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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流汽服瑞纳点火系统.精品文档.诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日湖南工程学院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 现代瑞纳点火系统故障诊断与维修 姓名：彭佳汉学院： 机械工程学院 专业： 汽车服务工程 班级 1101 学号 28 指
2、导老师： 闵杰 职称 讲师 教研室主任： 黄麓升 一、基本任务及要求：1. 本课题的研究背景及意义； 2. 现代瑞纳点火系统结构及原理 3. 导致现代瑞纳点火系统故障的因素分析； 4现代瑞纳点火系统故障诊断方法； 5. 现代瑞纳点火系统故障维修方法； 6. 撰写毕业设计说明书。 二、进度安排及完成时间：1. 熟悉课题、查阅资料，编写开题报告： 3月01日 至3月14日 2. 毕业实习、调研： 3月15日 至4月15日 3. 总体方案拟订、分析： 4月16日 至4月30日 4. 确定研究方案： 5月01日 至6月02日 5. 编写设计说明书： 6月03日 至6月09日 6. 毕业答辩： 6月10
3、日 目 录摘要1Abstract2第1章 绪论3 1.1 引言3 1.2 论文选题背景和意义3 1.3 国内外研究现状31.3.1 国外研究现状41.3.2 国内研究现状4 1.4 论文的研究思路和内容构架4第2章 汽车发动机点火系统发展历程6 2.1 传统点火系统6 2.2 有触电电子点火系统6 2.3 无触点普通电子点火系统7 2.4 微机控制电子点火系统8第3章 现代瑞纳点火系统结构与原理10 3.1 瑞纳点火系统的组成10 3.2 瑞纳点火系统工作原理113.2.1 点火提前角的控制113.2.2 爆震控制143.2.3 通电时间控制15 3.3 瑞纳轿车点火系统的优点15第4章 现代
4、瑞纳点火系统故障因素分析17 4.1 电压的故障波形分析174.1.1 单缸次级电压的故障波形分析174.1.2 不同气缸次级点火电压波形的对比分析194.1.3 初级电压的故障波形分析20 4.2 瑞纳点火系统主要部件故障分析214.2.1 分电器故障分析214.2.2 电容器的故障分析224.2.3 点火线圈的故障分析224.2.4 火花塞故障分析224.2.5 其他故障现象分析23第5章 现代瑞纳点火系统故障诊断方法24 5.1 点火系统故障检测的注意事项24 5.2 点火器故障诊断245.2.1 干电池法245.2.2 跳火实验法24 5.3 点火线圈的故障诊断25 5.4 火花塞故障
5、诊断255.4.1 就车检查法255.4.2 观察法265.4.3 调整火花塞间隙26 5.5 曲轴位置传感器的故障诊断26 5.6 分电器故障诊断26 5.7 电容器故障诊断275.7.1 万用表检查法27 5.7.2 氖灯法27第6章 瑞纳轿车点火系统的维修28 6.1 火花塞故障维修28 6.2 怠速状态自动熄火28 6.3 发动机不能启动28 6.4 维修案例296.4.1 现代瑞纳轿车发动机动力不足296.4.2 现代瑞纳轿车发动机怠速不稳，加速不良29结 论31致 谢32参考文献33现代瑞纳点火系统故障诊断与维修摘要：点火系统是汽油发动机重要的组成部分,对发动机的性能有着决定性的影
6、响。随着汽车工业的不断发展，汽车电子化程度不断提高 ,汽车的点火系统已由传统的蓄电池点火系统发展到国内外广泛采用的电子点火系统，电子点火系统又称为半导体点火系统或晶体管点火系统，越来越多的汽车厂家将电子技术应用到了汽车上，特别是在点火系统上，各个厂家都不断推出各自的电子点火应用系统，与传统的白金触点点火系统相比，电子点火系寿命长，性能高，稳定性好。为了更好的了解和认识汽车电子点火系统，并能够懂得其故障诊断及维修的基本方法。本文介绍了现代瑞纳点火系统的优点、构造，系统分析了现代瑞纳点火系统的常见故障，并结合实际分析了其点火系统典型故障产生的原因，并给出了具体的故障排除方法。关键词：电子点火系统
