教学材料汽车电气系统检修-2

任务１电源系统的故障诊断与修复【知识准备】１组成汽车电源系统主要由蓄电池、交流发电机及调节器、充电指示灯或电流表等组成，如图２－１所示。汽车电源系统与负载的连接电路如图２－２所示。在汽车上，蓄电池与交流发电机并联连接，并向所有用电设备供电。交流发电机是主要电源，蓄电池是辅助电源。调节器是一种电压调节装置，其作用是在交流发电机转速变化时保持其输出电压的稳定。充电指示灯或电流表用来指示蓄电池的充、放电状态，如图２－３所示。２工作原理（１）典型轿车电源系统电路分析。１）夏利轿车电源系统电路。下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复天津夏利ＴＪ７１００、ＴＪ７１３０系列采用八管外搭铁型交流发电机，其内装有集成电路ＩＣ调节器，充电指示灯受ＩＣ调节器控制，其电源电路如图２－４所示。交流发电机的“ＩＧ”端经点火开关接至蓄电池，用于检测蓄电池和发电机电压，从而控制晶体管ＶＴ１的导通与截止（发电机磁场电路）。它的“Ｐ”端接至发电机定子绕组某一相上，该点电压为交流发电机直流输出电压的一半。单片集成电路调节器从“Ｐ”端检测到交流发电机的电压，从而控制晶体管ＶＴ２的导通与截止（充电指示灯电路）。当点火开关接通，发电机未转动时，蓄电池电压经点火开关加到发电机“ＩＧ”端和调节器的“ＩＧ”端，调节器的电源就被接通。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复调节器电源电路为：蓄电池正极→易熔线（６０Ａ）→点火开关“Ｂ”端子→点火开关触点→点火开关“ＩＧ”端子→发动机熔断器（１５Ａ）→发电机线束连接器ＩＧ端子→ＩＣ调节器内部电路→搭铁端子“Ｅ”→蓄电池负极。单片集成电路检测出这个电压，使ＶＴ１导通，于是磁场电路接通。磁场电路为：蓄电池正极→６０Ａ易熔线→点火开关电源端子“Ｂ”→发电机输出端子“Ｂ”→励磁绕组→调节器磁场端子“Ｆ”→调节器功率管ＶＴ１→调节器搭铁端子“Ｅ”→蓄电池负极。２）桑塔纳２０００轿车电源系统电路。桑塔纳２０００轿车采用十一管整体式外搭铁型交流发电机，晶体管调节器装在交流发电机内部，其电源电路如图２－５所示。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复交流发电机的三只正极管与三只负极管组成一个三相桥式全波整流电路，其输出端“Ｂ＋”用红色导线与起动机“３０”端子连接；三只励磁二极管与三只负极管也组成一个三相桥式全波整流电路，称为磁场电流整流电路，其输出端“Ｄ＋”用蓝色导线经蓄电池旁边的单端子连接器Ｔ１后与中央线路板Ｄ插座的“Ｄ４”端子连接，再经中央线路板内部线路与Ａ插座的“Ａ１６”端子相连。点火开关“３０”端子用红色导线经中央线路板上的单端子插座Ｐ与蓄电池正极连接，点火开关“１５”端子用黑色导线与仪表盘左下方１４端子黑色插座的“１４”端子连接（图中未画出），经仪表盘印刷电路上的电阻Ｒ１和Ｒ２、充电指示灯（Ｒ２和充电指示灯串联后再与Ｒ１并联）、二极管接回到“１４”端子黑色插座“１２”端子，再用蓝色导线与中央线路板Ａ插座的“Ａ１６”端子连接。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复３）本田雅阁轿车电源系统电路。本田雅阁轿车（Ｌ４发动机）的交流发电机采用八管外搭铁型交流发电机，其内装有集成电路ＩＣ调节器，其电源电路如图２－６所示。该系统调节器为内装式外搭铁型，由发电机电脑控制。在汽车电路中有一个负载检测仪，将电路中总负载电流信号送给电脑，调节器“Ｃ”接线端子送发电机电压信号到电脑，电脑根据这两个信号判断磁场电路应该接通还是断开，输出控制信号到“ＦＲ”端子，驱动调节器的控制电路，适时地接通或断开励磁绕组电路，以此控制发电机的输出电压。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复当发动机起动前，首次将点火开关转至ＲＵＮ位置时，蓄电池电压通过熔断丝加到充电指示灯上，该充电指示灯通过交流发电机的端子“Ｌ”搭铁，此时充电指示灯点亮。发动机运转后，交流发电机工作正常，蓄电池电压仍然通过熔断丝加在充电指示灯上，同时，交流发电机通过端子“Ｌ”也供给充电指示灯电压，因充电指示灯两侧电压相等，指示灯熄灭。当发动机运转，而交流发电机未发电时，充电系统指示灯通过交流发电机端子“Ｌ”搭铁，此时，充电指示灯可点亮，警告驾驶员电源系统不正常。（２）充电指示灯电路分析。现代汽车大部分用充电指示灯来表示电源系统的工作情况，但也有用电流表指示蓄电池充、放电的。充电指示灯的控制方法通常有以下三种：上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复１）利用中性点电压控制的充电指示灯电路。交流发电机定子绕组采用星形接法时会形成中性点，该中性点的直流平均电压与发电机直流输出电压同步变化，且其值为发电机直流输出电压的一半。