1、项目十 点火系统的结构与检修一、实训目的和要求 (1)了解电子点火系统的组成和工作原理(2)掌握电子点火系统主要元件的检测方法(3)掌握电子点火系统故障诊断的基本方法二、实训设备、材料和工具 电子点火电路及相应部件,万用表,维修工具等。三、实训内容及步骤(一)结构组成电子点火系统主要由电源,点火开关,点火线圈,点火控制器,分电器,高压线,火花塞等组成,图 10-1。图 10-1 点火系统的组成(二)工作原理点火系统的作用是适时地为汽油发动机气缸内已压缩的可燃混合气提供足够能量的电火花,使发动机能及时、迅速地燃烧做功。点火系统性能的好坏对发动机的工作有十分重要的影响,故点火系统应在发动机各种工况
2、和使用条件下,均能保证可靠而准确的点火。这就要求点火系统在发动机各种工况和使用条件下均能够迅速、及时地产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压,所产生的火花应具有足够的能量;且点火时刻应与发动机各种工况相适应。(三)检测步骤1、点火线圈的检查点火线圈(图 10-2)的检验主要包括外部检验、初次级绕组断短路搭铁检验以及发火强度检验。图 10-2 开磁点火线圈(1)外部检验检查点火线圈的外表,若绝缘盖破裂或外壳碰裂,因容易受潮而失去点火能力,应予以更换。(2)初次级绕组断路、短路、搭铁检验用万用表测量点火线圈的初级绕组、次级绕组以及附加电阻的电阻值,应符合技术标准,否则说明有故障,应予以更换。1)测量电
3、阻法检查初级绕组电阻。选万用表 200 档,两表笔分别接点火线圈“开关”柱与“一”柱,R=12:电阻过小为短路,R=为断路,选万用表 R10K档,两表笔分别接点火线圈“+”柱与体壳,R=为绝缘良好,否则有搭铁。检查次级绕组电阻。选万用表 200 档,两表笔分别接点火线圈“一”柱与高压线插孔,R=510K,电阻过小为短路,R=为断路。检查附加电阻的电阻。用万用表 200 档,接点火线圈“+”柱与“开关”柱,电阻应为 1.31.5,电阻过小为短路,R=为断路。2)试灯检验法。用 220v交流电试灯,接在初级绕组的接线柱上,灯亮则表示无断路故障,否则便是断路。当检查绕组是否有搭铁故障时,可将试灯的一
4、端与初级绕组相连,一端接外壳,如灯亮,便表示有搭铁故障;否则为良好。短路故障用试灯不易查出。对于次级绕组,因为它的一端接于高压插孔,另一端与初级绕组相连,所以检验中,当试灯的一个触针接高压插孔,另一触针接低压接柱时,若试灯发出亮光,说明有短路故障;若试灯暗红,说明无短路故障;若试灯根本不发红,则应注意观察,当将触针从接柱上移开时,看有无火花发生,如没有火花,说明绕组已断路。因为次级绕组和初级绕组是相通的,若次级绕组有搭铁故障,在检查初级绕组时就已反映出来了,无需检查。(3)发火强度检验1)在万能电器试验台上检验火花强度及连续性。检查点火线圈产生的高电压时,可与分电器配合在试验台上进行试验,如果
5、三针放电器的火花强,并能击穿 5.5mm以上的间隙时,说明点火线圈发火强度良好。检验时将故电电极间隙调整到 7mm,先以低速运转,待点火线圈的温度升高到工作温度(6070)时,再将分电器的转速调至规定值,(一般 4、6 缸发动机用的点火线圈的转速为 1900rmin,8 缸发动机的为2500rmin),在 0.5 min内,若能连续发出蓝色火花,表示点火线圈良好。2)用对比跳火的方法检验。此方法在试验台上或车上均可进行,将被检验的点火线圈与好的点火线圈分别接上进行对比,看其火花强度是否一样。点火线圈经过检验,如内部有短路、断路、搭铁等故障,或发火强度不符合要求时,一般均应更换新件。2、分电器总
6、成检查(1)轴向间隙:用塞尺测量联轴器或转动齿轮与分电器壳体接触面的间隙,一般应为0.150.5mm。(2)分电器盖:选万用表 200K 档,两表笔分别接中央插孔与旁电极孔,R50K,否则说明分电器盖有裂纹或积污,应清洁或更换。(3)分火头:与分电器盖检查方法相同。(4)电容器:用交流试灯检查,灯亮表示电容器短路,应更换。灯不亮或暗红,移去触针后,将引线与外壳相碰,有强裂火花,则电容良好,否则应更换。(5)离心点火提前装置:将分电器轴固定,用手捏住凸轮或分火头,沿旋转方向转至极限后松开,凸轮应能自动回到原位。(6)真空点火提前装置:真空点火提前调节器的密封性必须良好,可用专用仪器或用嘴吸吮检查
