汽车电控点火系统故障检修
成都工业职业技术学院， 成都 610000
Fault Repair of Automobile Electronic Control Ignition System
HU Ding-fan
Chengdu Vocational&Technical College of Industry, Chengdu 610000, China
摘要：汽车是第一次工业革命的产物，发展到现如今我们已经经历了三次工业革命，当前社会发展背景下信息技术以及其他科学技术的发展速度非常快，电子信息技术在汽车故障诊断领域当中的应用变得越来越频繁，使当前汽车行业的发展既存在挑战，同时也面临着巨大的机遇。如何使用电子信息技术对汽车发动机电控系统点火装置存在故障进行原因分析，同时进行故障检修，这对于汽车维修诊断行业来讲是重要课题，论文对此进行详细论述。
The car is the product of the first industrial revolution, development to today, we have had three times the industrial revolution, the current social development under the background of information technology, and other very fast the development of science and technology, electronic information technology application in the field of automotive fault diagnosis is becoming more and more frequently, make the development of the current automobile industry challenges both exist, but also faced with great opportunities. How to use the electronic information technology to analyze the cause of the failure of the ignition device in the electronic control system of the automobile engine, and carry out troubleshooting at the same time, which is an important topic for the automobile maintenance and diagnosis industry, this paper discusses this in detail.
关键词：汽车电控；点火系统；故障；检修
automobile electronic control; ignition system; fault; maintenance
【中图分类号】U472 【文献标志码】A 【文章编号】
1 引言
在汽车常见故障当中，点火系统故障属于出现比例较高的故障之一，对汽车的正常安全运行会产生至关重要的影响。因此，在汽车维修行业发展过程中，需要针对点火系统故障问题进行深入研究，并且结合当下的先进现代化技术对故障诊断手段进行完善，保证汽车点火装置出现故障时，可以及时将原因找到，并对其进行有效处理，实现汽车安全运行。所以在论文中，将着重对汽车发动机点火系统故障检修相关问题进行了论述。
2 汽车点火系统的作用
点火系统的作用是把汽车的低压电变为高压电，并实时送到点火缸火花塞，击穿火花塞间隙，点燃混合气，使发动机做功。汽车点火系统由传统点火系统发展到电子点火系统，再到微机控制点火系统三个阶段。目前汽车上用的是微机控制点火系统。
电控发动机的效率较高，所以对于点火系统有一定要求。首先是稳定和充足的点火能量以及合理的空燃比、气缸压力、点火正时等。每一种发动机都有最佳点火提前角，可以最大限度释放发动机动力的同时，节约燃烧所需要的汽油，降低汽车尾气的排放。其次，点火提前角在电控发动机中有重要影响，对于提升燃烧效率和降低排放产生影响，所以技术人员需要加强对于点火提前角的重视。最后在发动机的调试中，根据发动机的负荷、转速、燃料种类、燃料气体浓度等因素明确点火提前角的具体参数。此外，检修人员还要考虑到点火提前角相关的影响因素，如发动机转速、怠速与气动、火花塞的位置、数量等[1]。
3 微机控制点火系统组成
