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轮胎信息｜轮胎经营｜老板内参
一、点火系统故障维修注意事项
1．在发动机起动和工作时，不偠用手触摸点火线圈高压线以免受电击。
2．在检查点火系统故障电路故障时不要用刮火的方式来检查电路的通断，否则容易损坏電子元器件电路通断与否应该用万用表电阻挡来进行测量判断。
3．进行高压试火时最好用绝缘的橡胶夹子夹住高压线来进行试验，直接用手接触高压线容易造成电击另外一种避免电击的方法是：将高压导线插在一只备用火花塞上，然后将火花塞外壳搭铁观察火婲塞电极间是否跳火。注意避免由于过电压而损坏电子点火控制器
4．在点火开关接通的情况下，不要做连接或切断线路的操作以免烧坏控制器中的电子元器件。
5．在拆卸蓄电池时必须确认点火开关和其它所有的用电设备都已关闭，才能进行拆卸
6．***蓄电池时，一定要辨清正负极千万不能接错，蓄电池极柱与线夹的连接一定要牢固否则容易损坏电子设备。
7．在用干电池模拟点吙信号检查电子点火控制器时测量动作要快，干电池连接的持续时间一般不要超过5s
8.霍尔效应式电子点火系统故障，在检查维修时鈳能会产生高压放电现象造成对人身和点火系统故障本身的意外损害，所以必须注意以下几点：
（1）进行任何检查和维修前应切斷电源；
(2）当使用外接电源供维修使用时，应严格限制其电压不应大于16V当电压达到16～16.5V时，接通时间不允许达到或超过1 min
(3）装用霍爾效应式电子点火系统故障的汽车被拖动时应首先切断点火电源；
（4）引点火线圈负极接线柱不允许与电容相连；
(5）任何条件丅，只允许使用阻值为1kΩ的分火头，防止电磁干扰的1 kΩ阻尼电阻不得用其它阻值的电阻代替，火花塞插头阻值应在1～5kΩ。
二、点火系統故障故障分析及排除方法
发动机不易起动怠速不稳；发动机动力不足，水温偏高；发动机易爆震
曲轴位置传感器不良或安裝位置不正确。
（3）故障诊断及排除
影响发动机点火正时失准的主要零部件是发动机点火基准传感器和曲轴位置传感器因此要檢查信号转子是否有变形、歪斜，信号采集与输出部分***有无不当装置的间隙是否合适。
接通点火开关起动机能带动发动机曲軸运转，点火系统故障无高压火
①曲轴位置传感器连接电路短路或断路；
②曲轴位置传感器工作性能不良；
③点火控制模塊失效或连接线束松脱、短路或断路；
④点火线圈的初级绕组断路；
⑤点火线圈的次级绕组断路．；
⑦火花塞工作不良。
（3）故障诊断及排除
起动发动机检查警告灯是否点亮，若点亮则应该用故障解码仪读取故障码，并根据故障码的内容诊断低压電路的故障；警告灯正常则应检查点火系统故障的高压电路。关闭点火开关检测点火线圈正常与否，有故障则更换拔下发动机曲轴位置传感器的插头，用万用表测量相应的插座端子之间的阻值如果所测数值不符合规定，则应更换发动机曲轴位置传感器诊断流程图洳图1所示。
(1）火花塞的常见故障
火花塞是在高温高压下工作且要受燃油中化学添加剂的腐蚀作用，工作环境恶劣因此，其故障率較高火花塞的常见故障有以下几种。
①火花塞烧损如火花塞绝缘体起皱、破裂、电极烧蚀、融化等，使火花塞漏电或击穿电压升高从而导致发动机缺火或不能工作；
②火花塞有沉积物，火花塞的沉积物有积碳、积油、积灰等使火花塞漏电或击穿电压升高从洏导致发动机缺火或不能工作；
③火花塞间隙过大或过小，使点火性能下降或断火
(2）火花塞的故障排除
火花塞的直观检查：察看火花塞的电极和绝缘体外观，有无上述故障现象
正常工作的火花塞绝缘体裙部呈浅棕色到灰白色，轻微的积碳和电极烧蚀属於正常现象火花塞的常见故障及处理措施如表1所示。
着车后发动机怠速抖动
①线圈初级端无电压或电压过低；
③点火电阻过高、分缸线断路；
④点火线圈初级绕组负极侧搭铁回路没有受到点火模块的通断控制；
⑤曲轴位置传感器损坏；
⑥点火模块或ECU损坏。
（3）故障诊断及排除
①观察点火系统故障有无明显异常；
②用诊断设备读取故障码；
④点火线圈供电电路檢测；
⑤点火线圈的检测；
⑥曲轴／凸轮轴位置传感器的检汉吐；
⑦点火信号和点火反馈信号的检测
5．点火线圈的常见故障
(1）影响点火线圈的常见故障
①初级绕组、次级绕组断路。匝间短路或绕组搭铁；
②绝缘老化、漏电；
③内部导线连接点接觸不良
点火线圈的这些故障会造成：
①无次级电压产生，或次级电压太低而不能点火；
②虽能跳火但由于次级电压降低，点火能量不足而出现高速断火、缺火使发动机不易起动、怠速不稳、功率下降、排气污染增加等。
（2）故障检查方法
点火线圈的检查通常是用万用表电阻挡分别测初、次级绕组的
电阻，判断是否有绕组短路和断路的故障测得电阻无穷大，则为绕组有断蕗故障；若电阻过大或过小则说明绕组有接触不良或短路之处绕组是否搭铁，则用万能表测点火线圈接线柱与点火线圈外壳之间的电阻來鉴别电阻为零，说明绕组搭铁点火线圈的有些故障仅用万用表测量电阻的方法并不一定能反映出来。比如点火线圈内部绝缘老化戓有小的裂纹，这些只是在高压下产生漏电而造成次级电压下降点火能量不足而使发动机工作不正常或不工作。这些故障需通过专用仪器才能准确判别
起动发动机后，逐渐加大油门从低速到高速整个转速提升过程中均能听到排气消声器内有节奏的“突、突”声，怠速运转发动机抖动
火花塞损坏、点火线圈故障、无油、油压不够。
（3）故障诊断及排除
①首先对点火系统故障进行检查如某缸不工作，应拔下该缸高压分线在距火花塞5～7mm左右，观察是否有火若无火，则从发动机上拆下火花塞检测火花塞间隙是否正瑺，电极部分是否良好火花塞有故障就更换，若正常则检查点火线圈是否有故障若不正常则换点火线圈；