所以，采用星形接法的六管或八管交流发电机，多利用中性点电压通过继电器或电子控制器控制充电指示灯。现以日本丰田汽车发电机调节器工作原理为例，其电路如图２－７所示。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复该调节器由两部分组成，即除了双级式电压调节器外，还有一个充电指示灯继电器，它们合装为一总成，构成有充电指示灯控制功能的调节器。它的工作原理是：发动机起动时，闭合点火开关，电流从蓄电池“＋”→点火开关→充电指示灯→充电指示继电器触点Ｋ１→搭铁→蓄电池“－”，此时充电指示灯亮，表明蓄电池处于放电状态。同时，电流从蓄电池“＋”→点火开关→熔断器→电压调节器低速触点Ｋ３→励磁绕组→搭铁→蓄电池“－”构成回路，硅整流发电机进行他励。随着发动机转速不断升高，硅整流发电机从他励变自励发电时，在中性点电压的作用下，电流从发电机“＋”→充电指示继电器磁化线圈４→搭铁→发电机“－”，此时，线圈４产生的电磁力增强使触点Ｋ１打开，Ｋ２闭合。Ｋ１打开，充电指示灯熄灭，表示蓄电池充电开始。Ｋ２闭合，使电压调节器磁化线圈３直接承受发电机的输出电压，使调节器进入正常的调压工作。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复２）利用三个励磁二极管控制的充电指示灯电路。其原理如图２－８所示，发电机的磁场电流由三个励磁二极管和三个负极二极管组成的三相桥式电路整流后的直流电压供给。接通点火开关，电流从蓄电池“＋”极→点火开关Ｓ→充电指示灯→调节器火线接线柱“＋”→磁场接线柱“Ｆ”→发电机励磁绕组→搭铁→蓄电池“－”极，构成回路。充电指示灯亮，表示不充电。当发动机起动后，充电指示灯受蓄电池电压和励磁二极管输出端的电压“Ｄ＋”的差值所控制。随发电机转速的升高，“Ｄ＋”处电压升高，充电指示灯两端的电位差减小，灯就会自动变暗，直至熄灭。此后“Ｂ＋”与“Ｄ＋”等电位（都高于蓄电池电动势），充电指示灯一直熄灭，表示发电机对蓄电池充电。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复３）利用三相绕组的一相火线控制的充电指示灯电路。天津大发微型车采用这种控制方式，如图２－９所示。只需在Ｎ点接一个指示灯即可。值得注意的是交流发电机工作正常时，充电指示灯亮，表示充电。若充电指示灯突然熄灭，则表示充电系统有故障。３系统常见故障分析与排除电源系统的工作是否正常，可以通过充电系统的工作状况来判断，充电系统的常见故障主要有不充电、充电电流过小、充电电流不稳和充电电流过大等，故障原因可能是多方面的。因此，当发现故障时，应根据故障现象，结合充电线路的特点进行认真分析，查找故障原因，及时排除故障。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复（１）不充电。１）故障现象：发动机中、高速运转时，充电指示灯亮或电流表指示放电。２）不充电的故障原因主要有以下几个：①蓄电池与发电机之间的接线断开或脱落。②发电机不发电：可能是硅二极管短路、断路；定子绕组或励磁绕组有短路、断路和搭铁故障；电刷在电刷架内卡住或磁场“Ｆ”接线柱的绝缘损坏。③调节器有故障，如调节不当使电压过低，不能励磁等。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复３）故障诊断与排除：若出现不充电故障，首先应检查发电机、调节器、蓄电池、线束之间的连接线有无松脱、断路，皮带是否过松，如过松应予调整，然后可按图２－１０所示的诊断程序进行故障诊断与排除。（２）充电电流过小。１）故障现象：蓄电池亏电，发动机中速以上运转时，电流表指示充电电流过小。２）故障原因主要有以下四个方面：①发电机驱动带挠度过大，出现打滑现象。②充电线路或磁场线路接线端子松动而接触不良。③发电机故障：ａ个别硅二极管断路。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复ｂ一相定子绕组连接不良或断路。ｃ电刷磨损过多、滑环油污或锈蚀而导致电刷与滑环接触不良。ｄ励磁绕组匝间短路。④调节器调节电压过低。３）故障诊断与排除：充电电流过小故障的一般诊断程序如图２－１１所示。（３）充电电流不稳定。１）故障现象：若发电机运转时，电流表或充电指示灯指示充电，但电流表指针左右摆动或充电指示灯闪烁，则说明充电电流不稳定。２）故障原因主要有以下四个方面：上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复①发电机驱动带过松、打滑。②充电线路中接头松动、接触不良。③发电机内部接触不良，如电刷弹簧弹力过弱，绕组接头松动，滑环积污过多，电刷磨损过度等。④调节器有故障，如触点脏污或烧蚀，电磁线圈或电阻各接头有接触不良现象，调节电阻断路等。晶体管调节器中元件虚焊、元件稳定性差等。３）故障诊断与排除：充电电流不稳定故障的一般诊断程序如图２－１２所示。（４）充电电流过大。