7、故障分析 排除 微机控制VERNA ignition system fault diagnosis and maintenanceAbstract: The ignition system is the important component of the gasoline engine, and has the decisive influence on the engine performance.With the development of automobile industry, continuously improve the degree of automotive electr
8、onics, automotive ignition system have been by the traditional battery ignition system development at home and abroad widely used electronic ignition system, electronic ignition system also known as semiconductor ignition system or a transistor ignition system, more and more car manufacturers will b
9、e electronic technology is applied to the car, especially in the ignition system, each manufacturer is rolled out ceaselessly respective electronic ignition system, compared to the traditional platinum contact ignition system, electronic ignition system, long life, high performance, good stability.I
10、n order to better understand and understand the automotive electronic ignition system, and can understand the basic method of fault diagnosis and maintenance. This paper introduces the advantages of modern VERNA ignition system, structure, system analyzed the common failures of modern VERNA ignition
11、 system, and analyzes the typical fault reasons, ignition system and gives the specific troubleshooting methods.Key words: Electronic ignition system；Failure analysis；Troubleshooting；Microcomputer contr第1章 绪论1.1 引言当今时代，科学技术的迅猛发展，极大地促进了汽车技术和汽车工业的高速发展，汽车正日益广泛地深入到社会和人们日常生活中。点火系统是汽油发动机重要的组成部分,对发动机的性能有着决
12、定性的影响。电子点火系统取消了机械式断电器及触点,从而避免了凸轮、触点等机械磨损所造成的点火正时变化、触点烧蚀等缺陷。但是电子点火系统仍没有摆脱真空式和离心式点火提前角调节机构,不能对点火正时实现优化控制。点火时刻的精确控制对发动机性能有很大影响,显然对点火实现优化控制的微机控制是今后电子点火系统的发展趋势。1.2 论文选题背景和意义随着人类近代文明的进步，科技的不断发展，汽车已成为人类日常生活一种不可缺少的运输与代步工具，2010年我国汽车产销量达1800万辆，预计2015年可达2500万辆，伴随着科学技术的飞跃发展，各种先进的汽车电子控制技术被广泛应用到汽车上大大促进了汽车工业的发展，使汽
