目前,電控汽油發動機所采用的直接點火系統按照高壓配電方式的不同可分為同時點火方式(也稱分組點火)和獨立點火方式。
以直列四缸發動機為例,采用同時點火方式時,1、4缸(兩個氣缸的活塞同時到達上止點)共用一個點火線圈,2、3缸共用一個點火線圈;采用獨立點火方式時,每個氣缸單獨使用一個點火線圈。
采用不同點火方式時,點火線圈的形式和安裝位置也不相同 ▼
同時點火方式 ▲
獨立點火方式 ▲
1. 同時點火方式采用的點火線圈
同時點火方式采用的點火線圈通常有兩種形式,一種是用于2個氣缸點火(雙缸點火)的點火線圈,對于四缸發動機而言,需要2個,而六缸發動機則需要3個;另一種是将兩個點火線圈集成在一起的點火線圈總成,主要用于四缸發動機。
用于雙缸點火的點火線圈 ▲
用于四缸點火的點火線圈總成 ▲
提示:
① 用于雙缸點火的點火線圈多為單純的點火線圈,插接器為2個端子。
② 直接用于四缸點火的點火線圈總成,有的插接器為3個端子,這種點火線圈總成實際上就是兩個點火線圈的集成;有的插接器為4個端子,這種點火線圈總成内部除了有兩個點火線圈外,還有一個驅動電路,所以,這種點火線圈也稱為點火模塊。如下圖所示。
2. 獨立點火方式采用的點火線圈
按照插接器端子數量的不同,獨立點火方式采用的點火線圈分為2端子式、3端子式和4端子式,如下圖所示。
2端子式的獨立點火線圈就是單純的點火線圈;4端子式的獨立點火線圈内部除了有單純的點火線圈外,還含有驅動電路,因此,4端子式的獨立點火線圈實際上是一個點火模塊;3端子式的獨立點火線圈比較複雜,它既有可能是單純的點火線圈,也有可能是一個點火模塊,關鍵在于其内部結構。
點火線圈的故障類型與診斷方法
點火線圈的常見故障主要有自身故障、拆裝故障和電路故障等幾種類型,其具體的故障原因和導緻的故障現象如下所示:
1. 人工經驗檢查
① 目視檢查:點火線圈外觀是否老化裂紋、破損;線束插頭是否插接牢固完好、線束是否破損/斷裂;點火線圈與高壓線或火花塞是否安裝牢靠,必要時動手操作予以驗證。
② 在發動機運行時,向點火線圈附近噴灑水霧,檢測是否有漏電情況發生。
③ 進行跳火試驗(應使用火花測試儀):如果沒有高壓電,利用替換法,使用一個已知良好的點火線圈進行試驗,如果有高壓電,說明原點火線圈損壞;如果依然沒有高壓電,則問題在于線路和ECM的控制方面。
④ 路試:在上坡、低速高擋位的情況下(模拟大負荷工況)實施急加速,感受發動機是否有“突突突”的頓挫現象,如果有,則說明點火系統存在斷電或漏電情況。
2. 車載診斷系統診斷故障
當點火線圈及控制電路出現故障時,ECM中會存儲相應的故障信息,利用診斷儀器能夠查詢出這些故障碼,故障代碼的含義、說明以及可能的故障原因如下表所示。
3. 儀器設備檢測
(1) 電阻檢測
對于單純的點火線圈,可以利用萬用表的電阻擋測量其初級線圈電阻和次級線圈電阻;對于帶有内置驅動電路的點火模塊,視其内部結構,有的可以進行次級線圈電阻測量,但初級線圈的阻值是無法測量的(因為存在内置驅動電路)。
為了保證測量的準确性,在測量之前應先斷開點火線圈的線束插接器,具體操作如下:
◆ 測量初級線圈電阻将萬用表調至Ω擋。把萬用表的兩支表筆分别接至初級線圈的兩個端子,初級線圈的阻值通常約為1Ω(溫度對電阻的測量會有一定影響),标準阻值應參考各車型的維修手冊。