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复充电电流过大，多是由于调节器有故障而引起的，如电压调整过高、调节器搭铁不良等。对于晶体管调节器或集成电路调节器，由于采用树脂封装，不能检查，因此当确认调节器有故障时，只能更换新品。【实施步骤】以东风雪铁龙凯旋轿车电源系统为例，其电路如图２－１３所示。该轿车电源系统由蓄电池（ＢＢ００）、整体式交流发电机（１０２０）、点火开关（ＣＡ００）、发动机舱熔断丝伺服控制盒（ＰＳＦ１）、组合仪表（０００４）上的充电指示灯等组成。发电机为十一管整体式外搭铁交流发电机，电压调节器内装于发电机。（１）故障现象的确认与记录。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复１）倾听客户描述并记录。２）实车确认故障现象并记录。①点火开关在“ＯＮ”位置时，记录仪表盘显示，并明确显示符号意义。②点火开关在“ＳＴＡＲＴ”位置时，记录：ａ汽车症状：起动机能否转动（）；发动机是否运转（）；能否顺利起动（）。ｂ仪表盘显示：上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复仪表盘显示的变化。③点火开关松开回到“ＯＮ”位置。发动机是否运转（）；汽车能否行驶（）；行驶中仪表显示是否正常（）。３）确认故障现象。（２）故障原因分析。１）蓄电池亏电。２）交流发电机故障。３）电源系统线路连接故障。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复４）充电指示灯故障。（３）故障排除流程与步骤。①蓄电池极桩是否清洁、是否接触紧密；②车身与蓄电池的接地带是否紧密可靠；③交流发电机接线柱是否清洁、是否接触紧密；④车身与发动机缸体的接地带是否紧密可靠；⑤充电指示灯是否连接正常；⑤充电指示灯是否连接正常；⑥发电机驱动皮带的检查：检查时，可直接观看驱动皮带有无裂纹或磨损现象，如有则应更换。同时，需进行驱动皮带挠度的检查，新带挠度应为５～１０ｍｍ，旧带应为７～１４ｍｍ。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复⑦连接导线的检查：包括各导线的连接部位、发电机输出端子、插接器等的检查。⑧发电机运转噪声的检查：当发电机出现故障（特别是机械故障），如轴承破损、转子轴弯曲等，发电机运转时会发出异常噪声。检查时，逐渐加大发动机油门，使发电机转速逐渐升高，监听有无异常噪声，如有应及时检查。２）万用表检测。检测时，将车辆照明装置正常连接作为蓄电池负荷，运转时保持发动机转速为３０００ｒ／ｍｉｎ。检测过程如图２－１４所示。具体步骤与原因分析见表２－１。上一页下一页返回任务１电源系统的故障诊断与修复３）用电设备损坏的检测。由于蓄电池的自行放电，并且电控单元在休眠状态下也会消耗电量，故蓄电池电量会逐渐消耗。但是如果蓄电池电量消耗很快，表明有用电设备损坏，需要进行检测。检测时的线路连接和检测流程如图２－１５所示。将万用表与电气系统按照图２－１５（ａ）连接，然后依次拔下各系统的熔断器，观察电流表的读数变化，判断用电设备的好坏，具体的检测流程如图２－１５（ｂ）所示。上一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复【知识准备】１组成现代汽车广泛采用电力起动发动机，图２－１８所示为典型起动系统组图。按起动机不同的控制过程，电力起动可分为常规起动和自动起动两种起动方式。常规起动是指驾驶员将点火开关旋转至起动挡位，直接接通起动机的控制回路，起动发动机；自动起动则是在起动控制电路中引入电子控制技术，起动时驾驶员不通过点火开关直接控制起动机的控制回路，而是通过点火开关向电子控制单元（电脑）表明要起动发动机的意愿，电子控制单元（电脑）在成功地进行一系列的安全检查后，接通起动机控制回路，起动发动机。下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复２工作原理起动控制电路随车型的不同而有所不同，目前主要有带起动继电器的起动控制电路和带组合继电器的起动控制电路两种类型。（１）带起动继电器的起动控制电路。国产东风ＥＱ１０９０型汽车使用的ＱＤ１２４型起动控制电路就属于这一类，其电路如图２－１９所示。１）起动继电器。装起动继电器的目的是减小通过点火开关的电流，防止点火开关烧蚀。如图２－１９所示，发动机起动时，点火开关旋至“ＳＴＡＲＴ”起动挡位，继电器“ＩＧ”接线柱与搭铁“Ｅ”接线柱接通，继电器磁场绕组通电。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复当继电器磁场绕组通电时，产生电磁吸引力，触点闭合，接通电源“Ｂ”接线柱与“５０”接线柱之间的回路，蓄电池的电流便经继电器的触点通往起动机电磁开关的“３０”接线柱，使起动机进入工作状态。而当电磁线圈不通电时，则起动机“５０”接线柱所接回路断开。