汽車發動機點火系統故障診斷方法研究

鄧華

摘 要：在汽車維修領域，汽車發動機是最容易出現故障的區域，在這其中又以發動機的點火系統出現故障的概率最大，其概率達到了發動機故障概率的50%以上。點火系統故障會極大程度上影響人們的日常工作、生活甚至還可能危及司機、乘客的生命安全，因此我們必須重視對點火系統的檢修，深入學習點火系統的故障診斷方法，為及時解決上述故障打好基礎。基于此，本文詳細論述了點火系統的組成和工作原理，在此基礎上探討了其故障診斷方法，并舉相應的實例來說明。

關鍵詞：汽車發動機;點火系統;故障診斷方法

1 引言

為了讓專業人員更深刻、全面地認識發動機點火系統以及提高故障檢修效率，本文系統性地介紹了汽車發動機點火系統的構成以及常見的故障診斷方法，并舉例說明診斷方法在實際維修中的應用，這對保證人們的出行以及正常工作具有重要現實意義。

2 汽車發動機點火系統的構成

隨著汽車新技術的不斷發展，汽車發動機點火方式也因其組成和產生高壓電的方式而有所不同，目前應用最為廣泛的主要有以下3種系統：傳統點火系統、電子點火系統和ECU控制點火系統。

2.1 傳統電子點火系統

其基本原理是通過改變機械式觸點的通斷以及切斷初級繞阻的電流，從而讓次級繞阻產生高壓電，實現點火器點火。該點火系統主要包括斷電器、高壓導線、電源、電容、點火線圈、點火開關、附加電阻等。這種點火系統的觸點很容易被燒壞，產生的電壓也較低，所以逐漸被時代所淘汰。

2.2 電子點火系統

其實現發動機點火的原理是用半導體元件代替了傳統點火系統的斷電器觸點，利用脈沖信號來產生高壓電，從而實現發動機點火。該點火系統主要包括點火信號發生器、半導體元件、分電器、點火開關和點火線圈等，根據點火信號發生器工作原理的不同，又可分為光電式點火信號發生器、磁電式點火信號發生器和霍爾式點火信號發生器等。

2.3 ECU控制點火系統

其實現發動機點火的原理是發動機將點火控制、燃油噴射控制以及排放控制集成于一身，統一由ECU控制。ECU根據安裝在汽車以及發動機上的各種傳感器輸出的各類信號進行及時處理和檢測，并給點火系統模塊發送點火命令，切斷點火線圈的電流，并在次級線圈中產生高壓電，從而點燃由空氣和燃油組成的混合氣。該點火系統主要包括：ECU、半導體元件、點火線圈、點火開關、空氣流量傳感器、節氣門位置傳感器、水溫傳感器、爆震傳感器、氧傳感器、進氣溫度傳感器和火花塞等。

3 汽車發動機點火系統常見故障診斷方法與處理

3.1 電控點火系統不工作

當汽車經常使用一段時間后，駕駛員在啟動汽車時經常會發現發動機無法運轉，或者很難運轉，此時就需要對點火系統和燃油噴射系統進行檢修。通常的排查方法是采用高壓試點火來進行的。如果采用高壓試點火發現火花塞發出的電火花較正常，則說明問題出在燃油噴射系統上;反之，火花塞基本不發出電火花，則說明問題出在點火系統上，具體的排查流程如圖1所示。

3.2 點火時刻不正確

頻繁啟動發動機時始終無法啟動，除上述以外還有可能是點火時刻選擇不正確造成的，而這主要包括兩種可能的點火時刻，一種是發動機點火時刻比正常點火時刻推遲;另一種是發動機點火時刻比正常點火時刻提前。不同的點火時刻會造成發動機出現不同的故障現象。

3.2.1 發動機點火時刻比正常點火時刻推遲

當發動機點火時刻比正常點火時刻推遲時，較多的燃料在排氣管中燃燒，導致汽車消音器處的噪音較大，音質更沉重。此外在加速時發動機排氣管有回火發生，冷卻液的溫度快速升高，由于后燃嚴重因此很多燃料沒有完全燃燒，輸出功率低，造成汽車緩慢無力。

