电子点火系统的诊断与维修Word格式.docx
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我们通过电子点火系统的结构组成及其工作原理，无触点电子点火系统、有分电器计算机点火系统、无分电器电子点火系统的常见故障诊断及排除方法。
通过这些问题的深入探讨，熟悉了解电子点火系统。
此外我们还可以掌握测量电子点火系电路的各种方法，可以快速判断其故障原因。
关键词:
点火系统、检测与维修理、霍尔式
前言
“汽车”这一名词在当今飞速发展的时代，有着举足轻重的位置。
它已经成为了人们生活中的一部分，在我国汽车保有量越来越多，车型也越来越复杂。
尤其是高科技的飞速发展，一些新技术、新材料在汽车上的广泛应用后，给汽车故障诊断与排除增加了一定难度。
汽车点火系统工作状况的好坏,直接影响发动机的动力性和经济性。
电子点火系在汽车的组成中占有举足轻重的地位，目前国内外汽车上使用的电子点火系统主要分为有触点的电子点火系统和无触点的电子点火系统两大类。
无论是哪一类电子点火系统，都是利用电子元件（晶体三极管）作为开关来接通或断开点火系统的初级电路，通过点火线圈来产生高压电。
电子点火系统与机械式点火系统完全不同，它有一个点火用电子控制装置，内部有发动机在各种工况下所需的点火控制曲线图（MAP图）。
通过一系列传感器如发动机转速传感器、进气管真空度传感器（发动机负荷传感器）、节气门位置传感器、曲轴位置传感器等来判断发动机的工作状态，在MAP图上找出发动机在此工作状态下所需的点火提前角，按此要求进行点火。
然后根据爆震传感器信号对上述点火要求进行修正，使发动机工作在最佳点火时刻。
我们通过学习其工作原理与检测方法，去了解电子点火系统。
第一章电子点火系统的分类与组成
1.1点火系统的要求
根据发动机各工况的要求，点火系应保证在各种使用条件下可靠地点燃可燃混合气。
因此，对点火系统的要求如下。
1、能产生足以击穿火花塞间隙的电压
火花塞电极击穿而产生火花时所需要的电压称为击穿电压。
点火系产生的次级电压必须高于击穿电压，才能使火花塞跳火。
2、花应具有足够的能量
发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度接近其自燃温度，仅需要1~5mJ的火花能量。
但在混合气过浓或是过稀时，发动机起动、怠速或节气门急剧打开时，则需要较高的火花能量。
并且随着现代发动机对经济性和排气净化要求的提高，都迫切需要提高火花能量。
因此，为了保证可靠点火，高能电子点火系一般应具有80~100mJ的火花能量，起动时应产生高于100mJ的火花能量。
3、点火时刻应适应发动机的工作情况
首先，点火系统应按发动机的工作顺序进行点火。
其次，必须在最有利的时刻进行点火。
由于混合气在气缸内燃烧占用一定的时间，所以混合气不应在压缩行程上止点处点火，而应适当提前，使活塞达到上止点时，混合气已得到充分燃烧，从而使发动机获得较大功率。
点火时刻一般用点火提前角来表示，即从发出电火花开始到活塞到达上止点为止的一段时间内曲轴转过的角度。
如果点火过迟，当活塞到达上止点时才点火，则混合气的燃烧主要在活塞下行过程中完成，即燃烧过程在容积增大的情况下进行，使炽热的气体与气缸壁接触的面积增大，因而转变为有效功的热量相对减少，气缸内最高燃烧压力降低，导致发动机过热，功率下降。
如果点火过早，由于混合气的燃烧完全在压缩过程进行，气缸内的燃烧压力急剧升高，当活塞到达上止点之前即达最大，使活塞受到反冲，发动机作负功，不仅使发动机的功率降低，并有可能引起爆燃和运转不平稳现象，加速运动部件和轴承的损坏。
1.2点火系的分类及作用
1、点火系统的作用
点火系统的作用是将汽油发动机工作时吸入气缸的可燃混合气，在压缩行程终了时，及时的用电火花点燃，并满足可燃可燃混合气充分的燃烧，及发动机工作稳定性的要求，使汽油发动机顺利运转。
