汽车电子点火系统故障分析与维修
目录
引言 1
一、汽车电子点火系统原理分析 2
（一）汽车电子点火系统的作用 2
（二）电子点火系统组成和原理 2
（三）曲轴位置传感器 3
（四）凸轮轴位置传感器 4
（五）火花塞 5
（六）点火线圈 6
（七）无分电器电子点火系统 6
（八）无高压线电子点火系统 8
二、汽车电子点火系统维修方法 9
（一）维修工具 9
（二）常用维修操作 9
（三）火花塞维修 10
（四）电子点火器维修 11
（五）点火线圈维修 12
（六）电子控制单元维修 13
（七）爆震传感器维修 14
三、汽车电子点火系统故障维修案例分析 15
（一）发动机不能起动故障维修 15
（二）发动机怠速不稳故障维修 16
（三）无分电器参考脉冲故障维修 17
（四）无曲轴位置传感器信号故障维修 18
（五）高压线损坏故障维修 18
总结 20
参考文献 21
致谢 22
引 言
汽车发动机点火系统一直在变化，电子控制点火系统更加先进和复杂。今天的汽车几乎全部使用电子控制点火系统。这些点火系统比老式的传统点火系统效率更高、更精确。论文分析了电子式点火系统部件和工作原理，给出典型故障诊断和维修程序。
点火系统是在压缩行程的接近终端时为汽缸提供火花，从而点燃压缩的空气与燃油混合物。在标准大气压下(100kPa)，火花跳过0.6mm的空气 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
间隙时要有2-3kV的电压；在汽缸的压缩比为8:1时，要击穿相同间隙的气隙需要接近8kV的电压。在更高压缩比和更稀燃气时，需高20kV 的电压。所以点火系统必须将12V的蓄电池电压转换为8-20kV，并且要适时地将高压传给汽缸。某些点火系统给火花塞提供高达20kV的电压。先进的电子控制点火系统，是从传统点火系统发展而来的，各点火系统的基本原理是相类似的：控制点火线圈中的初级线圈能在次级线圈中感生出高电压。点火系统由多个部件组成，根据发动机点火系统的实际需要来设计这些组件的结构。
传统式点火系的最大的问题是触点的磨损和初级电路的切断速度。自从出现了固态元器件和晶体管，所有的制造厂家都将传统式点火系改为固态系统。在一段时期上，这些点火系统曾得到了很大发展和改进。人们将这些系统叫做电容放电式点火系统、无断电器式点火系统、固态式点火系统、电子式点火系统和高能点火系统。但是，它们都采用了一个共同元件，即在电路中使用晶体管来实现初级电路的快速切断。次级电路大部分相同，但产生的电压更高。晶体管用于接通和切断点火系初级电路。晶体管切断和接通电路的速度比机械式断电器触点快得多。这样，磁场的消失速度也就快得多，因此次级电路中会产生更高的次级电压。对晶体管点火系，次级电压可高达80kV 。这就改善了燃烧，提高了发动机性能，降低了废气排放。
一、 汽车电子点火系统原理分析
（一）汽车电子点火系统的作用
汽油发动机电子点火系统的组成和功能电子点火系统是通过点火器控制点火线圈的初级绕组中电流的大小和切断时机， 从而控能量和点火时刻， 保证发动机的可燃混合气以最佳的速度进行最彻底的燃烧。由于控制初绕组的断开开关不同，因此，构成了不同的点火系统。汽油发动机电子点火系统使点火提前角都与最佳点火提前角相近，可对通电时间和电流进行控制。
电子点火系统也叫做计算机控制线圈点火，它是点火系统的另一个重要发展。它被认为是一种无分电器点火系统。该系统由动力控制模块PCM、点火线圈模块以及电磁式凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器组成。它去掉了分电器和传统式点火线圈，利用微处理器接收来自凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信息。通过对这些信息的处理，确定正确的点火顺序。然后，系统再触发6缸发动机的三个（或4缸发动机的两个）互联式点火线圈中的一个，使火花塞跳火。点火正时要由PCM重新决定，因为 PCM一直在监视着曲轴位置、发动机转速、发动机温度和发动机进气量。然后PCM再发信号给点火模块，以便在正确的时刻产生必需的火花。
