用是在发动机各种工况和使用条件下，在汽缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使发动机做功。 发动机的点火系统，按其组成和产生高压电方式的不同可分为传统点火系统，电子点火系统，微机控制点火系统。其中君威轿车就是微机控制点火系统。三.传统点火系统的组成及工作原理传统点火系统主要由电源（蓄电池和发电机）、点火线圈、分电器、火花塞、点火开关和附件电阻等部件组成。（1）各组成部分作用及结构传统点火系统是通过点火线圈和断电器将电源提供的低压电转变为高压电，再由分电器分配到各缸的火花塞，使火花塞两电极间产生电火花，点燃可燃混合气。传统点火系统由于存在高速时工作不可靠、产生的高压电比较低、使用过程中需要经常检查和维护等缺点，目前已经被电子点火系统和微机控制点火系统所取代。传统点火系的组成1、电源供给点火系统所需要的电能，由蓄电池和发电机提供。2、点火线圈将电源12V的低压电变成15-20KV高压电。点火线圈一次绕组匝数少，导线粗；二次绕组匝数多，导线细。3、分电器它包括断电器、配电器、电容器、点火提前机构等部分组成。断电器：接通与切断点火线圈初级电路。配电器：配电器由分电器盖和装在分电器轴顶端的分火头组成，其作用是将点火线圈产生的高压按点火的顺序送至各缸的火花塞。点火线圈产生的高压通过中央高压线引入分电器中央插孔，并通过插孔内部的接触电刷（小炭柱）送至分火头导电片。分电器盖周围的旁电极则通过高压分线与各缸的火花塞相连。工作时，随分电器轴一起转动的分火头总是与需要点火的火花塞相连的旁电极相对，将点火线圈的高压送至该缸的火花塞电极，使之跳火，点燃缸内混合气。电容器：减小断电器触点火花，延长触点使用寿命并提高次级电压。点火提前机构：有离心提前机构和真空提前机构两种，他们是随发动机转速、负荷和汽油辛烷值变化改变点火提前角。4、火花塞将点火线圈产生的高压电引入气缸燃烧室，并在其间隙产生电火花，点燃混合气。5、点火开关用来控制点火系统一次电路、控制仪表电路、启动继电器电路等。6、附加电阻改善点火性能和起动性能。（1） 工作原理 传统点火系统原理图发动机工作时，断电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转。凸轮转动时，断电器触点交替地闭合和打开。当触点闭合时，接通点火线圈初级绕组的电路；当触点分开时，切断初级绕组的电路，使点火线圈的次级绕组中产生高压电；当火花塞的电极间隙被击穿时，产生电火花，点燃混合气。其工作过程可分为三个阶段：触点闭合，产生初级电流在点火开关接通的情况下，当触点闭合时，点火线圈初级绕组中有电流通过，流过初级绕组的电流称为初级电流，其电流路径为：蓄电池正极电流表点火开关点火线圈“+”接线柱附加电阻点火线圈 “”接线柱断电器触点搭铁蓄电池负极，构成回路。触点分开，次级绕组中产生高压电当断电器凸轮转过一定角度后，将触点顶开，初级电路被切断，初级电流迅速下降到零，它所形成的磁场也迅速消失，在初级绕组和次级绕组中都产生感应电动势。初级绕组匝数少，产生200300 V的自感电动势，次级绕组由于匝数多，产生的互感电动势高达 1520 kV。火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气发动机工作期间，断电器凸轮每转一圈各缸按点火顺序轮流点火一次。若要停止发动机的工作，只要断开点火开关，切断初级电路即可。目前，该种点火系统已经被淘汰。四、电子点火系统的组成及其工作原理电子点火系统主要由电源（蓄电池和发电机）、点火线圈、带有信号发生器的分电器、火花塞、点火开关和点火控制器等部件组成。其中分电器、火花塞、点火开关在上文中已阐述，故不再累述。它的特点是利用晶体三极管的开关作用代替传统点火系的触点，控制点火线圈一次电路的通断和点火系的工作。电子点火系统又分为有触点和无触点两种点火装置。有触点电子点火装置将大功率晶体管接在点火线圈的一次电路中，代替断电器的触点，控制一次电路的通断，而将断电器的触点串联在三极管的基级电路中，控制三极管的道童与截止。无触点电子点火装置利用各种传感器产生的点火信号，控制点火系的工作，目前已得到广泛应用。按传感器形式不同，无触点点火装置分为：磁脉冲式、霍尔效应式、和光电式等几种形式。1、各部分作用及结构电子点火系统则通过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提供的低压电转变为高压电，再通过分电器分配到各缸的火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气，与传统点火系统相比，具有电子点火系统点火可靠、使用方便等特点，是目前少部分轿车中仍在使用。 