2、点火系的分类如下表1-1
表1-1
1.按控制点火线圈初级电流的电子元件分类
晶体管点火系统
晶闸管点火系统
集成电路点火系统
2.按点火系统有无触点分类
触点式（又称半导体管或晶体管辅助点火系统）
无触点式（又称全晶体管点火系统）
3.按点火提前角的控制方式分类
普通式
微机控制电子点火系统
4.按点火能量的储存方式分类
电感式（电感储能式电子点火系统，其储能元件是点火线圈。
）
电容式（电容储能式电子点火系统，其储能元件是专用的电容器）
以上分类中，按储能方式的不同分类最受业内人士认同。
电感储能式电子点火系统按有无微机控制，可分为普通电子点火系统和微机控制点火系统两类；
早期的普通电子点火系统按有无触点，可分为有触点式和无触点式，而有触点电子点火系统目前基本被淘汰。
按点火信号发生器的性质不同，电子点火系统又可分为电磁式、霍尔式、光电式三种。
第二章霍尔式点火系统的组成与工作原理
2.1霍尔式点火系统的组成
它主要由霍尔式分电器、点火控制器、高能点火线圈、火花塞等组成。
霍尔式分电器主要由霍尔传感器、点火提前调节装置、配电器等组成霍尔传感器由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片、永久磁铁等组成。
发动机工作时，分电器通过触发叶轮使霍尔集成电路的磁通发生变化，产生电压信号，供给点火控制器。
与磁感应传感器不同的是，霍尔传感器需要一个输入电压。
如图2-1
图2-1霍尔式电子点火系电路图
1-蓄电池2-点火开关3-点火线圈4-点火器5-带霍尔信号发生器的分电器6-火花塞
2.2霍尔式电子点火系统的工作原理
1、各部件工作原理
霍尔式点火装置的基本工作过程如下接通点火开关，发动机转动，当霍尔信号发生器输出信号为高低位时，该信号通过点火器插座进入点火器。
此时，点火器通过内部电路，驱动点火器大功率晶体管导通，接通初级电路。
其电路是：
蓄电池或发电机“+”极—点火开关—点火线圈初级绕组—点火器大功率晶体管—反馈电阻—搭铁—蓄电池或发电机“-”极。
当霍尔信号发生器输出信号为低电位时，点火器大功率晶体管立即截止，切断点火线圈初级电路，次级绕组产生高电压。
霍尔效应式电子点火装置工作过程，霍尔信号发生器的工作原理和基本结构
如图2-2霍尔效应原理。
当电流I通过放在磁场中的半导体基片（及霍尔元件），且电流方向与磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上将产生一个电压Uh（通常称之为霍尔电压）。
霍尔电压的高低与通过的电流和磁感应强度成正比，可用下式表示Uh=Rh÷
（D÷
IB）式中Rh——霍尔系数D——半导体基片厚度（MM）I_电流（A）B_磁感应强度（T）由上式可知，当通过的电流为一定值时，霍尔电压UH随感应强度B的大小而变化。
图2-2霍尔效应原理图
霍尔信号发生器是根据霍尔效应原理制成的，它装在分电器内。
霍尔信号发生器的示意图和基本结构图触发叶轮1和霍尔传感器4组成。
触发叶轮像传统分电器的凸轮一样，套装在分电器轴的上部，它可以随分电器轴一起转动，又能相对分电器轴作少量转动，以保证离心调节装置正常工作。
触发叶轮的叶片数与气缸数相等，其上部套装分火头，与触发叶轮一起转动如图2-3
图2-3分电器结构图
1-触发叶轮2-霍尔集成块3-带导板的永久磁铁4-霍尔传感器5-分火头6-触发开关托盘7-分电器壳体
霍尔传感器是由带导板（导磁）的永久磁铁3和霍尔集成块2组成，触发叶轮1的叶片在霍尔集成块2和永久磁铁3之间转动。
霍尔集成块2包括霍尔元件和集成电路，由于霍尔信号发生器工作时，霍尔元件产生的霍尔电压UH是约20mV，信号很微弱，还需进行信号处理，这一任务由集成电路完成。
霍尔元件产生霍尔电压信号（UH），还要经过放大、脉冲整形，最后以整齐的矩形脉冲波（方波）输出，输出可达几百mV。