13、车的动力性和燃油经济性得到了很大的提高。汽车电子控制从发动机开始，而发动机控制技术从控制点火开始，在各种工况下，可以通过ECU控制各个执行器从而获得最佳的点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放性及稳定性均处于最佳。在整个工作过程中，都可对点火线圈初级电路的通电时间和电流进行控制，在提高了点火的可靠性同时也有效地减少电能消耗，防止点火线圈烧损。电控点火的性能越好结构就越复杂，从而使点火故障诊断维修的难度增加，所以要有清晰的点火系统故障，以及故障的诊断分析思路是至关重要的。1.3 国内外研究现状发动机经生产出来后,对其性能影响最大的可控因素主要有两个其一是空燃比,其二是点火提前角。点火系统的工
14、作对发动机的性能有着决定性的影响,它直接影响燃烧过程的质量,从而影响发动机的动力性、经济性、排放污染及工作稳定性。因而,人们对发动机点火系统的研究一天也没停止。1.3.1 国外研究现状电子点火系统的发展趋于多样化,目前日本国内的点火系统可分成多种类型,并还会增多。人们对电子点火系统的研究也越来越多样化。近几年国外研究情况,如日本有人研究点火电极形状,利用涡流进行多重多点点火也有人采用反馈控制方式,研究了可求出火花点火发动机的最佳点火定时和曲轴转角的热力学模型还有人研究了发动机中火花塞位置的最佳化问题。在英国等研制了轨型火花塞,火花塞由封人枪筒形空腔的两根平行电极“轨道”组成,利用电极间等离子电
15、弧点火。1.3.2 国内研究现状随着我国汽车工业的快速发展及国家环保政策要求，我国汽油机的传统点火系统已被电子点火系统和计算机控制点火系统所取代。近阶段卡车和中、低档轿车、微型车等将是电子点火系统与计算机控制点火系统并存，而采用电控燃油喷射系统的高档车辆都将采用计算机点火系统，且其分电器将由有分电器式向无分电器式发展，点火线圈将全部采用干式点火线圈，并向直接点火式方向发展。1.4 论文的研究思路和内容构架本文将通过对文献研究和分析法研究本课题。通过调查文献资料，全面和正确的了解和掌握现代瑞纳发动机点火系统的相关问题。通过分析现代瑞纳点火系统数据提出相应的方案，使问题得到解决。本文首先会研究本课
16、题的背景和意义，然后说明汽车点火系统发展趋势并阐述微机控制点火系统的工作原理，接着分析影响现代瑞纳点火系统故障的问题的因素，再接着对现代瑞纳点火系统故障诊断方法进行说明，通过调查得出现代瑞纳汽车点火系统相关数据并分析其数据，发现与之相关的问题，最后根据实际情况和相关资料说明维修方法解决问题。本论文的内容构架如图1.1所示研究背景及意义汽车发动机点火系统发展历程并阐述微机控制点火系统的工作原理现代瑞纳点火系统组成及工作原理 现代瑞纳点火系统故障因素分析现代瑞纳点火系统故障的诊断现代瑞纳点火系统的维修总结图1.1 本论文的内容构架图第2章 汽车发动机点火系统发展历程根据点火系统的发展经历，点火系统
17、可分为传统点火系统和电子点火系统，电子点火系统又可分为有触点电子点火系统、无触点普通电子点火系统和微机控制电子点火系统。2.1 传统点火系统最早应用于汽车的是传统点火系，它采用机械触点控制初级电流，当触点闭合时，点火线圈初级电路接通，储存能量；当触点打开时，点火线圈初级电路断开，在次级线圈中产生高电压，并经分电器加于火花塞，击穿火花塞，产生电火花点燃混合气。其优点是结构简单、更换方便。缺点是初级电流受机械触点允许电流限制不能过大，点火能量低；闭合角不能调整；次级电压上升速率较慢，在火花塞积炭时形成漏电流，次级电压下降；机械触点易烧蚀，凸轮易磨损，工作不可靠；机械调整装置调节点火提前角，反应速度