7、,膜片应能拉动移动,或则应换。(7)霍尔发生器的检修,图 10-3图 10-3 霍尔信号传感器的检查注意该项检查应在点火线圈、点火器及导线正常时进行。 1)电压法检测为避免损坏电子元件,在连接仪器接线之前,须先将仪器置于测量电压的功能下。 将高压线插头从分电器上拔下并搭铁(此时可用辅助线) 。 拔掉控制器插头的橡皮套管(不拔下插头) 。 将电压表接于触点 6和 3之间。打开点火开关。 用手按发动机旋转方向缓慢地转动分电器轴,此时电压应在 09V 之间波动。当分电器触发叶轮的叶片在空气隙时,电压为 29V,当叶片不在气隙时,电压约为0.30.4V,若电压不在 09V 之间变化,则说明霍尔发生器有
8、故障,应予更换。2)模拟信号发生器动作检关闭点火开关,打开分电器盖,转动曲轴,使分电器叶轮的叶片不在气隙中,拔出分电器盖上的中央高压线时,使其端部离气缸体 57mm,然后接通点火开关,用薄铁片在空气隙中,轻轻的插入和拔出,模拟触发叶轮的叶片在空气隙时的动作。如此时高压线端头跳火,说明霍尔信号发生器、点火器、点火线圈及连接导线性能良好。若不跳火,在其它部件正常时,说明信号发生器有故障,应更换。3、火花塞与高压线的检查外部观察火花塞应无积炭和损坏,用塞尺测得其间隙应为 0.70.8mm,试火检查,火花为兰白色,声音清脆,否则应更换火花塞。用万用表测量点火线圈至分电器高压线的电阻值应为 02.8,分
9、电器到火花塞之间的高压线电阻应为 0.67.4K,否则要更换高压线。 4、电子点火控制器的检修(1)当点火线圈的电阻符合要求,而点火线圈上没有高压信号时,应检查电子点火控制装置。(2)点火器电源电路检测将插头从控制器上拔掉,将电压表接在插头上的触点 2与 4之间,打开点火开关,测定的电压应与蓄电池电压相接近,否则说明有断路故障应排除。(3)点火器工作性能的检测关闭开点火开关,重新把插头插在控制器上。拔掉霍尔发生器插头,将电压表接在电火线圈接线柱 1(-)和 15(+)上。1)打开点火开关,此时电压为 26 伏,并在一两秒钟后必须下降到 0,否则应更换控制器。2)快速将分电器插座的中间导线拔出并
10、搭铁,电压值必须在瞬间达到 2V,否则说明有断路故障,应予排除,必要时更换控制器。(4)点火器向霍尔发生器输出电压的检测关闭点火开关, 将电压表接到霍尔发生器插头的“+”与“-”柱上,打开点火开关,此时电压应在 511V,若小于 5V,应检查点火器“5”与“3”柱,若电压在 5V以上,表明霍尔发生器插头与控制器之间有断路,应予排除。如果电压低于 5V或由于干扰造成电压大于 5V的假象时,应更换控制器。(5)旁路信号发生器检测点火器在实际操作中,也可采用旁路霍尔发生器的方法检查点火器。 关闭点火开关,拔出分电器盖上的中央高压线,使其端部距缸体 57mm,拔下信号发生器插头,用一导线接在插头的“0
11、”柱上,一端悬空。然后,打开点火开关,用悬空的导线反复搭铁,观察中央高压线端头是否跳火,若跳火,说明点火器完好。若不跳火,在点火线圈及连接导线正常时,说明点火器有故障。5、点火时间的检查:用点火正时灯检查,图 10-4图 10-4 点火正时的检查将正时灯的导线夹在高压线上,在打开磁电机的观察孔,用正时灯对准观察孔,启动发动机如果正常可以看到磁电机上的刻线,否则点火不正时。6、点火时间的调整1.摇转曲轴至一缸点火时刻。2.旋松分电器压板固定螺母,拆下分电器盖。先顺时针转动分电器盖至白金触点闭合,再反时针转动分电器盖至白金触点刚好打开。旋紧分电器压板固定螺母,装上分电器盖,分电器盖上与分火头对准的
12、孔插一缸高压线。按顺时针方向,根据作功顺序依次插上其它各缸的高压线。表 10-1 数据记录项目 结果初级绕组电阻/次级绕组电阻 /K附加绕组电阻/中央高压线电阻 /K分缸高压线电阻/分电器轴向间隙/mm火花塞间隙/mm四、相关知识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