（二）电子点火系统组成和原理
电子点火（EI）系统是一种无分电器点火系统。该系统由动力控制模块PCM、电子控制单元(ECU) 、点火（线圈）模块以及电磁式凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器组成。其组成以及工作原理如图1-1所示。
图1-1 电子点火系统的组成和工作原理图
汽油发动机电子点火系统的工作过程如下：当发动机工作时，电子控制单元ECU接受传感器信号的输入，运行存储器中设置好的程序和数据，发出点火命令， 从而触发导通点火线圈的初级电路的导通，点火线圈流过电流，以磁场能形式储存能量，然后立即切断初级线圈电路，次级线圈中产生达到数十千伏的高压信号，经火花塞瞬间释放产生电火花， 从而迅速点燃汽缸内的混合气，使发动机完成做功过程。电子点火系统去掉了分电器和传统式点火线圈，利用微处理器接收来自凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信息。通过对这些信息的处理，确定正确的点火顺序。然后，系统再触发发动机点火线圈，使火花塞跳火。点火正时要由PCM重新决定，因为 PCM一直在监视着曲轴位置、发动机转速、发动机温度和发动机进气量。然后PCM再发信号给点火模块，以便在正确的时刻产生必需的火花。
点火线圈触发电路如图1-2所示，采用一个晶体管来触发控制点火线圈初级侧。此电路用一个低电压信号来控制晶体管发射极-基极电路。这个电压信号由感应线圈和磁阻轮产生，其工作原理很像一台小型发电机。这个电压信号就是一种极为精确的定时信号。此信号控制控制单元内的电子电路和晶体管。这将中断流经初级电路的电流，使点火线圈的磁场突然消失。而不同的是发射极-集电极电路能被非常迅速地切断。这将使磁场迅速消失，产生更高的次级电压。电子电路要比一只晶体管复杂得多。闭合角和点火提前角也可用电子控制方式设计进系统中。
图1-2点火线圈的初级触发电路
（三）曲轴位置传感器
电子点火系统中的曲轴位置（CKP）传感器用于触发点火系统。它用于提供一个点火正时和发动机转速信号。图1-3是一种典型的曲轴位置传感器。此传感器有三个部分：脉冲环、曲轴位置传感器和相关部件。
脉冲环安装在曲轴上并随曲轴旋转，其作用是充当触发轮，提供发动机转速信息。曲轴位置传感器安装在脉冲环的附近，其作用是从脉冲环那里探测一个电磁信号并将此信号送给电子式点火系或计算机控制点火系。它的原理与老式EI系统的电磁传感器非常相像。压板组件将传感器牢牢地固定在气缸体的前部。传感器被埋入一个塑料壳内。到计算机的插接器位于顶部。固定托架使曲轴位置传感器保持牢靠，并且将其与发动机相连。其他类型的曲轴位置传感器也被采用。它们被设计成能读出曲轴360°转角上的各种位置。
图1-5是一个标准火花塞。中心电极是通过金属杆与上端子连接的，电极是用镍基合金构成的，银和铂也常用到，如果在电极中安放铜芯，就能提高其导热性。绝缘材料采用高级陶瓷基质。电极和金属杆之间的电导玻璃密封也是一个电阻器。该电阻器有两个功能：第一，阻止燃烧中心电极；第二，减小无线电干扰。针对这两种功能，都可获得理想的效果。因为在持续的点火过程中，电阻器可降低电流。火花塞上有绝缘肋环，用来防止跳火，可有效地增加从端子到金属固定螺母的距离，该螺母搭铁到发动机上。
引言 1
一、汽车电子点火系统原理分析 2