２）带起动继电器的起动控制过程。带起动继电器的起动系统工作过程如下：①当点火开关置于起动挡位时，蓄电池给起动继电器线圈通电，电流回路为：蓄电池正极→易熔线→点火开关→起动继电器“ＩＧ”接线柱→磁场绕组→搭铁，回蓄电池负极。于是继电器铁芯产生较强电磁吸力，继电器触点闭合，接通起动机电磁开关控制回路。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复②起动机电磁开关控制回路为：蓄电池正极→易熔线→起动机主接线柱“３０”→起动继电器“Ｂ”接线柱→触点→继电器“５０”接线柱→起动机电磁开关“５０”接线柱→→保持线圈→搭铁，回蓄电池负极。③当驱动齿轮与飞轮齿圈完全啮合时，接触盘短接主接线柱“３０”和“Ｃ”，接通起动机主电路。电流回路为：蓄电池正极→易熔线→起动机电源接线柱→电磁开关→励磁绕组→电枢绕组→搭铁，回蓄电池负极。于是起动机产生较大电磁转矩起动发动机。④起动完毕，点火开关旋钮放松，起动继电器线圈断电，触点打开，切断起动机电磁开关控制回路。保持线圈和吸引线圈在内部变为串联，形成一电流回路。两线圈电流方向相反，产生相反方向磁场，相互抵消。活动铁芯在复位弹簧的作用下回位，驱动齿轮退出啮合。同时，起动机主电路断开，起动机停止工作。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复（２）带组合继电器的起动控制电路。为防止发动机起动后起动电路再次接通，一些电路中还安装了带有保护功能的组合继电器，如图２－２０所示。１）组合继电器。组合继电器由起动继电器和保护继电器两部分构成（见图２－２０），它不但可以保护点火开关，还可以使起动电路具有自动保护功能。组合继电器共有６个接线柱，分别为：Ｂ（电源）、Ｓ（起动机电磁开关）、ＳＷ（点火开关）、Ｌ（充电指示灯）、Ｅ（搭铁）和Ｎ（发电机中性点）。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复２）带组合继电器的起动控制过程。下面以解放ＣＡ１０９１型汽车的起动控制电路为例说明，如图２－２１所示。①当点火开关置于起动挡时，起动继电器线圈有电流通过，其回路为：蓄电池正极→电流表→点火开关→起动继电器线圈→保护继电器触点→搭铁，回蓄电池负极。由于起动继电器触点闭合，电流由蓄电池经起动继电器触点到达起动机电磁开关两线圈，接通了电磁开关控制回路。其后工作情况与ＱＤ１２４型起动机相同。②发动机起动后，松开点火开关钥匙，起动继电器绕组电流中断，触点打开。该触点打开后，其工作情况与ＱＤ１２４型起动机电路相同。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复③在发动机发动后，如果驾驶员没有及时松开点火开关钥匙，起动机也会停止工作。若发动机正常运转，即使将点火开关旋至起动挡，起动机也不会投入工作，这就是它的自动保护作用，其原理如下：发动机起动后，发电机发电，其中性点Ｎ建立一定电压，并对保护继电器绕组供电，其电流回路为：发电机中性点Ｎ→组合继电器“Ｎ”接线柱→保护继电器绕组→搭铁→发电机负极。由于发电机中性点电压已较高，使保护继电器触点打开，起动线圈的电流被切断，起动继电器触点打开，起动机即自动停止工作。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复３系统常见故障分析与排除当起动系统出现故障时，原因可能是蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关、起动系线路等出现故障。起动系统常见故障主要有：起动机不转、起动机运转无力及起动机空转、起动机撞击异响、起动机失去自动保护功能等。（１）起动机不转动。１）故障现象：点火开关旋至起动挡时，起动机不转。２）起动机不转可能有以下５方面的故障原因：①蓄电池亏电或内部损坏。②线路故障：导线断路、接触不良或连接错误。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复④起动机控制装置故障：ａ电磁开关触点烧蚀引起接触不良。ｂ电磁开关线圈断路、搭铁和短路。⑤起动机内部故障：ａ电枢轴弯曲或轴承过紧。ｂ换向器脏污或烧坏。ｃ电刷磨损过短、弹簧过软、电刷在架内卡住进与换向器不能接触。ｄ电枢绕组或励磁绕组短路、断路或搭铁。３）故障诊断与排除：起动机不转的故障一般诊断程序如图２－２２所示。（２）起动机运转无力。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复１）故障现象：接通起动开关，起动机转动缓慢或不能连续运转。２）主要有以下两方面的故障原因：①蓄电池和导线故障：蓄电池存电不足或起动机电路接头松动、脏污，接触不良。②起动机故障：ａ电枢绕组或励磁绕组局部短路，使起动机功率下降。ｂ电枢轴弯曲轴承间隙过大导致转子与定子碰擦。ｃ电刷磨损过多，弹簧过软，使电刷与换向器接触不良。