13、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:(1)对于磁
14、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。 (2)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。(3)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。(4)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
15、电压达到 1616.5V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。 以下就点火系统中常见的故障现象进行分析(一)高压电路故障故障现象 1接通点火开关,起动机能带动发动机曲轴运转,点火系统无高压火 故障原因1、曲轴位置传感器工作性能不良;2、点火控制模块性能失效或连接线束松脱、断路或短路; 故障诊断启动发动机,检查“CHECK ENGINE”警告灯是否常亮。警告灯常亮,应
16、该取故障码,并根据故障码的内容诊断低压电路的故障;警告灯正常,则应检查点火系统的高压电路。 故障现象 2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;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。故障现象 3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
17、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。 诊断及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。 (二)低压电路故障故障现象 1 打开点火开关,电流表指“0”不动或
18、小于正常放电值不摆动;发动机不能起动 故障原因 1、供电系统故障:蓄电池存电不足,桩柱接线松动或接触不良; 2、线路故障:蓄电池至分电器触点之间断路。 诊断及排除 1、打开点火开关,若电流表指“0”不动,其他仪表也不摆动,则为蓄电池至点火开关间断路或蓄电池存电不足; 2、打开点火开关,转动曲轴时,电流表指示小电流放电,且不摆动,表明打开点火开关至分电器间断路。用搭铁试火法确定故障部位; 3、拆下分电器接柱上导线对外壳试火,若无火花,则故障在此导线与点火开关之间; 4、测试附加电阻,若附加电阻输入端有火花,附加电阻输出端(一次线圈低压输入端)无火花,可用万用表检测附加电阻的电阻值; 5、测试点火
19、线圈低压电路,若点火线圈低压输入端有火花,输出端无火花,应该检测其一次线圈是否断路; 6、分电器低压输入导线有火花,用此线端刮擦接线处无火花,此时应打开分电器盖,摇转曲轴,看断电触点是否闭合,不能闭合,表明触点间隙过大,应该检查调整触电间隙至 035mm045mm;能闭合,应检查接线柱至活动触点弹簧的导线是否断路或接触不良、触点是否严重烧蚀或脏污。 注意事项 1、采用搭铁试火法诊断故障时,应注意操作安全,周围不能有汽油等易燃物品; 2、提倡用试灯法或仪表(万用表、电压表)检测法诊断故障; 3、诊断电控汽车和电子元件时,应使用故障仪表或万用表。 故障现象 2低速工作正常,高速时失速;温度低时正常
20、,温度高时不正常;刚起动时正常,工作一段时间后出现故障等。 故障原因点火基准传感器和曲轴转角与转速传感器等安装松动;电路连接器件接触不良;点火器热稳定性差;点火线局部损坏或击穿,高压线电阻过大等。 诊断及排除检查各有关部件安装有无松动,电路连接是否牢固可靠,点火器、点火线圈温度是否异常;检查或更换高压线、火花塞等。 3.26 点火时间过早 故障现象 3 1、打开点火开关,摇转发动机,曲轴有反转现象; 2、用起动机起动时,起动阻力大,曲轴运转困难; 3、发动机加速时有严重爆震声,有时有敲缸声响; 4、怠速运转不平稳、容易熄火。 故障原因 1、分电器沿分火头旋转方向的逆方向转动过多; 2、断电触点
