汽車多線圈點火系統的使用與維修

文/新疆 金新文

一、多線圈點火系統的優點

點火線圈加裝在火花塞的多線圈點火系統(COP)因為有許多的封裝，性能，排放和維修的原因成為熱門的安裝。將單個的點火線圈直接封裝在每個火花塞上面，去掉了需要的長的，體積大的(并且昂貴的)高壓火花塞線纜。這樣就減少了無線電頻率的干擾，消除了潛在的由燃燒，假貨或者松動的線纜而引起的不點火問題。沿著點火線圈到火花塞之間的路徑沒有導線連接而減少了電阻。因此，每個點火線圈能夠是較小的，較輕的并且使用較少的能量使火花塞跳火。

從一個點火性能角度來看，每個缸有一個單獨的點火線圈就可以在各氣缸點火之間給每個點火線圈更多時間的再充電。在只有一個點火線圈分電器點火系統中，在一個四缸發動機里曲軸的每個循環，點火線圈必須點火四次，即四個缸各點火一次。而在一個V8發動機里一個點火線圈要工作8次，即8個缸各點火一次。在帶有多線圈的點火系統里，每個點火線圈在曲軸的每個循環中只點火一次。這樣就提供了較高的火花能量，特別是在高轉數下當點火時間極大地減少時，這樣就減少了不點火現象的發生，使燃燒更加充分并且提高了燃油的經濟性。

為每一個氣缸設定一個獨立的點火線圈也能夠提高發動機的性能，處理更多的排氣再循環，減少二氧化氮氣體的排放量(對于今天的低排放車輛標來說是重要的)。一個較高能量的火花也使火花塞能夠燒盡污物并使火花塞能夠達到16萬公里的壽命里程。一個多線圈點火系統也能夠提高了怠速穩定性能和怠速排放。

二、點火線圈的安裝位置

典型的多線圈點火系統可以有幾種不同配置中的一個。在克萊斯勒，豐田和其他的進口車輛上，這個點火線圈直接被加裝在火花塞上面。即(COP)系統。在其他的應用中，例如美國通用汽車公司的Quad 2.2L發動機的線圈在火花塞的點火系統中，點火線圈被放在一個盒子里。在近期的車型中，美國通用公司的雪佛蘭(corvette)、Camaro)和其他的V8車型，則使用點火線圈靠近火花塞的點火系統，即(CNP)點火系統，因為火花塞是從汽缸蓋的側面伸出并且在每個火花塞的末端沒有空間容納點火線圈。這種單個的點火線圈通過短的火花塞導線安裝在氣門蓋上。

三、點火線圈的工作過程

在多數的老的無分電器點火系統里，一個電子模塊是點火線圈包裹總成的一部分并控制點火線圈的接通和斷開。在多數的較新的車輛的點火系統里，盡管在每個點火線圈的頂部有很多的附帶的電器和二極管，但點火線圈初級繞組通斷的開關的功能是由動力控制模塊(PCM)來控制。這個動力控制模塊(PCM)從曲軸位置傳感器 和有時一個凸輪軸位置傳感器接收一個基本的點火正時信號確定發動機的速度、點火順序和點火時間。然后根據從節氣門位置傳感器，空氣流量傳感器，冷卻液傳感器，進氣支管壓力傳感器(MAP)甚至自動變速器的信號確定每個缸的正確的點火時間。多數的多線圈點火系(COP)統能夠在氣缸點火之間調整時間，使這些系統很敏感并能很快地適應發動機的負荷和駕駛條件。

四、點火線圈技術

所有的點火線圈是發動機點火系統中必不可少的變壓器，是由初級繞組和次級繞組環繞著鐵芯組成。初級繞組的導線直徑比次級繞組的大，它的匝數較少。初級繞組和次級繞組的匝數比確定了點火線圈的輸出電壓(較高的匝數比，就有較大的輸出電壓)，很多汽車點火系統的次級繞組的匝數是初級繞組匝數的10倍左右，高性能點火線圈則更多。

常規的罐狀的或者金屬容器型點火線圈在老的分電器點火系統使用。它通常有一個初級繞組和次級繞組有一個公共的搭鐵連接。高能量的點火線圈可以使用一個相似的設計或者有一個隔離的初級繞組和次級繞組(這在典型的雙缸點火系統中使用)，或者一個公共的初級電路帶有一個隔離的次級電路。多線圈點火系統(COP)和點火線圈加裝在靠近火花塞(CNP)點火系統通常有一個共用的初級和次搭鐵節點。

所有類型的點火線圈，初級和次級繞組被相互隔離并不接觸。初級繞組的電阻一般是比較低的。通常少于幾歐姆。在一些個別的點火線圈的初級繞組只有0.6到0.7歐姆。次級繞組的電阻，通過比較對照，是非常高的?？蛇_到5500歐姆左右，串聯的的點火線圈次級繞組可達到10000到14000歐姆的范圍。因為點火線圈初級和初級繞組的電阻值變化很大，在測試時應查詢具體的車型所使用的點火線圈。

一個點火線圈實際怎樣使火花塞跳火呢？當蓄電池的電流流過計算機(PCM)到達點火模塊后，由點火模塊給點火線圈初級繞組通電，點火線圈的鐵芯成為一個強大的電磁鐵。這個形成磁力線環繞鐵芯和次級繞組。當初級繞組被斷電時，磁場衰弱。在次級繞組中感應出高壓電來。這個電壓從點火線圈的次級繞組出來到達火花塞并產生一個火花點燃可燃混合氣。