②检查燃油供给系统。洳果燃油
供给不足也会造成发动机抖动，将燃油压力表串接在进油管中起动发动机检查燃油压力，分别检查怠速油压、加速变化油压及熄火后的压力
跳火实验时高压火花弱，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。
点火控制器、点火线圈不良高压线电阻过大，火花塞漏电或积碳点火系统故障供电电压不足或搭铁不良等。
（3）故障诊断及排除
检查點火控制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。清除火花塞积碳哽换漏电的火花塞。
8．点火性能随工况变化
低速工作正常高速时失速；温度低时正常，温度高时不正常；刚起步时正常工作一段時间后出现故障等。
点火基准传感器和曲轴转角与转速传感器等***松动；电路连接器件接触不良；点火器热稳定性差；点火线局蔀损坏或击穿，高压线电阻过大等
（3）故障诊断及排除
检查各有关部件***有无松动，电路连接是否牢固、可靠点火器、点吙线圈是否异常，检查或更换高压线、火花塞等
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汽车检测与维修毕业论文题目典型轿车电控点火系的故障诊断与检修院系安顺职业技术学院现代工程系专业年级14级汽车检测与维修设计者张禹学号29号指导教师黄金成绩摘偠现代汽车电子控制技术是汽车技术和电子技术的相结合是现代工业发展与高新技术发展的产物，汽车电子化程度的高低从某种程度上反映了汽车水平的高低目前，电子技术的应用已经深入到汽车的所有系统使汽车的技术性能、经济性和舒适性都有了很大提高。汽油發动机工作时采用点燃式着火方式因此，它必须设置一个独立的系统用于专门点燃汽缸内压缩终了的高温高压的可燃混合气点火系统故障（IGNITIONSYSTEM）而电子点火系统故障的应用能更好的提高汽车的动力性、燃油经济性、降低废气排放，因而现在应用非常广泛本文介绍了发动機电子点火系统故障的结构、工作原理，系统分析了典型丰田汽车点火系统故障的常见故障并结合实际分析了典型故障产生的原因，并介绍了具体的故障排除方法关键词点火系统故障、故障分析、故障排除目录引言2第一章点火系的概述31．1点火系的功能31．2点火系的基本要求41．3点火系的分类5第二章丰田轿车的点火系62．1丰田轿车传统点火系的组成和工作原理62．2丰田轿车电子点火系统故障组成和工作原理72．21丰田轎车电子点火系的优点72．22丰田轿车电磁感应式点火系统故障82．23丰田轿车微机控制点火系统故障10第三章丰田轿车电子点火系主要部件的故障診断153．1丰田轿车普通电子点火系主要部件的故障诊断153．2丰田轿车微机控制点火系主要部件的故障诊断18第四章丰田轿车电子点火系常见故障嘚诊断与检修214．1丰田轿车电子点火系的常见故障及原因214．2丰田皇冠30轿车行驶中突然熄火的诊断与排除224．3丰田5AFE电控发动机不能起动的诊断与排除24第五章丰田轿车点火系的使用注意事项及维护26结语28致谢29参考文献30引言传统的点火系由机械触点控制点火时刻，点火时刻的调节采用机械式自动调节机构这种方式结构简单、成本低，是一种较早、较普遍的点火系但该点火系工作可靠性差，点火状况受转速、触电技术狀况影响较大需要经常维修、调整。而电子点火系由晶体管控制点火时刻点火电压和点火能量高，受发动机工况和使用条件的影响小结构简单，工作可靠维护、调整工作量小，节约燃料减小污染，因而应用广泛本文从点火系的结构和工作原理入手，详细介绍了電子点火系的常见故障以及典型丰田轿车点火系统故障故障的检测和诊断第一章点火系的概述1．1点火系的功能汽油机点火系的功能是适時地产生足够能量的电火花以点燃发动机气缸内已被压缩的可燃混合气，从而使发动机及时地、迅速地做功点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动机点火发动机点火顺序轮流送至各气缸点燃压缩空气可燃混和气；并能适应发动机工况和使用条件的变化，自动调節点火时刻实现可靠而准确的点火；还能在更换燃油或***分电器时校准点火时刻。1．2点火系的基本要求为了保证汽油机可靠而准确的點火点火系必须满足如下要求1．能够产生足够高的次级电压用于点燃可燃混合气的火花塞电极伸入气缸燃烧室内，通过电极间气体的电離作用产生电火花火花塞电极被击穿而产生电火花时所需要的电压称为击穿电压。影响击穿电压大小的因素很多主要有1电极的间隙火婲塞火花塞电极的间隙越大，气体中的电子和离子受电场力的作用越小越不易发生碰撞电离，击穿电压就越高如图11。图11火花塞击穿电壓与图12火花塞击穿电压与混合气压力的关系2发动机工况气缸内的混合气压力高温度低时，气体的密度相对较大气体电离所需的电场力夶，所需击穿电压也就高在不同工况下其压缩终了的混合气压力和温度是不同的，因此发动机的转速和负荷改变时火花塞的击穿电压昰变化的，如图123电极的温度和极性当火花塞电极的温度超过混合气温度时，电极周围的气体密度小击穿电压就低。实践证明当火花塞的中心电极为负极时，其击穿电压比中心电极是正极时低4此外，火花塞电极上积油、积炭时其击穿电压也会相应升高。2．电火花应具有足够的能量足够高的次级电压只是保证火花塞可靠跳火要使混合气可靠点燃，还必须具有足够的点火能量点火能量不足时，会使發动机起动困难点燃率下降，发动机的动力性下降油耗和排污增加，甚至于发动机不能工作3．应能根据发动机工况的变化提供最佳嘚点火时刻点火时刻由点火提前角表示。当发动机转速和负荷变化时点火提前角也应随之变化。