汽车点火系统的故障分析与排除.doc

1、目录标题、摘要-1前言-2第一 章 点火系统的类型与构造-31.1 点火系统的类型及工作原理-31.2 点火系统的构造-8第二章 点火系统的常见故障分析与排除-102.1 常见故障-102.2 故障分析与排除方法-10第三章 点火系统的维护-123.1 主要维护任务-123.2 点火正时的分析与调整-123.3 分电器的分析与保养-13第四章 案例分析-154.1 故障案例分析与排除-15结束语-17参考文献-180汽车点火系统的故障分析与排除摘要汽车工业的快速发展必将带动维修行业的前进。本文则主要通过对汽车点火系统分类及结构的分析与工作原理和常见故障的分析与排除的方法的论述，使人们对点火系统

2、有了更深入的了解，有助于维修技师对点火系统进行快速的分析和排除，有助于维修行业的发展。随着科学技术的不断发展，汽车的技术也有了巨大的进步，大量地使用电子元件以及利用计算机监控汽车的运转。而汽车发动机的点火系也有了很大的变化：从传统点火系到电子点火系，再发展到无分电器的独立点火系统,而其中的无分电器的独立点火系统又分为 DFS（双火花线圈）点火系统和 EFS（单火花线圈）点火系统。这些点火系统有各自的特点和结构及组成元件。关键词：汽车，点火系统，线圈，分电器1前言点火系统在引擎运转时所扮演的角色是在任何引擎转速及不同的引擎负荷下，均能在适当的时机提供足够的电压，使火花塞能产生足以点燃汽缸内混合气

3、的火花，让引擎得到最佳的燃烧效率。 点火系统的基本装置包含了电源（电瓶）、点火触发装置、点火正时控制装置、高压产生器（高压线圈）、高压电分配装置（分电盘）、高压导线及火花塞。现代的点火提前装置则已改由引擎管理电脑所控制，电脑收集引擎转速、进气歧管压力或空气流量、节气门位置、电瓶电压、水温、爆震等讯号，算出最佳点火正时提前角度，再发出点火讯号，达到控制点火正时的目的。2第一章 点火系统的类型与构造1.1 点火系统的类型及工作原理（ 1） 传 统 点 火 系 统 : 蓄 电 池 点 火 系 ； 磁 电 机 点 火 系 。（ 2） 电 子 点 火 系 统 ： 晶 体 管 点 火 系 TI-B(Bre

4、aker-Triggered transistorized Ignition)。半 导 体 点 火 系 SI(semiconductor Ignition)。无 分 电 器 点 火 系 DIS(Distributorless Ignition System)。汽车点火系统工作原理：汽油机点火系统是汽油机、煤气机中用电火花点燃混合气的装置。它的功用是按气缸点火次序定时地向火花塞提供足够能量的高压电，使火花塞电极间产生火花，从而点燃气缸内被压缩的可燃混合气。点火系统通常由电源、点火线圈、分电器（包括断电器）和火花塞等组成。其中电源、断电器和点火线圈的初级线圈构成低压电路部分；点火线圈的次级线圈、分

5、电器和火花塞构成高压电路部分。点火线圈由初、次级线圈和铁芯组成。初级线圈的导线粗而匝数少，次级线圈导线细而匝数多，相当于一个升压变压器。断电器有机械式和晶体管式两种，机械式的应用较普遍。当发动机运转时，凸轮轴驱动分电器中凸轮旋转，控制断电器触点启闭。当断电器将低压电路闭合时，初级线圈中即产生低压电流，在点火线圈内形成磁场。当电流达到一定值时，断电器将低压电路断开，磁通消失，在次级线圈中感应出 1024 千伏的电动势，通过分电器依次传到相应气缸的火花塞电极上，即产生电火花。当触点断开时，初级线圈会感应出自感电动势，使触点间产生电弧而引起烧蚀，并减缓磁通消失速度，降低次级线圈感应的电动势。为了消除

6、自感电动势，与触点并联有一只 0.150.30 微法的电容器。机 械 式 点 火 系 统 工 作 过 程 是 由 曲 轴 带 动 分 电 器 轴 转 动 分 电 器 轴 上 的 凸 轮 转 动 ， 使点 火 线 圈 次 级 触 点 接 通 与 闭 合 而 产 生 高 压 电 。 这 个 点 火 高 压 电 通 过 分 电 器 轴 上 的 分 火 头 ， 根 据 发 动 机 工 作 要 求 按 顺 序 送 到 各 个气 缸 的 火 花 塞 上 ， 火 花 塞 发 出 电 火 花 点 燃 燃 烧 室 内 的 气 体 。 分 电 器 壳 体 可 以 手 动 转 动来 调 节 基 本 的 点 火 提

