点火系统故障诊断和维修

1第六章点火系统故障诊断和维修图6.1上海桑塔纳轿车发动机点火系统1—蓄电池；2—点火开关；3—点火线圈；4—点火器；5—内装霍尔信号发生器的分电器；6—火花塞点火系常见故障为发动机不能发动或发动困难、个别缸不点火、点火时间不当、点火错乱等。点火系故障常见部位为火花塞、分电器、电子点火器、点火线圈等。6.2常见故障人工经验诊断一、发动机不能发动或发动困难1、故障现象发动机在行驶途中突然熄火；起动机带动曲轴运转速度正常，但不能起动或起动困难；火花塞湿润。2、故障主要原因及处理方法（1）火花塞潮湿，清洗、烘干或更换火花塞；（2）点火器故障，检查或更换点火器；（3）点火信号发生器性能不良，检修或更换点火信号发生器；（4）断电器故障，检修或更换断电器；（5）电容器击穿，更换电容器；（6）点火开关损坏，更换点火开关；（7）点火线圈断路、短路，更换点火线圈；（8）线路连接不良或搭铁，检修线路；（9）保险丝松动或熔断，紧固或更换保险丝；（10）分火头或分电器盖漏电，更换分火头或分电气盖；（11）分缸线漏电或内部断裂，更换分缸线；（12）中央高压线绝缘性能下降，漏电，更换中央高压线。3、故障诊断方法发动机不能发动或发动困难故障诊断流程如图6.2所示。2否是10V左右不动5V且不动0～10V波动是否是否否是是否是否否是有触点点火系无触点点火系否是否是说明：*区别点火系高、低压电路故障最简便实用的方法就是分电器中央高压线试火法，所谓正常火花就是颜色发白或浅蓝或紫色（阻尼导线），且跳火时伴有清脆有力的“啪啪”声。分缸线试火的正常情况也是如此。**判断分火头或分电器盖绝缘性能的试火方法是：将分火头或分电器盖放在机体上，将点火线圈的高压线置于分火头导线或分电器盖旁电极2~3mm,短促起动发动机（转2~5转即可）或用手分开闭合着的断点器，如无火花，则其绝缘性能良好；如有火则说明其绝缘损坏而漏电。***初级电路的断路部位检查常用逐点试灯法进行，即用一直流试灯，一端搭铁，一端与检查部位相连，观察试灯亮暗情况判断该检查部位通电情况。如：在点火开关接通，试灯检测端与点火线圈“+”接柱相连，试灯亮则表明该接柱前无断路情况，若暗则说明其前方线路有断路故障。特别提醒，对电子点火系禁用传统的逐点搭铁检查法。****信号发生器和点火器的性能检查详见本章节3节信号发生器和点火器检修部分。图6.2发动机不能发动或发动困难故障诊断流程发动机不能发动或发动困难（纯属点火系）拔出分电器中央高压线，距缸体5~8mm（或将高压线插入一检验用火花塞，并使火花塞搭铁）试火，火花强度是否正常？*插上中央高压线，拔出火花塞上高压分线(或将高压分线插入一检验用火花塞)试火，火花是否正常？*检查点火正时，点火提前角是否正常?用试火法检验分火头，分油器盖是否漏电？**点火正时不当火花塞故障分火头或分电器盖漏电分缸线故障用电压表接在点火线圈“—”接线柱与机体之间，转动发动机，观察电压变化情况检查点火线圈后线路，是否有连接不良或搭铁不良？点火线圈次级绕组故障拆下点火线圈“—”接线柱导线，打开点火开关，测量其电压是否在12V左右？***检查点火线圈后线路有无短路或搭铁故障?线路连接不良或搭铁不良点火线圈“—”接柱之前存在断路或短路故障检查点火信号发生器性能是否不良？****线路短路或搭铁断电器触点故障点火信号发生器性能不良点火器故障检查保险丝是否熔断？保险丝熔断3是否否是是否否是是否是否说明：*点火系技术状态不良，可能导致技术状态较差的个别缸不工作，甚至产生多缸交替不工作的现象。有触点点火系断电器触点和电容器性能不良也会引起火花弱。**单缸断火法是诊断具体不工作缸或工作不良缸位置的常用手段。其方法是在发动机怠速或低速下运转时，拔下某缸火花塞上得分缸线并使其与机体短路，观察该操作对发动机运转情况的影响程度已确定该缸工作情况。如某缸短路后，发动机转速有明显下降，平稳性明显变差，故障现象加剧，则该缸工作良好，反之则该缸不工作或工作不良。