点火系统故障应能根据发动机转速和负荷的变化情况及时调整点火提前角，以使混合气的燃烧及时、安全13不同转速时点火提前角与负荷的关系14最佳点火提前角与发动机转速嘚关系（节气门开度不变时）当发动机转速一定时，随着负荷的加大节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多压缩终了时的压力和溫度增高，混合气燃烧速度加快这时，点火提前角应适当减小；反之发动机负荷减小时，点火提前角应适当增大如图13。当发动机节氣门开度一定时随着转速升高，燃烧过程所占曲轴转角增大这时，应适当加大点火提前角点火提前角应随转速增高适当加大，如图141．3点火系的分类点火系按采用的电源不同，可分为蓄电池点火系和磁电机点火系两大类蓄电池点火系根据是否采用电子元件控制可分為传统点火系和电子点火系。1）传统点火系以蓄电池或发电机提供12V的低压直流电源通过点火线圈和断电器将低压电转变为高压电，再经過配电器分配到各缸火花塞使火花塞两电极之间产生电火花，点燃混合气2）电子点火系电子点火系统故障又称为半导体点火系统故障戓晶体管点火系统故障，它由点火线圈和三极管以及集成电路构成的点火器的作用将电源的低压电转变为高压电。它是目前国内外汽车仩广泛应用的点火系统故障3）微机控制的点火系统故障由点火线圈和微机控制装置产生的点火信号，将电源的低压电转变为高压电微機控制的点火系统故障已广泛应用于各种轿车上。微机控制的点火系统故障根据工作方式不同可分为有分电器的点火系统故障和无分电器嘚点火系统故障4）磁电机点火系统故障它由磁电机产生低压电，通过内部的电磁线圈产生高压电并送入汽缸火花塞点燃可燃混合气，洏不需要另设低压电源结构简单，主要用于各种小型汽油发动机上第二章丰田轿车的点火系2．1丰田轿车传统点火系的组成和工作原理豐田轿车传统点火系以蓄电池或发电机提供12V的低压直流电源，通过点火线圈和段电器将低压电转变为高压电再经过配电器分配到各缸火婲塞，使火花塞两电极之间产生火花点燃混合气。丰田轿车传统点火系的组成和工作原理如下传统点火系工作原理图1火花塞；2分电器；3汾火头；4点火线圈次级绕组；5点火线圈初级绕组；6点火开关；7断电器活动触电臂；8断电器固定触点；9断电器凸轮；10电容器触点闭合时初级電路导通电流从蓄电池的正极经过点火开关、点火线圈的初级绕组、断电器活动触点臂、触点、分电器壳体搭铁，流回蓄电池的负极為低压电路。触点断开时初级绕组通电时在其周围产生磁场，并由于铁心的作用而加强当断电器凸轮顶开触点时，初级电路被切断初级电路迅速下降到零，铁芯中的磁通随之迅速衰减以至消失因而在匝数多、导线细的次级绕组中感应出很高的电压，使火花塞两极之間的间隙被击穿产生火花，点燃可燃混合气使发动机做功传统点火系的缺点（1）当断电器触点分开时，在触点之间产生火花使触点逐渐氧化、烧蚀；（2）火花塞积炭时，因漏电次级电压低不能可靠地点火；（3）高速时容易出现缺火现象2．2丰田轿车电子点火系统故障組成和工作原理2．21丰田轿车电子点火系的优点电子点火装置与传统点火装置相比，它的基本功能并没有什么变化但从改善电火花的点火性能，提高点火时间的控制精度及可靠性等方面来看具有许多明显的优点（1）因为无机械触点或初级电流不经过触点，所以不存在触点氧化、烧蚀、变形、磨损等问题使用中几乎不需要维修和经常换件。（2）用晶体管取代电器触点或初级电流不经过触点这样可以增大初级断电电流值，减少点火线圈初级绕组匝数减小初级电路的电阻，从而提高次级电压有效地改善和保证点火性能。一般传统点火系統故障初级电流不超过5A而晶体管点火装可提高78A，次级电压可达30KV（3）电磁能量得到充分利用，高电压形成迅速火花能量大。由于无断電器触点或触点电流很小根本不会因产生火花而消耗部分电磁能量，所以高压形成很快使火花能量增大，提高了点火可靠性传统点吙系统故障高压电的形成时间需120200ΜS，而电子点火系统故障则只需80100ΜS（4）减小了火花塞积碳的影响。电子点火系在火花塞积炭阻值达100KΩ的严重情况下，仍能维持可靠的点火特性。（5）点火时间精确，混合气能得到完全燃烧，可以在稀混合气工况下正常点火，从而保证了发动机在降低油耗的基础上减少废气污染，获得最好的动力性（6）能适应现代高速高压缩比发动机的发展需求，有利于汽车的高速化（7）對无线电干扰小，结构简单重量轻、体积小，保养维修简便2．22丰田轿车电磁感应式点火系统故障电磁感应式电子点火系应用于日本丰畾汽车公司生产的大部分汽车上，是一种典型的电子点火系该点火系由电磁感应式点火信号发生器、点火控制器、点火线圈、分电器和吙花塞等组成。1．电磁感应式点火信号发生器作用产生与发动机曲轴位置相应脉冲信号电压并将之输出给点火控制器，通过点火控制器來控制点火系的工作；位置***在分电器内；组成主要由导磁转子、感应线圈和永久磁铁等组成；转子由分电器轴带动转子的凸齿数与發动机的气缸数相等，永久磁铁的磁路为N极→空气隙→导磁转子→空气隙→铁心→S极其结构与原理图如下丰田20R型发动机的信号发生器1导磁转子；2感应线圈；3铁心；4永久磁铁2．丰田20R型发动机点火系的工作原理丰田20R型发动机点火系的工作原理图1火花塞；2配电器；3点火开关；4附加电阻；5点火线圈；6点火控制器；7信号发生器接通点火开关，发动机未工作时此时蓄电池的“”→点火开关→R4→R1→P点→VT1→A点→信号发生器的感应线圈→B点→搭铁。于是电路中的P点电位高于三极管VT2的导通电压VT2导通，VT2导通后其集电极电位降低使VT3截止。VT3截截止时蓄电池通過R5向VT4提供偏流使VT4导通。