3.2.2 發動機點火時刻比正常點火時刻提前

當發動機點火時刻比正常點火時刻提前時，發動機的怠速和轉速不穩定，使得發動機易失火;在啟動后，當發動機負荷增大時，由于很多燃料在上止點附近快速燃燒，因此發動機噪聲較大易爆震。

為了避免點火時刻過早或過晚，應及時排除相應的故障。引起該故障的原因主要是低壓電路的IGT信號與之前相比產生了不同程度的誤差以及高壓線路等共同導致的。若要解決這一故障，維修人員就必須將發動機點火測試儀連接好，對點火裝置進行調整，讓點火時刻達到設定值，具體的檢修流程如圖2所示。

4 具體故障案例分析

4.1 常見故障分析方法

在處理具體點火系統故障的時候，通常利用多種診斷方法來綜合處理，常見的診斷方法有：萬用表診斷法、示波器診斷法和人工智能診斷法。使用萬用表來檢查故障主要是通過測量電壓和電阻值來反映故障特征，并與規定值相比較，然后一一排除。首先檢查高壓線路，其次檢查點火輸出和輸入信號，最后檢查火花塞。與萬用表診斷法相比，示波器診斷法更加精確，不僅能顯示電壓值的大小，同時能觀察到電壓值隨時間的變化情況以及波動情況，采用這種診斷方法比一般電子測試設備效率更高，耗時也更少。當檢測人員通過示波器采集到點火波形后，使用相應的軟件就能對該信號進行不同型式的排列組合，從而以多缸平列波、多缸并列波、多缸重疊波和單缸點火波的形式顯示出來，方便檢測人員根據不同形式的波進行分析和判斷點火情況，從而確定點火系統故障點。

4.2 故障舉例分析

以別克V6發動機來說明上述方法在實際中的應用。根據駕駛員描述和現場測試發現該車轉速不穩，且發動機負荷明顯較大，初步分析可認為該發動機有可能斷火、缺火。重新啟動發動機，通過讀取OBD的代號為P0300的故障碼，比對檢修手冊發現該發動機的某些缸存在缺火現象。為了深入了解哪個缸出現缺火，利用專業軟件選擇“缺火圖標”，根據缺火次數越多，發動機性能越差的原則對點火系統進行檢修。檢修過后又對燃油噴射系統進行檢查，檢查內容包括燃油壓力檢測、噴油器拆檢、噴油器清洗、噴油量檢測以及氣缸壓力檢測。此外，在使用OBD檢測故障時，還發現代碼為P1374的故障碼，通過比對檢修手冊發現這主要是曲軸位置傳感器出現故障導致的。其故障原理是：曲軸位置傳感器產生的信號會經過ICM模塊計算，計算后得到的新信號又傳遞給PCM模塊，該模塊是控制點火和噴油的模塊。當該模塊接收到經過ICM模塊傳遞過來的信號后，PCM會自動將該信號與標準脈沖信號和凸輪軸位置傳感器脈沖信號進行比較。由于出現差錯，所以產生了代碼為P1374的故障碼。為了解決該故障，首先使用萬用表檢查曲軸位置傳感器的輸出電壓值、曲軸位置傳感器連接線是否短路或斷路，以及曲軸位置傳感器是否有松動，逐個一一排除。

5 結論

汽車在現代社會扮演了非常重要的角色，其成為人們主要交通運輸方式，為人們提供了便捷的生活方式。但是汽車經常會出現各種各樣的故障，導致無法正常使用。在發生汽車故障時，點火系統故障在汽車故障中所占比例最大，因此為了能及時、高效地解決點火系統故障，本文對發動機點火系統進行了系統性論述，并舉例說明故障診斷方法的具體應用，希望為從事檢修行業的技術人員提供一定的指導。

參考文獻：

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