图6.3个别缸不点火故障诊断流程（4）断电器触点烧蚀或间隙不均匀，调整或更换断点器；（5）点火线圈老化，更换点火线圈。4、故障诊断方法个别缸不点火故障诊断流程如图6.3所示。二、点火时间不当1、故障现象发动机动力性不良，运转平稳性差，有爆燃，易过热的现象都有可能是点火时间不当引起，点火时间不当分点火过早和过迟两种情况，发动机起动时有反转，怠速和急加速时有爆燃则为点火过早；若发动机发闷无力，易过热，排气管冒黑烟，放炮或化油器的回火则为点火过迟。个别缸不点火检查高压分缸线是否有脱落、明显的松动或漏电？高压线脱落、松动或漏电拔下分电器盖中央高压线距机体5~8mm进行跳火试验，看火花是否正常？点火线圈性能不良或初级电路连接不良*用单缸断火法检查各缸断火时发动机转速是否明显下降？**该缸工作正常拔下该缸分缸线距机体5~8mm进行跳火试验，是否能正常跳火?用点火线圈高压线对该缸分电器插孔周围进行跳火试验，看是否有火？将该缸分缸线距该缸火花塞2~3mm吊火，吊火后工作是否正常？分缸线故障分电器盖漏电火花塞积炭火花塞漏电42、故障原因排除及诊断：故障原因：点火时间不当的主要原因有点火正时调整不当，调整点火正时；分电器上点火提前角离心调节装置失效和真空调节装置失效或管路连接不密封，检修调节装置；其中点火正时调整不当最为常见。其诊断方法推荐使用点火正时仪进行检测，在无此仪器的情况下可人工调整分电器外壳安装位置，并观察调整对发动机的运行性能的影响，详见本章第3节点火系维护的点火正时部分。四、点火错乱1、故障现象发动机起动困难，起动后工作不稳，伴有化油器回火，排气管放炮和爆燃等现象。2、故障主要原因诊断及排除点火错乱故障原因是各分缸高压线相对位置搞错或分电器盖绝缘不良漏电。一般诊断时检查各分缸线是否沿分火头转动方向按点火顺序排列，如顺序不对应重新排列；若顺序正确，则应检查分电器盖是否潮湿或有裂纹。若无则进行分电器盖跳火或用新分电器盖进行对比试验，若分电器盖漏电则应更换。6.3点火系故障的仪器诊断——波形分析法用仪器诊断汽车发动机故障最早是从点火系故障开始的，目前许多发动机综合分析仪和汽车专用示波器都具有点火系诊断功能。1、点火系诊断原理由一定结构和性能参数元件组成的点火系在工作过程中，其初、次级电压随时间变化呈现一定的规律。其中元件的结构和性能参数的改变必然引起点火系初、次级电压波形发生变化，且两者之间具有对应关系。据此，将点火系实测的初、次级电压波形和标准波形进行对比，就可确定点火系的技术状况，并确定故障部位和原因。点火系诊断有点火系初级电压波形分析法和次级电压波形分析法，两方法各有特点，其中次级电压波形分析法较为常用。现以点火系次级电压波形分析法介绍点火系故障的仪器诊断方法。2、标准单缸次级电压波形因点火系的基本结构和性能不同，点火系次级电压标准波形略有不同，常见的点火系标准单缸次级电压波形如图6.4所示。5(a)(b)(c)图6.4常见点火系标准单缸次级电压波形a)有触点点火系b)一般电子点火系c)Benz汽车电子点火系图6.4a中波形上各点的含义如下：a为断电器触点打开，二次电压急剧上升；ab为击穿电压；bc为电容放电；cd为电感放电，称为火花线；de为火花消失后，剩余磁场能维持的衰减振荡；e点断电器触点闭合，ef为触点闭合导致的负电压，并引起闭合振荡；从左至右，ae为触点打开的全部时间，ea为触点闭合的全部时间。如果时间用分电器凸轮轴转角表示，则ae为断电器触点张开角，ea为断电器触点闭合角。在电子点火系中，由点火器功率三极管的截止和导通来控制初级电路。与图6.4a波形上各点相对应，图6.4b和c所示的电子点火系波形上与a、e相对应的是点火器功率三极管的截止和导通，ae为点火器功率三极管截止的全部时间，ea为点火器功率三极管导通的全部时间。如果时间用分电器凸轮轴转角表示，则ae为点火器功率三极管截止角，ea为点火器功率三极管导通角。有触点点火系的断电器触点张开角或闭合角取决于断电器触点间隙和凸轮形状，其值与发动机转速无关。