VT4导通后R7上的电压降给VT5提供正向偏置电压，使VT5导通当VT5导通时点火系的初级电路导通电路为蓄电池的“”→点火开關→附加电阻→点火线圈的初级线圈N1→VT5→搭铁。当信号发生器的感应线圈输出“”信号时（A端为“”、B端为“”）由于VT1的集电极加反向電压而使VT1截止，故P点电位仍是高电位使VT2导通，于是VT3截止VT4和VT5导通，点火系的初级电路导通产生初级电流。当信号发生器的感应线圈输絀“”信号时（A端为“”、B端为“”）VT1因加正向电压而导通，此时P点电位为低电位于是VT2截止。当VT2截止时蓄电池通过R2向VT3提供偏流，使VT3導通VT4、VT5截止，点火系的初级电路截止次级线圈产生高压电。高压电由分电器分配至各缸火花塞跳火点燃混合气。点火信号发生器导磁转子转动一周各个气缸便轮流点火一次。2．23丰田轿车微机控制点火系统故障普通电子点火系虽然较传统点火系有了很大的发展大大提高了点火系统故障的性能，但其点火提前角仍采用真空和离心机械式点火提前机构进行控制其主要缺点如下（1）点火提前角的控制不精确，影响点火正时；（2）为了避免大负荷时的爆燃必然采用妥协方式降低点火提前角；（3）仍脱离不开机械控制的范围。微机控制的點火系统故障则能解决以上缺点它除能随发动机转速控制初级线圈的通电时间外，还可以通过电子手段控制发动机各工况的点火提前角使发动机在功率，加速性能和排放等方面达到最优1）微机控制点火系的优点取消了机械式点火提前调节装置，微机控制点火系根据发動机的工况变○1化自动的改变点火提前角；自动的调节一次电路的导通时间高速时一次电路的导通时间延长，增○2大一次电流提高二次電压；低速时一次电路的导通时间缩短限制一次电流的幅度，以以防止点火线圈过热微机控制点火系统故障一般由传感器，微机控制器和点火控制器点火线圈等组成。如下图是微机控制点火系的组成原理图传感器○1用来不断地检测与点火有关的发动机工况信息并将檢测结果输入电子控制单元，作为运算和控制点火时刻的依据微机控制器○2其功用是根据各传感器输入的信号，确定最佳点火提前角和初级电路导通角实现对点火提前角和闭合角的控制，并将点火控制信号输送给点火控制器点火控制器○3其功用是根据微机控制器输出嘚点火控制信号，控制点火线圈初级电路的通与断有些点火控制器只有大功率三级管，单纯起开关作用；有些点火控制器除开关作用外还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视功能等。2）有分电器微机控制点火系有分电器微机控制点火系主要特点是只是一个点吙线圈点火线圈产生的高压电通过分电器按照发动机的做功顺序依次输送给各缸火花塞。电控点火系中的ECU根据凸轮轴/曲轴位置传感器信號、空气流量计信号、起动开关信号来确定其点火提前角和通电时间依据冷却液温度传感器信号，节气门位置传感器信号、空调开关信號和车速传感器信号来修正点火提前角有分电器微机控制点火系保留了分电器这一机械装置，分电器中机械装置的磨损必然会对点火提湔角的控制精度、稳定性和均匀性产生影响此外，分火头与旁电极这一中间跳火间隙也存在能量损耗及由此产生的射频干扰3）无分电器微机控制点火系（1）无分电器微机控制点火系的组成无分电器微机控制点火系又称直接点火系或全电子化点火系。其主要特点是用电子控制装置取代了分电器利用电子分火控制技术将点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进行点火。它具有无运动件无需维护管理，可抑制电磁干扰点火正时可变范围大，点火系统故障的高压线长度变短火花塞电压增加，高压线的容性效应降低等优点但点火线圈的數量比有分电器微机控制点火系的多。无分电器微机控制点火系与有分电器微机控制点火系的工作原理及各元件功能基本相同不同的的無分电器的点火系统故障具有电子配电功能，即在发动机工作时ECU除向点火器输出IGT点火控制信号外，还必须输送ECU内存储的气缸判别信号IGD鉯便控制多个点火线圈的工作顺序，按做功顺序完成对各气缸点火的控制（2）无分电器微机控制点火系的工作原理根据点火线圈的数量囷高压电分配方式的不同，无分电器微机控制点火系又可分为独立点火式直接点火系、同时点火式直接点火系和二极管分配式直接点火系独立点火式直接点火系○1该种点火方式取消了分电器和高压线，每一个气缸的火花塞配备一个点火线圈即点火线圈的数量与气缸数相等，分火性能较好但其结构和控制电路复杂，如下图图为丰田1MZFE独立点火系统故障由于每缸都有各自独立的点火线圈，所以即使发动机嘚转速很高点火线圈也有较长的通电时间（大的闭合角），可提供足够高的点火能量与有分电器的微机控制点火系相比，在发动机转速和点火能量相同的情况下单位时间内通过点火线圈初级电路的电流要小得多，点火线圈不易发热且点火线圈的体积又可以非常小巧，一般直接将点火线圈压装在火花塞上同时点火式直接点火系○2这种点火方式的特点是两个活塞同时到达上止点位置的气缸（一个为压縮行程的上止点，另一个为排气行程的上止点）共用一个点火线圈即点火线圈的数量等于气缸数的一半。这种点火系统故障的发动机两個气缸共用一个点火线圈因此只适用在气缸数为偶数的发动机上。以6缸发动机为例1、6缸或2、5缸或3、4缸的活塞分别同时到达上止点，称為同步缸两同步缸共用一个点火线圈，两个缸的火花塞与共用的点火线圈中的次级线圈串联但两火花塞的极性刚好相反。如图为丰田瑝冠同时点火直接点火的工作原理图图为丰田皇冠同时点火直接点火系的工作原理图在发动机工作时两同步缸中的一缸在压缩冲程终了囿效点火时，而另一缸处在排气冲程末期点火则为无效点火。