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复ｄ换向器表面烧蚀、脏污。ｅ电磁开关主触点、接触盘烧蚀。ｆ电磁开关线圈局部短路。ｇ起动机轴承过紧，转动阻力过大。３）故障诊断与排除：起动机起动无力的故障诊断程序如图２－２３所示。（３）起动机空转。１）故障现象：接通起动开关，起动机只是空转，不能啮入飞轮齿圈带动发动机运转。２）故障原因：①飞轮齿圈磨损过甚或损坏。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复②单向离合器失效打滑。③电磁开关铁芯行程太短，驱动小齿轮与飞轮齿圈不能啮合，拨插连接处脱开。３）故障诊断与排除。起动机空转有两种情况：一种是起动机驱动齿轮不与飞轮齿圈啮合的空转，这是由于起动机的操纵机构或控制机构有故障造成的；另一种是起动机的驱动齿轮已与飞轮齿圈啮合，但由于单向离合器打滑而空转。诊断、排除方法有：①检查起动机接触盘的行程。若行程过小，则会使起动机提前转动，不能使飞轮齿圈啮合，而出现打齿现象。②检查单向离合器是否打滑。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复（４）起动机撞击异响。１）故障现象：在起动发动机时，电磁开关发出“哒、哒、哒”声。２）故障原因：故障多是由电磁开关保持线圈断路或搭铁不良、蓄电池严重亏电或内部短路、起动继电器触点断开电压过高而引起的。３）故障诊断、排除方法：起动时用万用表检测蓄电池电压不得低于９.６Ｖ。若电压过低，说明严重亏电或内部短路，应予更换；若蓄电池没有问题，起动时电磁开关仍有“哒、哒、哒”声，应拆检电磁开关的保持线圈是否断路或搭铁不良；对于个别车型，还有可能是起动继电器断开电压过高，故也应检查其断开电压。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复（５）起动机失去自动保护功能。１）故障现象：用起动组合继电器控制的起动系统，发动机起动后，驾驶员不松开点火开关钥匙，起动机不能自动停止运转。发动机运转过程中，将起动开关拧至“ＳＴＡＲＴ”挡位，则发出齿轮撞击声。２）故障原因：①充电系统发生故障，发电机中性点无电压。②发电机接线柱“Ｎ”至组合继电器接线柱“Ｎ”的导线断路或接触不良。③组合继电器中保护继电器的触点烧蚀，或磁化线圈断路、短路、搭铁。④组合继电器搭铁不良。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复３）故障诊断与排除：重点检查组合起动继电器的保护继电器是否正常，发动机中性点电压是否正常。【实施步骤】下面以东风雪铁龙Ｃ２１４轿车起动系统电路为例进行说明，其电路如图２－２４所示。该系统由蓄电池（ＢＢ００）、点火开关（ＣＡ００）、起动机（１０１０）等组成，没有起动继电器，直接由点火开关控制起动机的工作。（１）故障现象的确认与记录。１）倾听客户描述并记录。２）实车确认故障现象并记录。①点火开关在“ＳＴＡＲＴ”位置时，记录起动机状态：上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复电磁开关能否吸合（）；小齿轮是否拔出（）；电动机是否运转（）；能否顺利起动（）。②点火开关回到“ＯＮ”位置：发动机是否运转（）；仪表显示是否正常（）。３）确认故障现象。（２）故障原因分析。１）蓄电池亏电。２）起动机故障。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复３）起动继电器故障。４）点火开关故障。５）起动系统线路连接故障。（３）故障排除流程与步骤。１）现场直观检查。①蓄电池极桩是否清洁、是否接触紧密。②车身与蓄电池的接地带是否紧密可靠。③起动机接线柱是否清洁、是否接触紧密。上一页下一页返回任务２起动系统的故障诊断与修复④车身与发动机缸体的接地带是否紧密可靠。⑤起动继电器是否工作正常。⑥起动系统线路连接是否正常。２）故障诊断与排除。上一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复【知识准备】１组成图２－２５所示为典型点火系统组成示意图，该系统主要由电源、点火线圈、分电器、点火开关、火花塞及高低压导线等组成。（１）类型。目前，汽车上应用的点火系统类型多样，通常按照点火系统的结构和发展历程把其分为以下３种基本类型。１）传统点火系统：在该系统中，点火初级电路的接通、切断是由断电器触点（俗称“白金”）来控制的，因而也被称作触点式点火系统或机械式点火系统。传统点火系统结构简单，成本低廉，但工作可靠性较差，故障率较高，目前仅在部分车上使用。下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复２）电子点火系统：由于电子点火系统点火初级电路的接通、切断是由晶体管控制的，因而也被称作晶体管式点火系统。