第四章-点火系维修、诊断

2020 4 17 1 第四章发动机点火系统故障诊断 点火系统是汽油发动机最重要的组成部分之一 点火系统性能好坏及技术状况是否完好对发动机的动力性 经济性和排气污染性能等都有很大的影响 汽车在行驶过程中因点火系统故障造成发动机不能工作或工作不良的故障占有很高的比例 因此 快速 准确地检查和诊断汽车点火系统故障所在 对维护汽车正常的技术状况是十分重要的 2020 4 17 2 本章学习重点 1 电子点火系的维修及故障诊断方法2 计算机点火系维修及故障诊断方法计划学时 2学时 2020 4 17 3 点火系一般由传感器 点火控制器 点火线圈 配电器 火花塞等组成 按所使用的传感器形式不同 有磁脉冲式 霍耳效应式 光电式等多种形式 2020 4 17 4 一 点火正时的检测与调整1 点火正时的检测 1 点火电压波形检测与分析在电子点火装置中 一次电流流经点火线圈一次绕组后 不流经分电器 而是通过点火控制器搭铁 因此 低压点火传感器的红鱼夹应夹在点火线圈的负接柱线上 2020 4 17 5 检测步骤1 按发动机点火示波器或发动机综合检测仪使用说明书的要求 对仪器通电预热 检查校正 2 起动发动机并预热至正常工作温度 3 按要求正确联机 即把各类传感器连接在发动机有关部位 4 通过按键或输入操作码可分别测得发动机的重叠波 并列波 平列波和单缸选缸波 调节检测仪上的 亮度 对比度 水平位置 水平福度 垂直位置 垂直幅度 示波同步 等旋钮 可使荧光屏上的亮度 对比度 波形位置 波形幅度等符合观测要求 同时 观测波形时 应使发动机在规定转速下运转 2020 4 17 6 波形分析 1 标准波形 多缸平列波 2020 4 17 7 多缸并列波 2020 4 17 8 点火正时的检测 频闪法用频闪法检测点火提前角使用的点火正时仪又称为正时灯 该仪器由闪光灯 传感器 整形装置 延时触发装置和显示装置构成 其基本工作原理建立在频闪原理的基础上 检测时 先接上正时灯 再把点火脉冲传感器串接在一缸火花塞与高压线间或外卡在一缸高压线上 感应式传感器 擦拭飞轮或曲轴带轮使正时标记显露 发动机于怠速工况下运转 打开正时灯并使之对准正时标识 调整电位计旋钮 使活动标记与固定标记对齐 此时所显示的读数即为怠速工况下的点火提前角 2020 4 17 9 2020 4 17 10 缸压法 当某缸活塞到达压缩行程上止点时 气缸内压缩压力最高 用缸压传感器检测出这一时刻 同时用点火传感器检测出同一缸的点火时刻 二者间所对应的曲轴转角即为点火提前角 用缸压法制成的点火正时仪 由缸压传感器 点火传感器 处理装置和指示装置等构成 如果正时仪带有油压传感器 还可以用来检测柴油机的供油提前角 2020 4 17 11 缸压法检测点火 供油提前角原理图 2020 4 17 12 发动机点火提前角的检测步骤如下 1 运转发动机使其达到正常工作温度后停机 2 拆下某一缸的火花塞 把缸压传感器装在火花塞孔内 3 把拆下的火花塞固定在机体上使之搭铁 注意 中心电极不能与机体相碰 并把点火传感器插接在火花塞上 连接好该缸的高压线 此时 该缸火花塞可缸外点火4 起动发动机运转 由于被测缸不工作 该缸压信号反映气缸压缩压力大小 其最大值产生于活塞压缩终了上止点 连接在该缸火花塞上的点火传感器输出点火脉冲信号或点火电压波形信号 5 按仪器使用说明书的要求操作 测得怠速 规定转速或任一转速下的点火提前角 2020 4 17 13 二 