五、故障診斷

盡管點火線圈是非?？煽康?，但有時也會出現故障，因為電壓震蕩會使點火線圈發熱，隨著時間的推移，熱量和電壓的聚合破壞了繞組，點火線圈殼體或者塔之間的絕緣，如果一個點火線圈有問題，能夠用一個歐姆表來測量點火線圈的初級和次級繞組的電阻。如果任何一個超出規定的值，則應更換這個點火線圈。

如果一個短路或者比正常電阻低的初級繞組會有很大的電流通過點火線圈，并能很快地損壞點火模塊。這也減少點火線圈的電壓輸出，在負荷或者當加速時，導致一個差的火花，啟動困難或者不點火。

初級繞組的斷路或者高電阻通常不會立刻損傷點火模塊或者PCM驅動電路，但可以引起點火模塊發熱并縮短它的使用壽命。在這種狀況下，點火線圈輸出低電壓或者沒有電壓輸出(差的火花或者沒有火花)。點火線圈初級繞組的短路或者低電阻將導致一個差的火花。但不會損傷點火模塊或者PCM驅動電路。點火線圈的次級繞組的斷路或者高電阻也將引起一個差的火花或者不點火。它也可以由于反饋感應初級電路而損壞點火模塊。

對于所有的點火線圈來說，重要的一點是當初級繞組斷路電磁場衰減時，如果高的點火線圈輸出電壓不能到達火花塞，它會在另一個地方搭鐵——可以返回通過點火模塊、PCM、驅動電路或者通過點火線圈里面本身的絕緣外殼搭鐵。這就很可能損壞這些部件。所以，當發動機正在運行時絕不能拆卸火花塞導線或者COP點火線圈。這時的輸出電流會因人組成搭鐵回路而擊傷人。在一個分電器點火系統中，當一個點火線圈出現故障時，它影響所有的氣缸，發動機不能啟動，或者在負荷下不點火，但在多線圈點火系統中，一個單個點火線圈出現故障只影響一個氣缸或者一對氣缸(在雙缸點火系統中)。

在1996年生產的新的車輛上，這個OBDII自診斷系統也能夠檢測點火線圈問題，包括不點火并且產生故障碼鑒定點火線圈或者氣缸的問題。例如一個不點火故障碼P0301，應當指示一缸不點火。當然，不點火也可能由很多其他的因素引起?？赡苁且粋€磨損的或者損壞的火花塞，一個損壞的點火線圈，一個壞的火花塞導線或者一個在無分電器點火DIS或者點火線圈靠近火花塞的CNP點火系統的情形里的線路連接、一個臟的或者損壞的噴油嘴，或者壓縮損失(排氣閥燒蝕或者汽缸蓋漏氣)等。進一步診斷是需要隔離和找出這個原因——多線圈點火系統中因為沒有火花塞導線，不能夠觀察點火次級波形曲線而不能判別哪一個地方出現了問題除非使用一些適合這個點火線圈本身類型的適配器或者感應信號的拾取裝置。

六、故障診斷的手動工具

美國實耐寶公司提供一定數量的感應拾取信號適配器，能夠直接地連接到各種COP系統點火線圈上收集次級點火信息。這些適配器中的多數允許使用一個實耐寶KV模塊觀察每個點火線圈的次級點火數據。在多數的應用中，連接適配器時不必拆掉點火線圈(它適合在點火線圈的頂部并使用感應來拾取點火線圈的電壓信號。)

另一種手動工具是Waekon Coil On Plug Ignition Quick Probe(WAE6560)，它能夠快速找到一個壞的或者性能不好的點火線圈。這種手持工具使用簡單，它有一個感應夾放在線圈上檢測點火線圈的活動。線圈每次點火時一個超級明亮的LED閃光燈閃爍并產生足夠的KV電壓. 在檢測期間當火花出現時，一個綠的LED指示器也閃爍。這個工具不需要連接到背針插接器，在插接器上拆卸點火線圈并測試點火線圈即可。

另一個值得考慮的工具是Ferret FER72 Primary Ignition Probe Inductive Power，這個工具有一個夾型的感應拾取裝置能夠用于靠近點火線圈靠近火花塞(CNP)的火花塞導線上，無分電器的或者分電器點火系統上。這個拾取信號裝置在不用刺穿導線或者沒有背針插接器時都可以測試。這個工具有一個20-線條桿刻度顯示峰值電流(用于驅動點火線圈或者點火模塊的電流)，到達電流最大值所花費的時間，或者在按下按鈕時，電流通過點火模塊的時間。它使用電流接線夾檢測點火線圈和模塊的問題。從感應拾取裝置獲取的點火信號能夠是外面通過一個高頻線接插器(BNC)連接到示波器或者帶波形的萬用電表來顯示電流波形。

七、點火線圈的更換

更換點火線圈必須是和原來的同一基本型號，并且和原來的初級繞組電阻相同。使用不同型號的點火線圈可能損壞其他的點火部件或者引起新的點火線圈故障。

如果一個發動機由于更換點火線圈而出現重復的點火線圈故障，這個點火線圈工作困難，根本的原因是通常高的次級繞組電阻(壞的火花塞導線或者火花塞)，或者在一些情形里，一個稀薄的燃油狀態(臟污的噴油器，真空泄漏和泄漏的EGR閥)引起。

避免點火線圈問題是當新的的點火線圈被安裝時要清潔這個插接器和接線端頭。腐蝕能夠增加線路的電阻引起斷斷續續地工作和喪失工作的連續性并可能有助于電子部件損壞。給線路連接處運用不導電的潤滑脂能夠幫助防止腐蝕并確保一個好的連接。

在有分電器或者無分電器點火系統的高里程發動機上，火花塞導線也應當隨一個壞的點火線圈被更換以確保高能量的火花。新的火花塞也應當被安裝如果原來的火花塞被弄臟了或者是接近他們的服務約定。