电子点火系统的组成1）、分电器电子点火系统分电器中装有点火信号发生器、配电器、真空和离心点火提前装置等。2）点火信号发生器点火信号发生器的作用是产生与发动机曲轴位置相对应的电压脉冲信号。2、点火控制器点火控制器的作用是根据点火信号发生器输入的电压脉冲信号，及时地接通和切断点火线圈的初级回路，使点火线圈的次级产生高压。 点火控制器3、工作原理磁脉冲式电子点火系统工作原理图转动分电器使点火信号发生器产生脉冲电压信号，此脉冲电压信号经电子点火器大功率晶体管前置电路的放大、整形处理后，控制串联于点火线圈初级回路的大功率晶体管的导通和截止。大功率晶体管导通时，点火线圈初级通路，点火线圈储能；当输入电子点火器的点火信号脉冲使大功率晶体管截止时，点火线圈初级断路，次级绕组便产生高压电，点燃混合气。 霍尔式电子点火系统工作原理图五 微机控制点火系统组成及工作原理微机控制点火系统主要由电源（蓄电池和发电机）、点火开关、传感器和各种控制开关、电脑控制单元ECU、点火控制器、点火线圈以及火花塞等部件组成。电源、点火开关、点火线圈以及火花塞的功用在传统点火系统中已作阐述，故不再累述。1、各部分组成的作用及结构1）各种传感器和各种控制开关传感器信号主要是用来检测与点火有关的发动机工作状况信息，并将检测结果输入电脑控制单元ECU，作为计算和控制点火时刻的依据；而各种控制开关信号则用于修正点火提前角。传感器和各种控制开关主要包括空气流量计、曲轴位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、车速传感器、空调开关和空档起动开关等。2、电脑控制单元ECU微机控制点火系统是发动机集中控制系统的一个子系统，电脑控制单元ECU既是燃油喷射控制系统的核心，也是点火控制系统的核心。在电脑控制单元ECU的只读存储器中，除存储有监控和自检等程序外，还存储有该型发动机在各种工况下的最佳点火提前角。电脑控制单元ECU不断接收各种传感器和开关发送的信号，并按预先编制的程序进行计算和判断后，向点火控制器发出控制信号，实现最佳点火提前角和点火时刻的最佳控制。3、点火控制器点火控制器又称点火电子组件、点火器或功率放大器，是微机控制点火系统的功率输出极，它接受电脑控制单元ECU输出的点火控制信号并进行功率放大，以便驱动点火线圈工作。2、微机控制点火系统的工作原理（1）、微机控制双缸同时点火系统的工作原理微机控制双缸同点火系统电脑控制单元根据曲轴位置信号（G1、G2）、空气流量计信号等计算点火正时信号。通过IGT端向点火控制器输出点火正时信号，点火控制器根据此信号控制点火线圈组件初级线圈搭铁通断的时刻；通过IGD端向点火控制器输出点火判缸信号，点火控制器根据此信号控制哪一组点火线圈组件；当点火线圈组件的初级线圈电路切断时，在点火线圈的次级线圈中产生很高的感应电动势，被送至工作气缸的火花塞，点火能量被瞬间释放，并迅速点燃气缸内的混合气，发动机完成点火作功过程；点火控制器的IGF端向电脑控制单元反馈点火确认信号。当电脑控制单元连续三次接受不到该信号时，便切断燃油喷射，使发动机熄火。2）、微机控制单缸独立点火系统的工作原理 微机控制单缸独立点火系统电脑控制单元根据各种传感器和开关信号计算最佳点火提前角，向点火器输出点火正时信号，点火控制器控制各缸点火线圈搭铁的切断时刻，与此同时，在相对应点火线圈的次级线圈产生很高的感应电动势，送至工作气缸的火花塞，点火能量被瞬间释放，并迅速点燃气缸内的混合气，发动机完成作功过程。五、 点火系统故障诊断与分析5.1 传统点火系统故障诊断点火系统常见故障主要表现为无火、缺火、火花弱和点火不正时，将会造成发动机不能起动或运转不正常。1.故障分析 汽车运行期间发动机不能起动或起动后运转不匀及中途熄火等,大都由点火系统和燃油系统故障所致。据统计,点火系统和燃油系统故障占汽车总故障的50% 以上。一般说 , 若发动机在运转中突然熄火并发动不着,原因多为点火系统故障,发动机在运转中逐渐熄火的多为燃油系统故障。2.发动机不能起动先按喇叭或开大灯,确定电源供电是否正常。确知电源供电正常后,再判断故障是在高压电路还是在低压电路。打开发动机罩,拔出分电器中央高压线,使其距气缸体4-6mm,接通点火开关,摇转曲轴,察看火花情况。 1）火花强表示低压电路和点火线圈良好,故障在分电器和火花塞高压电路中。