21、间隙过大. 诊断及排除 首先将分电器沿分火头旋转的方向转动少许,若起动后加速时仍有过早现象,一般是断电触点间隙过大,此时应调整触点间隙至标准值。 有条件时,应使用点火正时仪调校点火提前角至该发动机规定值。 (三)点火时间过迟 故障现象 1、起动时,发动机旋转轻快; 2、加速时,发动机沉闷无力,动力下降; 3、消声器声响沉重,有时有“放炮” 、 “回火” ; 4、发动机温度过高。 故障原因 1、分电器沿分火头旋转方向转动过多; 2、分电器壳紧固螺钉松脱; 3、断电触点间隙过小; 4、离心或真空点火提前机构工作不良。 诊断及排除 1、拧松压板固定螺栓,将分电器沿分火头旋转方向转动少许若运转正常,则
22、为分电器沿分火头旋转方向转动过多。 2、检查调整触点间隙至 035045mm; 3、检查离心调节器或真空调节器。离心调节器在分电器轴固定不动时,使凸轮向其工作方向转至极限,放松时应立即返回原位。 4、真空调节器在手动真空泵对其施加负压时,膜片能带动拉杆移动,负压消失,拉杆能迅速回位。 5、检查化油器至分电器的真空管是否漏气。 (四)点火错乱 故障现象 1、发动机不易起动,起动时有严重的“回火” 、 “放炮”现象; 2、发动机起动后,有规律地“回火” 、 “放炮” ,加速尤甚; 3、怠速不稳,容易熄火; 4、发动机动力性、经济性严重下降。 故障原因 1、高压分线排列顺序错乱; 2、高压分线对缸或
23、邻缸相互插错; 3、分电器盖或高压分线严重窜电; 4、点火正时严重失准; 5、分电器凸轮或分电器盖安装方向与原方向相差 180。 诊断及排除 1、检查高压分线排列顺序与该发动机做功顺序是否一致(应沿分火头旋转方向插排高压分线) 。 2、检查分电器是否窜电,可检查分电器盖的中央插孔间有无窜电。检查时将分电器盖悬空,拔出火花塞端所有分线距离缸体 5mm左右,拔动触点,若某根高压分线跳火,表明该缸插孔与中央插孔窜电;也可检验旁插孔间是否窜电。检验时将中央高压线与高压分线插入两相邻旁插孔内,拔动触点,若高压分线距缸体端跳火,表明被测两插孔间窜电。 3、校正点火正时 (1)摇转曲轴,使第 1缸处于压缩终
24、了位置,对正正时标记; (2)适当转动分电器,使触点处于微微张开状态后紧固分电器壳固定螺钉; (3)装上分火头和分电器盖,将此时分火头所对应的分电器旁插孔插上第 1缸高压线; (4)按发动机做功顺序,沿分火头旋转方向插上其他各缸高压分线。 4、检查分电器凸轮轴或分火头是否有自转现象,触点固定螺钉、压板固定螺栓是否松动。 (四)个别缸不工作故障现象 1、发动机在各种转速运转时,消声器均发出有节奏的声音; 2、发动机运转不稳、抖动; 3、有时有“回火” 、 “放炮”现象,排气管冒黑烟; 4、动力下降,怠速不稳易熄火。 故障原因 1、个别高压分线脱落或漏电; 2、分电器凸轮磨损不均匀。分电器轴松旷偏
25、摆; 3、个别火花塞工作不良; 4、高压线插错。 诊断及排除 1、查看高压分线有无脱落、漏电或插错; 2、在发动机中、低速时,作逐缸断火试验。若某缸断火后发动机转速明显下降或熄火,表明该缸工作良好;若某缸断火后,发动机无任何变化,表明该缸工作不良; 3、拔出不工作缸的高压分线,距火花塞 5mm 左右作跳火试验。若有火,则为该缸火花塞工作不良或发动机机械故障;若无火,应检查该缸的旁插孔或高压分线是否漏电; 4、检查分电器凸轮是否磨损不均匀或上下窜动。 (五)典型案例分析案例 1:广州本田雅阁 2.3L轿车发动机不能启动 故障现象一辆广州本田雅阁 2.3L轿车发动机无高压火,不能启动。 故障诊断与
26、排除检查点火系统,将点火开关置于“ON” ,用数字万用表测得点火线圈、点火模块的供电电压为 12.08V,测得该导线电压为 7.8V。此导线的电压变化可说明发动机 ECU对点火系模块有触发信号,发动机 ECU正常工作。分别检测第一缸位置传感器(CYP) 、上止点位置传感器(TDC)和曲轴位置传感器(CKP)的电阻分别为 375、371 和378,检测均正常,将分电器从发动机上卸下,用手转动分电器轴,测得 3个传感器的交流信号有效值分别是 CYP为 0.16V、TDC 为 0.31V、CKP 为 1.04V,说明这三个传感器输出基本正常。拆下点火线圈的线路连接,测得点火线圈初级绕组的阻值为1.0