霍尔信号发生器是一个有源器件，它需要提供电源才能工作，霍尔信号集成块的电源由点火器提供。
霍尔集成电路输出级的集电极为开路输出形式，其集电极的负载电阻设置在点火器内。
霍尔信号发生器有三根引出线且与点火器件相连接，其中一根是电源输入线，一根是霍尔信号输出线，一根是接地线。
霍尔信号发生器工作原理是利用霍尔效应来产生点火。
其工作原理是在与分火头制成一体的触发叶轮的四周，均布着与发动机气缸相同的缺口，当触发叶轮由分电器轴带着转动，转到触发叶轮的本体（没有缺口的地方）对着装有霍尔集成块的地方时（叶片在气隙内），通过霍尔集成块的磁路被触发叶轮短路，此时霍尔集成块中没有磁场通过，不会产生霍尔电压；
当触发叶轮转到其缺口对着装有霍尔集成块的地方时（叶片不再气隙内），永久磁铁所产生的磁场，在导板的引导下，垂直穿过通电的霍尔集成块，于是在霍尔集成块的横向侧面产生一个霍尔电压，但这个霍尔电压信号非常微弱，还需进行信号处理，这一任务由集成电路完成。
这样霍尔元件产生的霍尔电压信号，经过放大、脉冲整形，最后以整齐的矩形脉冲方波信号输出。
如图2-4
图2-4霍尔发生器的工作原理图
1-触发叶轮的叶片2-霍尔集成块3-永久磁铁4-霍尔传感器5-导板
霍尔式电子点火器的工作原理:
霍尔式电子点火器一般由专用点火集成块IC和一些外围电路组成，比较接近微机控制的点火系统。
除了具有控制点火线圈初级电流的通断外，还具有其他辅助控制，如限流控制、停车断电保护、等功能。
这使点火系统显示出更多的优越性，如点火能量高，在发动机转速范围内基本保持恒定，高速不断火，低速耗能少，起动可靠等。
霍尔信号发生器的优点
（1）工作可靠性高，霍尔信号发生器无磨损部件，不受灰尘、油污的影响，无调整部件，小型坚固，寿命长。
（2）发动机起动性能好，霍尔信号发生器的输出电压信号与叶轮叶片的位置有关，但与叶轮叶片的运动速度无关，也就是说它与磁通变化的速率无关，它与磁感应信号发生器不同，它不受发动机转速的影响，明显地增强了发动机的起动性能，有利于低温或其他恶劣条件下起动。
霍尔信号发生器目前已经得到广泛的应用。
电控单元ECU
电控单元的作用是根据发动机各传感器输入的信息和内存的数据及程序，进行运算、处理、判断，然后输出指令控制电子点火控制器，达到准确控制发动机点火的目的。
2、各部件故障检查
火线圈的检修：
点火线圈的检修主要是检查初级绕组和次级绕组有无断路、短路故障，可用万用表检查绕组电阻进行判断。
其初级绕组的阻值应为0.5~1.0Ω（电子点火系20℃）,传统点火系应为1.5~3.0Ω（20℃）。
如果电阻无穷大说明初级绕组断路，应于更换新品。
次级绕组的阻值应为2500~4000Ω（20℃）,传统点火系为6000~8000Ω（20℃）如电阻无穷大说明次级绕组断路；
如阻值过小，说明次级绕组短路，无论断路或短路都应更换点火线圈。
点火器的检修：
检查分电器轴的弯曲度将千分表触针垂直顶在轴的上端，在转动分电器轴一周，千分表指针的摆差应不大于0.05MM，否则，应予校正或换分电器轴。
检查轴承与轴承的配合间隙。
用千分表测得摆差应为0.02~0.04MM最大不得超过0.07mm否则因更换。
配电器的检修：
检查分火头有无烧蚀、裂纹等。
检查分电器盖有无破裂、裂纹、烧蚀、炭迹与磨损等如有则需更换。
电极烧蚀可用细砂纸打磨修复。
离心提前装置的检修离心弹簧不得锈蚀、变形或折断现象。
真空提前装置的检修，真空提前装置的膜片不得有漏气现象。
火花塞的检修测其电阻一般电阻为3~15KΩ。
点火信号发生器的检修，霍尔式点火信号发生器检测主要检测其输入与输出电压
接通点火开关输入电压应为13~13.5V输出电压当触发叶片进入气隙时，电压应为9.8V.即比叶片刚进入气隙时的输入电压低约0.5V当触发叶片离开气隙时，电压应为0.1~0.5V.
