汽车点火系统论文

1、汽车点火系统的论文摘要针对广州丰田凯美瑞轿车一例特殊故障发动机高速运行后抖动，动力下降，着重分析其发动机点火系统的工作原理，并对故障现象后逐步的诊断和分析，最后排除故障。关键词：电动发动机 点火系统 信号 abstract:aiming at a special fault case on toyota camry engine wobbling and powered lowering at hight speed,the author emphasizes on analyzing the working principle of its ighition systerm,then dia

2、gnases and clears its faultkey words:electronic controlled engine;ignition systerm;signal .引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

3、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。1.点火系统的作用及其组成1.1作用点火系统在引擎运转时所扮演的角色是在任何引擎转速及不同的引擎负荷下，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，让引擎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引擎管理电脑所控制，电脑收集引擎转速、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

4、正时的目的。1-11.2. 组成2.1点火开关 用来控制仪表电路、点火系统初级电路以及起动机继电器电路的开与闭。2.2点火线圈 相当于自耦变压器，用来将电源供给的12v、 24v或6v的低压直流电转变为1520kv的高压直流电。2.3分电器 由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等组成。它用来在发动机工作时接通与切断点火系统的初级电路，使点火线圈的次级绕组中产生高压电，并按发动机要求的点火时刻与点火顺序，将点火线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花塞上。2.4断电器 主要由断电器凸轮、断电器触点、断电器活动触点臂等组成。断电器凸轮由发动机凸轮轴驱动，并以同样的转速旋转，即发动机曲轴每转两周，

5、断电器凸轮转一周。2.5配电器 由分电器盖和分火头组成。用来将点火线圈产生的高压电分配到各缸的火花塞。分电器盖上有一个中心电极和若干个旁电极，旁电极的数目与发动机的气缸数相等。分火头安装在分电器的凸轮轴上，与分电器轴一起旋转。发动机工作时，点火线圈次级绕组中产生的高压电，经分电器盖上的中心电极、分火头、旁电极、高压导线分送到各缸火花塞。电容器安装在分电器壳上，与断电器触点并联，用来减小断电器触点断开瞬间，在触点处所产生的电火花，以免触点烧蚀，可延长触点的使用寿命。2.6点火提前调节装置 由离心和真空两套点火提前调整装置组成，分别安装在断电器底板的下方和分电器的外壳上，用来在发动机工作时随发动机

6、工况的变化自动调整点火提前角。2.7火花塞 由中心电极和侧电极组成，安装在发动机的燃烧室中，用来将点火线圈产生的高压电引入燃烧室，点燃燃烧室内的可燃混合气。2.8电源 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。2.点火系统结构与工作原理跟一般的微机控制点火系统基本原理一样，凯美瑞的独立点火系统也是需要利用曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器来感知曲轴位置和活塞位置，将信号传给电子控制单元ecu，ecu再结合发动机转速，空气流量传感器，水温，节气门位置传感器等信号，发出控制信号控制点火器，从而使点火线圈适时的产生高压电。a2系统发电机采用了先进的无分电器独立点火系统

7、，这种独立的点火系统有以下优点：每缸都有各自的独立的点火线圈，即使发动机转速很高，点火线圈也有较大的闭合角，可保证足够的点火能量，每个缸均有点火线圈，单位时间内通过点火线圈初级绕组的电流较小，点火线圈不发热；点火线圈体积也减少，能直接装在火花塞上面；取消了分缸高压线，避免了对计算机信号的电磁干扰；在提高点火正时控制精度的同时，还可以达到点火时间的全程调整。2.1.点火线圈凯美瑞发动机的点火线圈和点火器做成一体，直接安装在火花塞上面。点火器的连接线插头，分别是igt点火正时确认信号线，icf点火反馈信号线，+b电-和gnd搭铁线。在检测点火系统工作情况时，这几根线的信号是否正常检查的关键。2.2