而一般电子点火系的导通角（或截止角）随发动机转速的升高而增大(或减小)，这是电子点火器中的导通角控制模块作用的结果。有触点点火系的ea触点闭合段正常情况下应连续平整，而一般电子点火系的点火器功率三极管导通段可能有凸起或波动，见图6.4b和c，这是电子点火器中的限流器工作的结果。此外，克莱斯勒汽车公司电子点火系统的次级点火波形图线上没有初级电路闭合时所产生的次级电压变阶段，这一点与其他电子点火系统的特征明显不同。3、次级电压波形故障反映区域及诊断参数点火系仪器诊断的方法是将点火系实测的初、次级电压波形和标准波形进行对比分析，由于测试工况无法保证完全一致，所以不能要求实测波形和标准波形一模一样。在实际诊断中往往是抓住本质和特征，有触点点火系次级电压波形的故障分析重点观察图6.5所示的四个区域。6图6.5次级电压波形故障反映区域图中A区为断电器故障反映区，B区为电容器、点火线圈和初级电路连接故障反映区，C区为电容器、断电器故障反映区，D区为配电器、火花塞和次级电路连接故障反映区。在点火波形分析时，除观察波形形状外，常观测的诊断参数及其正常值为：（1）火花塞击穿电压，亦称点火高压，即D区b点的电压，一般正常值为8KV～15KV；（2）火花持续时间，亦称电感放电时间，即D区cd段的时间，一般正常值为0.6～1.5ms；（3）低频振荡波数，即C区可见波峰数，一般正常值为3～5个；（4）导通角（闭合角）：点火器功率三极管导通（断电器触点闭合）一次所对应的分电器点火信号发生器转子轴（凸轮轴）的转角。如：SANTANA的导通角为：19±3°（800±50rpm）,62±3°(3500rpm)，电子式点火系导通角随发动机转速变化而变化；有触点点火系闭合角与转速无关，一般要求是：四缸发动机是50°～54°，六缸发动机是38°～42°；（5）离散角，又称重叠角，它是指各缸导通角（闭合角）差值的最大值。有触点点火系要求四缸发动机小于4.5°，六缸发动机小于3°；（6）单缸次级开路电压，即将某分缸高压线火花塞端悬空时测得的次级电压，一般有触点点火系要求大于20KV，电子式点火系要求大于30KV；（7）单缸次级短路电压，即将某分缸高压线火花塞端与机体短路时测得的次级电压，一般要求小于5KV。4、波形显示方式为提高故障诊断速度，发动机综合分析仪和汽车专用示波器都具有以下四种实测波形显示方式：(1)多缸平列波形，从左至右按点火顺序将所有各缸点火波形首尾相连在同一屏幕上显示的方式。主要用于各缸火花塞击穿电压的测量，及其一致性初步检查，发现各缸共性问题或找出工作不良的个别缸。(2)多缸重叠波形，将各单缸波形之首对齐并重叠在一起在同一屏幕上显示的方式。主要用于观察各缸导通角或闭合角的变化范围，测量分电器的离散角。(3)多缸并列波形，将各单缸波形之首对齐且从上到下按点火顺序将所有各缸点火波形在同一屏幕上显示的方式。主要用于观测各缸导通角或闭合角的变化范7围，测量分电器的离散角，也可大致观察点火低频振荡波数。(4)单缸波形，全屏只显示一个单缸波形的方式。一般用于在多缸平列波形或并列波形上发现问题后，对点火系进行深入分析。需要说明的是：在实际检测诊断中并非每种波形显示方式都要用到，一般首先用多缸平列波形大致观察各缸情况，若发现个别缸工作不良就用单缸波形进行深入诊断。5、点火系故障的波形分析法诊断举例(a)(b)(c)(d)(e)(f)图6.6实测点火系故障的波形图6.6为几个实测点火系故障的波形，现作分析诊断如下：图6.6a断电器触点闭合时，第一振荡不是最长。其故障部位和原因是：断电器触点脏污、烧蚀、安装定位未对正；断点器触点臂弹簧弹力弱。图6.6b断电器触点打开前，有多余小杂波。其故障部位和原因是：断电器触点烧蚀、脏污、凹陷；电容器损坏。图6.6c无低频振荡波。其故障部位和原因是电容器失效或漏电。8图6.6d火花线波形过度下斜。其故障部位和原因是：次级电路电阻过高；火花塞不良、高压线不良、分电点器盖