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汽车电控点火系统故障诊断及维修探析

0引言

近年来,随着我国科技水平的不断提高,越来越多的现代化电子技术被广泛应用于各个领域,计算机电子技术在汽车领域的应用推动了汽车行业的快速发展,机电一体化成为汽车工业发展的重要趋势。电控点火系统作为汽车发动机重要的组成部分,一旦发生故障会造成发动机怠速不稳、功率下降等诸多问题,而随着人们对汽车性能的要求越来越高,电控点火系统结构也越来越复杂,电控点火系统性能更加稳定,在降低燃油消耗和污染物排放的同时其故障诊断及维修难度也越来越高,这对汽车维修技术人员提出了更高的技能要求,因此,对汽车电控电话系统故障诊断及维修分析具有重要的意义。

1汽车电控点火系统介绍

1.1电控点火系统的基本结构

电控点火系统即电子控制点火系统,它是现代汽车中较为常用的点火系统,其基本功能是点火提前控制。电控点火系统基本结构由各种感测器(曲轴转角传感器、空气流量计、水温传感器、节气门开关、点火开关、车速传感器等)、控制单元、点火器以及发货线圈等。

1.2电控点火系统工作原理

电控点火系统的电源是汽车发动机和蓄电池,其工作原理点火线圈可以将电源低压电转化为高压电,再通过分电器将其分配到每个油缸的火花塞,根据各个相关传感器(例如发动机转速传感器、进气管真空传感器等)发出的信号对发动机运行工况及运行条件进行判断,从而选择最佳点火提前角点燃混合器,改善发动机燃烧过程,达到提高发动机动力性、经济性以及降低污染物排放的目的。或者直接由微机控制系统对高电压进行分配,不用分电器,也可以达到同样的目的。

1.3电控点火系统的优点

电控点火系统的主要优点有以下几点:第一,能够根据发动机转速提供最佳点火电压和点火持续时间;第二,能够在不同负荷和转速条件下提供最近点火提前角;第三,能够控制点火时间,通过爆震传感器对爆震进行反馈控制,确保点火时间刚好在汽油机不发生爆震的临界状态;第四,改系统有效提升了汽车发动机动力性、经济性,同时也有效降低了污染物排放;第五,电控点火系统结构紧凑,具有可靠性高、成本低、耗电少、无需冷却、响应性好等诸多优势[1]。

2电控点火系统故障原因分析

电控点火系统的应用大大提升了汽车发动机启动性能,与此同时,一旦电控点火系统发生故障则会对发动机造成很大影响,导致发动机无法启动,这是由于点火系统、燃油供给系统或者机械传动系统中某一系统或者多个系统发生了故障造成的。因此,电控点火系统故障发生的原因通常是从这几方面进行诊断,常见的故障原因有传感器故障、低压线路故障、点火线圈故障、火花塞故障、PCM故障、防盗系统故障等几方面,下面对这几方面故障原因进行详细分析。

2.1传感器故障

在电控点火系统中,传感器工作原理是通过空气流量计对进入气缸内的空气量进行测量并将气量信号转化为电气信号,然后输入到ECU,由电控单位根据收到的信号信息计算出合理的喷油量,从而控制喷油量的大小,传感器故障常见的有曲轴及凸轴位置传感器故障。首先,曲轴位置传感器又称为转速传感器,它是发动机控制喷油时刻和点火时刻的重要因素,一旦该传感器发生故障,则发动机在启动时ECM无法接收到曲轴位置信号,ECM不能进行喷油和点火控制,从而造成发动机无法启动。以磁脉冲磁感应式曲轴转速及位置传感器为例,信号转子每转过一个凸齿,传感线圈就会产生一个周期性交变电动势,传感线圈输出一个交变电压信号,转子凸齿的转速会随着发动机的转速变化而变化,同时铁心中磁通变化率也会随之变化,因此,一旦该传感器出现故障则会造成发动机无法启动。一般曲轴位置传感器发生故障的原因有传感器线路短路或者短路[2]。同理,如果凸轮轴位置传感器发生故障时,ECM同样无法接收凸轮轴位置信号,这就会导致ECM采用曲轴位置信号进行发动机的启动,会导致点火控制出现错误,出现1、4缸,2、3缸同时点火的情况,原本应该按顺序喷油的程序也会变为同时喷油,喷油量增大,造成能源浪费的同时排放更多污染物。凸轮轴位置传感器故障一般也是由于传感器短路、断路或者安装错误导致的。

