汽修專業(yè)畢業(yè)論文-汽車點火系統(tǒng)的常見故障診斷探討

摘要隨著汽車電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代汽車的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，科技含量不斷增加。現(xiàn)代汽車的故障診斷工作顯得非常迫切。發(fā)動機的故障診斷和維修在汽車修理中占有極為重要的地位。統(tǒng)計數(shù)字表明，45%左右的發(fā)動機故障發(fā)生在點火系統(tǒng)，可見，點火系統(tǒng)工作質(zhì)量的好壞直接影響到發(fā)動機的技術(shù)狀況，其故障診斷具有重要意義。本文在査閱大量文獻的基礎(chǔ)上，分析歸納了電子點火系統(tǒng)的常見故障和常用診斷方法。關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動機；點火系統(tǒng)；故障；診斷方法

引言隨著汽車電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車上采用的電子裝置越來越多，汽車故障診斷維修將面臨著新的挑戰(zhàn)。如何準(zhǔn)確有效地診斷岀汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的故障，是當(dāng)今眾多汽車維修人員必須克服的一個難題。汽車發(fā)動機會因為使用時間過長、使用幅度過大、使用標(biāo)準(zhǔn)不良等問題而發(fā)生故障。而點火系統(tǒng)是汽油機的一個重要組成部分，其工作狀態(tài)好壞直接影響發(fā)動機的性能，對點火系統(tǒng)進行檢測與故障診斷對保持發(fā)動機良好的工作性能有重要意義。汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)對汽車的可靠性、動力性、經(jīng)濟性和廢氣排放均有非常重大的影響。點火系統(tǒng)是汽車發(fā)動機故障頻發(fā)部位，并且其故障現(xiàn)象和燃料供給系統(tǒng)某些故障癥狀相似，是汽車發(fā)動機維修的重點和難點。因此，有必要建立一種快速、準(zhǔn)確、簡便的診斷方法判斷發(fā)動機點火系技術(shù)狀況。發(fā)動機點火系統(tǒng)原理及構(gòu)成汽車點火系統(tǒng)按其組成和產(chǎn)生高壓電的方式不同可分為傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、電子點火系統(tǒng)（IC控制）和微機控制點火系統(tǒng)（ECU控制）3種類型。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)是利用機械式觸點來接通和切斷點火線圈初級電流，使點火線圈次級產(chǎn)生高壓電。故又稱為觸點式點火系統(tǒng)。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)主要由電源、點火開關(guān)、點火線圈、斷電器、配電器、電容器、火花塞、高壓導(dǎo)線、附加電阻等組成。由于機械式觸點極易燒蝕損壞，并且產(chǎn)生的髙壓低、高速時不可靠、不利維護，因此，該系統(tǒng)已經(jīng)逐步被市場所淘汰。電子點火系統(tǒng)與傳統(tǒng)點火系統(tǒng)有所區(qū)別，電子點火系統(tǒng)利用半導(dǎo)體元器件替代了蓄電池點火系中的斷電器觸點，產(chǎn)生脈沖信號點火，來接通和切斷點火線圈初級電流，在次級電路中產(chǎn)生高壓電，再由分電器送至各缸火花塞產(chǎn)生電火花。半導(dǎo)體點火發(fā)生器根據(jù)形式不同，分為霍爾式、磁電式和光電式。電子點火系統(tǒng)主要由點火電子組件、點火信號發(fā)生器、分電器、點火線圈以及火花塞等組成。微機控制點火系統(tǒng)微機控制點火系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上和前兩種相比差別很大。該點火系統(tǒng)一般是將點火控制、燃油供給、和廢氣排放功能集成一體，由ECU統(tǒng)一控制管理。通過各種隨車傳感器檢測發(fā)動機運行參數(shù)，ECU通過信息處理，向點火模塊發(fā)出控制命令，迅速切斷點火線圈初級電路，在次級電路產(chǎn)生高壓，經(jīng)各缸火花塞放電點燃混合氣。ECU控制點火正時，根據(jù)發(fā)動機運行狀況來調(diào)節(jié)點火提前角，保證汽車在任何工況下都是最佳點火時刻。微機控制點火系統(tǒng)的原理圖如下圖1-1所示。圖1-1發(fā)動機微機控制點火系統(tǒng)無論是哪種形式的點火系統(tǒng)，其重要的零部件有點火線圈、火花塞、分電器以及蓄電池等。根據(jù)結(jié)構(gòu)類型的不同，診斷測試時的接線方式有所不同，須區(qū)別對待。發(fā)動機點火系統(tǒng)的常見故障分類點火系統(tǒng)是汽車電子控制系統(tǒng)中的重要部分，將朝著更加電子化、智能化的方向發(fā)展。點火器件將趨向于小型化、輕型化、集成化以及低成本化?