7、前 角 (即 怠 速 运 转 时 的 点 火 提 前 角 )， 同 时 还 有 真 空 提 前 装 置 ，它 根 据 进 气 管 内 真 空 度 的 变 化 提 供 不 同 的 提 前 角 。3内燃机是一种神奇的机器，已有超过 100 年的发展历史。 随着汽车制造商多年来努力地一点点提高效率和减少污染，内燃机也得以不断发展。 结果使内燃机变得惊人地复杂，但同时也更加可靠。 博闻网的其他文章解释了发动机及其众多子系统的机械原理，这些子系统包括燃料系统、冷却系统、凸轮轴、涡轮增压器和齿轮。有人可能会这样认为：通过准确的点火正时，点火系统将各系统联系在一起。在本文中，我们将首先从点火正时开始了解点火

8、系统。 然后将了解与生成火花相关的所有部件，包括火花塞、线圈和分电器。 最后，我们将讨论一些较新的系统，这些系统使用固态部件代替分电器。1.1.1 传统点火系统点火系包括蓄电池、发电机、点火开关、电流表、点火线圈、电容器、分电器、高压导线和火花塞等（图 1） 1-配电器的中心电极 2-侧电极 3-分火头 4-次级绕组 5-初级绕组 6-点火开关 7-活动触点臂 8-固定点9-电容器 10-凸轮 11-火花塞图 1 点火系电路原理图点火系的高、低压电路电流的流动顺序是：低压电路：蓄电池电流表点火开关点火线圈的低压线圈断电器活动触点（闭合时）断电器固定触点底盘搭铁蓄电池。高压电路：点火线圈的高压线

9、圈的一端点火线圈附加电阻点火开关电流表蓄电池正极蓄电池负极搭铁火花塞跳火分电器的分火头分电器盖中央孔点火线圈中央插孔高压线圈另一端。（1）点火正时4汽车上的点火系统必须与发动机的其他部件配合得非常好。 目的是在最恰当的时机点燃燃油，以便膨胀气体做功最大。 如果点火系统在不恰当的时机点火，功率会下降，油耗和排放会上升。 为了从发动机获得最大的扭矩和功率，需要做的是在动力冲程期间，尽量提高气缸的压力。 尽量提高压力还可以得到最佳的发动机效率，其直接表现就是降低油耗。 点火正时是成功的关键。 从产生火花，到燃油空气混合物全部燃烧且气缸内压力达到最大值之间，存在着短暂的延迟。 如果正好在活塞到达压缩冲

10、程顶点时产生火花，那么在气缸内的气体达到最大压力之前，活塞已经向下运动了部分距离，进入动力冲程。 为最大限度利用燃油，应在活塞到达压缩冲程顶点之前产生火花，这样，在活塞开始向下进入动力冲程时，便能有足够的压力做有用功。 （2）点火线圈点火线圈的作用是将蓄电池的低压电（12V）转变为高压电（ 10000V15000V） 。当点火开关接通电源后，断电器触点闭合，低压线圈有电流通过，线圈周围产生磁场。当断电器触点张开时，低压线圈里电流消失，磁场也减弱并趋于消失。由于这个磁场的变化，高压线圈感应产生高压电流。当此电流经分电器配送到各气缸的火花塞时，便产生电火花，点燃气缸里的可燃混合气。点火系的低压线路

11、上还有附加电阻和电容器。附加电阻：附加电阻串联在低压电路中，其电阻值可随温度升高而增大，用来自动调节低压电路的电流强度。发动机低速运转时，由于断电器触点闭合时间长，电流强度大，使电阻温度升高，阻值随之增大，低压电流减小，点火线圈不会过热；发动机高速运转时，断电器触点闭合时间短，电流强度小，附加电阻温度下降，其阻值随之下降，使通过低压线圈的电流强度增大，从而使点火线圈产生足够的高压电流。启动发动机时，由于大量放电而使蓄电池电压降低。为了补偿低压线中的电压，在起动机上附设一个开关，接通起动机电路后，能使点火线圈的附加电阻自动短路。此时，低压线圈中电流强度增大，磁场增强，高压线圈产生的感应电压增高，