霍尔式点火控制器的检查断开点火开关拔下信号发生器的线束插头将主流电压表接点火线圈+15与负极点火线圈-1端子接通开关，电压表读数应为6v左右且在1~2s内降到0v如不将或保持6v说明点火控制失效。
第三章电子点火系统的常见故障检测及诊断方法
3.1故障诊断基本要求
汽车电子点火系统的故障检查，与传统触点式点火系统有许多相同之处。
除了对点火线圈、火花塞、高压线、点火正时等进行检查外，还应检查点火器、点火传感器（信号发生器）以及连接导线等。
但是，在故障检查时还应注意以下几点：
（1）在发动机启动和工作时，不要用手触摸点火线圈高压线和分电器等，以免受电击。
（2）在检查点火系统电路故障时，不要用刮火的方式来检查电路的通断，这种做法容易损坏电子元器件，电路通断与否应该用万用表电阻来进行检查判断。
（3）进行高压试火时，最好用绝缘的橡胶夹子夹任高压线来进行试验，直接用手接触高压线容易造成电击。
另一避免电击的方法是：
将高压导线插入一只备用火花塞，然后将火花塞外壳搭铁。
从火花塞电极间隙观察是否跳火。
（4）在点火开关接通的情况下，不要做连接或切断线路的操作，以免烧坏控制器中的电子器件。
（5）在拆卸蓄电池时，必须确认点火开关和其他所有的用电设备及其开关都已关闭，才能进行拆卸。
（6）安装蓄电池时，一定要辨清正负极，负极搭铁。
千万不能接错，蓄电池极性与线夹的连接一定要牢固，否则容易损坏电子设备。
（7）在检查点火信号发生器曲轴位置传感器时应注意：
a.对于磁感应式的，在打开分电器盖时注意不要让垫圈、螺钉之类的金属物掉入其内。
在检查导磁转子与定子之间的间隙时，要使用无磁性厚薄规，并注意不要硬塞强拉。
b.对于光电式的，不要轻易打开分电器盖子，若确需打开检查时，要注意避免尘土对发光二极管、光敏元件和遮光转子的污损。
c.在用干电池模拟点火信号检查电子点火控制时，测量动作要快，干电池连接的持续时间，一般不要超过5秒。
d.霍尔效应式电子点火系统，在检查维修时可能会产生高压放电现象，造成对人身和点火系统本身的意外损害，所以必须注意以上几点：
进行全体检查和维修前，应切断电源后，再按要求进行；
当使用外接电源供维修使用时，应严格限制其电压不大于16V。
当电压达到16—16.5V时，接通时间不允许达到或超过1分钟；
效应式电子点火系统的汽车被拖动时，应首先切断点火系统电源；
点火线圈负接线柱不允许与电容相连；
任何条件下，只允许使用阻值为1k欧姆的分火头，防止电磁干扰的1k欧姆阻尼电阻电缆不得用其他代替，火花塞插头电阻值应在1k一5k欧姆。
3.2故障诊断及排除方法
点火系出现故障会造成发动机不工作或工作不良，点火系统常见的故障是断火、火花弱、点火时间不当、缺火、错火等。
故障诊断方法举例
故障现象
发动机怠速不稳甚至熄火，排气管有“突、突”声动力下降。
发动机个别缸未工作、窜缸、点火时间不正常等均可能造成发动机怠速不稳。
故障原因
由于配电器、高压导线、点火线圈、火花塞、点火正时等部件损坏造成的原因。
诊断方法
1、寻找不工作缸。
在发动机怠速运转情况下，逐缸短路高压分线使其断火，观察发动机的反应。
如果发动机运转没什么变化，则说明该缸不工作或工作不良，按3作业进一步诊断；
如果发动机转速明显下降，说明该缸工作基本正常。
依次检查其他各缸，若各缸断火时发动机转速均有下降。
则按2作进一步判断
2、高压分线试火。
拔出高压分线作跳火试验，看火花是否强。
如果火花强，则需检查和调整点火正时，若点火正时正确或调整点火正时后发动机怠速仍不稳，则需检查或调整油路。
如果火花弱，则应检查断电器触点、点火线圈、分火头等。
3、高压分线试火。
拔出该缸高压分线作跳火试验，看是否跳火。
如果不跳火则需检查分电器盖、高压分线，如果跳火，则需检查火花塞，视情予以检修或更换。
故障排除:
本故障一般与点火控制系统关系较小，应重点检查点火器和点火线圈工作状况是否良好，供电电压是否正常，各插接件及导线连接是否牢固，点火器搭铁是否可靠；
检测高压线电阻是否过大；
清除火花塞积碳，跟换漏电的火花塞。