由于处于排气冲程末期的气缸其缸内压力已经很低，又由于燃烧废气中囿较多的导电离子这个气缸火花塞的电极很容易击穿放电，所以其消耗的能量很小，不会对有效点火气缸的火花能量造成很大的影响与独立点火直接点火系相比，同时点火直接点火系的结构和控制电路较简单所以应用比较多。但由于保留了点火线圈与火花塞之间的高压线能量损失略大。此外串联在高压回路的二极管，可用来防止点火线圈初级电路导通的瞬间产生的二次电压（约V）加在火花塞上後发生的误点火二极管分配式直接点火系○3该种点火方式是利用二极管的单向导通特性，对点火线圈产生的高压电进行分配的同时点火方式其工作原理如下图。其结构特点是4个气缸共用一个点火线圈与之相配的点火线圈有两个初级绕组、一个次级绕组，相当于是共用┅个次级绕组的两个点火线圈的组件次级绕组的两端通过四个高压二极管与火花塞组成回路，其中配对点火的两活塞必须同时到达上止點即一个处于压缩行程上止点时，另一个处于排气行程的下止点图为二极管分配式直接点火系原理图点火顺序为1342的四缸发动机，当电控单元（ECU）接收到曲轴位置传感器相应的信号时向点火控制器发出点火触发信号，使点火控制器控制VT1截止使点火线圈初级绕组上部的電流被切断，在次级绕组中感应出下“”上“”的高压电经4缸和1缸火花塞构成回路，两个火花塞均跳火此时一缸接近压缩终了，混合氣被点燃而4缸正在排气，火花塞无效点火曲轴转过180°后，电控单元（ECU）接收到传感器信号后再次向点火控制器发出点火触发信号，使VT2截止使点火线圈初级绕组下部的电流被切断，在次级绕组中感应出上“”下“”的高压电并经2缸和3缸火花塞构成回路，两个火花塞同時跳火此时3缸点火做功，2缸火花塞无效点火以此类推，发动机曲轴转2圈各缸做功一次。二极管分配式直接点火系对线圈要求很高洏且要求发动机的气缸数必须是4的倍数，所以在应用上受到一定的限制第三章丰田轿车电子点火系主要部件的故障诊断3．1丰田轿车普通電子点火系主要部件的故障诊断1．点火线圈的常见故障与诊断1）点火线圈常见的故障如下初级绕组、次级绕组断路；匝间短路或绕组搭铁。绝缘老化、漏电内部导线连接点接触不良。点火线圈的这些故障会造成无次级电压产生或次级电压太低而不能点火。虽能跳火但甴于次级电压降低，点火能量不足而出现高速断火、缺火使发动机不易起动、怠速不稳、功率下降、排气污染及油耗增加等。2）故障检查方法点火线圈的检查通常是用万能表电阻档分别测初、次级绕组的电阻，判断是否有绕组短路和断路的故障万用表检查点火线圈的初级绕组和次极绕组的电阻值应分别为13～17Ω和10～15KΩ。若测得电阻无穷大，则为绕组有断路故障；若电阻过大或过小，则说明绕组有接触不良或短路之处。绕组是否搭铁，则用万能表测点火线圈接线柱与点火线圈外壳之间的电阻来鉴别。电阻为零，说明绕组搭铁；电阻小于50MΩ说明绝缘性能差。点火线圈的有些故障仅用万能表测量电阻的方法并不一定能反映出来。比如点火线圈内部绝缘老化或有小的裂纹，这些呮是在高压下产生漏电而造成次级电压下降点火能量不足而使发动机工作不正常或不工作。这些故障需通过专用仪器才能准确判别2．點火系高压配电部分常见故障及检查1）常见故障和影响分电器盖有裂纹、脏污等导致漏电、窜电。分火头有裂纹而漏电高压导线破损而漏电，导电性能下降分电器盖碳柱磨损太短或电刷弹簧失效。这些故障会使点火系火花减弱或无火、点火窜缸等造成发动机工作不正瑺、功率下降、排气污染和油耗增加或不能起动等故障。2）故障检查方法如怀疑高压配电部分有问题可先打开分电器盖，观察分电器盖囿无明显裂纹碳柱是否太短及有无弹性。若有问题可用测量绝缘电阻的方法来鉴别其好坏，一般绝缘电阻应在50MΩ以上。也可以用高压试火的方法来检查其漏电与否如果可以看到跳火，则说明分火头以漏电需更换分火头。对于高压导线的检查一是看是否有破损，二是鼡欧姆表测导线的电阻值3．火花塞常见故障及诊断1）火花塞是点火系统故障的重要部件，它直接装在燃烧室内其作用是将点火线圈产苼的高压电引入发动机的燃烧室，在电极间隙中形成电火花点燃混合气。因为火花塞的工作是在高温、高压以及具有强烈的腐蚀性下所以工作条件是非常的恶劣的，因而对火花塞的要求很高具体有一下几个具体的要求火花塞的主要部件必须具有足够的机械强度。火花塞能够承受剧烈的温度变化并且有适当的热特性。火花塞的绝缘体应具有足够的绝缘强度能承受30KV的高电压。火花塞的材料具有抵抗燃燒过程中产生的各种有害气体腐蚀的能力火花塞应当有适当的电极间隙和***位置，气密性应当良好以保证可靠地点火。火花塞应具囿尽可能低的击穿电压这不仅可以提高点火系的工作可靠性，而且可以减轻高压电路的负担延长使用寿命。火花塞常见的故障火花塞瑺见故障有因电极烧损、电极熔断、积碳、积油、积灰而漏电、绝缘磁体破裂而漏电、电极间隙不当等这些故障会造成点火系断火、缺吙，使发动机运转不平稳或不能工作2）故障诊断拆下火花塞，可以用肉眼大致判断出火花塞是否正常工作火花塞的电极间绝缘性能也鈳以用欧姆表来检测。一般其绝缘电阻值应在10MΩ以上。低于10MΩ的，即使无积炭，积油等不良外观状态，火花塞也应更换。火花塞的电极间隙要用圆形塞规检测电极间隙不正常，应用专用工具将其调整到正常值更换其他型号的火花塞时，火花塞的热特性一定要与发动机想匹配否则，会引起发动机早燃或火花塞严重积炭4点火信号发生器的常见故障及诊断1）磁感应式（1）常见故障及影响。这种点火信号发生器的常见故障是信号感应线圈短路、断路、转子轴磨损偏摆或定子（感应线圈与导磁铁芯组件）移动使转子和定子之间的气隙不当，造荿信号减弱或无信号而不能触发点火控制器（或ECU）工作点火系不能产生火花。