这种点火系统主要由与点火有关的各种传感器、电子控制器（ECU电脑）、点火电子组件（点火器）、点火线圈、配电器、火花塞等组成，如下图所示。
图1 点火系统
3.1 传感器
传感器用来不断地检测与点火有关的发动机工作状况信息，并将检测结果输入电子控制器，作为运算和控制点火时刻的依据。各车型使用的传感器类型、数量、结构及安装位置不同，但其作用大同小异。微机控制的电子点火系统中所用的传感器主要有以下几种。
（1）曲轴位置传感器：检测两个信号：①曲轴转角（或发动机转速），检测发动机转速信号；②曲轴基准位置（点火基准传感器，活塞上止点位置），检测基准缸活塞上止点位置信号（凸轮轴位置传感器）。（2）空气流量计（进气管负压传感器）检测进气量信号。（3）冷却液温传感器：检测水温信号。（4）氧传感器：检测空燃比浓稀信号（5）节气门位置传感器：检测节气门的开度和加速信号。（6）车速传感器：检测车速信号。（7）空档开关：检测变速器空档信号。（8）点火开关：检测点火状态还是启动状态信号。（9）空调开关：检测空调是开还是关信号。（10）蓄电池：检测电池电压信号。（11）进气温度传感器：检测进气温度信号。（12）爆震传感器：检测爆震信号。
3.2 电子控制器（ECU）
控制电脑一般被称为ECU，英文为（Electronic Control Unit）
它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢，作用是接收上述各有关传感器信号，并按照特定的程序进行判断、运算后，给点火电子组件输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控制信号。在现代发动机集中控制系统中，点火系统仅是电子控制器的一个子系统[2]。
3.3 点火器
点火器是综合控制的执行器之一，点火器的作用是根据ECU的指令，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控制初级电流的通断，完成点火工作。
各种发动机的点火器结构各不相同，有的点火器除接通、切断初级电路的功能外，还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。
3.4 点火线圈
与微机控制电子点火系所匹配的点火线圈为专用高能点火线圈，一般采用闭磁路，能量损失小，对外电磁干扰小。
4 微机控制点火系统工作原理
传感器检测发动机工作时各种信号，并把检测到的信号传输给发动机控制单元，控制单元根据传感器的输入信号与控制单元内部存储的数据比较，实时控制点火线圈工作，把高压电输送到火花塞，击穿间隙，点燃混合气，使发动机做功。
5 汽车点火系统常见故障
5.1 点火提前角
在点火系统中，如果点火提前角较大，就需要对点火提前角加以校正，利用提升气管压力的方式降低真空度，同时增大发动机负荷，或者利用降低转速的方式减小点火提前角，通过不断的调整，找到理想的最佳点火提前角参数。在选择燃料的时候，较低辛烷值的汽油也可以实现降低点火提前角；如果点火提前角过小，对于发动机点火会造成影响，可以使用降低压缩比、降低进气压力、提升冷却水温度等方式增大点火提前角。点火过早会出现怠速紊乱以及启动熄火等现象，在加速的过程中出现燃爆现象。点火过迟会出现消音器低沉、加速回火、发动机牵引力不足等情况。所以当发动机出现这些问题的时候，应当通过点火测试调整点火提前角，以到达规定值[3]。
5.2 电压导致的点火系统故障
高压火较弱的时候，应当检测点火线圈，同时观察点火放大器，并对线路系统进行检修。在没有高压火的阶段点火系统出现故障，应当首先检查系统点火线圈是否存在12V电压，然后可以通过试灯检测这一电压是否是虚电，并导致系统出现故障。如果试灯检查点火线圈没有电压，应当继续排查点火开关以及保险丝、主继电器等相应的电气设备、线路等。
5.3 爆燃现象
爆燃是一种非正常燃烧状态，爆燃对于发动机产生的影响，取决于爆燃的程度，如果爆燃现象并不剧烈，可以提升发动机功率的同时，减少消耗燃油，所以可以看做是一种有益现象；而如果爆燃现象非常剧烈，就会导致冷却液温度瞬时升高，增加燃油消耗的同时降低发动机功率，与此同时气缸还会由于爆燃出现金属敲击的声音，所以较为激烈的爆燃会损害发动机。
5.4 点火性能不足
点火性能不足多数情况下表现为发动机可以维持低速的运行状况，而发动机进入高转速区间后发动机失速；低温时发动机可以正常工作，在高温环境下发动机运转出现异常；发动机可以正常启动，在工作一阶段后系统出现异常状况。点火性能不足的具体原因主要有如下几种，点火器热稳定波动、高压电阻过大、高压漏电、接触不良等；低压信号断续、传感器连接不正常等；这类故障在消除时应当结合系统的点火情况分析，找到点火性能降低的具体原因，有针对性地进行维修保养操作。