，F(xiàn)在汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)主要零部件的常見故障歸納如下：火花塞故障火花塞污蝕、積炭、型號錯誤等，這些原因都可能造成火花塞間隙過大或者過小，從而影響點火電壓值的大小。高壓線故障高壓線的長期磨損、破裂會影響其絕緣性能，導(dǎo)致高壓線中出現(xiàn)高阻抗，直接反映為點火電壓值異常。分電器故障分電器殼破損、觸點間隙過大或者過小。點火線圈故障點火線圈的初級繞組、次級繞組出現(xiàn)斷路、短路或搭鐵,會造成次級電壓峰值下降，甚至無法擊穿不能產(chǎn)生次級電壓，另外，點火線圈的絕緣殼破損漏電，也可導(dǎo)致次級電壓峰值下降，甚至無法擊穿不能產(chǎn)生次級電壓?；旌蠚膺^濃或過稀嚴(yán)格來說混合氣濃度不屬于點火系統(tǒng)故障，但是混合氣濃度會影響次級點火電壓的燃燒時間，在某種程度上可由次級點火波形顯示出來。發(fā)動機點火系統(tǒng)故障診斷方法發(fā)動機是一個集機、油、電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，隨著時代的發(fā)展，電子系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用到汽車發(fā)動機系統(tǒng)中。因此，發(fā)動機的故障也FI益復(fù)雜化。傳統(tǒng)的經(jīng)驗診斷方法已經(jīng)無法滿足要求。OBDII車載自診斷系統(tǒng)、發(fā)動機綜合分析儀都能很好的檢測并診斷發(fā)動機的綜合故障。但是，針對點火系統(tǒng)這個特殊結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，火花塞等故障是無法檢測所的。如需進一步分析故障原因，還需要專門的方法檢驗故障并診斷，實際工作中通常借助儀器設(shè)備來檢驗。數(shù)字萬用表診斷法以神龍富康轎車為研究對象，使用萬用表來診斷點火系統(tǒng)故障。富康轎車TU32/K發(fā)動機使用的系統(tǒng)是磁感應(yīng)式無觸點電子點火系統(tǒng),其主要由點火線圈、高壓線、點火控制器、火花塞以及分電器組成這些主要零部件發(fā)生故障時會影響正常點火，通常是按照一定的方法對各零部件進行檢測，一一排除。在診斷電子點火系故障的時候，通常先判別是髙壓電路發(fā)生故障還是點火控制電路發(fā)生故障。TU32/K發(fā)動機點火系統(tǒng)部件的檢修參數(shù)如表2-1示。表2-1TU32/K發(fā)動機點火系統(tǒng)部件的檢修參數(shù)零部件檢修項目正常值點火線圈初級繞組/a0.8次級繞組/a6500火花塞電極間隙/mm0.8-0.9擰緊力矩（冷態(tài)）（N.m）25中央高壓導(dǎo)線電阻們1650第一缸髙壓導(dǎo)線電阻/￡!2700高壓導(dǎo)線第二缸高壓導(dǎo)線電阻/Q3300第三缸高壓導(dǎo)線電阻/a3600第四缸高壓導(dǎo)線電阻/a4200點火信號發(fā)生感應(yīng)線圈電阻/Q380點火正時角度8°點火順序1-3-4-2（1）點火系統(tǒng)高壓線路檢査拔出分電器蓋上的中央高壓線，使其端頭與發(fā)動機缸體保持7?10mm的距離，就車連接好點火線路。接通點火開關(guān)，啟動發(fā)動機，觀看中央高壓線端頭與缸體間是否跳火：如果跳火，且火花正常（較粗的藍白色火花），則說明表明點火系統(tǒng)地壓電路、點火線圈、電子點火器及點火信號發(fā)生器等基本工作正常,如果發(fā)動機不能正常工作，應(yīng)該檢査點火系統(tǒng)的高壓回路部分，包括分電器蓋、分火頭、高壓導(dǎo)線、火花塞等部分。數(shù)字萬用表接線圖如圖2-3所示。5?中央高壓線6?分電器7-電子點火器（2）點火系統(tǒng)部件檢修第一，點火線圈的檢修。通過測電阻法來檢査點火線圈繞組之間有沒有絕緣不良、匝間短路、內(nèi)部接觸不良等情況。方法如下：將點火線圈斷開，用萬用表來檢測點火線圈的電阻,如圖所示。點火線圈的初級繞組電阻為0.8歐，刺激繞組的電阻為6.5千歐。如果初級繞組和次級繞組的電阻值與規(guī)定值不同，那么就需要換掉點火線圈；通過萬用表檢測點火線圈任何一個端子和搭鐵間的電阻值，應(yīng)該是無窮大，如果測出電阻值比較小，那么說明點火線圈短路或者絕緣有問題，應(yīng)該更換點火線圈。萬用表接線圖如圖2-4所示。 圖2-4萬用表檢査點火線圈電阻1-點火線圈初級繞組2-點火線圈次級繞組3-檢査次級繞組電阻4-檢査次級繞組電阻第二，點火信號發(fā)生器的檢修。富康轎車TU32/K發(fā)動機點火系統(tǒng)分電器由配電器、磁感應(yīng)式信號發(fā)生器、真空和離心點火提前調(diào)節(jié)裝置組成。其中，感應(yīng)線圈不良是點火信號的常見故障，造成信號微弱，發(fā)動機不能啟動。檢査方法如下：將電子點火器從分電器上拆下，采用萬用表檢測感應(yīng)線圈電阻，如圖所示。正常的電阻值應(yīng)該是385歐，任意插腳與外殼電阻應(yīng)為無窮大，如果檢測的電阻值和規(guī)定值不相符，或者感應(yīng)線圈與外殼的電阻不是無窮大，那么表示需要更換感應(yīng)線圈。萬用表檢査點火信號發(fā)生器接線圖如圖2-5所示。