3.4 点火系的检测与诊断

null汽车检测与诊断技术 Inspection and Diagnosis of Automobile汽车检测与诊断技术 Inspection and Diagnosis of Automobile河南工业大学机电学院汽车工程系null 目：第4节 点火系的检测与诊断 授课类型 ：讲  授 课 时 数 ：3 教学目的 ：掌握发动机点火系的检测与诊断 ； 重点难点 ：典型故障的诊断；点火波形的检 测。null第4节　点火系的检测与诊断 点火系故障是汽油机比较常见的故障，其特点是故障发生的比较突然，原因复杂。 传统的触点式点火系统，由蓄电池、电流、点火开关、起动开关、点火线圈、分电器、火花塞和连接低压、高压的导线等组成. 常见的故障是低压、高压电路故障和点火正时失准，表现形式是发动机不能发动、动力不足、发动机工作异常、燃料消耗增加、运行熄火等。 这些故障可以通过经验诊断和仪表诊断来确定。null一、点火系的类型 1、传统点火系统null2、电子点火系统null电子点火系统的功能： ①一次电流恒流控制（如桑塔纳汽车的一次电流控制在5. 0±0. 5A；解放CA 1092型汽车的一次电流控制在6. 0±0. 5A)。 ②点火闭合角控制。点火闭合角可随转速变化而变化，低速时减小闭合角，高速时则增大闭合角，以保证发动机在高转速下也有足够的点火能量。 ③停车保护功能。发动机熄火后，能自动切断点火线圈的一次电路，对系统起保护作用。null3、计算机控制点火系统 指把燃油供给、废气排放、点火控制等集成为一体的发动机控制点火系统。 发动机工作时，通过各种传感器监测发动机的各种运行参数并输入计算机；计算机对输入的各种信息进行处理后，向点火模块发出指令，迅速切断一次电路，使二次电路产生高压，经火花塞放电点燃混合气。 系统取消了离心和真空点火提前机构，点火正时由计算机控制，以保证汽油机在任何工况下均在最佳时刻点火； 新型计算机控制点火系统已去掉了分电器，成为无分电器点火系统。null二、点火系故障的经验诊断 点火系常见故障：发动机不能发动、发动机动力不足和发动机工作异常等。 1.发动机不能发动 现象：发动机经正常起动机摇转3-5次，仍不能发动，其他系统正常，确定为点火系故障。 原因 1)低压电路故障，常见为线路搭铁或断路。 2)高压电路故障。 诊断 诊断区段可分为低压电路、高压电路、高低压电路综合故障三类。 诊断时，首先要确定故障区段，然后找出故障的确切部位，进而排除。null1)低压电路故障的诊断： 低压电路故障致使初级电流断路或减弱，造成发动机不能发动或高速不稳定。 诊断方法是利用电流表动态判断故障的部位。 点火开关转至ON位置，摇转发动机，正常状态是表针指示放电3-5A，并间歇摆回“0”位。 若异常，电流表有三种状态：指针在“0”位不动；指针在3-5A不动；指针在10A以上以大电流放电，这三种异常状态的出现，表明低压电路有故障，可分以下几种情况说明。null①电流表在“0”位不动：表明低压电路断路，即蓄电池至分电器触点之间断路。可用逐点搭铁试火来确定低压电路断路部位所在，其故障诊断流程如图2-14所示。 ②电流表指示放电3-5A，指针不回“0”位：点火开转至ON位置并摇曲轴，电流表指针指向3-5A不动，则表明点火线圈的初级线圈至分电器活动触点臂之间有搭铁故障，其故障诊断流程如图2-15所示。 ③电流表指示10A以上不动：表示低压电路搭铁，起动机运转时，电流表指示大电流放电，则说明点火开关、点火线圈电源接柱间搭铁，或点火开关至仪表板导线搭铁。可用依次拆断法来确定搭铁故障部位所在，其故障诊断流程如图2-16所示。nullnullnullnull2)高压电路故障的诊断： 若电流表指示放电3-5A，并间歇摆动回“0”位，表明低压电路工作正常，故障经常发生在高压电路。 将高压分线离火花塞上端3-5mm处试火，若无火或火花弱及发动机有发动征兆，如：排气管放炮、化油器回火和曲轴反转等即为高压电路故障，其故障诊断流程如图2-17所示。 3)高低压电路综合故障诊断： 当点火系统存在低压电路和高压电路的综合故障时，应分别利用低、高压电路故障诊断的方法进行综合诊断，以确诊故障所在。