电子点火系统经历了有触点电子点火系统和无触点电子点火系统两个阶段，目前所说的电子点火系基本上都是指无触点电子点火系统。相比于传统点火系统，电子点火系统具有工作可靠性高、重量轻、体积小、点火时间精确等优点，目前已经得到广泛应用。按照点火信号产生原理的不同，无触点电子点火系统可以分为以下３种：第一种为磁感应式（磁脉冲式），即利用电磁感应原理，改变磁路磁阻，使通过传感线圈磁通量发生变化，在传感线圈内产生交变电动势，以此作为点火触发信号。此种点火装置结构简单，性能可靠稳定，目前应用较为普遍。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复第二种为霍尔效应式，就是利用霍尔效应原理，改变通过霍尔元件的磁感应强度，从而产生交变的霍尔电压。霍尔电压经过处理后作为点火触发信号。这种点火装置性能优于磁感应式点火装置，在欧洲车和部分美国车上应用较多。第三种是光电感应式，其原理是随遮光转子的转动，随着照射到光敏二极管上的光线发生变化，光敏二极管便产生脉冲信号，以此作为点火触发信号。由于光电式电子点火装置受外界环境影响较大，点火信号电压很不稳定，现已很少采用。３）微机控制点火系统：也被称作电脑控制点火系统。在该系统中，计算机根据各种传感器的输入信号，经过数学运算和逻辑判断，去控制点火系统初级电路的接通、切断。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复微机控制点火系统可根据发动机工况变化对点火提前角进行调整，获得最佳燃烧，从而可以使发动机获得优良的动力性、经济性和排放性能。因此，微机控制点火系统是目前最先进的点火系统，在轿车上的应用也越来越普遍。汽车点火系统的类型和特点分析参见表２－２（２）点火系统的要求。１）高压要求：即点火装置应能产生足以击穿火花塞电极间隙的高压电。火花塞电极间隙击穿电压的高低与很多因素有关，如：火花塞间隙的大小、气缸内混合气的压力与温度、电极的类型和发动机的工作情况等。为了保证可靠点火，点火系统必须有一定的电压储备，保证在各种工况下都能提供足够的击穿电压，但过高的击穿电压又将给绝缘带来困难。因此，击穿电压的范围通常为２０～３０ｋＶ。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复２）高能要求：即电火花应具有足够的点火能量。发动机正常工作时，由于混合气经压缩后的温度很高，因此所需的点火能量很小（１～５ｍＪ）。但在发动机起动、怠速运转以及急加速时，则需要较高的点火能量。因此，为了保证可靠点火，通常要求点火系统提供的火花能量不得低于５０ｍＪ。３）正时要求：即点火时间应与发动机的工作情况相适应。这里面包含有两层含义：首先，点火系统应该按照发动机的做功顺序进行点火，即点火顺序和做功顺序一致，才能保证发动机正常运转，例如：桑塔纳轿车四缸发动机的做功顺序是１→３→４→２，则其点火顺序也应该是１→３→４→２；其次，点火系统必须在对发动机工作最有利的时刻点火。一般我们用点火提前角来描述点火时刻。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复点火提前角是指从火花塞电极跳火开始到活塞运行到压缩上止点为止这一段时间内曲轴所转过的角度。通常把能够保证发动机输出功率最大、油耗最低的点火提前角称为最佳点火提前角。不同发动机的最佳点火提前角各不相同，并且同一台发动机在不同的工况和使用条件下最佳点火提前角也不相同。因此，点火系统必须能够随发动机工况的变化，自动调整点火提前角，以保证发动机的最佳性能。２工作原理（１）磁感应式电子点火系统。磁感应式电子点火系统又称为磁脉冲式电子点火系，由磁脉冲式传感器（信号发生器）、点火组件（点火控制器）、点火线圈、点火开关以及蓄电池组成，如图２－２６所示。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复１）磁脉冲式传感器：磁脉冲式传感器是一个点火信号发生器，一般安装在分电器内。它由分电器轴带动信号转子１、永久磁铁４、铁芯３和绕在铁芯上的传感线圈２组成，如图２－２７所示。信号转子的外缘有凸齿，凸齿数与发动机气缸数相同。其工作原理如下：永久磁铁的磁力线穿过信号转子的凸齿和传感线圈的铁芯构成回路。点火开关闭合后，发动机未转动时，转子不动，无信号输出。当发动机转动时，转子凸齿逐渐转向线圈铁芯，空气隙变小，磁通量增多，磁通变化率变大，线圈感应电势变大直至达到最大值［见图２－２７（ａ）］；转子凸齿与线圈铁芯对齐后，空气隙变小，磁通变化率为零，线圈感应电势下降到零［见图２－２７（ｂ）］；转子凸齿逐渐离开线圈铁芯，空气隙变大，磁通量减小，磁通变化率变大，线圈感应电势反向变大直至达到反向最大值［见图２－２７（ｃ）］。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复２）点火控制器：点火控制器也叫点火模块、点火组件，其外观如图２－２８所示。它是由三极管、稳压管、电阻及电容等元件组成的电子电路。