27、,次级绕组的阻值为 11.49K,与标准值(初级绕组的阻值为 0.6-4.8,次级绕组的阻值为 13-19K)差别较大,表明点火线圈有损坏的可能。为进一步判断故障,取一国产 DQ130型点火线圈,隔开附加电阻,将其连接在原车线路中。连接好线路后,将点火开关置于“ON” ,用手转动分电器,高压线产生高压火,说明点火线圈确实有故障。更换点火线圈后,发动机工作恢复正常。 案例 2:94 款 2.2L雅阁轿车怠速运转时自动熄火、抖动 故障现象 一辆 94款 2.2L雅阁轿车轿车怠速状态下工作时自动熄火,而且抖动,急加速时瞬间反转 5-6圈,然后熄火。但故障检查灯 ENGINE CHECK并没有亮。因此
28、无法使用自诊断系统,不能调出该车的故障码进行常规分析。 检修过程 根据熄火现象,判断可能是燃油系统出现问题。从燃油系统的检测接头得知系统油压低于 0.2MPa(正常油压 0.28-0.35MPa) 。检查油压调节器和汽油滤清器无问题。拆下汽油泵,测量其输出压力为 0.3MPa(正常值 0.55MPa) ,说明汽油泵有故障。更换汽油泵后,油压正常,怠速状态良好,但其他问题并没有解决。 发动机抖动的原因大多是由于缺缸造成的,须检查各缸是否正常工作。拆下各缸的火花塞,发现 1、4 缸的火花塞发黑有油,从而证实 1、4 缸没有工作,导致发动机抖动。更换这两个缸的火花塞后,故障依旧,说明不是火花塞的问题
29、。再检查高压线,发现 1、4 缸高压线连接火花塞端不跳火,而分电盘端的这两缸高压均跳火,从而断定这两缸的高压线断路。更换后,故障排除。 急加速时,发动机反转,则一般说明点火顺序混乱。怠速状态工作正常,说明电脑没有问题。又检查各传感器均无问题,故障则可能是由于分电盘引起的。拆下分电盘,打开外壳后,发现固定分火头塑料绝缘座的一侧被电烧蚀,而且此塑料座的搭铁螺丝也被烧蚀,说明分火头对这个螺丝有放电现象。分析原因是出在 1、4 缸的高压线上,由于高压线断路,当分火头转到这两缸的任一缸时,无法通过高压电流传递出去,而且高压已经产生,能量很大,又距离固定分火头座的搭铁螺丝很近,因此高压电流将固定分火头的塑
30、料座隔板击穿,对搭铁螺丝放电。当急加速时,由于点火线圈瞬间提供给分火头的高压能量很大,分火头则向搭铁螺丝放电,而分火头再对各缸点火时,使点火顺序混乱,导致发动机反转。更换分电盘后,发动机工作恢复正常。 案例 3: 97款本田雅阁,发动机高温正常,低温不正常 故障现象 97款本田雅阁,发动机型号为 F22B4,冬天在室外停放过夜,第二天清晨发动不着火,经检查没有高压火,检测故障代码,无故障代码输出。若停放在有暖气的车库内过夜,第二天发动机起动很容易,一打就着。反复多次,且发生的温度区域为35,低于 3,发动机起动困难;高于 5,发动机容易起动。 故障诊断与排除雅阁系列发动机为程序控制燃油喷射系统
31、,采用程控点火控制方式,点火信号由发动机控制电脑发出,来保证最佳的点火时刻、提供最大的点火能量。经过检查,电路一切正常,拆下分电器拿到室内对分电器进行检修。对点火线圈的电阻值进行测量,初级为 0.76、次级为 17K。该点火线圈的标准阻值在 20测量时,初级为0.60.8,次级为 1319K。检测阻值在规定范围内,怀疑点火控制模块工作不正常。点火控制模块控制点火线圈的初级,而点火控制模块的工作是由发动机电脑控制的,于是决定更换一个新的点火控制模块。更换新的点火控制模块后,发动机很容易起动,认为故障排除了。当又一个寒冷的早晨时,该故障现象又一次发生,最后经过换件对比试验,当换上一个新的点火线圈后