nullnull2.发动机动力不足 现象：发现发动机动力不足行驶无力，经检查确定是点火系统故障。 原因： 1)少数缸工作不良：多表现为高、中、低速时发动机工作不均匀并有节奏的振抖，消声器排黑烟并放炮。 2)点火过迟：表现为加速时发闷，行驶无力，化油器易回火，发动机过热。 3)触点工作不良：发动机发闷，发动机运转不均匀，各缸都有断火现象，消声器排黑烟有突突声。 诊断 检查高压线是否脱落、漏电，火花塞是否工作不良，分电器盖绝缘是否不良；点火正时是否失准，触点间隙是否过小，分电器壳是否松动；断电器触点是否烧蚀，分火头及中央高压线是否漏电，电容器是否击穿，点火线圈是否损坏等。null3.发动机工作异常 现象：怠速运转不稳，高速断火，化油器回火，发动机抖动等。 原因 1)低速缺火。 2)高速缺火。 3)个别缸不工作。 4)点火过早。 5)点火过迟。 诊断 检查火花塞间隙是否过小或过大，触点间隙是否过小或过大，电容器工作状况是否良好； 用断缸法判断不工作的气缸，检查点火正时是否失准，火花塞是否工作不良，高压分线是否漏电，分电器盖绝缘是否良好。null三、点火系的检测和故障的仪器诊断 （一）用示波器诊断点火系故障 无论是传统触点式点火系统还是无触点电子点火或计算机控制的点火系统，都是由点火线圈通过互感作用把低压电转变为高压电，通过火花塞跳火点燃混合气作功的。 点火系统低压部分、高压部分的变化过程是有规律的。把实际测得的点火系统点火电压波形与正常工作情况下的点火电压波形进行比较并分析，可判断点火系统的技术状况好坏及故障所在。 用示波器的波形直观诊断点火系故障是汽车维修常用的手段，汽油机点火系技术状况，可通过汽车专用示波器或发动机综合性能分析仪上的示波器来观察分析。null1．示波器工作原理 示波器主要由示波管、传感器和一组电子电路等部分组成．。 其中示波管为阴极射线管，由电子枪、偏转板和荧光屏组成，如图2-18所示。 在管内的电子枪将电子束射至管前的荧光屏上，能产生一个光亮点。 在管子内部有两组金属板，水平的两块称为垂直偏转板，垂直的两块称为水平偏转板。null当从示波器电路得到电荷时，水平偏转板会使电子束在管内的水平方向上产生弯曲，从而使在荧光屏上显示光亮点的电子束从左至右横掠屏幕扫过一条光亮的线条，然后再从右至左变暗回扫。由于光的运动非常快，以致光亮点以一条实线出现在观察者眼前。 当示波器接上运转的发动机点火系时，垂直偏转板可通过示波器电路接受到电荷，且此电荷的大小与点火系电压的瞬时变化成比例。 随着电子束从左到右的扫描，变化着的电荷使其在垂直方向产生弯曲，因而光亮点在阴极射线管的屏幕上扫出一条曲线图形。 该曲线图形与点火系电荷的大小相对应，并代表了点火系中电压随时间的变化，显示了断电器触点开闭时每一点火循环的瞬时变化情况。null2、点火波形介绍 利用示波器可显示发动机点火过程的波形图，包括一次电流、一次电压和二次电压，如图2-19所示。null在示波器上可显示如下三类点火波形。 1)多缸平列波：按点火次序从左至右首尾相连的波形。它用于诊断点火系初、次级电路接触情况以及电容器、低压线、高压线和火花塞等元件的性能。null2)多缸并列波：按点火次序从下到上排列的波形。它可以比较火花线长度和一次电路闭合区间的长度。null3)多缸重叠波：将多缸发动机各缸点火过程的曲线首对齐重叠到同一图形上的波形。它可以比较各缸点火周期、闭合区间和断开区间的差异。null图2-23为单缸直列波波形图（图2-19c）的放大显示.nulla.断电器触点打开，一次电流下降，而二次电压急剧上升。 b.火花通过时间。这时二次电压输送到火花塞上，一旦火花塞电极间放电，二次电压便随之下降，并保持在火花塞电极间放电要求的电压值。 c.第一次振荡波。当保持火花塞持续放电的能量消耗完毕，电火花消失，点火线圈中的残余能量以阻尼振荡形式耗完。 d.断电器触点闭合，这时点火线圈的初级电路有电流通过，而导致一个反向电压。 e.断电器触点打开的全部时间。 f.断电器触点闭合的全部时间，水平直线表示点火线圈与初级电路接通，形成磁场和积蓄能量准备下一周期工作。 g.第二次振荡波，即触点闭合时，点火线圈产生的瞬时高压振荡曲线。