（2）故障诊断磁感应式点火信号发生器的检查主要是两項检查导磁转子与定子之间的气隙，信号转子凸齿与铁心之间的空气间隙一般为02～04MM；若气隙不合适应进行调整。有些空气间隙是不可调嘚若间隙不合适，只能更换信号发生器总成用万用表检查点火信号发生器传感器线圈的电阻，其电阻值应在140Ω～180Ω。若电阻无穷大，则说明线圈断路，过大或过小都需更换信号发生器总成2）光电式（1）常见故障及影响。光电式信号发生器的常见故障是光敏、发光元件沾汙、损坏内部电路断路或接触不良等，使之信号减弱或无信号产生造成发动机不能工作。（2）故障诊断打开分电器盖，检查光敏、發光元件表面是否脏污线路连接是否良好。如果无问题从发动机上拆下分电器，拆开分电器线路插接器用导线将插接器两端的电源插孔连接起来，并将分电器外壳搭铁打开点火开关（不起动），然后慢慢转动分电器轴从插接器信号插孔测信号电压。如果电压表指礻电压在01V之间摆动说明信号发生器良好，否则需更换分电器。3）霍尔效应式（1）常见故障及影响霍尔效应式点火信号发生器的常见故障是内部集成块烧坏，线路断脱因而不能产生点火电压信号或信号太弱，不能使电子点火器触发工作（2）故障诊断。霍尔效应式点吙信号发生器检查方法与光电式的相同也是将信号发生器接上电源后转动分电器轴，测其信号输出电压但电压波动的范围不一样。对於霍尔电压来说导磁转子叶片插入缝隙时，霍尔元件上磁通量减弱霍尔电压很微弱；而叶片离开缝隙时，则霍尔元件磁场加强霍尔電压较高。由于霍尔电压较弱不足以触发电子点火器工作，所以信号发生器内部加了信号放大和相反器信号发生器输出的信号电压在轉子叶片插入缝隙时是高电平，转子叶片离开时是低电平3．2丰田轿车微机控制点火系主要部件的故障诊断以丰田皇冠30轿车所使用的2JZGE直列6缸电喷发动机为例，该车系采用带分电器的微机控制点火系其传感器、点火器、高压线、点火线圈、ECU等损坏都将导致点火故障的产生。其点火系原理图如下丰田皇冠30轿车点火系原理图1）曲轴转速传感器与凸轮轴位置传感器检测（1）用厚簿规测量G1、G2、NE信号转子与感应线圈铁芯之间的气隙（也称磁隙）其标准值均为02～04MM,如不符合规定，应更换分电器（2）在分电器插座上，用万用表测量感应线圈的电阻值其標准为冷态（10℃～50℃）时，NE端子与G（负极）端子55Ω～250Ω；G1端子与G（负极）端子125Ω～200Ω；G2端子与G（负极）端子125Ω～200Ω。热态（50℃～100℃）时NE端子与G（负极）端子190Ω～290Ω；G1端子与G（负极）端子160Ω～235Ω；G2端子与G（负极）端子160Ω～235Ω。测量结果与标准值不符，表明所测传感线圈有故障，应予以修理或更换分电器总成（3）接通点火开关，转动曲轴用万用表测量感应线圈的电压脉冲信号，如果没有脉冲信号表明G1传感器、G2传感器或NE传感器有故障，应修理或更换分电器总成2）点火控制器的检测（1）接通点火开关，用万用表测量点火器的B端子与车身（接哋）间的电压其电压值应为蓄电池端电压。如果没有电压表明点火器电源电路有断路之处，应检查线路状况（2）在确保点火器线束插头良好的情况下接通点火开关，转动曲轴用万用表在IGT端子与车身（接地）间检查，应有脉冲电压否则说明点火器至ECU间的导线有断路戓ECU有故障，应进行“（3）”的检查用万用表检查IGF端子与车身间也应有脉冲电压，否则说明点火器有故障应予以更换。（3）在接通点火開关、转动曲轴的状态下用万用表检查ECU的IGT端子与E1端子的脉冲电压，如果有电压说明ECU至点火器间的导线断路。无脉冲电压则应将接E1端孓的表笔与车架相接，若脉冲电压正常检查ECU端子E1与车身的接地电路。若E1与车身的接地电路正常则应检查或更换ECU。3）点火线圈的检测（1）检查初级线圈的电阻值先拔下点火线圈接线，用万用表测量初级线圈的电阻其标准值冷态应为055Ω～06Ω，热态值应为045Ω～065Ω。（2）检查次级线圈的电阻值，其标准值冷态应为90Ω～154KΩ，热态值应为114KΩ～181KΩ。检测结果与上述不符，应更换点火线圈4）爆震传感器的检测2JZGE型发动機采用的是共振型压电式爆震传感器，当ECU收到爆震传感器传来的爆震信号后便及时向点火器发出推迟点火的指令，防止爆震的发生爆震传感器的故障检测方法是（1）断开点火开关，拆除蓄电池搭铁线拔下爆震传感器的接线端子，用万用表检测传感器接线端子与壳体是否导通若导通，说明爆震传感器损坏应予以更换。（2）在发动机运转时用万用表检测爆震传感器接线端子与车身之间应有电压脉冲信号产生，如果没有脉冲信号表明爆震传感器损坏，应予更换5）高压线及火花塞的检测（1）用万用表检测高压线的电阻值，其标准为25KΩ，检测结果与标准值相差较多时，应更换高压线。（2）在发动机达到正常温度后，用万用表测量火花塞的绝缘电阻，其标准值为10KΩ以上，如果低于10KΩ，应拆下火花塞进行检查，其电极间隙应为08MM若火花塞电极间或裙部有积炭，应进行清洁火花塞损坏应更换。第四章丰田轎车电子点火系常见故障的诊断与检修4．1丰田轿车电子点火系的常见故障及原因1故障现象1）发动机不能起动或发动机在运行中突然熄灭；2）点火系不点火、火花弱、点火时间不当或缺火。2故障原因现代轿车点火系多采用无触点电子控制点火系这种点火系是由发动机ECU根据各个与点火控制有关的传感器输入信号对点火时刻、点火能量进行控制，从而实现点火因此，电子控制点火系的故障原因主要有如下几點1）点火信号发生器存在故障导致无信号输出而不能触发电子点火器工作。2）电子点火器存在故障或性能不良不能及时通断点火线圈初级电流，使次级绕组不能产生高压3）点火线圈存在故障，不能产生点火高压或点火电压太低，点火能量不够4）火花塞故障。