8、.曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器（ne和g）用于点火和喷油的基准信号ne信号和g信号分别来自独立安装的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器。ne信号转子装在曲轴上，有34个齿，并有两个缺齿，由于检测上止点位置。凸轮轴位置传感器和安装在缸盖后端，固定在进气凸轮轴上。2.3.点火正时控制发动机ecu根据g信号和ne信号，判定那个气缸处于压缩行程并即将达到压缩上止点位置，此时ecu再根据发动机转速信号，进气流量信号，水温信号等确定最佳点火提前角，当活塞达到最佳点火提前角位置，ecu立即由igt端子发出最佳理论方波，点火触发信号到处于压缩上止点与缸的一体式点火线圈的点火器，使点火器内在接点火线圈初级绕组

9、的大功率三极管截止，从而使次级绕组产生高压电，传至火花塞。点火线圈初级绕组电流中断时，会出现自感电动势，点火器内由此产生igt信号输回ecu，ecu将根据此信号确认点火成功，使喷油器工作。小结：从上述凯美瑞发动机独立点火系统与原理的分析可知，ne信号和g信号，igt信号和igf信号在点火系统的作用是很重要的，如果这些信号出现异常，会引起发动机工作不良，或者不能启动等故障。3.电子点火器的常见故障及检查 常见故障及影响电子点火系常见故障大多由内部电子元件短路、断路、漏电等原因而造成：a.功率三极管不能导通，点火线圈初级不能通路而点火。b. 功率三极管不能截止，点火线圈初级不能断路而点火。c. 功

10、率三极管不能工作在开关状态，即不能饱和导通或不能完全截止，使点火线圈初级电流减小或断流不彻底，造成火花减弱或不能点火。 故障检查（1）模拟点火信号检查法。可利用一只1.5 v的干电池或蓄电池的单格电池来模拟信号电压。将正极的探针触及点火器信号输入接点，然后用负极做间断搭铁。这时中央高压头应跳火。如果点火开关和有关电路都已接通，但仍无高压电跳火，则表明点火器有故障应更换。（2）高压试火法。如果已确定点火信号发生器良好，可直接用高压试火的方法来检查。将分电器中央高压线拔出，使高压线端距发动机缸体5 mm左右或将高压线端插入一备用火花塞并使其搭铁，起动发动机，看是否跳火，如果火花强，说明电子点火器良

11、好，否则，电子点火器有故障。3.1 点火系统低压电路部分故障（1）故障原因：点火线圈、电子控制器、磁感应传感器及其连接线路有故障。（2）故障的诊断与排除方法：a.外部检查：检查点火系统线路连接是否正确、可靠；检查分电器等器件是否完好、安装是否可靠。b. 拆线间隔断搭铁试火花：拆下点火线圈负端子上的连接线，另接上一根导线。接通点火开关，用外力带动曲轴转动，将点火线圈上的连接导线间断搭铁，用中央高压线跳火，如果无火花，说明火线圈及其接线路有故障，应分别检修；如果有火花，应检查电子控制器。c.拆线间断加压试火花：断开点火开关，将点火线圈上的连接导线恢复到原来状态，取下传感器插头，接通点火开关，分别在

12、插头的两接线端子上间断施加1.5v或者2v的直流电压，用中央高压线跳火故障在传感器，应检修；如果无火花，故障在电子控制器及其连接线路，应分别检修；若电子控制器损坏，应更换新品。3.2 点火系统高压电路部分故障（1）故障原因：配电器、分缸线、火花塞有故障；传感器信号电压极性接反，点火不正时等。（2）故障的诊断与排除方法：a.外部检查: 检查高压线是否脱落、插错；接通点火开关，用外力带动曲轴转动，检查分电器盖、火花塞是否漏电等。b. 间断旁磁路试火花：拆开分电器盖，接通点火开关，用螺丝刀间断短接定子与转子爪极，用中央高压线在分火头上跳火，如果有火花，故障在分火头，应检查或更换；如果无火花，应拆下火