2.2低压线路故障

低压线路发生故障也会造成电控点火系统出现故障,影响发动机正常启动,一般发生低压线路故障的原因有插头接触不良、保险丝烧坏等,造成低压线路出现短路或者断路,从而影响电流无法正常到达点火线圈。

2.3点火线圈故障

点火线圈的作用是将汽车低压电流转变为高压电,一般情况下每个气缸都配有一套点火线圈和火花塞,点火线圈能够使火花塞“产生火花”,从而实现点火,如果点火线圈发生故障则不能够将发动机电压低压电流顺利转变为高压电,造成火花塞无法正常点火,发动机无法正常启动。一般点火线圈发生故障的原因与燃油质量有很大关系,如果使用了质量较差的燃油会因为燃油燃烧不充分造成火花塞积碳过多,击穿点火线圈,造成点火线圈出现故障。

2.4火花塞故障

火花塞出现故障会无法正常工作,导致发动机不能正常启动,一般火花塞出现故障的原因是燃油没有充分燃烧而出现积碳、间隙过大、火花塞上出现沉积物或者出现损坏等问题,如图1所示,这些都是常见的火花塞故障。2.5PCM故障PCM是汽车动力控制模块,一旦PCM出现故障则无法有效控制点火系统,影响发动机正常启动。一般引起PCM故障的原因有常火线故障、点火开关故障、PCM内部电源电路故障、PCM搭铁电路故障等。

2.6防盗系统故障

防盗系统是保障汽车防盗的重要系统,一旦防盗系统出现问题,为了防止车辆被盗会自动禁止发动机启动,从而造成点火系统不能正常点火[3]。

3电控点火系统故障诊断及排除方法

电控点火系统故障一般有点火系统不正常工作、点火时刻不正确、点火性能不稳定几方面原因,具体电控点火系统故障诊断分析如下:

3.1电控点火系统不正常工作

电控点火系统不正常工作常见的故障现象有:点火开关打开后,发动机启动异常、启动困难或者无法启动。故障诊断分析:按照电控点火系统故障诊断流程,先检查高压火花,如果没有火花或者花火很弱,则可以断定是电控点火系统出现了故障,此时可以对电控点火系统进行故障诊断,具体诊断流程如图2所示。对火花塞进行检查,如果火花塞没有火,一般引起该故障的原因与曲轴位置传感器、ECU、点火器等有关,可以对这几部分进行详细检查。如果火花塞有火但是很弱,发动机在启动时十分困难,出现怠速不稳同时伴有大量黑烟冒出,可以考虑是由于低压电路电流小,而高压电路电阻过大或者有漏电现象引起的[4]。

3.2点火时刻不正确

电控点火系统点火时刻不正确一般是没有在最佳点火时刻点火,出现点火时间提前或者延迟故障问题。首先,点火时间提前故障问题一般会出现发动机怠速不稳,即使启动了发动机也十分容易出现熄火现象,在进行加速时会听到强烈的爆燃声音;其次,点火延迟故障问题表现出汽车消声器发出十分沉重的声音,在进行紧急加速时发动机出现回火现象,同时发动机冷却液温度很高,车子启动后行驶过程中十分无力。故障诊断分析:电控点火系统点火时刻不正确故障一般是由于低压电路IGT信号出现了错误,同时高压电路分电器分电设备、高压线连接等出现了问题,造成汽车在启动过程中无法对发动机点火进行正确控制,或者点火提前角度装配出现问题。无论是那种原因引起的故障,要想解决这一问题,需要维修人员首先连接发动机点火测试仪,然后将点火装置调整正确,保持点火提前角在规定的合理数值范围内。

3.3点火性能不稳定

点火性能不稳定故障表现为发动机在低速行驶时可以正常运行,但是在高速时则不能正常运行,低温时可以保持正常而高温时则不正常,在开始启动时正常,但是运行一段时间后又发生问题。故障诊断:一般引起点火性能不稳定的原因与电控点火系统中的线路接触不良,例如点火线圈老化造成线圈出现短路或者断路,传感器连接松动以及点火器自身性能较差等有关,这些问题都会造成低压信号稳定性较差,高压电路出现较大电阻或者产生漏电等问题,造成点火性能稳定性下降[5]。

