電子點火系統

一 電子點火系統的種類和結構.

1.1 點火系統的要求

1.2 電子點火系統的種類

1.3 無觸點電子點火系統

1.2.1 磁感應式電子點火系統

1.2.2 霍爾式電子點火系統

1.4 有分電器的計算機點火系統

1.5 無分電器電子點火系統

二 電子點火系統主要部件的結構功用

2.1 點火線圈

2.2 分電器的結構及工作原理

2.3 火花塞

2.4 點火控制器

2.5 點火信號發生器

2.6 電控單元ECU

三 電子點火系統常見故障及診斷

3.1 電子點火系統故障診斷注意事項

3.2 常見故障及診斷

3.3 典型案例分析

緒 論

汽車發動機向著多缸、高轉速、高壓縮比的方向發展，人們還力圖通過改善混合氣的燃燒狀況，以及燃用稀混合氣，以達到減少排氣污染和節約燃油的目的。這些都要求汽車的點火系統能夠提供足夠高的次級電壓、火花能量和最佳點火時刻。傳統點火系統已經不能滿足這些要求。因此，各國都在積極探索改進途徑，並研製了一系列的電子點火系統。國內外汽車上使用的電子點火系統主要分為有觸點的電子點火系統和無觸點的電子點火系統兩大類。無論是哪一類電子點火系統，都是利用電子元件(晶體三極體)作為開關來接通或斷開點火系統的初級電路，通過點火線圈來產生高壓電。

電子點火系統與機械式點火系統完全不同，它有一個點火用電子控制裝置，內部有發動機在各種工況下所需的點火控制曲線圖(MAP圖)。通過一系列感測器如發動機轉速感測器、進氣管真空度感測器(發動機負荷感測器)、節氣門位置感測器、曲軸位置感測器等來判斷發動機的工作狀態，在MAP圖上找出發動機在此工作狀態下所需的點火提前角，按此要求進行點火。然後根據爆震感測器信號對上述點火要求進行修正，使發動機工作在最佳點火時刻。

電子點火系統也有閉環控制與開環控制之分：帶有爆震感測器，能根據發動機是否發生爆震及時修正點火提前角的電控系統稱為閉環控制系統；不帶爆震感測器，點火提前控制僅根據電控單元內設定的程序控制的稱為開環控制系統。

對於電子點火系統課題的探討，主要是介紹各種電子點火系統的結構組成及其工作原理，無觸點電子點火系統、有分電器計算機點火系統、無分電器電子點火系統的常見故障診斷及排除方法。通過這些問題的深入探討，熟悉了解電子點火系統。

1.1 點火系統的要求

1. 能產生足以擊穿火花塞間隙的電壓

火花塞電極擊穿而產生火花時所需要的電壓稱為擊穿電壓。點火系產生的次級電壓必須高於擊穿電壓，才能使火花塞跳火。擊穿電壓的大小受很多因素影響，其中主要有：

1.火花塞電極間隙和形狀

火花塞電極的間隙越大，擊穿電壓就越高；

電極的尖端稜角分明，所需的擊穿電壓低。

2.氣缸內混合氣體的壓力和溫度

混合氣的壓力越大，溫度越低，擊穿電壓就越高，

3.電極的溫度

火花塞電極的溫度越高，電極周圍的氣體密度越小，擊穿電壓就越低。

2．火花應具有足夠的能量

發動機正常工作時，由於混合氣壓縮終了的溫度接近其自燃溫度，僅需要1~5mJ的火花能量。但在混合氣過濃或是過稀時，發動機起動、怠速或節氣門急劇打開時，則需要較高的火花能量。並且隨著現代發動機對經濟性和排氣凈化要求的提高，都迫切需要提高火花能量。因此，為了保證可靠點火，高能電子點火系一般應具有80~100mJ的火花能量，起動時應產生高於100mJ的火花能量。

3．點火時刻應適應發動機的工作情況

首先，點火系統應按發動機的工作順序進行點火。其次，必須在最有利的時刻進行點火。

由於混合氣在氣缸內燃燒佔用一定的時間，所以混合氣不應在壓縮行程上止點處點火，而應適當提前，使活塞達到上止點時，混合氣已得到充分燃燒，從而使發動機獲得較大功率。點火時刻一般用點火提前角來表示，即從發出電火花開始到活塞到達上止點為止的一段時間內曲軸轉過的角度。

如果點火過遲，當活塞到達上止點時才點火，則混合氣的燃燒主要在活塞下行過程中完成，即燃燒過程在容積增大的情況下進行，使熾熱的氣體與氣缸壁接觸的面積增大，因而轉變為有效功的熱量相對減少，氣缸內最高燃燒壓力降低，導致發動機過熱，功率下降。