圖2-5萬用表檢査點火信號發(fā)生器1-檢査感應(yīng)線圈是否搭鐵2-檢査感應(yīng)線圈電阻3-點火信號發(fā)生器4-點火信號觸發(fā)轉(zhuǎn)子（導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子）5-點火信號感應(yīng)線圈第三，火花塞的檢修?；鸹ㄈ苋加椭谢瘜W(xué)的腐蝕作用，并且在高溫高壓下工作，環(huán)境比較惡劣,因此故障率很高?；鸹ㄈ某Ｒ姽收嫌校孩倩鸹ㄈ菀子谐练e物?；鸹ㄈ某练e物有積油、積炭、積灰等，它使得火花塞擊穿電壓升高，進而導(dǎo)致發(fā)動機缺火不能工作。②火花塞燒損?；鸹ㄈ^緣體破裂容易導(dǎo)致漏電，火花塞電極熔化等也都會使擊穿電壓升高，使點火系統(tǒng)不能可靠工作?；鸹ㄈ臋z修方法：①直觀檢査。把火花塞拆下后，仔細(xì)觀察火花塞的絕緣體和電極有無沉積物。正常工作的火花塞呈灰白色。②檢査調(diào)整火花塞電極間隙。正常的電極之間的間隙應(yīng)該是0.8毫米到0.9毫米之間。測量的時候，用標(biāo)準(zhǔn)的塞尺插入火花塞電極間隙感覺稍有阻力表示適當(dāng)，否則需要用專用工具通過將火花塞旁電極彎曲來調(diào)整間隙。人工智能診斷法基于人工智能的故障診斷方法不需要對被診斷對象進行精確的數(shù)學(xué)建模，故障模式識別是故障診斷的核心技術(shù)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于具有并行性、自學(xué)性、自組織性、聯(lián)想記憶功能等自身信息處理的特點，能夠診斷早期方法無法處理的情況。因此，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在故障診斷領(lǐng)域能夠發(fā)揮重大作用。因為汽車發(fā)動機構(gòu)造繁雜，尤其是多種原因引起故障的時候，要求判斷分析過程具有自適應(yīng)性，因為發(fā)動機運行過程中各種參數(shù)是實時變動的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為分類器可以通過模式識別自動調(diào)節(jié)分類。所以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是故障診斷領(lǐng)域中的一個研究熱點?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，對其進行診斷必須具有很強的容錯能力,并且目前還不夠深入了解掌握現(xiàn)代汽車發(fā)動機內(nèi)部的故障規(guī)律，要進行準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)建模，難度很大，需要相當(dāng)大的工作量。這些都是診斷過程中需要解決的難題。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過學(xué)習(xí)建立對汽車故障系統(tǒng)的神經(jīng)記憶，產(chǎn)生對應(yīng)的反射“神經(jīng)”，這對汽車故障的判斷和診斷非常有利。如傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)方法一般以經(jīng)驗為基礎(chǔ)，其數(shù)學(xué)模型并不能精確有效地為故障診斷系統(tǒng)確立一一對應(yīng)關(guān)系,而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于自身強大的學(xué)習(xí)能力，非常有助于解決診斷分析過程中知識的不確定性問題。其優(yōu)勢在于它不需要建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，也不需要建立數(shù)學(xué)映射對應(yīng)關(guān)系，只需要通過學(xué)習(xí)訓(xùn)練找出輸入向量和輸出向量之間的映射關(guān)系。結(jié)束語在汽車常見的故障中，點火系統(tǒng)的故障超過了所有發(fā)動機故障的45%。點火系故障影響汽車的可靠運行，可見，準(zhǔn)確分析診斷點火系統(tǒng)潛在的故障因素,并及時釆取措施排除故障是非常重要的。因點火系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整個汽車發(fā)動機出現(xiàn)故障在實際故障檢修過程中的比例非常高，因此為了能夠最快、最好地做好汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)的故障診斷與檢修，需要正確認(rèn)識這類故障，盡量減少因故障對駕駛員正常駕駛帶來的影響。由于汽車發(fā)動機是一個集機、電、油于一體的復(fù)雜綜合系統(tǒng)，故障因素比較多，并且互相影響，因而導(dǎo)致診斷相當(dāng)困難。診斷的準(zhǔn)確度一般都與診斷者的經(jīng)驗和知識有著密切的關(guān)系。因此，人工智能技術(shù)的釆用，故障診斷技術(shù)水平的提高，是世界各國都非常重視的研究內(nèi)容之一。參考文獻[1]莊月芹.汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)的故障診斷方法研究[J].2021(2014-35):82-82