电子点火系统故障诊断 电子点火系统又称为半导体点火系统或晶体管点火系统 利用半导体元器件 如三极管 晶闸管等 组成电子开关电路 即点火电子组件或点火器 点火电子组件接通和断开点火线圈一次侧电路的具体时刻 由安装在分电器内的点火信号发生器根据各气缸的点火时刻产生的点火信号来控制 对电子点火系统的故障检测和诊断主要是针对点火信号发生器和点火电子组件而言 根据点火信号发生器产生点火信号原理的不同 电子点火系统可分为磁感应式 霍尔效应式和光电式等 2020 4 17 14 电子点火装置工作原理图1 分电器中的点火信号发生器2 点火控制器3 高能点火线圈 2020 4 17 15 1 电子点火系统使用和维护注意事项电子点火系统如果安装 使用不当 会造成一些人为故障 甚至损坏点火系统 为此 在使用和维护过程中 应注意以下事项 1 安装时 接线必须正确 牢固 尤其注意电源极性不可接错 否则极易 损坏点火电子组件 2 电子点火装置必须有可靠的搭铁 尽量减少搭铁处的接触电阻 以确保电路稳定可靠地工作 3 点火信号线与高压线应分开 以免干扰点火电子组件的正常工作 4 洗车时 应尽量避免将水溅到点火电子组件和分电器内 5 发动机运转时 不可拆去蓄电池连接线 或用刮火的方法检查发电机的发电情况 以免产生瞬间过电压而损坏点火电子组件 6 电子点火系统中的点火线圈一般为专用高能点火线圈 应尽量避免用普通点火线圈代用 7 高压导线必须连接可靠 牢固 由于电子点火系统中点火线圈二次电压 一般较高 若连接不好 易使分电器盖及点火线圈绝缘击穿而损坏 8 当需摇转发动机而又不需要发动机起动时 应从分电器盖上拆下点火线圈高压线 并将其搭铁 决不允许点火线圈在开路状态下工作 否则极易损坏点火线圈和点火电子组件中的功率开关三极管 9 当需要拆 接电子点火装置连接导线 或安装和拆卸检测仪器时 应先关断点火开关或断开蓄电池的搭铁线 10 点火电子组件应安装在干燥 通风良好的部位 并保持其表面的清洁以利散热 2020 4 17 16 2 电子点火系统的故障检查如果发动机不能发动 怀疑电子点火装置有问题时 可从分电器盖上拔下中央高压线 并使其端部距离气缸体5 7mm 然后起动发动机 观察线端是否跳火 如无火花 则说明电子点火装置有故障 应予检查 检查时 应首先对点火装置的有关连接导线 搭铁线 电源线及工作电压等进行检查 因这些部位的故障率远比点火信号发生器和点火电子组件的故障率要高 1 点火信号发生器 1 磁感应式点火信号发生器的检查1 测量传感线圈的电阻值先将分电器与线束之间的插接器拆开 然后用万用表电阻档测量与分电器相连接的两根导线之间的电阻值 测量时还可用旋具把轻轻敲击传感线圈或分电器壳 以检查其内部是否有松旷和接触不良的故障 若测量结果与标准阻值相差较大 说明传感线圈己经损坏 如电阻值为无穷大 说明传感线圈有断路 一般断路点大都在导线接头处 如焊点松脱等 可将感线圈拆下进一步检查 如发现焊点松脱 可用电烙铁焊上即可 2020 4 17 17 测量传感线圈的电阻值1 分电器2 传感线圈3 旋具4 插接器5 万用表 2020 4 17 18 2 检查 调整信号转子凸齿与线圈铁心之间的间隙值可用塞尺进行测量 如图4 10所示 该间隙的标准值大约为0 2 0 4mm 如不符合 可松开紧固螺丁A B 如图4 11所示 作适当的调整 直至间隙符合上述规定 再将螺钉A 拧紧即可 用塞尺测量信号转子凸齿与传感线圈铁心之间的间隙 