18、慢，控制精度低。目前，传统的点火系已经淘汰。2.2 有触电电子点火系统有触点电子点火系是最早机电相结合的产品之一，其组成如图2.1所示，图2.1 有触电电子点火系它保留了原分电器中的机械触点，增加了一个电子驱动电路，大功率开关晶体三极管串联在点火线圈初级电路中，机械触点接在三极管的基极电路中。当触点闭合时，大功率三极管导通，接通初级电路；当触点打开时，大功率三极管截止，断开初级电路，次级线圈产生高压电而点火。其优点是：减小了机械触点的电流，消除了触点烧蚀现象,并取消了和触点并联的电容器，降低了故障率。缺点是：由于机械触点的存在，继承了传统点火系的缺点，仍然采用机械调节装置调节点火提前角，无闭合
19、角调节功能，这些限制了点火性能的提高。2.3 无触点普通电子点火系统无触点普通电子点火系主要由点火开关、点火信号发生器、点火器、点火线圈、分电器以及火花塞组成。如图2.2所示：1- 点火信号发生器；2-点火器；3-分电器；4-火花塞；5-点火线圈图2.2 无触点普通电子点火系统其特点是利用各种无触点点火信号发生器来代替上述断电器触点产生点火信号。因此，与触点有关的各种故障和保修作业均不复存在。当发动机工作时，分电器信号发生器产生电信号，经电子点火组件的放大、整形后，控制末级大功率晶体管的导通与截止，使点火线圈中的初级电流发生变化，在次级绕组中感应出高电压。由于采用了闭合角和恒流控制，普通电子点
20、火系统的初级电流在发动机高速或低速时都为一定值，从而在次级绕组中产生的感应电动势也为一定值，从而提高了点火性能。另外，从根本上解决了由触点带来的问题，使之具有一定的免维修化。该点火系统最大的缺点是点火提前角仍采用传统的真空和离心机构机械控制，点火提前角控制不够精确。另外，点火触发信号仍采用机械控制，点火可靠性仍有待提高。2.4 微机控制电子点火系统上述点火系统均采用机械调节装置调节点火提前角，一方面，机械装置反应慢，实时性差，控制精度低；另一方面，点火提前角不仅与发动机转速和负载有关，而且与其它因素有关，如汽油的抗爆性能、混合气的空燃比、发动机工作温度和进气终了的压力等，因而越来越不能满足现代
21、发动机的需要。随着微处理机技术的发展，在70年代中期，汽车上开始应用微处理机控制点火。该系统根据各种传感器检测发动机工况信息，由控制单元对点火提前角和闭合角进行精确的控制，点火时机更准确、合理，使发动机性能更加优越。该点火系中的分电器只起到分配高压电的作用，取消了点火提前角机械调节机构2。微机控制点火系可以实现点火提前角控制、闭合角控制和爆震控制的功能，具有如下特点：1.在各种工况及环境条件下，均可获得最佳点火提前角，从而使发动机在动力性、经济性、排放性及工作稳定性等方面均处于最理想的情况。2.在全部工作范围内，均可对点火线圈的导通时间进行控制，从而使线圈中存储的点火能量保持不变，提高了点火的
22、可靠性，有效地防止了点火线圈过热，减少了能源消耗。此外，该系统很容易实现在全部工作范围内提供稀薄燃烧所需恒定点火能量的目标。3.通过采用闭环控制技术，可使各缸点火提前角控制在刚好不发生爆震的临界状态，从而获得较高的燃烧效率，有利于提高发动机的各种性能。微机控制点火系一般由电源、传感器、电控单元（ECU-Electronic Control Unit）、点火控制器、分电器、高压线、火花塞等组成，如图2.3所示。图2.3 微机控制电子点火系组成1.电源：供给点火系统所需的点火能量，一般由蓄电池和发电机共同组成。2.传感器：检测发动机各种状态参数，为ECU提供点火提前角的控制依据。3.电控单元：点火
23、系统中的控制元件。其作用是不断地采集各传感器的信息，按特定的程序进行判断、运算，向点火控制器或点火线圈发出最佳控制信号。4.点火控制器：ECU的一个执行机构。其作用是将电控单元输出的点火信号进行功率放大，再驱动点火线圈工作。5.点火线圈：其作用是存储点火能量，并将电源的低电压转变为高电压。6.分电器：其作用是将点火线圈产生的高压电按点火顺序依次分配至各缸火花塞。7.火花塞：其作用是将点火线圈产生的高压电引入气缸，点燃气缸内的可燃混合气。第3章 现代瑞纳点火系统结构与原理现代瑞纳点火系统所采用的是当今世界所普遍通用的微机控制点火系统，了解其结构与工作原理对故障诊断与维修起着很大的作用。3.1 瑞