32、,故障排除。此故障现象在汽车有关执行元件,如电磁线圈、电磁阀、喷油器及电动机上经常发生。所以对线圈的电阻值检测必须按照规定条件,在环境温度为 20时进行,同时对线圈进行长时间通、断电工作实验。或者在实际工作温度条件下,就车测量其电阻值和电压值,以获得值域区外的工作参数,来鉴别其性能好处。 案例 4: 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 2.3L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,
33、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:熔丝熔断;点火线圈有故障;点火控制模块有事故;线路有故障;气缸位置传感器有故障;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
34、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 2.3L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。五、思考与练习1、发动机对点火系有哪些要求2、什么是最佳点火提前角?影响最佳点火提前角的因素有哪些?3、试分析影响次级电压的因素4、什么是电子点火系统?与传统点火系统比有何不同?项目十一 启动系统的结构与检修一、实训目的和要求 (1) 掌握起动机的拆装顺序。(2) 了解起动
35、机各零件名称和作用。(3) 掌握对起动机进行简单测量的方法。(4) 学习拆解检修及装配起动机作业的基本方法。二、实训设备、材料和工具 汽车用起动机;万用表;维修工具。三、实训内容及步骤(一)汽车起动机的基本结构常见汽车起动机的基本结构如图 11-1所示。图 11-1 汽车起动机的基本结构 1-防尘箍 2-磁场绕组电刷 3-磁场绕组接头 4-接触点(至蓄电池) 5-开关盒外壳 6-开关接触点(至点火线圈) 7-接触点(至磁场绕组) 8-接触盘 9-起动机接线柱 10-连接片接线柱(至磁场绕组) 11-保持、吸引线圈 12-保持、吸引线圈外壳 13-回位弹簧、顶杆及铁芯 14-调整螺杆 15-保护
36、盖 16-拨叉支承销 17-拨叉 18-驱动端盖 19-驱动齿轮 20-单向离合器 21-滑环 22-单向离合器固定盖板 23-电枢轴 24-螺旋槽 25-电枢绕组 26-电枢铁芯 27-换向器 28-磁场绕组 29-磁极 30-机壳 31-电枢绕组电刷 32-电刷架 33-后端盖(二) 起动机拆解和清洗1、 首先将待修起动机外部的尘污、油污清除。2、 拆下连接片与电磁开关,取下电磁铁芯。3、 拆下防尘箍,用钢丝钩子提起电刷弹簧取出电刷(共 4 只) 。4、 拆下起动机贯穿螺栓,使后端盖、起动机外壳、电枢分离。5、 取下拨叉支承销,取下驱动端盖、拨叉与转子总成。6、 用专用工具拆下止推座圈,取
37、下驱动齿轮、单向离合器。各总成是否继续进一步分解,应视具体情况而定。7、 对分解的零部件进行清洗。清洗时,对所有的绝缘部件,只能用干净布蘸少量汽油擦拭,其他机械零件均可放入汽油、煤油或柴油中洗刷干净并凉干。(三) 起动机主要部件的检测1、 直流电动机的检修:(1)磁场绕组(定子)的检查:如图 11-2所示 1)磁场绕组断路的检查:首先通过外部验视,看其是否有烧焦或断路处,若外部验视未发现问题,可用万用表电阻 R1档检测,两表笔分别接触起动机外壳引线(即电流输入接线柱)与磁场绕组绝缘电刷接头是否导通,如果测得的电阻无穷大,说明磁场绕组断路,应予以检修或更换。2)磁场绕组搭铁的检查:用万用表电阻
38、R10K档(或数字万用表高阻档)检测磁场绕组电刷接头与起动机外壳是否相通,如果相通,说明磁场绕组绝缘不良而搭铁;如果阻值较小,说明有绝缘不良处,应检修或更换磁场绕组。图图 11-2 磁场绕组断路及搭铁的检查3)磁场绕组短路的检查:可用 2V直流电进行接线,如图 11-3所示。电路接通后,将改锥放在每个磁极上,检查磁极对改锥的吸引力是否相同。若某一磁极吸力太小,就表明该磁场绕组有匝间短路故障存在。图 11-3 磁场绕组短路的检查(2)电枢绕组(转子)的检查: 1)电枢绕组的检查,可在电气万能试验台上的电枢检验仪上进行。2)搭铁检验:用附件 F6一根,一端插入插座 33,一端接电枢轴,另一根附件