6 汽车点火系统故障诊断方法
汽车点火系统故障诊断方法主要有：示波器诊断法、万用表诊断法以及人工智能诊断法。
6.1 示波器诊断法
针对汽车点火系统进行故障诊断时，所应用的方法比较多，其中示波器方法是应用比较普遍，而且效率也比较高的一种诊断方法，相比较于万用表诊断法来讲，示波器诊断法要更加精确，而且对问题的描述要更加细致，最主要的特点就是能通过波形显示，对点火过程中的点火系统电压变化情况进行实时掌握与判断。而且在所有点火系统故障诊断方法当中，示波器诊断法所应用的电子示波器是唯一一种能对电压实时瞬态波形进行记录而且判断的诊断仪器。示波器对气缸点火波形进行采集并结束之后，可以通过分析软件对点火波形进行排列形式的分析。在常见的点火系统故障问题当中，常见的波形包括单缸点火波形以及多缸平列波和并列波以及重叠波。而问题诊断的过程，就是由专业检测人员对这些波形进行观测，同时对不同波形进行分析判断出点火系统所出现的具体故障问题，然后对问题原因进行分析。
6.2 万用表诊断法
如果汽车所采用的点火方式是微机点火系统，那么在针对点火故障问题进行诊断时，因为点火系统组成包括了点火线圈以及控制器和高压线和分电器等多个不同的组件，所以在实际检测时，最常用的方法是对各组件进行万用表检测。通过万用表检测，可以判断导致点火故障问题，出现的原因是高压电路出现故障还是点火控制电路出现故障，这在微机点火系统的点火故障问题诊断中，是最常见而且具有实际效果的诊断方法。
6.3 人工智能诊断法
随着当前科学技术的不断发展，在汽车点火系统故障问题诊断是人工智能故障诊断方法的应用变得越来越普遍，在人工智能故障诊断方法当中，故障模式识别是针对发动机故障进行诊断的核心技术。对于人工智能故障诊断方法来讲，最主要的优点就是能在点火故障问题出现早期就对问题进行及时的诊断以及预测，这对于发动机故障诊断分析来讲是非常有利的，能将一些不确定性问题及早进行处理。而且在应用人工智能诊断法的过程中，不需要进行复杂的数学模型和映射对应关系建立，只需要经过学习和训练，就能将输入和输出向量之间所存在的映射关系找出然后进行实际的操作。所以对于汽车点火系统故障诊断来讲，人工智能诊断法是当前针对发动机进行故障诊断的重要发展方向。
7 汽车点火系统故障检修
故障案例：一辆凯美瑞轿车，行驶50000KM，发动机不易起动，且发动机启动后工作发抖。
检修方法：采用六步处理法。
检修设备：解码器、万用表、常用工具等。
第一步：上车核查故障，该故障确实存在。
第二步：连接解码器，读故障码，故障码显示P0301，读数据流，显示第一缸缺火。
第三步：分析故障，根据故障码和数据流显示，可以判断故障在第一缸不工作，故障原因可能：一是第一缸的点火线圈故障；二是一缸点火线路故障；三是一缸火花塞故障；四是发动机控制模块故障；五是一缸喷油器故障6发动机其它机械故障等。
第四步：检测。第一步：检测一缸点火线路，打开点火开关，测量一缸点火插接器1号端子与4号端子间电压为12V，说明供电与搭铁线路正常；第二步：测量一缸点火插接器3号端子与电脑E27的106号端子间的电阻，电阻小于1Ω，测量3号端子与蓄电池负极电阻，电阻∞，说明控制线正常。第三步：检测点火线圈。采用对比法判断。拆下第二缸点火线圈测量电阻，记录数据，再测量第一缸点火线圈电阻。发现第一缸点火线圈1号端子与3号端子电阻小于1Ω，二缸点火线圈1号端子与3号端子电阻值为7.9千欧。则判断出第一缸点火线圈故障。
第五步：维修。更换第一缸点火线圈
第六步：验证故障。读故障码，清除故障码后在读取故障码，显示无故障码。启动发动机，不易启动现象消失，发动机工作发抖现象也消失。
8 结语
综上所述，对于汽车发动机来讲，点火系统故障是发动机最常见的故障问题之一，轻则导致发动机点火不能实现正常运行，重则导致汽车不能正常启动以及出现安全事故。所以针对汽车发动机进行点火系统故障检测是发动机故障检测工作中的重点内容在检修以及汽车修理过程中，需要对点火系统故障问题原因进行真实分析，并且采取针对性措施解决出现的问题，提高发动机的实际运行效率。
【参考文献】
[1]刘云山.汽车电子点火系统故障检修实例[J].汽车电器维修,1998(04):13-14.
[2]杨文康.关于电控发动机点火系统故障检修思考[J].科技与创新,2017(03):63-64.
[3]李贵麒.汽车电子点火系统的故障诊断与维修方法[J].科研,2015(33):153.