如果點火過早，由於混合氣的燃燒完全在壓縮過程進行，氣缸內的燃燒壓力急劇升高，當活塞到達上止點之前即達最大，使活塞受到反衝，發動機作負功，不僅使發動機的功率降低，並有可能引起爆燃和運轉不平穩現象，加速運動部件和軸承的損壞。

1.2 電子點火系統的種類

1. 無觸點電子點火系統

無觸點電子點火系統主要由點火信號發生器、點火器、點火線圈、分電器和火花塞等組成。與傳統點火系統相比，無觸點電子點火系統採用點火信號發生器和點火器取代白金觸電來控制點火線圈初級電路的接通和開閉。

無觸點電子點火系統按信號發生器的工作原理，可分為磁感應式、霍爾式、光電式及電磁振蕩式等。其中磁感應式和霍爾式的應用最為廣泛。

2.磁感應式電子點火系統

磁感應式電子點火系統，主要由磁感應信號發生器、分電器、點火線圈、火花塞等組成。磁感應信號發生器的作用是產生與發動機曲軸位置相應的磁感應電壓脈衝信號，並輸入給點火器作為點火控制信號。

3.霍爾式電子點火系統

霍爾式電子點火系統由內裝霍爾信號發生器的分電器、點火器、點火線圈、火花塞等組成。國產桑塔納、紅旗、捷達等轎車均採用該種類型的電子點火系統。桑塔納轎車裝用的是集成電路電子點火器。

4． 有分電器的計算機電子點火系統

有分電器的計算機電子點火系統主要由各種感測器、電控單元（ECU）、分電器、點火線圈等組成。

5． 無分電器電子點火系統

無分電器電子點火系統又稱直接點火系統，簡稱DIS。該種數字點火系統，除採用ECU控制閉合角、點火時刻和爆燃控制外，還取消了分電器，ECU控制點火線圈模塊實現點火高壓的分配。

無分電器電子點火系統的閉合角控制、點火時刻控制和爆燃控制的工作原理與有分電器的數字點火系統相同，而點火高壓的分配則通過多個點火線圈實現。

1.3 無觸點電子點火系統

一、無觸點電子點火系統的組成

無觸點電子點火系統由

1、分電器：內有配電器、信號發生器、機械式點火提前裝置（離心式和真空式）；

2、點火器：接受信號發生器的控制信號；控制點火線圈的初級繞組電流的通、斷；其他（內有閉合角控制電路、恆流控制等）

3、點火線圈；

4、火花塞等組成。

二、無觸點電子點火系統與傳統點火系統比較

1、結構上，取消了斷電器。用信號發生器代替凸輪；用點火器取代了白金觸點。

2、原理上，初級繞組電流的通、斷由信號發生器和點火器配合完成，其他工作過程變化不大

3、點火器除了控制初級繞組電流的通、斷外，內有控制電路（閉合角控制和恆流控制）可改善點火性能。

三、無觸點電子點火系統的優、缺點

優點:1.由於採用了信號發生器，從根本上消除了由觸點引起的一系列問題。

2.在所有轉速範圍內都能可靠點火（閉合角控制和恆流控制），在提高點火電壓和點火能量方面很有成效。

缺點：對點火時刻的控制依然依靠離心式和真空式兩套機械式點火提前裝置來完成，不能保證發動機點火時刻始終處於最佳狀況。（因為最佳點火提前角除了與轉速和負荷有關外，還和其他因素有關。）

1.3.1 磁感應式電子點火系統

解放CA1092、東風EQ1092、北京BJ2020等型汽車以及早期生產的部分轎車，都裝配了磁感應式電子點火系統。它主要由磁感應式分電器、點火控制器、高能點火線圈和火花塞等組成。磁感應式分電器主要由磁感應感測器、點火提前調節裝置、配電器等組成。磁感應感測器由轉子、定子、永久磁鐵、感測線在1圈等組成。當發動機工作時，分寄電器通過轉子、定子，使感測線器1圈內的磁通發生變化，產生電壓信號，供給點火控制器。其突出優點是結構簡單，不需外加電源。點火控制器又稱電子點火控制器、電子點火組件或點火器，主要由點火專用的集成電路和一些輔助電子元件組成。它的主要作用是根據磁感應感測器輸出的電壓信號，控制點火線圈初級繞組電路的導通與截止，使點火線圈產生高壓電。此外，點火控制器還有恆流控制、閉合角控制、停車斷電控制、過壓保護等功能。