39、F6一端插入插座 34,一端接至整流子铜片,如有搭铁,指示灯 25即亮,可标出搭铁的整流子铜片。3)短路检验:如图 11-4,将待试的电枢放在电枢感应仪 3上,接通开关 60,灯19亮,感应仪配备一钢片,将该钢片放置于电枢铁芯线槽上,如该钢片振动发声,则表明绕组有短路故障。不断慢慢转动电枢一圈,将钢片依次逐个放置于各线槽上,对每一故障处作出标记。由于起动机电枢绕组采用波绕法,所以当钢片在四个铁芯槽出现振动时,说明相邻换向器铜片间短路;当钢片在所有槽上振动时,说明同一个槽中上、下两层导线短路。图 11-4 电枢短路检验操作图4)断路检验:如图 11-4,将待试的电枢放在感应仪 3上,接通开关 6
40、0,灯 19亮,将感应仪所附试棒两触针放在相邻两整流子片上,若电流表 18针不动,移动触针至电流表指出某一电流数值,固定此触针位置,然后转动电枢,使其余两邻片也达到至此位置,用触针测其电流,如电枢没有损坏,相邻两整流子片在电流表 18上的读数均应不变,若电流表 18无读数则表明该绕组断路。 四、相关知识(一)启动系统的基本组成和作用图 115 起动系基本组成现代汽车发动机以电动机作为启动动力。启动系统的基本组成如图 115所示,由蓄电池、点火开关、启动继电器、启动机等组成。启动系统的功用是通过启动机将蓄电池的电能转换成机械能,启动发动机运转。启动开关 接通启动机电磁开关电路,以使电磁开关通电工
41、作。汽油发动机的启动开关与点火开关组合在一起。启动继电器 由启动继电器触点(常开型)控制启动机电磁开关电路的通断,启动开关只是控制启动继电器线圈电路,从而保护了启动开关,有单联型(保护启动开关)和复合型(既保护启动开关又保护启动机) 。(二)启动机的类型1.按驱动齿轮啮合方式(1)惯性啮合式启动时,依靠驱动齿轮自身旋转的惯性与飞轮齿环啮合。惯性啮合方式结构简单,但工作可靠性较差,现很少采用。(2)电枢移动式靠磁极产生的电磁力使电枢作轴向移动,带动固定在电枢轴上的驱动齿轮与飞轮齿环啮合。电枢移动式启动机其结构较为复杂,在欧洲国家生产的柴油车上使用较多。(3)磁极移动式靠磁极产生的磁力使其中的活动
42、铁心移动,带动驱动齿轮与飞轮齿环啮合。磁极移动式启动机其磁极的结构较为复杂,目前采用此种结构形式的启动机已不多见。(4)齿轮移动式靠电磁开关推动电枢轴孔内的啮合杆而使驱动齿轮与飞轮齿环啮合。齿轮移动式其结构也比较复杂,采用此种结构的一般为大功率的启动机。(5)强制啮合式靠电磁力通过拨叉或直接推动驱动齿轮作轴向移动与飞轮齿环啮合。强制啮合式启动机工作可靠、结构也不复杂,因而使用最为广泛。2. 按传动机构结构(1)非减速启动机启动机与驱动齿轮之间直接通过单向离合器传动。一直以来,汽车上使用的启动机其传动机构均为这种机构。(2)减速启动机在启动机与驱动齿轮之间增设了一组减速齿轮。减速启动机具有结构尺
43、寸小、重量轻、启动可靠等优点,在一些轿车上应用日渐增多。(三)启动机的组成116 强制啮合式起动机的结构启动机一般由直流电动机、传动机构和电磁操纵机构三部分组成,如图 116所示,其各部分功用:直流电动机:产生电磁转矩。传动机构:在发动机启动时,使启动机小齿轮与飞轮齿圈啮合,将启动机转矩传给发动机飞轮;在发动机启动后,使启动机自动脱开飞轮齿圈。电磁操纵机构:控制启动机的运转和传动机构的啮合与分离。1、直流电动机的结构汽车用启动电动机一般为直流电动机,主要由磁极、电枢、换向器以及机壳等部件组成。电枢绕组与磁场绕组串联,称此种直流电动机为串励式直流电动机。(1)磁极。由固定在机壳上的磁极铁心和缠绕
44、在铁芯上的磁场绕组组成,磁场绕组所产生的磁极应该是相互交错的。一般采用四个磁极,功率大于 7.35KW的启动机个别采用 6个磁极。(2) 电枢与换向器。电枢由外圆带槽的硅钢片叠成的铁芯、电枢轴和电枢绕组等组成,启动机工作时,通过电枢绕组和磁场绕组的电流达几百安或更大,因此其磁场绕组和电枢绕组一般采用矩形断面的裸铜线绕制。换向器由许多换向片组成,换向片的内侧制成燕尾形,嵌装在轴套上,其外圆车成圆形。换向片与换向片之间均用云母绝缘。(3) 电刷与电刷架。用来联接磁场绕组和电枢绕组的电路,并使电枢轴上产生的电磁力矩保持固定方向。电刷用含铜石墨制成,装在端盖上的电刷架中,通过电刷弹簧保持与换向片之间具