◆ 測量次級線圈電阻将萬用表調至kΩ擋。對于用于同時點火的點火線圈,将萬用表的兩支表筆分别接至兩個高壓輸出端子來測量次級線圈的阻值;對于用于獨立點火的點火線圈,将萬用表的一支表筆接至次級線圈輸出端子(即連接火花塞的端子),另一支表筆接至次級線圈搭鐵端或初級線圈正極端,讀取次級線圈的阻值。次級線圈的阻值為6~30kΩ,标準阻值應參考各車型的維修手冊。
(2) 絕緣檢測
使用萬用表的電阻擋測量點火線圈插接器的任一端子及高壓輸出端子與外殼之間的電阻,所測阻值不應小于50MΩ,否則說明點火線圈絕緣不良,應予以更換。
(3) 初級電路供電測試
将點火開關置于“ON”擋,不啟動發動機(KOEO狀态),使用電壓表或二極管試燈測量點火線圈正極側的電壓,正常應為12V左右;如果電壓為0V,應檢查電源電路(如熔斷器、線路、點火開關等)。
(4) 觸發信号測試
啟動發動機,利用電壓表或二極管試燈檢查點火線圈負極或是點火信号觸發端,電壓表應波動、二極管試燈應閃爍,表明初級線圈正在被進行通斷控制;如果無觸發信号,應檢查相關傳感器、線路、ECM等。
(5) 火花測試
火花測試是檢驗點火線圈工作性能好壞的重要方法。正确的火花測試必須使用火花測試器,這是因為普通的火花塞在氣缸外隻需要3kV電壓就可以擊穿其間隙,而火花測試器則需要25kV電壓才能擊穿它的環形間隙,所以使用普通火花塞進行火花測試隻能判斷點火系統的觸發控制是否存在,而無法判斷火花塞在氣缸内能夠可靠點火。
火花測試的具體操作如下:
◆ 獨立點火系統的火花測試
如下圖所示,在對獨立點火系統進行火花測試時,将點火線圈連接在火花測試器的接線柱上,并将火花測試器搭鐵(利用其夾子直接搭鐵)。然後啟動起動機帶動曲軸和凸輪軸轉動,觸發點火系統使火花測試器跳火。如果火花為藍色,說明點火線圈性能正常;如果火花弱,則視為無效火花,應更換點火線圈;如果無火花,應更換已知良好的點火線圈再行測試,如果依舊無火花,則應檢查點火控制電路、相關傳感器和ECM。
利用火花測試器測試點火線圈的點火能量 ▲
◆ 同時點火系統的火花測試
對同時點火系統進行火花測試時,應将次級線圈兩端的高壓阻尼線連接在兩支火花測試器上,檢查火花狀态。
火花測試可以同時對所有點火線圈進行。如果所有火花測試器都不跳火,說明故障出在點火系統的電源供給、搭鐵或控制電路等公共部分;如果僅某一支(獨立點火系統)或某兩支(同時點火系統)火花測試器不跳火或跳火無效,則說明故障在這條分支上,該點火線圈故障的可能性極大。
提示:
• 同時點火的點火線圈應連接兩個測試器。
• 火花測試器産生斷續火花視同無火花。
• 火花測試時必須保證點火線圈接地。
• 火花測試時必須終止燃油噴射。
(6) 示波器測試點火波形
通過分析點火波形,可以有效檢查車輛行駛性能及排放問題産生的原因。一般情況下,該波形主要用來檢查點火線圈、火花塞、高壓線是否存在短路或者開路現象,火花塞是否由于積炭而引起點火不良等情況。
标準的點火次級波形如下圖所示,分為三個部分:閉合部分、點火部分、中間部分。閉合部分的時間段是三極管導通時間,應保持波形下降沿一緻,表示各缸閉合角相同以及點火正時正确;點火部分呈現的是一條點火線和一條火花線(燃燒線),點火線是一條垂直線,代表的是擊穿電壓,火花線則是一條近似水平的線,代表維持電流通過火花塞間隙所需的電壓;中間部分顯示的是點火線圈中通過初級和次級的振蕩來耗散剩餘的能量,一般最少有2個振蕩波。
标準的點火初級波形如下圖所示 ▼
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