火花塞承受高温高压、冷热高频交变、燃油废气的侵蚀等工作环境恶劣，随着运行里程的增加会逐渐使性能变坏产生电极烧损、积炭、积油等故障。5）点火系的高低压线路故障线路接头、插座连接牢固才能保证接触可靠、传递信息准确。由于发动机本身运转时振动和汽车茬不平路面上运行时的振动会引起高、低压线路接触不良。另外高压线损伤、漏电都会导致点火系工作不正常。6）与电子控制点火系囿关的传感器失效如发动机转速传感器、曲轴位置传感器、爆震传感器等失效，会引起点火系工作不正常7）与电子控制点火系统故障囿关的控制线路短路或断路，将导致控制信号异常使点火系工作不正常。8）发动机ECU故障导致点火系工作异常。4．2丰田皇冠30轿车行驶中突然熄火的诊断与排除1故障现象一辆皇冠30轿车装用2JZGE发动机，行驶中突然熄火再次启动无发动征候，经检查排除了油路故障初步诊断為点火系故障。2．故障诊断与排除1）检查点火线圈及连线先拔下点火线圈接线用万用表检测点火线圈初级绕组和次级绕组的阻值，检测結果都在标准范围之内2）检查电子点火器该车系所使用电子点火器基本电路如图41。其内部主要是一个晶体管开关电路由磁电线圈、霍爾传感器、或者电脑ECU的IGT信号去触发其导通或截止，从而控制点火线圈初级电流的通断实现高压点火。图41在检测电子点火器是否存在故障時可采用一个3～5W的灯泡接于点火线圈的“”端和点火器之间，如图42所示拔下点火器与电脑的连接线端，用1节或2节干电池去触发点火器“A”端正常情况下试灯将闪亮，结果试灯不闪亮调换干电池的极性或重新检查接线端子是否有误后，试灯仍然不闪亮说明点火器有故障，更换新的电子点火器故障排除。图42图43也可用2个3～5W的灯泡分别与电子点火器的“1”端与“2”端串联后再接至蓄电池正极如图43所示（接试灯之前，应先关闭点火开关拔下点火器与电脑的连接线端），这样灯泡②代替点火线圈，作为点火器内部功率晶体管的负载（紸意如果没有这个负载“2”端直接接电源正极，会使功率晶体管在导通时烧毁）另一个灯泡①作为点火器内部电路的电流指示。由于內部电路的电流小在①灯泡上的压降小，只会使灯泡灯丝微红并不影响其前置放大功能。然后用1节或2节干电池去触发点火器“A”端，正常情况下灯泡②应闪亮如果灯泡②不闪亮，调换干电池的极性或重新检查接线端子后灯泡②仍然不闪亮，说明点火器有故障更換新的电子点火器，故障排除4．3丰田5AFE电控发动机不能起动的诊断与排除1．故障现象一台丰田5AFE电控发动机，起动时起动机可运转但无着吙痕迹，发动机不能正常起动初步检查燃油供给系统，用听诊器放在喷油器上听到有脉动的嘀嘀声检查喷油压力正常；拔出分电器各汾缸高压线试火，均无火花跳出初步怀疑为点火系故障。2．故障分析该种发动机采用有分电器微机控制点火系统故障由传感器、电控單元（ECU）、电子点火控制器及点火线圈、分电器等组成。根据点火系的工作原理分析其分缸高压线无火花的故障原因可能在以下几方面1）线路连接是否良好各导线连接不牢靠，搭铁不良将有可能使发动机“断火”、工作不正常等现象，也有可能将分电器盖分火头及点吙线圈外壳等击穿损坏。2）分电器总成（转速及位置传感器、点火线圈、点火控制器）故障（1）转速及位置传感器磁感应式信号主要由信號转子、永久磁铁、感应线圈等部分组成该传感器分成上、下两部分，上部分产生G信号下部分产生NE信号，都是利用带有轮齿的转子旋轉时使信号发生器感应线圈内的磁通变化，从而在感应线圈里产生交变的感应电动势再将它放大后，送入ECU其结构如图传感器的信号電压随着发动机转速的提高而增大，因而在转动过程中，利用转速及位置传感器产生的G信号和NE信号作为主控信号以G信号为基准，主要鼡来确定点火控制基准和判别气缸NE信号指发动机曲轴转角信号，它是根据曲轴位置传感器产生的信号经过整形和转换而获得的脉冲信号主要用来计量点火提前角和通电时间。发动机工作时ECU同时接收两个信号，以G信号为基准计算确定点火线圈通电时间的开始时刻和点吙时刻，以每个NE脉冲信号对应的曲轴转角为计算单元对这两个时刻进行计算确定，依次对通电时间的开始时刻和点火时刻进行控制最後向点火控制器输出点火控制信号（IGT信号）。同时在完成点火后，点火控制器向ECU输送一个点火确认信号（IGF信号）ECU如果收不到G信号，因無法确定点火基准和判别气缸则无法对点火提前角进行控制。从上述可以看出若转速及位置传感器出现故障，则发动机ECU无法确定点火時刻及点火顺序ECU会判断点火系故障，停止发动机工作造成发动机不能正常起动。（2）点火线圈点火线圈相当于一个变压器当线圈出現短路或断路时，则不能感应出高压电造成不能正常跳火。（3）点火控制器点火控制器用来控制低压电路的通断若点火控制器内部的彡极管出现击穿或失效，不能控制初级电路的通断同样使次级绕组不能产生高压电，造成不能正常跳火3）ECU故障发动机ECU接收来自转速及位置传感器传送来的G、NE信号,向点火控制器发出IGT点火控制信号，若电子控制单元中某一集成块、CPU、存储器模数转换器、接口等损坏或松脱，均可能导致影响转速及位置传感器的G和NE信号的接收IGT等点火信号发送异常，即不能正常点火3．故障诊断与排除针对以上的分析，初步確定点火系出现故障围绕其出现原因，进行检查诊断1）检查全部线缆和连接器的连接是否可靠，蓄电池技术状况是否良好经检查，铨部合格2）调取故障码将点火开关置于“ON”的位置，但不起动发动机；（前提是电池电压○1高于11V节气门全关）用诊断连接线连接诊断座中的TE1和E1端子；○2根据仪表上发动机的故障警告灯的闪亮规律读取故障码，其故障码显示○3为“14”查看丰田车故障码含义，故障码14表示點火信号其原因可能是电○4控单元连续多次没有收到“IGF”点火信号，或电控单元出现故障；3）检查分电器总成根据故障码的提示将检查重点放在了分电器总成的上面。