null波形分析 如果测得的波形与标准波形有差异，这些差异可能出现在四个区域区，如图所示。nullC区域为点火区：当一次电路切断时，点火线圈一次绕组内电流迅速降低，所产生的磁场迅速衰减，在二次绕组中产生高压电（15-20KV)，火花塞间隙被击穿。火花塞电极被击穿放电后，二次点火电压随之下降。C区域异常说明电容器或断电器触点不良。 D区域为燃烧区：当火花塞电极间隙被击穿后，电极间形成电弧使混合气点燃。火花放电过程一般持续0.6-1.5ms，在二次点火电压波形上形成火花线。D区域差异说明分电器或火花塞不良。 nullB区域为振荡区：在火花塞放电终了，点火线圈中的能量不能维持火花放电时，残余能量以阻尼振荡的形式消耗贻尽。此时，点火电压波形上出现具有可视脉冲的低频振荡。B区域异常说明点火线圈不正常。 A区域为闭合区：一次电路再次闭合后，二次电路感应出300-500V与蓄电池电压相反的感应电压。在点火波形上出现迅速下降的垂直线，然后上升过渡为水平线。A区域异常多为分电器不正常。 null3典型故障波形和参数检测比较 (1)多缸发动机故障波形 以多缸发动机各缸点火状况的平列波为例，该波形可用于比较检测。null各缸点火电压均过高，可能是火花塞间隙过大或烧蚀、混合气过稀引起。 个别气缸点火电压过高，如图中的3、4缸，说明这两个气缸的火花塞可能烧蚀。 全部气缸点火电压过低，原因可能是电源电压过低，火花塞间隙过小，混合气过浓等。 个别气缸点火电压过低，如图中的3缸，可能为该缸的火花塞间隙小或绝缘体损坏。 拔下某缸的高压线，电压应在20~30kV，否则说明高压线、分电器盖绝缘不良或点火线圈、电容器性能不良。 拔下某缸的高压线，电压低于20kV，说明点火线圈性能不好或分电器和高压线有漏电故障。 将发动机的转速提高到2500r／min，各缸点火电压减小，保持在5kV以上，说明点火系能在高速正常工作。 发动机转速升高后，个别气缸的电压高于其它气缸，说明该缸火花塞的间隙过大。 发动机转速升高后，个别气缸的电压低于其它气缸，说明该缸火花塞的间隙过小、脏污或绝缘体绝缘不良。null(2)闭合角检测 利用并列波可以诊断出分电器凸轮磨损情况和断电器触点闭合角。 汽油机点火程中，一次电路导通阶段所对应的凸轮轴转角称为闭合角。 利用一次并列波可方便地观测各缸的闭合角: 4缸发动机：50°-54°； 6缸发动机：38°-42°； 8缸发动机：29°-32°。 闭合角应随发动机转速而变化。电子点火系统中的点火控制器可对闭合角的大小进行控制和调节：低速时，减小闭合角；高速时，增大闭合角. null(3)重叠角检测 各缸点火波形首端对齐，最长波形与最短波形长度之差所占的凸轮轴转角称为重叠角。 重叠角不应大于点火间隔的5％，即： 　　 4缸发动机≤4.5°； 　　 6缸发动机≤3°； 　 　8缸发动机≤2.25°。 重叠角的大小反映多缸发动机点火间隔的一致程度，重叠角愈大，则点火间隔愈不均匀。 这不仅会影响发动机的动力性、经济性，还影响发动机运转的稳定性。 重叠角太大是由分电器凸轮磨损不匀或分电器轴磨损松旷、弯曲变形等原因造成的。null4.电子点火系统示波器检测波形与传统点火系统的区别 检测原理和方法与触点式点火系统基本相同，但有以下区别： 1)初级和次级电压波形与传统式的波形相似，振荡波会比传统点火系统少些。 2)电子点火系统无触点、电容等，有的电子点火系统无分电器。 3)具有闭合角可控功能，在检测闭合角时，闭合角度变化是正常的，而不变化则说明电子点火器闭合角可控电路已失效。 4)不同的电子点火系统其正常的电压波形会有一些差异，平时应注意查看各型汽车维修手册上的点火电压波形说明，或用示波器记录下各型汽车在正常工作状态下的点火电压波形。null（二）点火正时的检测 检测点火正时的方法有人工法、正时灯法和缸压法等。 1.人工法     ①检查并调整触点间隙，使其保持在0.35～0.45mm范围内。     ②找出1缸压缩上止点。     ③松开分电器壳与缸体之间的定位螺钉，有辛烷值调节器的应将其调整在“0”的位置上。     ④用手握住分电器壳，先顺分火头转动方向转动一个角度，使触点闭合，然后再逆分火头转动方向转动一个角度，使触点刚刚打开。     ⑤拧紧分电器壳定位螺钉。     ⑥沿分火头转动方向按点火次序插上其它各缸高压线。null ⑦起动发动机并走热，进行无负荷加速试验。当突然打开节气门时，发动机应加速良好。如果加速不良，且有较较严重的金属敲击声（爆震敲声缸），则为点火过早；如果加速不良且发闷，甚至排气管有“突、突”声，则为点火过迟。     ⑧路试时，应选择平坦、坚硬的直线道路或专用跑道，走热后以最高档最低稳定车速行驶，然后突然将加速踏板踩到底，使汽车处于急加速状态。此时，若能听到发动机有轻微的爆震声，且瞬间消失，则为点火正时正确；若爆震声强烈，且较长时间不消失，则为点火时间过早；若听不到爆震声，且加速困难，甚至排气管有“突、突”声，则为点火时间过迟。null2．频闪法 用频闪法检测点火提前角使用的点火正时仪又称为正时灯，如图2-26所示，该仪器由闪光灯、传感器、整形装置、延时触发装置和显示装置构成，其基本工作原理建立在频闪原理的基础上。 如果在精确的确定时刻，用一束短暂（约1/5000s)的且频率与旋转零件转动频率相同的光脉冲，照射相对转动的零件，由于人们视力的生理惯性，似乎觉得零件是不转动的。nullnull点火正时仪工作原理：曲轴旋转至活动标记与固定标记对齐时，第一缸活塞刚好到达上止点。 如果用第一缸的点火信号触发闪光灯，并使之发出短暂光脉冲，当用闪光灯照射刻有活动定时标记的飞轮或曲轴带轮时，若发动机转速稳定，则活动标记与闪光灯闪光在光学上是相对静止的，活动标记似乎不动。 当闪光灯在第一缸点火信号发生的同时闪光时，一缸活塞尚未到达上止点，活动标记与固定标记尚未对齐，此时两标记之间所对应的发动机曲轴转角即为点火提前角，如图2-27所示。null检测时，先接上正时灯，把点火脉冲传感器外卡在一缸高压线上，擦拭飞轮或曲轴带轮使之清晰显露出正时标记。使发动机于怠速工况下运转，打开正时灯并使之对准正时标记，调整电位计旋钮，使活动标记与固定标记对齐，此时所显示的读数即为怠速工况下的点火提前角。 发动机怠速运转时，离心式和真空式点火提前装置未起作用或起作用很小，此时测得的点火提前角为初始提前角。 测出的各工况下的点火提前角若符合规定，说明初始点火提前角调整正确，同时说明离心点火提前装置和真空点火提前装置工作正常。null对于计算机控制电子点火系统而言，其点火提前角的检测应按制造厂规定的校准点火正时的步骤进行。 检测时，一般应先把发动机罩下的点火正时检验接线柱搭铁，使计算机控制点火提前不起作用。 首先检测基本提前角（即发动机自动控制点火提前装置不起作用时的点火提前角），检测完后再把搭铁导线拆除，具体检测方法和步骤应查阅说明书。null3.缸压法 当某缸活塞到达压缩行程上止点时，气缸内压缩压力最高。 用缸压传感器测出这一时刻，同时用点火传感器检测出同一缸的点火时刻，二者间所对应的轴转角即为点火提前角。 用缸压法制成的点火正时仪，由缸压传感器、点火传感器、处理装置和指示装置等构成。 如果正时仪带有油压传感器，还可以用来检测柴油机的供油提前角。null发动机点火提前角的检测步骤 1)运转发动机使其达到正常工作温度后停机。 2)拆下某一缸的火花塞，把缸压传感器装在火花塞孔内。 3)把拆下的火花塞固定在机体上使之搭铁，并把点火传感器插接在火花塞上，连接好该缸的高压线。 4)起动发动机运转，由于被测缸不工作，该缸压信号反映气缸压缩压力大小，点火传感器输出点火电压波形信号。 5)按仪器使用说明书的要求操作，可从指示装置上测得怠速、规定转速或任一转速下的点火提前角。null缸压法与闪光法一样，可测得初始点火提前角和不同工况下的总提前角、离心提前角、真空提前角以及计算机控制电子点火系统的基本点火提前角。 检测点火正时时，一般只测一个缸（如1缸），其他缸的点火提前角决定于点火间隔，而点火间隔可从示波器屏幕上显示的并列波上得到。 当各缸点火波形的重叠角很小时，可认为各缸的点火间隔相等，因而其他缸的点火提前角与被测缸相同，此时被测缸的点火提前角即是整台发动机的点火提前角。null作业: 1.点火正时的检测方法 2.画出单缸点火高压波形图nullEnd of Chapter 3.4