24、纳点火系统的组成现代瑞纳点火系统由电源、传感器、电子控制单元（ECU，也称电子控制器）、点火器、分电器、火花塞等组成，如图3.1图3.1瑞纳点火系统图1. 电源：由蓄电池和发电机组成，供给点火系统所需的点火能量。2. 点火线圈：将电源提供的低压电转变为足以击穿火花塞间隙的高压电，并将点火瞬间所需的能量存储在线圈的磁场中。3. 分电器：根据发动机的工作时序，将点火线圈产生的高压电依次送到各缸火花塞。4. 火花塞：将具有一定能量的电火花引入汽缸，点燃缸内可燃混合燃气。5. 传感器：用于检测发动机各种运行参数变化，为ECU提供点火提前角的控制依据。6. ECU：发动机工作时，ECU不断采集各个传感器
25、信息，按事先设置的程序计算出最佳点火提前角，向点火装置发出点火指令。7. 点火器：ECU的一个执行机构，可将控制系统输出的点火信号进行功率放大，驱动点火线圈工作。3.2 瑞纳点火系统工作原理在瑞纳发动机运行时，点火系统中的EUC不断的采集发动机转速、负荷、冷却液温度、进气温度等信号，并根据存储器中存储的有关程序和数据，确定出某工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳导通时间，并以此向点火器发出指令。点火器则根据EUC的指令，控制点火线圈初级回路的导通和截止。当电路导通时，有电流从点火线圈的初级线圈流过，点火线圈此时将点火能量以磁场能的形式储存起来。当初级线圈电流被切断时，在其次级线圈中将产生很高的
26、感应电动势，由分电器送至工作气缸的火花塞，点火能量被瞬间释放，并迅速点燃汽缸内的可燃混合气，发动机完成做功过程。另外，在带有爆震传感器的点火提前角控制系统中，ECU还可根据爆震传感器的输入信号来判断发动机的爆震程度，并将点火提前角控制在爆震界限的范围内，使发动机能获得最佳的燃烧。瑞纳轿车点火系统控制的内容包括：点火提前角的控制、通电时间的控制和爆震控制。3.2.1 点火提前角的控制在发动机启动工况，电控单元不进行最佳点火提前角调整控制，而是根据发动机转速信号和启动开关信号输入，以固定不变的点火提前角点火。当发动机转速超过一定值时，则自动转入由电控单元控制的最佳点火提前角计算及控制程序。发动机启
27、动后，电控单元对最佳点火提前角的计算和控制步骤进行：首先根据G信号和Ne信号确定初始点火提前角；然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提前角；最后根据有关传感器的信号确定修正点火提前角。这三项点火提前角的代数和为实际最佳点火提前角。即最佳点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角1.初始点火提前角：为了控制点火正时，电控单元根据上止点位置来确定点火提前角。发动机电控单元把G1或G2信号出现后第一个Ne信号过零点定为压缩行程上止点前10，并以这个角度作为点火正时计算的基准点，称之为初始点火提前角。2.基本点火提前角：基本点火提前角以二维表的形式储存在CPU中的只读存储器中，发动机正
28、常运转时，电控单元按怠速工况和非怠速工况两种情况，确定基本点火提前角。发动机处于怠速工况时，电控单元根据节气门位置信号、发动机转速信号及空调开关信号，确定基本点火提前角，例如空调工作时，随着发动机怠速的目标转速的提高，应适当的增加点火提前角，以利于发动机运转速度的稳定，此时怠速基本点火提前角为18。空调不工作时，怠速基本点火提前角则定位14。如图3.2所示。图3.2 怠速工况下点火提前角变化规律发动机处于非怠速工况时，电控单元根据发动机转速和节气门位置信号，从预置在储存器中的数据表中查出相应的基本点火提前角，ECU根据传感器的输入信号，利用查表法从CPU的ROM中找出基本点火提前角的最佳值。3