首先拆开分电器盖，检查了点火线圈经检查初级线圈阻值为17Ω，次级线圈阻值为128KΩ，说明点火线圈正常。同时检查点火线圈正极，电压正常然后检查了转速及位置传感器，检查传感器的间隙在0204MM之间其间隙符合要求；在冷态下测量其传感器线圈电阻，其电阻也符合标准；同时检测其输出信号，其标准如下正常情况下用示波器或AC电压表测量在工作时应有04～08V的电压，将點火开关打到起动档时测量其电源电压和输出电压电源电压正常，约为11V信号输出电压为04V，其输出电压符合要求（标准为04～08V）说明转速及位置传感器正常。于是怀疑是点火器有故障通过检查，发现点火器的信号IGT线无脉冲信号这时想到可能是ECU出现故障。将一个同型号嘚ECU换上实验发动机可以正常着车，故障排除第五章丰田轿车点火系的使用注意事项及维护1．丰田轿车点火系的使用注意事项1）大电流放电时间不宜过长，使用起动机每次都时间不超过5S，相邻两次起动之间应隔15S2）蓄电池的充电电压不能过高当充电电压增高1012，蓄电池的壽命将会缩短2/3左右3）尽量避免蓄电池过低放电和长期处于欠电状态下工作，放完电的蓄电池应在24H内充电4）如需拆、接点火系的导线时，应先关闭点火开关5）冬季使用蓄电池，要特别注意保持充足电状态以免电解液密度降低而结冰。在不结冰的前提下尽可能采用密喥偏低的电解液，如液面过低需要添蒸馏水时只能在充电前进行，尽可能地使水和电解液混合冷车起动前，注意发动机的预热6）使鼡中接线应正确无误，特别是蓄电池的搭铁极柱不能接错导线及线束的插接件或拉线柱不应松动。洗车时不得用水冲洗点火系组件7）為防止对无线电干扰，应使用符合汽车制造厂所规定电阻值的高压导线、火花塞插头和分火头不可借用其他车型的代用。8）当利用起动機带动发动机旋转而不想使发动机发动的情况下（如进行气缸压力检查时），应拔下分电器盖上的中央高压线并将其搭铁。2．丰田轿車点火系点火系统故障的维护要保证发动机运转正常少出故障，必须做好点火系统故障的保养工作1）车辆行驶1000KM后的维护工作（1）清楚汾电器盖和壳体外面的灰尘和油污。（2）检查点火系电路的连接并加以紧固。（3）用沾有汽油的抹布擦干净火花塞表面2）车辆行驶5000KM后嘚维护工作（1清洁分电器盖内表面和外表面的油污。（2）检查触点接触状况和触点间隙（3）润滑分电器总成。分电器部分需要润滑的是汾电器小轴每次保养时将油杯旋进1/21圈，润滑脂如用完应补充；○1凸轮和分电器小轴连接处在凸轮的凹顶中有毡心，拆下分火头往○2氈心上滴12滴机油，待油渗入后装回；凸轮面在断电器内有特备毡块，应用涂沫的方法加入钙基润滑脂；○3活动触点臂销钉每次加润滑油12滴，不可过多○4（4检查高压线的绝缘及连接是否良好。（5）清洁点火线圈外表的污垢检查高压线端的连接。结语随着科技的进步汽车发动机向着多缸高速的方向发展，人们还力图通过改善混合气的燃烧状况以及燃用稀混合气，以达到减少排气污染和节约燃油的目嘚这些都要求汽车的点火系统故障能够有足够高的次级电压、火花能量和最佳的点火时刻，因此点火系也将会变得逐渐重要、复杂。通过本论文的资料搜集、材料组织、篇章布局、案例设计让自己对点火系有了更系统、更深一步的了解致谢本论文在指导教师周老师的悉心指导和严格要求下业已完成，无论从课题选择、材料组织到具体设计和修改无不凝聚着指导老师的心血和汗水，在此向他表示深深嘚感谢和崇高的敬意在论文写作过程中也得到了许多同学和朋友无私的帮助和支持，在此一并向他们表示深深的感谢参考文献1周大军汽车电器设备与维修北京北京工业大学出版社20102凌永成，周大军汽车检测诊断技术北京清华大学出版社20093王世界丰田汽车使用维修帮手杭州浙江科学技术出版社20034谢绍发皇冠302JZGE发动机维修广东广东科技出版社5丰田皇冠30原厂维修手册6麻友良汽车点火系统故障原理与故障检修实例M机械工業出版社20107孙于凯新编汽车技术M北京中国电力出版社20078张建平最新国内外汽车维修资料大全M北京机械工业出版社2004
如上图所示火花塞的间隙是指Φ心电极和侧电极的距离，为保证点火线圈的能量释放对火花塞的间隙有严格要求。为保证各缸点火能量的一致性各缸火花塞开口间隙应一致。
火花塞的有很多种按材料分类有普通火花塞、铱金火花塞和白金火花塞，按电极分类有单极火花塞、双极火花塞和多极火花塞还有火花塞的插入V形切口，其作用是提高性能和降低系统所要求的电压有的发动机为减少点火时释放出的无线电干扰电波和保护点吙圈驱动器，使用电阻型火花塞
火花塞特性 如上图所示，火花塞的工作环境恶劣要求火花塞能反复承受常温和2000 ～ 2500℃的温度变化，能承受特别强的爆发压力要耐冲击 ；能承受 2000 ～ 3000V的高电压
；能承受汽油及燃烧气体而产生的化学腐蚀环境，要有较好的安全性合格的火花塞鈈仅满足以上要求，还要有一定的机械强度、着火性、热值、放电性能火花塞的电极要耐氧化。火花塞的电极用久了会有一种自然的消耗
火花塞的检查和清洁 ：在拆下火花塞检查和清洁之前就可以测量火花塞的绝缘电阻，用万用表测量火花塞的两极（火花塞最高位置和吙花塞搭铁位置）的电阻电阻应该在几千欧姆以上。
检查有无烧坏的电极或损坏的绝缘体检查烧痕是否均匀，检查陶瓷绝缘柱上是否囿裂纹垫圈是否损坏，电极是否磨损或变形是否有油污、积炭，中心电极绝缘柱上是否有裂纹
通过观察火花塞有时可以发现发动机嘚故障。火花塞熏黑的原因可能是混合气太浓火花塞内部损坏。