圖1-1是磁感應式電子點火系統原理圖。

圖1-1磁感應式電子點火系統原理圖

1.3.2 霍爾式電子點火系統

解放CA6440、解放CA1046型汽車以及早期生產的部分轎車，大都採用了霍爾式電子點火系統。它主要由霍爾式分電器、點火控制器、高能點火線圈、火花塞等組成。霍爾式分電器主要由霍爾感測器、點火提前調節裝置、配電器等組成。霍爾感測器由觸發葉輪、霍爾集成電路、導磁鋼片、永久磁鐵等組成。發動機工作時，分電器通過觸發葉輪使霍爾集成電路的磁通發生變化，產生電壓信號，供給點火控制器。與磁感應感測器不同的是，霍爾感測器需要一個輸入電壓。圖1-2是霍爾式電子點火系統電路圖。

圖1-2霍爾式電子點火系統電路圖

1.4 有分電器的計算機點火系統

在發動機的電子集中控制系統中，點火系統由計算機控制稱為計算機控制點火系統。大部分轎車都採用計算機控制點火系統。該點火系統主要由感測器、電子控制器、點火控制器點火器、點火線圈和火花塞等組成。

感測器是監測發動機工況信息的裝置。感測器的結構形式和裝配數量依車而異，主要有曲軸位置感測器、空氣流量感測器飛節氣門位置感測器、爆震感測器、冷卻水溫度感測器、進氣溫度感測器、氧感測器、車速感測器、空擋起動開關、點火開關、空調開關、蓄電池等。

電子控制器用ECU表示。ECU是發動機的控制核心。電子控制器的名稱並不統一，生產廠家或公司不同，生產年代和控制內容不同，採用的名稱也不盡相同。電子控制器主要包括輸入迴路、輸出迴路、模數A/D轉換器或模數D/A轉換器、單片微型計算機和電源電路等。由於電子控制器的核心部件是單片微型計算機，通常將電子控制器稱為微機或電腦。電子控制器的作用是根據發動機各感測器輸入的信息和微機內存數據，通過運算處理和邏輯判斷，然後輸出指令信號，控制有關執行器如點火器工作。

此外，微機控制點火系統又分為分配式有配電器點火系統和直接式無配電器點火系統。分配式點火系統點火線圈產生的高壓電由配電器按發動機作功順序分配給各缸火花塞跳火，仍然要產生較多電火花，不僅浪費能量，而且還產生電磁干擾信號。而直接式點火系統沒有配電器，點火線圈次級繞組的兩端直接與火花塞相連，發動機運轉時，微機根據感測器信號，直接控制各個點火線圈產生高壓電，使相應火花塞跳火。無配電器微機控制點火系統是技術最先進的點火系統。

有分電器的計算機點火系統主要由各種感測器、電控單元、分電器、點火線圈等組成，如圖1-3所示。

圖1-3有分電器式計算機控制點火系統原理圖

1- 蓄電池 2-熔斷器 3-點火開關 4-分電器 5-點火線圈 6-點火控制器 7-曲軸轉速感測器8-曲軸位置感測器 9-配電器 10-火花塞 11-計算機控制單元（ECU）

1.5 無分電器電子點火系統

無分電器微機控制點火系統由低壓電源、點火開關、計算機控制單元(ECU)、點火控制器、點火線圈、火花塞、高壓線和各種感測器等組成。如圖1-4所示。有的無分電器點火系統還將點火線圈直接安裝在火花塞上方，取消了高壓線。

圖1-4無分電器電子點火系統

1- 火花塞 2-高壓線 3-感測器 4-點火線圈 5-點火控制器 6-點火開關

7-電控單元 8-蓄電池

無分電器電子點火系統又叫無白金式電子點火系統(BEI)。它徹底取消了傳統點火系中的分電器，分電器原有的功能（斷電、配電、點火提前）由電子控制裝置和感測器來完成。利用電子分火控制技術將點火線圈產生的高壓直接送給火花塞進行點火。

無分電器微機控制點火系統根據高壓配電方式的不同分為獨立點火方式和同時點火方式兩種，其工作原理也各不相同。?