再从火花塞上端拆下高压线头,摇转曲轴对机体试火,如无火应检查分火头、分电器盖及高压分线是否漏电；有火花时需检查点火正时和火花塞的工作情况。2） 无火花 表明低压电路有短路、断路或点火线圈、中央高压线有故障,可开、闭触点,观察电流表指针读数。若电流表指示 3-5A 并间歇摆动 , 则低压电路良好 , 表明故障发生在高压电路。 若电流表指针不摆动,指示为零,表明低压电路有断路。若电流表指针指示3-5A而不摆动或指示大电流,表示低压电路中有搭铁故障。3. 发动机工作不正常 1）有一缸或几缸缺火 发动机如有一缸或几缸缺火就会运转不匀,排气管中排出黑烟并放炮。产生的原因多为高压分缸线漏电或脱落 , 分电器盖漏电,凸轮磨损不均,火花塞工作不良或不工作,高压分缸线插错。一个缸不工作,应取下缺火气缸的火花塞上的高压分缸线,使线端距火花塞接线柱3-4mm。在发动机工作时,该间隙中如有连续的火花且发动机运转随之均匀,表明火花塞积炭；如无火花表明高压分缸线或配电器盖有故障。两个缸不工作时,应检查点火顺序是否正确。如有几个气缸同时不工作应拔下配电器盖中去高压线作跳火试验。2）点火时间不当 发动机不易起动,行驶无力,加速发闷,排气管放炮,发动机过热,应检查点火是否过迟,触点间隙是否偏小,分电器壳是否松动；摇转曲轴起动时反转,加速时爆震,应检查点火是否过早,触点间隙是否过大。3）高速不良 发动机低、中速工作良好,高速时工作不平稳,排气管放炮并有断火现象,应检查触点间隙是否过大,触点臂弹簧弹力是否过弱,火花塞间隙是否过大,也可能是电容器或点火线圈工作不良。 4、电子点火系故障诊断对于电子点火系，常见的故障主要是不点火、火花弱、点火时间不当、缺火等。在确认低压电路各连接导线、插接件、点火线圈及点火信号发生器基本完好的情况下，可采用跳火实验法判断点火电子组件是否有故障。以霍尔式电子点火装置为例，可打开分电器盖，拆下分火头和防尘罩，转动曲轴，使触发叶轮的叶片不在霍尔传感器的气隙中，拔出分电器盖上的中央高压线，使其端部距气缸体5mm-10mm，然后接通点火开关，用小起子或钢锯条在霍尔传感器的气隙中插入后迅速拔出，同时在拨出时查看高压线端是否跳火，若跳火，说明点火电子组件良好，否则，应更换点火电子组件。霍尔式电子点火系统工作原理图除此之外，也可用同规格的点火电子组件替换怀疑有故障的点火电子组件，若故障排除，则证明点火电子组件损坏。该方法也是判断点火电子组件故障最简单、最有效的方法。5.3微机控制点火系故障诊断对微机控制点火系统，是属于发动机电控单元部分，其故障诊断繁复多变，要根据实际情况具体分析。案例分析案例1 1) 故障现象2)故障原因起动机不回位的原因有：（1）点火开关和起动机开关始终处于启动位置不回位。（2）电磁开关触片短路。（3）断电器触点烧蚀。（4）电磁开关回位弹簧过软或折断。（5）电磁开关线圈短路。3）诊断排除（1）在起动机不回位时，断开启动机上的控制线“50”，起动机停止转动。用万用表测量起动机控制线“50”，其电压值为12V；将点火开关关闭至“OFF”位置，测得电压值为0，说明故障出在点火开关或者起动机线路。（2）拆下点火开关，用手转至启动位置，侧得起动机控制线“50”上的电压值为12V；松开手，点火开关在点火位置，启动控制线“50”上的电压值仍为12V。用手来回活动点火开关，有时起动机控制线“50”上的电压值能变为0，说明点火开关回位不良。更换点火开关后，试车，故障被排除。案例21）故障现象发动机在中、高速时，排气管轻度冒黑烟，偶尔有放炮声；行驶中动力不足，加速迟缓；油耗增加。2）故障原因君威车装配的是微机控制分电器点火系统，由于分电器通过机械传动，所以会有磨损和装配不当造成的基本点火提前角的变化。该车的故障就是基本点火提前角过迟所致。3）诊断排除通过目检和油电路常规检查，未发现故障部位。运用电脑故障诊断仪提取储存在电脑中的故障内容，未能从显示屏上搜寻到故障码，即电喷系统线路及电脑、传感器无故障。由于故障现象类似化油器式发动机点火过迟所造成的现象，于是对该车的点火正时进行检查。（1）基本点火正时角度测试。启动发动机，在10001500r/min之间运转5s，冷却液温度升至80C。降速至怠速800r/min，在一缸火花塞配线上接装正时灯光照射曲轴皮袋盘，测试点火提前角为6（标准值为8），显然比规定值迟2。逆分电器轴旋转方向转动分电器外壳，提前点火提前角。稍停在进行测试和调整，直至点火提前角达到标准值8。（2）提前角点火正时角度测试。这项测试必须在基本点火正时角调整正确的前提下进行。正时灯仍在第一缸火花塞配线上接