29、.修正点火提前角：除了转速和负荷外，其他对点火提前角有重要影响的因素均归入到修正点火提前角中。修正点火提前角包括的修正值有：暖机修正、过热修正、空燃比修正、怠速稳定性修正。暖机修正：发动机冷车起动后，冷却水温度较低时，为达到暖机目的电控单元选择增大点火提前角。如图3.3所示。当冷却液温度较低时，混合气的燃烧速度较慢，应适当的增大点火提前角，促使发动机尽快暖机，在暖机过程中，随冷却水温度的升高，点火提前角修正值逐渐减小，修正值的变化规律及大小随发动机暖机修正的主要控制信号包括冷却水温度信号、空气流量信号、节气门开度信号等。图3.3 暖机修正过热修正：发动机处于正常运行工况时，若冷却水温度过高，为
30、了避免产生爆震，电控单元选择将点火提前角推迟。发动机处于怠速工况时，若冷却水温度过高，为了避免发动机长时间过热，应将点火提前角增大。如图3.4所示。 过热修正的主要控制信号包括冷却水温度信号、节气门开度信号等。图3.4过热修正 空燃比修正：电控单元根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正。随着修正喷油的增加或减少，发动机转速在一定范围内波动。为了提高怠速的稳定性，在反馈修正油量减少而导致混合气变稀时，点火提前角相应地增加，反之则相反如图3.5所示。空燃比反馈修正的控制信号主要有氧传感器信号、节气门位置信号、冷却水温度信号、车速信号等。图3.5 空燃比修正怠速稳定性修正：发动机处于怠速工况时，由于
31、负荷的变化会引起转速不稳。ECU可根据转速差动态的修正点火提前角，电控单元不断地计算发动机的平均转速，当发动机的转速低于规定的怠速转速时，电控单元根据实际转速与目标转速差值的大小相应地增大点火提前角；当发动机转速高于目标转速时，则减小点火提前角；此外，为使发动机怠速能稳定在目标转速，点火提前角的怠速稳定修正与怠速控制系统中的怠速调整同步进行。 3.2.2 爆震控制通常爆震传感器会检测发动机有无爆震现象，并将信号送至发动机控制单元，控制单元根据此信号来调整点火提前角。爆震发生时，微机通过爆震传感器的输入信号和比较电路判别发动机所产生的爆震，并依据爆震强度输入信号，有微机控制会推迟点火，爆震未发生
32、时，则会适当提前点火，以保证在任何工况下的点火提前角都处于接近发生爆震的最佳角度。爆燃控制过程中点火提前角的变化，如图3.6所示。图3.6 爆震控制当任何一缸产生爆震时，ECU立刻减少一定的点火提前角，依据点火顺序汽缸再次产生爆震时，同样再减少点火提前角，每次逐渐减少点火提前角。当发动机不产生爆震时，在一定时间内，维持当前点火提前角。若无爆震产生，则又逐渐增大点火提前角，一直到产生爆震再重复前述反馈控制。3.2.3 通电时间控制通断时间的控制又称闭合角控制。次级线圈高压的最大值与初级断开电流成正比，而初级点火线圈被断开瞬间所能达到的断开电流值与初级线圈接通时间长成正比。当点火线圈初级电路接通后
33、，初级电流是按指数规律增长的。初级电路被断开瞬间初级电流所能达到的值与初级电路接通的上啥时间长短有关。只有通电时间达到一定值时，初级电流才可能达到饱和，使次级电压达到最大值，因此，必须保证足够的通电时间，但是，如果通电时间过长，点火线圈又会发热并使电能消耗增大。最佳通电时间控制要兼顾上述两方面要求，同时当蓄电池电压变化时，也将影响初级电流。为了保证在不同的蓄电池供电电压和不同的转速下都有相同的初级断开电流，电控单元根据蓄电池电压和发动机转速信号，从预置的闭合角数据表中查处相应的数值。对闭合角进行控制。当发动机转速高时，适当增大闭合角，以防止初级线圈通过电流值下降，造成次级高压下降，点火困难。蓄
34、电池电压下降时，基于相同的理由，也应适当增大闭合角4。3.3 瑞纳轿车点火系统的优点1. 消除触点多带来的缺点，如触点烧蚀、触电间隙的变化对点火正时的影响；次级电压高且稳定，点火能量大，对火花塞积炭不敏感，故障少，寿命长，对无线电干扰小；可实现初级电流导通角的控制、点火提前角控制、爆燃限制等功能；提高了发动机的动力性、经济性和冷启动性。2. 点火能量强劲。传统的汽车点火系通将电源12V电压升高到数万伏后通过高压线传递给火花塞，实现点火。但单缸独立点火系统每个汽缸都有单独点火线圈，位于火花塞上端，电源12V的电压通过导线传递给点火线圈，点火线圈将12V电压升高至数万伏直接传递给火花塞，不需要通过