4电控点火系统零部件维修及注意事项

4.1火花塞维修

通过上述对电控点火系统故障诊断分析可以得知,火花塞故障是引起点火系统故障的原因之一,因此,当点火系统发生故障时,需要专业的汽修人员对火花塞进行仔细检查,看火花塞是否有积碳积灰或者油污现象,观察火花塞的颜色是否存在异常。如果在火花塞绝缘体端部、外壳或者电极覆着黑灰色粉状积垢,是发生了积碳,而出现油污现象则是由于润滑油进入燃烧室引起的,如果只是某个火花塞出现油污,也可能是因为气门杆油封出现了破损,如果多个火花塞都出现了油污沉积,则说明是气缸出现了蹿油。如果是火花塞的电极发生变化,变圆并且绝缘体部分出现疤痕,可以看出是因为发动机过早点火,或者是汽油辛烷值较低,造成火花塞热值过高而出现毁坏。对火花塞进行性能检测,需要用万用表两百兆欧姆档,测量火花塞电极和外壳的阻值,如果万用表显示为示“∞”则说明火花塞绝缘性能没有问题,如果检测是火花塞性能出现了问题则需要进行更换火花塞。此外,还需要检测火花塞的间隙,合理的间隙范围应当在0.7mm-1.2mm之间,过大或过小都有可能造成点火系统故障,需要对间隙进行调整。

4.2点火线圈维修

首先,对点火线圈初级绕组阻值进行测量,看其阻值是否在1欧-4欧之间,如果阻值较小,则说明出现了短路,如果阻值无穷大,则说明发生了断路;其次,对点火线圈刺激绕组阻值进行测量,看其阻值是否在8000欧-16000欧之间,如果阻值小于规定范围则发生了短路,大于规定乏味则发生了断路。无论是出现短路还是断路,都需要及时更换点火线圈[6]。

4.3曲轴位置传感器维修

对曲轴位置传感器进行检测,首先要检查其线路连接是否良好,然后关闭点火开关,将其插头分离,启动点火开关,利用万用表对线束连接端子两端电压值及搭铁间电压值进行测量,看电压值是否在规定范围内,如果电压值为零,则可以确定发生了短路,最后再对曲轴位置传感器不同参数进行检测,如果数值存在异常,则需要开展维修工作,尽快恢复曲轴位置传感器正常工作。

4.4电控点火系统维修注意事项

首先,在对电控点火系统进行检测维修的过程中,发动机在启动以及运行状态时,切记不可用手直接触摸高压线、点火线圈等零部件,避免发生触电;其次,在进行高压试火时,不可用手直接触碰高压线,需要用绝缘夹子将高压线夹起,在进行各缸工况检测时,需要将断火缸的高压线搭铁;再次,在进行磁感式曲轴位置传感器检测时,打开其分电器盖子,注意避免有金属类零件等掉进去,对光电式曲轴位置传感器检测时,也要避免灰尘杂质等进入;最后,如果无法用肉眼判定点火系统是否存在短路或者短路问题,则需要借助万用表进行可能出现故障的零部件电阻及电压值的检测[7]。

5某汽车电控点火系统故障诊断维修实例分析

5.1故障现象描述

某品牌汽车在对其发动机分解检查后,发现该汽车发动机在启动时无法点火。

5.2故障诊断及维修

首先,需要利用解码仪对该汽车进行全面检测,根据检测出来的故障码分析其背后的故障原因,在解码仪检测后并未出现故障码;其次,对该汽车发动机根据诊断流程图进行逐步检查:第一步,检查汽车供油信号,发现供油信号显示正常。第二步,对汽车喷油器声音进行诊断,声音正常。通过上述检查可以判断该汽车点火出现了问题,通过对汽车点火系统进一步检查,发现汽车点火系统中分电器发生了故障,考虑可能是分电器发生了一百八十度位置扭转错误,于是将分电器拆下调整位置后重新安装,此时汽车发动机能够运转,但是启动过程十分困难,发动机加速时车辆行使无力,并且无论是冷车还是热车状态进行发动机启动都十分困难,启动过程中还伴有大量黑烟及燃油冒出,判断是该汽车点火系统出现了故障,对于点火系统故障排除及维修可以参考上述方法来逐步进行。

6结语

综上所述,汽车电控点火系统是发动机重要的启动装置,引起其故障原因有很多,一旦点火系统出现故障会造成汽车发动机启动困难或者无法启动,而点火系统又很容易出现故障,因此,驾驶人员在日常行驶过程中需要对汽车电控点火系统构成及工作原理等有必要的了解,时刻关注汽车发动机运行状态,一旦出现任何异常问题要按照点火系统诊断流程进行逐步诊断,及时将故障排除。此外,汽车驾驶人员还需要加强日常保养,从而延长电控点火系统使用寿命,降低其故障发生率,有效保障发动机平稳安全运行,保障驾驶人员车辆及人身安全。

作者:刘红强 单位:北京劳动保障职业学院

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