（一）汽车电子点火系统的作用 2
（二）电子点火系统组成和原理 2
（三）曲轴位置传感器 3
（四）凸轮轴位置传感器 4
（五）火花塞 5
（六）点火线圈 6
（七）无分电器电子点火系统 6
（八）无高压线电子点火系统 8
二、汽车电子点火系统维修方法 9
（一）维修工具 9
（二）常用维修操作 9
（三）火花塞维修 10
（四）电子点火器维修 11
（五）点火线圈维修 12
（六）电子控制单元维修 13
（七）爆震传感器维修 14
三、汽车电子点火系统故障维修案例分析 15
（一）发动机不能起动故障维修 15
（二）发动机怠速不稳故障维修 16
（三）无分电器参考脉冲故障维修 17
（四）无曲轴位置传感器信号故障维修 18
（五）高压线损坏故障维修 18
总结 20
参考文献 21
致谢 22
引 言
汽车发动机点火系统一直在变化，电子控制点火系统更加先进和复杂。今天的汽车几乎全部使用电子控制点火系统。这些点火系统比老式的传统点火系统效率更高、更精确。论文分析了电子式点火系统部件和工作原理，给出典型故障诊断和维修程序。
点火系统是在压缩行程的接近终端时为汽缸提供火花，从而点燃压缩的空气与燃油混合物。在标准大气压下(100kPa)，火花跳过0.6mm的空气 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
间隙时要有2-3kV的电压；在汽缸的压缩比为8:1时，要击穿相同间隙的气隙需要接近8kV的电压。在更高压缩比和更稀燃气时，需高20kV 的电压。所以点火系统必须将12V的蓄电池电压转换为8-20kV，并且要适时地将高压传给汽缸。某些点火系统给火花塞提供高达20kV的电压。先进的电子控制点火系统，是从传统点火系统发展而来的，各点火系统的基本原理是相类似的：控制点火线圈中的初级线圈能在次级线圈中感生出高电压。点火系统由多个部件组成，根据发动机点火系统的实际需要来设计这些组件的结构。
传统式点火系的最大的问题是触点的磨损和初级电路的切断速度。自从出现了固态元器件和晶体管，所有的制造厂家都将传统式点火系改为固态系统。在一段时期上，这些点火系统曾得到了很大发展和改进。人们将这些系统叫做电容放电式点火系统、无断电器式点火系统、固态式点火系统、电子式点火系统和高能点火系统。但是，它们都采用了一个共同元件，即在电路中使用晶体管来实现初级电路的快速切断。次级电路大部分相同，但产生的电压更高。晶体管用于接通和切断点火系初级电路。晶体管切断和接通电路的速度比机械式断电器触点快得多。这样，磁场的消失速度也就快得多，因此次级电路中会产生更高的次级电压。对晶体管点火系，次级电压可高达80kV 。这就改善了燃烧，提高了发动机性能，降低了废气排放。
一、 汽车电子点火系统原理分析
（一）汽车电子点火系统的作用
汽油发动机电子点火系统的组成和功能电子点火系统是通过点火器控制点火线圈的初级绕组中电流的大小和切断时机， 从而控能量和点火时刻， 保证发动机的可燃混合气以最佳的速度进行最彻底的燃烧。由于控制初绕组的断开开关不同，因此，构成了不同的点火系统。汽油发动机电子点火系统使点火提前角都与最佳点火提前角相近，可对通电时间和电流进行控制。
电子点火系统也叫做计算机控制线圈点火，它是点火系统的另一个重要发展。它被认为是一种无分电器点火系统。该系统由动力控制模块PCM、点火线圈模块以及电磁式凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器组成。它去掉了分电器和传统式点火线圈，利用微处理器接收来自凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信息。通过对这些信息的处理，确定正确的点火顺序。然后，系统再触发6缸发动机的三个（或4缸发动机的两个）互联式点火线圈中的一个，使火花塞跳火。点火正时要由PCM重新决定，因为 PCM一直在监视着曲轴位置、发动机转速、发动机温度和发动机进气量。然后PCM再发信号给点火模块，以便在正确的时刻产生必需的火花。