35、高压线，这样将线损降到了最低，也就同时增大了火花塞的点火能量。3. 可靠性高。单缸独立点火系统每个汽缸都有单独点火线圈，一个点火线圈出现故障，其它点火线圈仍能正常工作。虽然发动机工作会不稳定，但是车辆仍可以启动，可以开车到服务店进行维修。因此，单缸独立点火系统可靠性更高。4. 抗干扰性强。传统的点火系统产生的高压电流在传输时会产生电子干扰，为了降低干扰需采用很多材料来屏蔽。单缸独立点火系统高压电不需要线速传输，导线中的电流都是低压传输，因此干扰极小。第4章 现代瑞纳点火系统故障因素分析由于点火系统元件较多、工作条件又往往比较恶劣，使用久了，性能会下降，还可能出现故障，这些都会影响发动机的动力性
36、和经济性，严重时还会造成发动机熄火或不能起动。因此，点火系统的故障，往往是发动机不能正常工作的重要原因之一。目前，对点火系统进行故障分析，主要是利用仪器分析点火线圈初、次级电压波形(主要是次级电压波形)，进而判断点火系统的工作情况，以及测试点火提前角等。所用的仪器，一般是用发动机综合分析仪，或专用于测试汽车信号的示波器、示波表。4.1 电压的故障波形分析4.1.1 单缸次级电压的故障波形分析若点火系统出现故障，次级电压的波形也会发生相应的变化。所以我们可以通过分析次级电压的波形来判断点火系统可能的故障。点火系统出现故障的原因很多。图4.1给出了较常见的一些故障波形。1. a图中断电高压产生之前
37、出现小的多余波形，说明断电器触点接触面不平，在完全断开之前有瞬间分离现象，引起电压抖动。2. b图中火花线变短，很快熄灭，说明点火系统储能不足。可能是供电电压偏低，或初级电路导线接触不良造成的。3. c图中第二次振荡波形之前出现小的杂波，可能是由断电器触点接触面不平，在完全闭合之前有不良接触所致。4. d图中在触点闭合阶段，存在多余的小的杂波，可能是初级电路断电器触点搭铁不良，或各连接点接触不良，引起了小的电压波动。图4.1 几种次级电压故障波形5. e图中第二次振荡波形存在严重的杂波，这一般是由于断电器触点臂弹簧弹力太弱，使触点闭合瞬间引起弹跳所致。6. f图中击穿电压过高，且火花线较为陡峭
38、。这可能是火花塞间隙太大。或次级电路开路（两级点火）等所引起。火花间隙越大，所需击穿电压越高，而且往往没有良好的放电过程。7. g图中击穿电压和火花线都太低，且火花线变长，这可能是火花塞间隙太小或积炭较严重。在这种情况下，击穿电压就会很低，而火花放电时间则较长。8. h图中火花线中出现干扰“毛刺”，可能是分电器盖或分火头松动。这样，在发动机高速运转时，因分电器的振动会使火花塞上的电压不稳定而出现抖动。9. i图完全没有高压击穿和火花线波形，说明火花塞未被击穿，也就没有火花放电过程。产生的原因可能是次级高压线接触不良或短路，或者火花塞间隙过大。10. j图第一次振荡次数明显减少，可能的原因是与断
39、电器触点并联的电容器漏电、电容器容量不够或初级线路接触不良，导致线路上电阻增大、耗能增加，火花熄灭后剩余能量小，振荡衰减加快。11. k图整个次级电压波形上下颠倒，说明点火线圈初级两端接反或将电源极性接反了：从而初级电流、以至次级电压都改变了方向。12. l图与正常时相比，触点闭合阶段变短，说明断电器触点间隙过大了。反之，若闭合阶段变长，就说明触点间隙太小了。实际上，次级电压波形不仅与点火系统的状况有关，还要受发动机内部工作状况(温度、压力、燃气成分等)的影响，情况较为复杂。所以在实践中还可能会遇到很多不同形状的故障波形。只要我们掌握了点火系统的基本工作原理，就不难根据故障波形作出相应的分析判
40、断。4.1.2 不同气缸次级点火电压波形的对比分析若将不同气缸次级点火电压波形排列在一起，通过对比观察分析，常常可以发现某些气缸点火方面的故障现象。常用的方法是将波形重叠起来(重叠波)，或上下排列(并列波)，或左右排列(平列波)。以下主要介绍重叠波和平列波。1.重叠波在正常情况下，各气缸次级点火电压波形是非常相似的。利用重叠波，主要是检查传统点火系统中断电器触点闭合角的大小，以及各气缸对应触点闭合时刻的分散程度，从而间接判断分电器凸轮磨损情况。如图4.2给出了重叠波示意图。图中用两种不同的线条表示了触点闭合时刻最早和最晚的两个波形，其他各缸波形介于这二者之间。图4.2 次级电压的重叠波形示意图