12、火花塞产生的火花也增强。电容器：电容器的作用是收容低压线圈的感生电流，防止触点过早烧蚀，同时帮助点火线圈提高电火电压。电容器是用两条铝箔中间夹有绝缘性很好的蜡纸卷制而成。其中心引线为正极，外表皮为负极。（3）火花塞5火花塞是利用高压放电原理，在保持一定距离（间隙）的两个电极间产生电火花，点燃混合气。火花塞装在发动机气缸盖上。点火线圈产生的高压电流经分电器配送至火花塞电极时，高压电流击穿混合气而产生电火花，从而点燃混合气火花塞电极间隙应保持正常，绝缘磁体应绝缘良。 （图 2） .图 2“热”火花塞和“冷”火花塞之间的区别在于陶瓷尖端的形状（4）分电器分电器是用来接通和切断低压电路，使点火线圈产生

13、高压电流，并按照发动机的点火顺序，在规定的时间内，将高压电分配给各气缸的火花塞，点燃混合气。分电器包括断电器、配电器、电容器和点火提前装置等。断电器：用来接通和切断低压电路。由一对装在底板上的触点（固定触点和活动触点）和凸轮组成。触点最大断开位置时的正常间隙为 0.350.45mm（可以用偏心螺钉调整）。凸轮和拨板制成一体，装在分电器轴上部，由分电器轴带动。分电器轴则通过配气机构凸轮轴上的齿轮驱动。发动机曲轴转两圈，分电器轴转一圈，凸轮共顶开活动触点四次（四缸机）或六次（六缸机） 。配电器：配电器的作用是按发动机的点火顺序分配高压电。分电器盖的中央有一插孔，内部装有接触炭棒和小弹簧，接触炭棒靠

14、弹簧张力同分火头导电片接触。盖的圆周还有几个旁插孔，用以接插通往火花塞的高压电线。点火提前角调节装置：点火提前角调节装置是根据发动机燃烧过程的需要，自动调整点火提前角度。点火提前装置包括离心调节器（图 3）和真空调节器（图 4）61-凸轮固定螺钉及垫片 2-凸轮 3-拨板 4-分电器轴 1-凸轮 2-气室 3-弹簧 4-真空气道 5-节气门 器轴 5-离心重块 6-弹簧 7-托板 8-销钉 9-柱销 6-膜片 7-拉杆 8-随动板突缘 9-分电器外壳图 3 离心式调节器 图 4 真空式调节器离心式调节器的工作原理：当发动机转速增加时，离心块在离心力作用下，克服了弹簧的拉力，向外张开；这时离心块

15、的拨板销使拨板及凸轮沿分电器轴旋转方向，加速转动一个角度，因触点位置不变，所以凸轮提前顶开触点，使点火时间提前。真空调节器工作原理：当化油器节气门开度不大或发动机的负荷减小而转速增高时，节气门下方真空度增大，通过真空管吸动膜片，拉杆拉动随动板及断电器触点副，使其逆分电器轴旋转方向（凸轮转动方向）转动一定角度，将触点提前顶开，从而提前了点火时间。在下一部分，我们将看看现代点火系统的一项进步，即无分电器点火。（5）无分电器点火近年来，您可能听说过，有的汽车在 16 万公里时才需要首次保养。 之所以能实现如此长的保养间隔，这与其中的一项技术无分电器点火，是分不开的。（图 5）图 5 无分电器点火不是

16、只有一个主线圈，而是每个火花塞上都有一个线圈7因此，此类系统有许多显著的优点。首先，没有分电器这一易磨损的部件。而且，也没有易磨损的高压火花塞线。最后，对点火正时的控制更为精确，从而提高效率，降低排放，提高汽车总功率。 1.1.2 电子点火系统电 子 点 火 系 统 有 闭 环 控 制 与 开 环 控 制 之 分 :带 有 爆 震 传 感 器 ， 能 根 据 发 动 机 是 否发 生 爆 震 及 时 修 正 点 火 提 前 角 的 电 控 系 统 称 为 闭 环 控 制 系 统 ； 不 带 爆 震 传 感 器 ， 点 火提 前 控 制 仅 根 据 电 控 单 元 内 设 定 的 程 序 控 制

17、 的 称 为 开 环 控 制 系 统 。（ 1） 电 子 点 火 系 统 的 基 本 组 成电 子 点 火 系 统 的 基 本 组 成 如 图 6 所 示 。 点 火 线 圈 初 级 电 流 的 通 断 由 电 子 点 火 器 中的 开 关 晶 体 管 控 制 ， 而 开 关 晶 体 管 导 通 与 截 止 则 是 由 点 火 信 号 发 生 器 产 生 的 电 信 号 控制 。 1-点 火 信 号 发 生 器 2-点 火 信 号 3-电 子 点 火 器 4-点 火 开 关 5-点 火 线 圈 6-火 花 塞图 6 电 子 点 火 系 统 的 基 本 组 成（ 2） 电 子 点 火 系 统 的