点火控制器的功用是将传感器输入的点火信号整形、放大、转变为点火控制信号，再经过开关型大功率三极管，控制点火线圈初级电路的通、断和点火系统的工作。点火控制器除了上述基本功能之外，还具备限流和闭合角控制、失速慢断电、超压保护等辅助功能，从而可以大大改善点火系统的性能。（２）霍尔效应式电子点火系统。霍尔效应式电子点火系统一般由霍尔分电器、点火控制器、点火线圈、火花塞等组成，如图２－２９所示。它是利用霍尔元件的霍尔效应制成传感器，再通过点火控制器控制点火系统的工作。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复１）霍尔触发器：霍尔触发器也叫霍尔元件，是一个带集成电路的半导体基片。当外加电压作用于触发器的两端时，其中便有电流通过，如果在垂直于电流的方向上还有外加磁场作用，则在垂直于电流和磁场的方向上便会产生电压，这个电压就称为霍尔电压，该现象称为霍尔效应。霍尔传感器就是利用霍尔元件的霍尔效应制成的，它通常安装在分电器内，如图２－３０所示。仅仅是点火信号发生器原理不同，其工作过程与电磁感应式电子点火系统类似。２）点火控制器。点火控制器是由点火系统专用集成电路芯片ＩＣ、达林顿管及其他辅助电路组成。点火控制器是将霍尔传感器输入的点火信号整形、放大、转变为点火控制信号，通过达林顿管，控制点火线圈初级电路的通、断和点火系统的工作。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复此外，点火控制器（以桑塔纳轿车为例）还具备点火线圈限流保护、闭合角控制、电流上升率控制等辅助功能，如图２－３１所示。（３）带分电器的微机控制点火系统。微机控制点火系统一般由传感器、发动机电控单元（ＥＣＵ）、点火控制器、点火线圈、火花塞、分电器等组成，丰田２ＪＺ－ＧＥ发动机点火系统如图２－３２所示。１）传感器：在微机控制点火系统中，传感器是在发动机工作时监测发动机各种运行工况信息，并把相应的信号输入发动机电脑内的装置。传感器主要有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、水温传感器、爆震传感器等。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复①曲轴位置传感器：曲轴位置传感器是检测发动机转速、曲轴角度基准位置信号的，由带２４个齿的信号转子和一个信号线圈组成，如图２－３３所示。发动机工作时，曲轴转２圈，信号转子转１圈，信号线圈会产生２４个脉冲。用β代表每个脉冲相应的曲轴角度，即：②凸轮轴位置传感器：凸轮轴位置传感器是检测气缸判别及上止点位置信号的，由两个信号线圈和一个信号转子组成，如图２－３４所示。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复③水温传感器：水温传感器向发动机电脑提供冷却液温度，发动机电脑根据此信号修正点火提前角。④爆震传感器：爆震传感器向发动机电脑提供爆震信号，采用了爆震传感器的点火控制被称为闭环点火时间控制。当发生爆震时，发动机电脑迅速把点火提前角减小８°～１０°，使发动机迅速消除爆震。当爆震消失时，发动机电脑逐渐增大点火提前角，直至到最佳点火提前角。２）发动机电控单元（ＥＣＵ）：其作用是将各传感器送入的信号进行分析计算，综合处理，输出各种工况下的最佳点火角。主要由中央处理器（ＣＰＵ）、存储器、输入／输出接口（Ｉ／Ｏ）组成。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复３）点火控制器：点火控制器接收ＥＣＵ发出的点火正时信号ＩＧｔ，导通点火线圈的一次绕组电流，并控制一次绕组电流的大小达到合适值。当ＩＧｔ信号消失时，切断初级电流从而使点火线圈产生高压，再把点火确认信号ＩＧｆ输入回ＥＣＵ。若没有点火确认信号ＩＧｆ返回到ＥＣＵ，且此情况超过３次时，计算机判断熄火，失效保护电路停止燃油喷射。（４）无分电器的微机控制点火系统。无分电器的微机控制点火系统又称直接点火系统、静态点火，它取消了分电器，有双缸点火和单缸独立点火两种方式，直接将点火线圈产生的高压电送给火花塞点火，这里重点以ＡＪＲ型发动机为例介绍双缸直接点火系统。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复１）双缸点火系统是指用一个点火线圈使两个气缸点火的系统，图２－３５所示为大众ＡＪＲ型发动机无分电器双缸直接点火线圈总成。点火时各气缸分别按第１缸与第４缸，第２缸与第３缸组合。第１缸处于压缩行程时，第４缸正好处于排气行程。反之，当第４缸处于压缩行程时，第１缸正好处于排气行程。处于压缩行程的气缸内部压力很高，即使加上电压，气缸内部也难以放电，然而处于排气行程的气缸，其内部压力近于大气压，加上电压很容易放电，所以处于排气行程的火花塞几乎没有电阻，大部分电压都加在压缩行程的火花塞上，形成有效点火。