信号转子凸齿与传感线圈铁心之间的间隙调整 2020 4 17 19 3 用指针式万用表测量点火信号发生器信号用指针式万用表的低电压量程档接点火信号发生器信号输出端 测量信号线圈产生的信号电压 一般不足lV 视分电器型号及测试的转速而定 转动分电器轴时应能看到万用表指针明显的摆动 若测得的信号电压为零或比规定值小得多 则表明点火信号发生器有故障 损坏的原因有 信号线圈或其连接导线断路 短路 磁铁磁性消失或减弱 磁路短路或气隙过大 也可用示波器在分电器转动时观察点火信号发生器信号波形 2 霍尔式点火信号发生器的检查 以上海桑塔纳轿车的霍尔式信号发生器为例 霍尔式点火信号发生器是有源器件 需输入一定电源电压时才能工作 因此 应先测量其输入电压是否正常 方法是用直流电压表的 一 表笔分接接触与分电器相连接的插接器 与 一 接线柱 红黑线端与棕白线端 如图所示 接通点火开关 电压表应显示接近蓄电池电压 约11 l2V 否则 说明点火电子组件没有给霍尔信号发生器提供正常的工作电压 应检查点火电子组件 2020 4 17 20 霍尔信号发生器的检查1 分电器2 点火电子组件3 点火线圈4 高压线5 搭铁6 直流电压表 2020 4 17 21 若电压表显示电压正常 可进一步测量点火信号发生器的输出信号电压 方法是用同一只电压表在点火开关接通时测量分电器的信号输出线 绿白线 与搭铁线 棕白线 之间的电压 当触发叶轮的叶片在霍尔传感器的空气隙中时 电压表应显示与输入电压值相近的电压 即11 12V 而当触发叶轮的叶片不在霍尔传感器的空气隙中时 电压表所显示的电压应接近于零 约0 3 0 4V 如经上述测量 电压表读数正常 可认为霍尔式信号发生器无故障 2020 4 17 22 3 光电式点火信号发生器的检查由于光电式信号发生器结构简单 工作可靠性较高 如没有人为损坏光源 发光二极管 和光接受器的话 一般很少出现问题 检查时 只需查看光源和光接受器表面有无尘土和污物 如有 可用酒精擦净 并检查遮光盘叶片有无缺损或变形 如有 予以更换 2 点火电子组件 点火器 的检查对于点火电子组件 由于其配用的点火信号发生器形式不同 点火电子组件所采用的元器件结构形式和电路 如分立元件 集成电路 晶闸管等 也有所不同 即使是同一种类型的点火器 其生产厂家不同 电路结构及参数也不同 因此 很难用一种简单而统一的方法 如测量电阻的方法 对其进行检查及测量 所以 对点火电子组件的检查应根据其配用的点火信号发生器形式 点火电子组件的工作原理 电路特点 功能以及在车上的具体连接 工作情况 选用适当的方法进行故障检查和判断 2020 4 17 23 1 用干电池电压作为点火信号进行检查这种方法适用于配用磁感应式点火信号发生器的单功能点火电子组件 如丰田20R型发动机配用的点火电子组件 其基本原理是利用干电池的电压作为点火电子组件的点火输入信号 然后用万用表或试灯来大致判断点火电子组件的好坏 下面以日本丰田汽车检查方法为例加以说明 拆开分电器上的线路插接器 接通点火开关 用一只1 5V的l号干电池 将它的正 负两极分别接至点火电子组件的两根点火信号输入线上 如图4 3 13所示 用万用表电压档检查点火线圈 接线柱与搭铁之间的电压 也可用一只12V试灯接万用表的位置 并观察试灯的亮灭 然后将干电池的极性颠倒过来 再次测量点火线圈 接柱与搭铁间的电压 观察试灯亮灭 两次测量结果应分别为1 2V 试灯灭 和12V 试灯亮 则说明点火电子组件有故障 2020 