13、花塞上的分缸线，检查跳火情况。c. 转动曲轴试火花：断开点火开关，将中央线和分电器盖装好，从火花塞上拆下分缸线，接通点火开关，用外力带动曲轴转动，将分缸线在缸体上跳火，如无火花，故障在分电器盖或分缸线，应分别检修或更换；如果有火花，应拆下火花塞检查，有故障时应检修或更换，若各分线有火花，火花塞良好，应检查传感器信号电压极性。d. 转动定子底板试火花: 断开点火开关，将分缸线和火花塞装好，取下分电器，接通点火开关。转动定子底板，当转子和定子爪极大致对齐时，中央高压线与搭铁处之间产生电火花，说明接线正确，否则应交换传感如果传感器信号线接正确，则应调整点火正时。若点火系统同时出现多个故障，仍按上述方

14、法重复检查多次，直至所有故障均排除为止。4.点火正时的检测与调整4.1、点火正时检查一般检查时，启动发动机，使冷却液温度上升到80，急加速，如转速不能随之立即增高，感到发闷，或在排气管中有“突突”声，说明点火过迟；如出现类似金属敲击声，说明点火过早。使用点火正时灯(仪)检查时，查找并验证飞轮或曲轴前端皮带盘上1缸压缩终了上止点标记和点火提前角标记，擦拭使之清晰可见，如标记不清晰，最好用粉笔或油漆将标记描白。将点火正时灯(仪)正确连接到汽车发动机上，将传感器插接在1缸火花塞与高压线之间。必要时，接上转速表和真空表。启动发动机，至正常工作温度状态，保持在怠速下稳定运转。打开正时灯并对准正时标记（正

15、时刻度盘或正时指针)，调整正时灯电位器，使正时标记清晰可见，就如同固定不动一样。此时表头读数即为发动机怠速运转时的点火提前角。用同样的方法可分别测出不同工况、转速时的点火提前角并记录；在拆下真空管接头并堵住(点火提前机构不起作用)的情况下，怠速时测出的点火提前角为初始提前角(基本点火正时)。实际上，在怠速时由于离心式和真空式调节器末起作用或作用很小，在上述怠速时测得的提前角基本就等于初始提前角。在拆下真空管的情况下。发动机在某一转速下测得的提前角减去初始提前角，即可得到该转速下的离心提前角；反之，在连接真空管的情况下，发动机在同样转速下测得的提前角减去离心提前角和初始提前角，则又可以得到真空提

16、前角。用同样的方法可分别测出初始提前角及不同工况、转速、负荷时的离心提前角和真空提前角并记录。测出的点火提前角应与规定标准值进行对照，判断点火提前角的大小是否符合要求。不符合要求，应调整点火正时。4.2、点火正时调整调整点火提前角的基本方法是转动分电器壳体。点火过早时应顺着分电器轴旋转方向转动分电器壳体，点火过迟时则反向转动分电器壳体。点火正时的调整有静态正时和动态正时。静态正时调整时，查间隙(电子点火式的可略过)。用厚薄规检查断电器触点间隙，正常应为0.35045mm。调整时，用起子松开锁紧螺钉，转动调整螺钉使之符合要求。找记号。转动曲轴，将1缸活塞转到压缩冲程上止点附近(向火花塞孔塞棉丝或

17、用手指感觉到有压力以验证)，对准飞轮或皮带轮上的初始点火正时标记上。调0位。有辛烷值调节器的应将其调整在0位。对分火头。检查分火头是否正对着分电器盖上的1缸高压线插孔，否则予以调整，松开分电器固定螺栓并适当转动，使分火头对准1缸分缸线插孔位置。对准后初步固定。查跳火。检查分电器是否正处于恰好高压跳火位置(初级电流恰好切断位置)，否则转动分电器外壳位置进行调整，然后固定分电器。对分缸线次序。按点火次序，顺分火头转动方向，插上各缸分缸线。3缸机是：1-2-3；4缸机1-3-4-2(桑塔纳、奥迪、切诺基等)或1-2-4-3(bj2021)；6缸机一般是153624。 路试检查：进行路试检查使发动机走