41、在标准重叠波中，触点闭合段应占全部波形周期的比例约为4550。若闭合段太短，即闭合角太小，一般是触点间隙过大所造成的。它将导致点火储能不足，反之若闭合段过长、闭合角太大，则在发动机低速时点火线圈可能会发热。此外，要求闭合段波形的变化范围不应超过波段长度的5%。否则说明分电器凸轮角不规则，或分电器轴松旷。2.平列波 将各气缸的次级电压波形按点火顺序依次排列显示，即所谓平列波，如图4.3所示。通过各缸的波形对比，很容易观察到某气缸点火状况是否正常。例如，图中第3缸击穿电压太低，说明该气缸火花塞间隙太小，或绝缘体有裂纹。反之，若图中第2缸击穿电压过高，说明该缸火花塞间隙太大或已经烧坏。另外，当取下某
42、缸的高压分线后，该缸击穿电压应立即升至20kV以上才正常。否则说明点火线圈性能不好，或分电器、高压线有漏电。图4.3 点火次级电压的平列波4.1.3 初级电压的故障波形分析通过观察初级电压波形也可分析点火系统可能的故障（见图4.4）， 以下对这些故障波形作些简单分析。1.在断电器触点开启时出现大量杂波，显然是因触点严重烧蚀而造成的。2.初级电压波形在火花后期的衰减振荡次数明显减少，幅值变低，这一般是与触点并联的电容漏电所造成的。3.在触点闭合阶段出现少量多余的杂波，这往往是因触点弹簧弹力不足引起触点闭合时产生意外跳动而造成。4.在触点闭合阶段出现大量杂波，一般是由于触点接地不良而引起的。5.电
43、子点火系统在通电储能阶段电压没有上升，说明电子点火器电路的限流作用失效。图4.4 初级电压的故障波形4.2 瑞纳点火系统主要部件故障分析4.2.1 分电器故障分析1.断电器常见故障：（1）触点氧化，烧蚀。当电容器失效或者电容量选择不当时，触点间容易产生火花，导致触点氧化、烧蚀，尔后又因接触不良，接触电阻增大使初级电流减少，次级点火电压下降。（2）触点间隙调整不当。若触点间隙过大，触点闭合时间缩短，初级断电电流减少，是次级电压下降：若触点间隙过小，触点闭合时间虽然增加，但因触点分开不彻底，触点间已产生火花，也会使次级电压下降。（3）触点臂弹簧弹力不足。触点臂在发动机高速运转时易被甩开，使触点不能
44、及时闭合，因而初级电流减少，次级电压下降且容易发生高速断火现象。（4）凸轮磨损不均匀或者传动轴松动。使气缸点火时间不准，甚至触点不能分开，导致不跳火。2.配电器常见故障：分电器盖或分火头裂损、受潮、或绝缘击穿，将引起发动机“断火”、“错火”或者根本无法启动。3.点火提前机构常见故障：（1）离心式提前装置弹簧失效。离心快弹簧张力不足，会使发动机在中低速时点火提前角过大：拨板销磨损会导致点火提前角不准确。（2）真空式提前装置膜片破裂。膜片破裂会使发动机在低负荷时候不能增大点火提前角；弹性张力减小也导致点火提前角增大。4.2.2 电容器的故障分析1.电容器短路，使点火线圈初级电流不能切断而使点火系统
45、不能产生高压。2.电容器断路，相当于分电器没有接上电容器，使触点的火花严重，最高次级电压下降。3.电容器漏电，漏电消耗了点火系统的点火能量，导致次级电压下降。4.电容器容量值不当，电容量过大或者过小都易使接触点烧蚀，并使次级电压下降。4.2.3 点火线圈的故障分析1.初级绕组或者次级绕组断路、短路、搭铁、造成次级电压下降或者不产生次级电压。2.绝缘盖破裂漏电，使次级电压下降或不产生次级电压。3.附加电阻烧断，造成点火线圈初级电路断路。4.2.4 火花塞故障分析1.绝缘体呈白色，电极熔化。这是因为瑞纳点火系统中的燃烧室积炭过多、排气不畅、冷却系统不良等而引起燃烧室的温度过高，火花塞未拧紧而导致火花塞散热困难。2.绝缘体顶端起皱疤，电极烧损。这是瑞纳点火系统中的火花塞的热值过低而引起的早燃，点火时间过早、冷却系统不良而引起早燃。3.绝缘体顶端破裂，因点火时间过早、燃烧时温度过高、混合气体过稀导致发动机爆燃。4.火花塞积炭，这是