4 17 24 用干电池检查点火电子组件a 功率三极管导通b 功率三极管截止 2020 4 17 25 2 跳火试验法在确认低压电路各连接导线 插接器 点火线圈及点火信号发生器基本完好的情况下 采用跳火试验法判断点火电子组件是否有故障 磁感应式点火电子组件的跳火试验 2020 4 17 26 3 替换法即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 如故障排除 则证明点火电子组件损坏 该方法是判断点火电子组件故障最简单 最有效的办法 但条件是必须备有相同规格的新点火电子组件 2020 4 17 27 三 电脑控制点火系统故障诊断 一 电脑控制点火系统概述1 有分电器式电脑控制点火系统其主要由与点火有关的各种传感器 电子控制器 ECU 点火电子组件 点火器 点火线圈 高压配电器和火花塞等组成 有分电器式电脑控制点火系统的基本组成和原理 2020 4 17 28 2 无分电器式电脑控制点火系统 1 单独点火方式即一个火花塞配一个点火线圈 并且可将点火线圈直接安装在火花赛顶 这样不仅取消了分电器 而且也不用高压线 出此彻底消除了分电器和高压线所带来的缺陷 分火性能最好 但结构和点火控制系统复杂 各缸单独点火原理 2020 4 17 29 2 双缸同时点火方式 双缸同时点火方式原理 2020 4 17 30 二 电脑控制点火系统使用维护注意事项1 不能在发动机运转时或接通点火开关的情况下 拆掉蓄电池的连线 也不允许发动机工作时不接蓄电池 否则易产生瞬间过电压而损坏电子元器件 而蓄电池与负载各发电机并联 因此它可吸收电感性负载通 断电瞬间产生的电压 保护汽车上连接的电脑等电子元器件 只有在切断点火开关的前提下才可拆下蓄电池的连线 另外 在拆下蓄电池的连线或拔下电脑的插头之前 应先调出故障码 否则在拆下蓄电池的连线后 电脑中储存的故障码将会消失 这将增加故障诊断的难度 2 在对电脑控制点火系统进行检修时 只要点火开关接通 决不可断开任何一个电控系统设备和连接导线 插拔集成电路芯片 在跨接起动其他车辆或用其他车辆跨接本车时 必须先断开点火开关 才能拆装跨接线 2020 4 17 31 3 在对电脑控制系统测试时 应使用高阻抗的检测仪表 不能用高电压低阻抗的欧姆表测量电脑和传感器 如果用低阻抗的仪表会使电脑供入该仪表的电流太大 从而使电脑损坏 若检测仪表的电源电压高于电脑工作电压时 也不能直接用仪表对其测试 4 尽量不用试灯去测试与电脑相连的任何电气元件 以免因过流而损坏电脑和有关传感器 而应使用高阻抗测试仪表 除非试灯的电阻比元件的阻值大得多 禁止用搭铁试火或拆线试火的方法对电路进行检查 5 检测电脑或更换芯片时 操作人员一定要将身体接地 铁 即带上搭铁金 属带 将金属带一头缠在手腕上 另一头夹到汽车上 以防止人体静电对电脑的损伤 6 在电控发动机上进行电弧焊接时 应切断电脑控制系统的电源 2020 4 17 32 三 电脑控制点火系统的故障检测与诊断方法 电脑控制点火系统发生故障后 其点火线圈 分电器 点火器及高压电路元器件以及高压电路和部分低压电路的检测与诊断方法 与前文所述的电子点火系统基本相同 这里仅对其电脑控制部分的诊断与检测方法做一介绍 1 直观诊断 2 利用自诊断系统诊断 3 仪器诊断 2020 4 17 33 四 电脑控制点火系统的故障检测与诊断步骤1 应首先确定故障在电脑控制部分还是在高压电路部分 方法是从分电器盖上拔下中央高压线 