（二）电子点火系统组成和原理
电子点火（EI）系统是一种无分电器点火系统。该系统由动力控制模块PCM、电子控制单元(ECU) 、点火（线圈）模块以及电磁式凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器组成。其组成以及工作原理如图1-1所示。
图1-1 电子点火系统的组成和工作原理图
汽油发动机电子点火系统的工作过程如下：当发动机工作时，电子控制单元ECU接受传感器信号的输入，运行存储器中设置好的程序和数据，发出点火命令， 从而触发导通点火线圈的初级电路的导通，点火线圈流过电流，以磁场能形式储存能量，然后立即切断初级线圈电路，次级线圈中产生达到数十千伏的高压信号，经火花塞瞬间释放产生电火花， 从而迅速点燃汽缸内的混合气，使发动机完成做功过程。电子点火系统去掉了分电器和传统式点火线圈，利用微处理器接收来自凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信息。通过对这些信息的处理，确定正确的点火顺序。然后，系统再触发发动机点火线圈，使火花塞跳火。点火正时要由PCM重新决定，因为 PCM一直在监视着曲轴位置、发动机转速、发动机温度和发动机进气量。然后PCM再发信号给点火模块，以便在正确的时刻产生必需的火花。
点火线圈触发电路如图1-2所示，采用一个晶体管来触发控制点火线圈初级侧。此电路用一个低电压信号来控制晶体管发射极-基极电路。这个电压信号由感应线圈和磁阻轮产生，其工作原理很像一台小型发电机。这个电压信号就是一种极为精确的定时信号。此信号控制控制单元内的电子电路和晶体管。这将中断流经初级电路的电流，使点火线圈的磁场突然消失。而不同的是发射极-集电极电路能被非常迅速地切断。这将使磁场迅速消失，产生更高的次级电压。电子电路要比一只晶体管复杂得多。闭合角和点火提前角也可用电子控制方式设计进系统中。
图1-2点火线圈的初级触发电路
（三）曲轴位置传感器
电子点火系统中的曲轴位置（CKP）传感器用于触发点火系统。它用于提供一个点火正时和发动机转速信号。图1-3是一种典型的曲轴位置传感器。此传感器有三个部分：脉冲环、曲轴位置传感器和相关部件。
脉冲环安装在曲轴上并随曲轴旋转，其作用是充当触发轮，提供发动机转速信息。曲轴位置传感器安装在脉冲环的附近，其作用是从脉冲环那里探测一个电磁信号并将此信号送给电子式点火系或计算机控制点火系。它的原理与老式EI系统的电磁传感器非常相像。压板组件将传感器牢牢地固定在气缸体的前部。传感器被埋入一个塑料壳内。到计算机的插接器位于顶部。固定托架使曲轴位置传感器保持牢靠，并且将其与发动机相连。其他类型的曲轴位置传感器也被采用。它们被设计成能读出曲轴360°转角上的各种位置。
图1-5是一个标准火花塞。中心电极是通过金属杆与上端子连接的，电极是用镍基合金构成的，银和铂也常用到，如果在电极中安放铜芯，就能提高其导热性。绝缘材料采用高级陶瓷基质。电极和金属杆之间的电导玻璃密封也是一个电阻器。该电阻器有两个功能：第一，阻止燃烧中心电极；第二，减小无线电干扰。针对这两种功能，都可获得理想的效果。因为在持续的点火过程中，电阻器可降低电流。火花塞上有绝缘肋环，用来防止跳火，可有效地增加从端子到金属固定螺母的距离，该螺母搭铁到发动机上。
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