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复图２－３６为大众ＡＪＲ型发动机点火系电路接线图。点火线圈发生故障，发动机立即熄火或不能起动，ＥＣＵ不能检测到该故障信息如果一个火花塞由于开路使这个点火回路断开，那么和它共用一个点火线圈的火花塞也因电气线路故障而不能跳火；如果一个火花塞由于短路而不能跳火，但电气回路没有断开，那么和它共用一个点火线圈的火花塞仍然能够跳火。２）单缸独立点火系统，也称为单独点火，是指在每个气缸的火花塞上配用一个点火线圈，单独对本缸进行点火的系统，如图２－３７所示。这种点火系统点火线圈的高压输出端直接与火花塞相连接，不需要高压线，如图２－３８所示。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复３系统常见故障诊断点火系统对发动机的工作影响较大。如果点火系统出现故障，将导致发动机运转不稳，动力下降，油耗增加，严重时还将导致发动机不能工作。点火系统的故障，主要表现为无火、缺火、火花或点火正时不准等。下面以几种常见的故障来说明点火系统故障诊断的一般思路和方法：（１）发动机不能起动或突然熄火。该故障现象表现为：起动发动机时，起动机运转正常但发动机不能着火或汽车在行驶途中突然熄火。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复故障排除时可以遵循以下步骤：１）检查蓄电池电压是否正常。可以通过按喇叭、开大灯的方法或使用仪器来检查蓄电池电压是否正常。喇叭声响亮，灯光强，说明蓄电池正常。２）检查线路连接是否正常。仔细检查接线、插接器是否牢靠，电线有无脱落、老化或破损现象，搭铁点是否可靠等。要确保线路连接正确、可靠。３）判断故障是在低压电路还是高压电路。可以采用高压试火法来进行判断。具体操作步骤如下：上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复拔下分电器中央高压线并靠近发动机气缸体４～６ｍｍ，打开点火开关并摇转曲轴，观察火花情况。ａ如果火花强，表明低压电路和点火线圈良好，故障出在分电器、火花塞等高压电路中。此时，可以继续从火花塞上拔下分高压线，靠近气缸体继续试火。如果无火则应检查分火头、分电器盖和分高压线是否漏电；如果有火则需检查火花塞和点火正时。ｂ如果无火或火花很弱，表明低压电路有短路、断路或点火线圈、中央高压线、电容器有故障。此时应进一步检查低压电路。４）低压电路的故障诊断。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复如果通过高压试火法确认故障在低压电路，对于传统点火系统，此时可以用试灯逐点搭铁来检查故障部位。测试时，在保证低压电路接通的情况下，将试灯一端搭铁，另一端逐步搭试低压电路中各元件的连接点。如果被搭试点试灯不亮，说明电源到被搭试点的电路存在断路故障，此时可逆着电流方向继续搭试；如果被搭试点试灯亮，说明电源到被搭试点的电路正常，此时应顺着电流方向继续搭试。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复５）高压电路的故障诊断。在总高压导线对缸体试火良好的前提下，再分别拔下各火花塞上的分高压线并对缸体继续试火。如果均无火或火花较弱，说明分火头或分电器盖绝缘损坏或分电器中央电极炭柱损坏；如果某一缸无火花或者火花较弱，则说明该缸分高压线不良或分电器旁插孔污损；如果各缸试火均正常，则应进一步检查火花塞性能是否良好。经过上述检查，如果各部件均无故障，则应进一步检查点火正时是否正常。（２）发动机运转不稳，抖动严重。当发动机某一缸或几缸缺火时就会造成运转不稳，排气管冒黑烟并放炮的现象。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复产生的原因多为分高压线漏电或脱落、分电器盖漏电、火花塞工作不良、分高压线插错等。这类故障的排除方法如下：１）使发动机怠速运转，用螺丝刀将各缸火花塞的接线处分别搭铁（这种方法称为“搭缸”）。如果某一缸的火花塞搭铁后，发动机的运转状态不变，则说明该缸不工作或工作不良；如果某一缸的火花塞搭铁后，发动机的运转状态明显变化，则说明该缸工作良好。２）拆下不工作气缸上的分高压线并靠近缸体跳火。若火花较弱或无火花，说明分高压线不良或对应的分电器旁插孔污损，绝缘不良；若火花正常，则说明火花塞工作不良，应拆下检查。３）如果有几个缸不工作时，应检查分高压线是否插错，点火顺序是否正确。上一页下一页返回任务３点火系统的故障诊断与修复【实施步骤】下面以本田雅阁轿车点火系统为例进行说明，如图２－３９所示。该点火系统是非直接点火系统，主要由发动机控制电脑（ＥＣＭ）、曲轴位置传感器（ＣＫＰ）、判缸传感器（ＣＹＰ）、点火控制模块（ＩＣＭ）、分电器、点火线圈、高压线和火花塞等组成。发动机运转时，ＣＫＰ／ＣＹＰ传感器向ＥＣＭ输出发动机转速、曲轴位置、第１缸压缩上止点等信号，ＥＣＭ根据信号计算出点火时刻，并在该缸