并使其端部距离气缸体5 7mm 然后起动发动机 观察线端是否跳火 如有强烈的高压火花出现 说明故障在高压电路部分 可进一步检查分电器至各气缸的分火装置及火花塞等有无故障 如无火花或火花很弱 则说明包括点火线圈 点火器在内的电脑控制系统有故障 应予检查 2 如果点火线圈的二次侧电路不能产生高压 则应在点火器点火信号输入端检查电脑提供的点火脉冲信号 IGt信号 是否正常 检查时可用示波器或万用表在发动机起动旋转时检查是否有5 10V的点火触发信号 如信号正常 则为点火器或点火线圈及其电路不良 而点火控制系统 点火电脑及有关传感器 基本正常 2020 4 17 34 3 如电脑提供的点火脉冲信号 IGt信号 不正常 则点火控制系统 点火电脑及有关传感器 有故障 应首先检查点火电脑及有关传感器工作电压是否符合要求 搭铁线是否出现断路或接触不良 再检查曲轴基准位置传感器 点火基准传感器 和曲轴转角与转速传感器及其有关电路是否正常 安装位置是否合适 连接导线和插接件有无不良 用万用表或示波器在发动机起动旋转时检查其是否能够产生足够的信号电压 如点火电脑及有关传感器工作电压符合要求 曲轴基准位置传感器 点火基准传感器 和曲轴转角与转速传感器及其有关电路也正常并能够产生足够的信号电压 则可初步认为点火电脑不良 可更换同型号点火电脑试验 以便进一步确认 但也不排除是防盗系统起作用而造成系统不点火 因此还应了解被检车辆的发动机是否有防盗系统 4 若确认是点火控制系统故障 即点火控制系统及其有关传感器和电路发生故障 一般电脑自诊断系统的故障报警灯将会点亮 这时应充分发挥电脑自诊断系统的功能以便进一步缩小故障范围 若自诊断系统的故障报警灯没有点亮 则应该从其他方面查找故障原因 2020 4 17 35 五 电脑控制点火系统常见故障检测与诊断 电脑控制点火系统常见的故障主要有 发动机不点火 火花弱 点火正时不准 点火性能随工况变化等 1 发动机不点火 1 故障现象发动机不能起动且无任何着车迹象 2 可能的故障原因点火线圈 点火器损坏 曲轴基准位置传感器点火基准传感器和曲轴转角与转速传感器及其电路不良 点火电脑本身故障 3 检测和诊断诊断步骤如图4 18所示 2 火花弱 1 故障现象发动机起动困难 怠速不稳 排气冒黑烟 加速性及中高速性较差等 2 可能的故障原因点火器 点火线圈不良 高压线电阻过大 火花塞漏电或积炭 点火系统供电电压不足或搭铁不良等 3 检测与诊断本故障一般与点火控制系统关系较小 应重点检查点火器和点火线圈工作状况是否良好 供电电压是否正常 各插接件及导线连接是否牢固 点火器搭铁是否可靠 检测高压线电阻是否过大 清除火花塞积炭 更换漏电的火花塞 2020 4 17 36 发动机不点火故障诊断步骤 2020 4 17 37 3 点火正时不准 1 故障现象发动机不易起动 怠速不稳 发动机动力不足 水温偏高 发动机易爆燃等 2 可能的故障原因初始点火提前角调整不当 点火基准传感器和曲轴转角与转速传感器不良或安装位置不正确 3 检测与诊断应先检查初始点火提前角并按规定予以调整 影响发动 机点火正时失准的主要部件是发动机点火基准传感器和曲轴转角与转速传感器 因此应特别检查信号转子是否有变形 歪斜 信号采集与输出部分安装有无不妥当 装置间隙是否合适等 对于点火提前角控制系统故障 若故障灯已点亮 应先用本车的故障自诊断操作程序调出故障码 再根据故障码的含义 排除其故障 重点应检查发动机水 温传感器 爆燃传