点火正时失准的故障诊断
故障现象，发动机不易启动，怠速不稳；
发动机动力不足，水温偏高；
发动机易爆易燃等。
故障原因，初始点火提前角调整不当；
点火基准传感器和曲轴转角与转速传感器不良或安装位置不正确。
故障排除：
检查初始点火提前角并按规定予以调整。
影响发动机点火正时失准的主要零部件是发动机点火基准传感器和曲轴转角与转速传感器，因此应特别检查信号转自是否变形、歪斜，信号采集与输出部分安装有无不当，装置间隙是否合适等。
对于点火提前角控制系统故障，若故障灯已变亮，应先用本车的故障自诊断操作程序调出故障码，再根据故障码的含义，排除其故障。
重点应检查发动机水温传感器、爆燃传感器。
另外，进气管压力传感器、空气流量传感器、节气门位置传感器等工作不良时，也会造成点火正时不准。
火花弱的故障诊断
故障现象，跳火试验时高压火花弱，发动机启动困难，怠速不稳，排气冒黑烟，加速性及中高速性较差等。
故障原因，点火器、点火线圈电阻过大，火花塞漏电或积碳，点火系统供电电压不足或搭铁不良等。
诊断及排除
本故障一般与点火控制系统关系较小，应重点检查点火器和点火线圈工作状况是否良好，供电电压是否正常，各插接件及导线连接是否牢固，点火器搭铁是否可靠；
3.3实例分析
本田雅阁轿车发动机偶尔熄火
故障现象
一辆广州本田雅阁轿车，发动机工作一段时间后自行想火。
起初故障两三天出现一次，后来越来越严重，有时一天指发生十多次熄火现象。
故障在发动机冷车时较少发生，在发动机运行较长时间后容易发生，且熄火后要等一段时间才能重新起动。
故障诊断与排除
此类故障较难判断，只有当故障发生时才有可能迅速做出判断。
机会终于来了，这次熄火地点距修理厂不远。
大家迅速赶到现场，根据经验，首先判断发动机有没有高压火。
拔出高压线做跳火试验，结果发现发动机无高压火，至此将故障范围宿小至点火系统。
从点火系统线路图上可看出，引起发动机无高压火的原因有：
①熔丝熔断；
②点火线圈有故障；
③点火控制模块有事故；
④线路有故障；
⑤气缸位置传感器有故障；
⑥发动机控制模块有故障。
检查熔丝，正常。
在点火开关在"
ON"
位置时，检查点火控制模块（ICM）的黑/黄导线与搭铁端之间电压，为12V，正常。
检查点火线圈与ICM之间的白/黑导线与搭铁端之间电压，为12V，正常。
这时，拔出高压线，做跳火试验。
将至发动机控制模块的黄/绿导线瞬间搭铁，正常情况下，高压线能跳火，此时该车没跳火，至此可以判断故障出在两个部件上：
一是点火线圈，二是点火控制模块。
取来点火线圈，更换到这辆广州本田雅阁轿车上，按照线路图，将点火线圈线路连接好。
再按上述方法试验，此时高压线有高压火，于是判断原车点火线圈已损坏。
取来新的点火线圈，更换后，故障排除。
结论
本文是根据汽车点火系统，大概的论述了汽车的点火系统工作原理与维修方法。
并具体的概述了电子点火系统的各部件组成与原理，故障原因与检修方法等，我国的汽车产业正处于蓬勃发展之中，但是我国的汽车技术低于欧洲等国家，现代汽车竞争非常激烈。
我国是人口大国且国民经济在不断的增涨，汽车行业在我国潜着很大的市场，因此我们应把握机遇努力学习技术在汽车上的应用，从而提高我国经济实力。
为我们的国家又快又好的发展奠定基础。
致谢
感谢我的导师闫雪燕老师，谢谢她对我的悉心指导。
她无私的关爱和严谨的治学态度，将激励我不断的进取，走好以后的道路。
其次，还要感谢在这几年的学习中教过我的所有老师们，谢谢他们传授给了我知识。
我的同学，在写作的过程中给我提供了一些宝贵的资料和建议，在此一并感谢！
参考文献
[1]周建平，《汽车电气设备构造与维修》，人民交通出版社，北京，2002.7
[2]裘玉平，《汽车电气设备》，人民交通出版社，北京，1999.8
[3]麻友良，《汽车电器与电子控制系统》第二版，机械工业出版社，北京，2006.12
[4]纪光兰，《汽车电气设备构造与维修》，机械工业出版社，北京
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