18、 基 本 工 作 原 理当 分 电 器 轴 转 动 时 ， 安 装 在 分 电 器 内 的 点 火 信 号 发 生 器 就 会 产 生 于 发 动 机 曲 轴位 置 相 对 应 的 脉 冲 电 压 信 号 ， 此 脉 冲 电 压 信 号 经 电 子 点 火 器 大 功 率 晶 体 管 前 置 电 路的 处 理 后 ， 控 制 大 功 率 开 关 晶 体 管 的 导 通 或 截 止 ， 使 点 火 线 圈 初 级 电 流 适 时 地 通 断 。1.2 点火系统的构造1.2.1 蓄电池点火系统（ 1） 组 成 ： 电 源 (蓄 电 池 或 发 电 机 )、 点 火 线 圈 、 分 电 器 、 火

19、花 塞 、 点 火 开 关 及控 制 电 路 。 8（ 2） 起 动 时 ： 蓄 电 池 正 极 、 起 动 机 火 线 接 柱 、 起 动 机 短 路 导 电 片 、 点 火 线 圈“开 关 ”接 柱 、 低 压 线 圈 、 点 火 线 圈 低 压 接 柱 、 分 电 器 触 点 、 搭 铁 、 蓄 电 池 负 极 。 （ 3） 起 动 后 ： 发 电 机 “电 枢 ”、 电 流 表 、 点 火 开 关 、 点 火 线 圈 “电 源 ”、 热 变 电阻 、 点 火 线 圈 “开 关 ”、 低 压 线 圈 、 点 火 线 圈 低 压 接 柱 、 分 电 器 触 点 、 搭 铁 、 蓄 电 池负

20、 极 。 （ 4） 高 压 电 路 ： 高 压 线 圈 、 中 央 高 压 线 、 分 火 头 、 分 缸 、 线 火 塞 中 心 极 、 火 花塞 旁 电 极 、 搭 铁 。 （ 5） 蓄 电 池 点 火 系 的 主 要 元 件 ： 点 火 线 圈 、 分 电 器 、 电 容 器 、 火 花 塞 、 高 压 线 等 。汽 油 机 运 行 时 带 动 断 电 器 凸 轮 转 动 ， 使 断 电 器 不 断 闭 合 与 断 开 ， 在 触 点 闭 合 式 ，蓄 电 池 提 供 电 流 ， 电 流 从 蓄 电 池 正 极 经 点 火 线 圈 的 一 次 绕 阻 、 断 电 器 触 电 ， 返 回

21、到 蓄电 池 负 极 。 电 流 流 经 点 火 线 圈 的 一 次 绕 阻 时 ， 铁 心 中 产 生 一 个 储 能 用 的 强 磁 场 ， 当 断电 器 触 点 被 顶 开 时 ， 一 次 电 流 迅 速 衰 减 以 至 消 失 ， 铁 心 中 的 磁 通 随 之 减 小 ， 而 在 二 次绕 阻 中 就 感 应 出 点 火 所 需 的 高 电 压 。 这 一 电 压 由 高 压 线 输 送 到 分 电 器 ， 在 由 此 输 送 到各 个 相 应 的 火 花 塞 上 ， 产 生 电 火 花 。1.2.2 有触点晶体管点火系统主要不同断电器触点与点火线圈间的一次测电路上。在辅助触点晶体管

22、式点火系统中，触点闭合时，电流不再直接从闭合触点流到点火线圈的一次绕阻中，而是流到晶体管的基级电路上。 断电器触点已不再起直接控制一次电流通、断的作用，而是作为晶体三极管的触发控制器，因此流过断电器触点的电流可以减小到一次电流的 15110。 1.2.3 无触点电子点火系统无 触 点 晶 体 管 点 火 系 工 作 原 理 ： 无 触 点 点 火 系 用 传 感 器 代 替 断 电 器 触 点 ， 产 生 点火 信 号 ， 克 服 了 触 点 常 出 故 障 的 弊 端 ， 而 且 点 火 能 量 提 高 ， 可 实 现 高 能 稀 燃 。（1）消除了机械触点带来的触点烧蚀，磨损等，免去经常换件，调正闭合角，校正点火正时。 （2）电子点火控制器控制点火线圈一次电流的通、断以及放大与处理来自传感器发出的脉冲信号，除了开关作用外，点火控制器可以根据脉冲步骤来知发动机的转速，提供点火时间随转速的变化。