45、有适当的压力。电动机内装有四个电刷架,其中两个电刷架与机壳直接相连构成电路搭铁,称为搭铁电刷架。2、传动机构普通启动机传动机构又称啮合机构或啮合器,其主要组成部分是单向离合器。其作用是:启动时将电枢的电磁转矩传递给发动机飞轮,而在发动机启动后,就立即打滑,以防止发动机飞轮带动启动机电枢高速旋转而造成飞散事故。启动机常见的单向离合器有:滚柱式、磨擦式、扭簧式、棘轮式等几种式。117 滚柱式单向离合器的组成118滚柱式单向离合器工作原理滚柱式单向离合器材 滚柱式单向离合器的结构,如图 117所示,驱动齿轮 1与外壳 2连接成一体,外壳内装有十字块 3,十字块 3与花键套筒 10固定连接,在外壳 2
46、与十字块形成的四个楔形槽内分别装有一套滚柱 4及压帽与弹簧 5,外壳 2与护盖 6相互密封,在花键套筒 10外面套有移动衬套 9及缓冲弹簧 8。整个单向离合器总成利用花键套筒 10套在电枢轴的花键上,单向离合器总成在传动拨叉作用下,可以在电枢轴上轴向移动,也可以随电枢轴转动。滚柱式单向离合器工作原理如图 118所示,发动机启动时,电枢轴通过花键套筒带动十字块旋转,这时滚柱 8在摩擦力作用下,滚入楔形槽的窄端,将十字块 1与外壳 4形成一体,于是将转矩传给了驱动齿轮 5,带动飞轮齿圈 6转动,启动发动机。发动机启动后,随着曲轴转速升高,飞轮齿圈将带动驱动齿轮高速旋转,当其转速大于十字块转速时,在
47、摩擦力作用下,滚柱滚入楔形槽的宽端而打滑,这样转矩不能从驱动齿轮传给电枢轴,从而防止了电枢超速飞散。滚柱式单向离合器结构简单,工作可靠,但传递转矩受限制。3、电磁开关电磁开关安装在启动机的上部,用来控制启动机驱动齿轮与飞轮的啮合与分离,以及电动机电路的接通和关断,电磁开关主要由吸引线圈、保持线圈、活动铁芯、接触盘、触点等组成。对于汽油发动机用启动机、电磁开关内还有点火线圈附加电阻短路触点,通过电磁开关外壳上的接线柱与点火线圈初级绕组相连。如图 119所示,接通启动开关后,吸拉线圈和保持线圈通电,在吸拉线圈和保持线圈电磁力的共同作用下,使活动铁芯克服弹簧力右移,活动铁芯带动拨叉移动,将驱动齿轮推
48、向飞轮,当驱动齿轮与飞轮啮合时,接触盘也被活动铁芯推至与触点接触位置,使启动机通入启动电流,产生电磁转矩启动发动机。接触盘接触后,吸拉线圈被短路,活动铁芯靠保持线圈的电磁力保持其啮合位置。119 ST614型起动机电路发动机启动后,断开启动开关,此时流经电磁线圈电流为:蓄电池正极接线柱12接触盘 11接线柱 14吸引线圈 6保持线圈 5搭铁蓄电池负极。由于吸引线圈产生了与保持线圈相反方向的磁通,两线圈电磁力相互抵消,活动铁心在弹簧力的作用下回位,使驱动齿轮退出啮合状态;接触盘同时回位,切断启动机电路,启动机便停止工作。(四)启动机的正确使用和维护 为了延长启动机的使用寿命,并保证能迅速、可靠、
49、安全地工作,启动机的正确使用和维护要求如下:1. 启动机是按短时间大电流工作设计的,其输出功率也是最大功率。因此,使用启动机,每次工作时间不得超过 5s,重复启动必须间隔 15s以上。2. 在低温下启动发动机时,应先预热发动机后再启动。3. 启动机电路的导线连接要牢固,导线的截面积应满足要求。4. 使用不具备自动保护功能的启动机时,应在发动机启动后迅速松开启动开关。在发动机正常工作时,切勿随便接通启动开关。5. 应尽可能使蓄电池处于充足电的状态,保证启动机正常工作时的电压和容量,减少启动机重复工作的时间。6. 应定期对启动机进行全面的维护和检修。(五)启动机试验启动机试验的目的是检验启动机的技术状况。试验时必须采用充足良好的蓄电池,蓄电池的容量和电压应和试验启动机的功率和额定电压匹配。通常只进行空转试验和全制动试验。1. 空转试验 空转试验的目的是检查启动机内部是否有电气故障和机械故障。图 1110 起动机的空载试验空转试验如图 1110所示,启动机不带负荷,接通电源测量启动机的空载转