獨立點火方式是一個缸的火花塞配一個點火線圈，各個獨立的點火線圈直接安裝在火花塞上，獨立向火花塞提供高壓電，各缸直接點火。這種結構的特點是去掉了高壓線，因此可以使高壓電能的傳遞損失和對無線電的干擾降低到最低水平。

2.1 點火線圈簡介

隨著汽車汽油發動機向高轉速、高壓縮比、大功率、低油耗和低排放的方向發展，傳統的點火裝置已經不適應使用要求。點火裝置的核心部件是點火線圈和開關裝置，提高點火線圈的能量，火花塞就能產生足夠能量的火花，這是點火裝置適應現代發動機運行的基本條件。

通常的點火線圈裡面有兩組線圈，初級線圈和次級線圈。初級線圈用較粗的漆包線，通常用0.5-1毫米左右的漆包線繞200-500匝左右；次級線圈用較細的漆包線。初級線圈一端與車上低壓電源（+)聯接，另一端與開關裝置（斷電器）聯接。次級線圈一端與初級線圈聯接，另一端與高壓線輸出端聯接輸出高壓電。

點火線圈依照磁路分為開磁式及閉磁式兩種。傳統的點火線圈是用開磁式，其鐵芯用0.3毫米左右的硅鋼片疊成，鐵芯上繞有次級與初級線圈。閉磁式則採用形似Ⅲ的鐵芯繞初級線圈，外面再繞次級線圈，磁力線由鐵芯構成閉合磁路。閉磁式點火線圈的優點是漏磁少，能量損失小，體積小，因此電子點火系統普遍採用閉磁式點火線圈。

點火線圈-雙缸點火方式

雙缸點火方式指兩個氣缸合用一個點火線圈，因此這種點火方式只能用於氣缸數目為偶數的發動機上。如果在4缸機上，當兩個缸活塞同時接近上止點時（一個是壓縮另一個是排氣），兩個火花塞共用同一個點火線圈且同時點火，這時候一個是有效點火另一個則是無效點火，前者處於高壓低溫的混合氣之中，後者處於低壓高溫的廢氣中，因此兩者的火花塞電極間的電阻完全不一樣，產生的能量也不一樣，導致有效點火的能量大得多，約佔總能量的80%左右。

點火線圈-單獨點火方式

單獨點火方式是每一個氣缸分配一個點火線圈，點火線圈直接安裝在火花塞上的頂上，這樣還取消了高壓線。這種點火方式通過凸輪軸感測器或通過監測氣缸壓縮來實現精確點火，它適用於任何缸數的發動機，特別適合每缸4氣門的發動機使用。因為火花塞點火線圈組合可安裝在雙頂置凸輪軸（DOHC）的中間，充分利用了間隙空間。由於取消分電器和高壓線，能量傳導損失及漏電損失極小，沒有機械磨損，而且各缸的點火線圈和火花塞裝配在一起，外用金屬包裹，大幅減少了電磁干擾，可以保障發動機電控系統的正常工作。

2.2分電器的結構及工作原理

分電器由斷電器、配電器、電容器和點火提前調節裝置等組成，如圖2-1所示。分電器處理多項工作。第一項工作是將高壓從線圈分配到正確的氣缸。這由蓋子和轉子完成。線圈連接到轉子，轉子在蓋子內轉動。轉子轉過每個氣缸的觸點。當轉子的尖端經過每個觸點時，線圈產生高壓脈衝。脈衝擊穿轉子和觸點之間的間隙（它們不真正接觸），然後繼續通過火花塞線，到相應氣缸的火花塞上。

圖2-1分電器

汽油機點火系統中分電器按氣缸點火次序定時地將高壓電流傳至各氣缸火花塞的部件（見圖）。在蓄電池點火系統中，通常將分電器和斷電器做在同一軸上，並由配氣凸輪軸驅動。它還帶有點火提前角調整裝置和電容器等。斷電器的斷電臂用彈簧片使觸點閉合，用斷電凸輪使觸點開啟，開啟間隙約為0.30～0.45毫米。斷電凸輪的凸起數與氣缸數相同。當觸點開啟時，分電器的分電臂正好對準相應的側電極，感應產生的高壓電由次級線圈經過分電臂、側電極、高壓導線傳至相應氣缸的火花塞。使用不同辛烷值的汽油時，可手動調整初置點火提前角。當內燃機轉速上升時，離心式點火提前角調節裝置使點火提前，反之則點火后延。內燃機負荷降低時，進氣總管中的真空度加大，通過連接管傳到真空式點火提前角調節裝置，使點火提前。這樣的調節可以保證內燃機在適當的點火提前角下運轉。在磁電機點火系統中，通常將斷電器等做在磁電機上，構成一個整體。

1.斷電器?

斷電器的功用是周期地接通和切斷點火線圈初級繞組的電路，使初級電流和點火線圈鐵心中的磁通發生變化，以便在點火線圈的次級繞組中產生高壓電。斷電器是由一對鎢質的觸點和斷電器凸輪組成的。斷電器凸輪的凸棱數與發動機氣缸數相等。凸輪軸通過離心點火提前調節器與分電器軸相連。分電器軸由發動機的曲軸通過配氣凸輪軸上的齒輪驅動，其轉速與配氣凸輪軸的轉速相等，為曲軸轉速的一半（四衝程發動機）。

2.配電器?