18、热后，在平坦、坚硬路面上以最高挡最低稳定车速行驶。急加速时，若听到轻微的突爆声且瞬间消失(装有爆震限制器的发动机就没有突爆声)，车速迅速提高，则为点火正时正确；若突爆声强烈明显且长时间不消失，则为点火过早；若听不到突爆声，且加速缓慢，排气管有“突突”声，则为点火过迟。5.故障排除实例5.1故障现象一辆2007年出厂的丰田凯美瑞轿车，型号acv40l,装备2az-fe电控发动机，该车发动机启动后，怠速一切正常，但高速运行较长时间就会偶尔出现抖动现象。当此故障出现时，感觉动力不足，转速上不去，跟缺缸情形类似。待发动机冷却以后，再发动，开始时一切正常，高速跑一段后，又出现此现象。5.2故障分析与排除

19、从故障现象来看，冷车启动和热车阶段发动机均能正常运行，只有高速运转一段时间之后，才出现故障，所以认为此类故障现象的出现与发动机的运行条件有很大关联。考虑到此车总是运行一段时间后出现了故障，特别是高速运转时更容易出现，而此时发动机已进入正常运行条件，根据以往经验，怀疑高速大负荷时混合气不足，过稀或存在失火现象。 首先检查进气系统。对进气管以接处进行检查，没有异常；启动发动机怠速运转，此时发动机运转平顺，没有故障迹象，测量热线式空气六量计和节气门位置传感器信号，有信号输出，并且能随发动机工况变化，符合技术要求。 接着进行油缸油压检查，缺压，接上压力表，由于凯美瑞采用无回油燃油供给系统，无论负荷和转

20、速如何变化，油压表测得油压始终为285kpa符合要求；把喷油器插头拔出，测量供电端电压为14v正常；拔出各缸一体式点火器和点火线圈，插入火花塞并靠近缸体，能跳火，并且火花强度足够。 最后驾驶汽车在外边跑了一段，大概20分钟后，故障现象又出现，此时无论是高速还是低速，发动机都抖动现象，动力明显不足，排气有黑烟出现，根据这一现象则认为有的气缸不工作而燃油还是继续喷射。所以又重新拔出各缸一体式点火器和火花塞，这时发现1缸火花塞比较弱，而且明显断断续续的现象，这时候，可以断定是1缸点火电路出现问题了。从点火系统的结构与原理分析来看，初步确定是点火线圈有问题，而不是点火器。但由于这套点火系统采用一体式点

21、火器的点火线圈，不能单独测试，试着把2缸的点火线圈整个换到1缸控制线上后测试，发现此时火花塞能跳火，火花明显，没有停断。确认故障后，还上个同型号的点火线圈，装车复试，一切正常，故障排除。刚开始诊断分析的时候，一直以为是发动机在高速后才会出现故障，所以走了一些弯路。其实故障是发动机工作一段时间后就出现了的，与发动机转速高低无关，当然，高速运行后，该故障会更快显示出来而已。6.电子点火系统使用维修注意事项与传统的触点式点火系统相比，电子点火系统的性能优良，故障率低，无需经常维修保养，但必须注意如下几点：在检查点火系统电路故障时，不能用刮火的方式来检查电路的通断，否则容易损坏电子元器件。电子通断与否应该用万用表的直流电压挡测量电压（点火开关接通）或用电阻挡测量电阻（点火开关断开）来进行检查判断。在点火开关接通的状态下，不要作连接或切断线路的操作。在拆卸蓄电池时必须确认点火开关和其他所有的用电设备都已关闭。安装蓄电池时，一定要辨清正负极，千万不要接错，蓄电池极桩与线夹的连接一定要牢固，否则容易损坏点子设备。在清洗车辆时，不要让水洒到电子点火器等电气系统的元器件上，以免造成锈蚀、漏电和