配電器用來將點火線圈中產生的高壓電，按發動機的工作次序輪流分配到各氣缸的火花塞。它主要由膠木製成的分電器蓋和分火頭組成。分電器蓋上有一個深凹的中央高壓線插孔，以及數目與發動機氣缸數相等的若干個深凹的分高壓線插孔，各高壓線插孔的內部都嵌有銅套。分火頭套在凸輪軸頂端的延伸部分，此延伸部分為圓柱形，但其側面銑切出一個平面，分火頭內孔的形狀與之符合，藉此保證分火頭與凸輪同步旋轉，並使分火頭與分電器蓋上的旁電極保持正確的相對位置。

3.電容器?

電容器安裝在分電器的殼體上，發動機點火系統所用的電容器一般均為紙質電容器。其極片為兩條狹長的金屬箔帶，用兩條同樣狹長的很薄的絕緣紙與極片交錯重疊，捲成圓筒形，在浸漬蠟絕緣介質后，裝入圓筒形的金屬外殼4中加以密封。一個極片與金屬外殼在內部接觸，另一極片與引出外殼的導線連接。電容器外殼固定在分電器外殼上搭鐵，使電容器與斷電器觸點並聯。?

4.點火提前調節裝置

為了實現點火提前，必須在壓縮行程接近終了，活塞到達上止點之前便使斷電器觸點分開。從觸點分開到活塞到達上止點這段時間越長，曲軸轉過的角度越大，即點火提前角越大。因此，調節斷電器觸點分開的時刻，即改變觸點與斷電器凸輪或斷電器凸輪與分電器軸之間的相對位置，便可以調節點火提前角，調節點火提前角的方法有兩種，一是保持觸點不動，將斷電器凸輪相對於分電器軸順旋轉方向轉過一個角度θ,凸輪提前將觸點頂開，使點火提前。凸輪相對於軸轉過的角度越大，點火提前角越大。另一種調節方法是凸輪不動(不改變凸輪與軸的相對位置)，使斷電器觸點相對於凸輪逆著旋轉方向轉過一個角度θ,也可使點火提前。觸點相對於凸輪轉過的角度越大，點火提前角越大。

離心點火提前調節裝置：發動機工作時，它利用改變斷電器凸輪與分電器軸之間的相對位置的方法，在發動機轉速變化時自動地調節點火提前角。、發動機工作時，當曲軸的轉速達到200～400r/min(開始轉速因車型而不同)后，重塊的離心力克服彈簧拉力的作用向外甩開。此時，兩重塊上的銷釘推動撥板連同凸輪，順著旋轉方向相對於分電器軸轉過一個角度，將觸點提前頂開，點火提前角加大。隨發動機轉速升高，點火提前角不斷加大。

2.3 火花塞

火花塞（sparkplugs），俗稱火嘴，如圖2-2所示。它的作用是把高壓導線（火嘴線）送來的脈衝高壓電放電，擊穿火花塞兩電極間空氣，產生電火花以此引燃氣缸內的混合氣體。高性能發動機的基本條件：高能量穩定的火花、混合均勻的混合氣、高壓縮比。

圖2-2典型火花塞結構

1.汽車火花塞的功能和作用

火花塞的作用是把點火線圈產生的高壓電（1萬伏特以上）引入發動機氣缸，在火花塞電極的間隙之間產生火花點燃混合氣。火花塞的工作環境極為惡劣，以一台普通四衝程汽油機的火花塞為例，在進氣衝程時溫度只有60℃，壓力90KPa；而在點火燃燒時，溫度會瞬間上升至3000℃，壓力達到4000KPa；這種急冷急熱的交替頻率很高，不是一般材料所能應付得了，還要保證絕緣性能，因此對火花塞的材料要求也就很苛刻了。火花塞關鍵部分是絕緣體，如果絕緣體不起作用，高壓電就會“抄小路”而不經兩極入地，造成無火花現象。火花塞的絕緣體必須要有良好的機械性能和耐高電壓、耐高溫衝擊，耐化學腐蝕的能力，普通火花塞多採用以氧化鋁為基礎的陶瓷做成。火花塞的尺寸是全世界統一的，任何汽車上都可以通用，但由於汽油發動機類型有區別，因此火花塞也會分有二種基本類型，冷型和熱型。冷型與熱型是相對而言，它反映了火花塞的熱特性性能。火花塞要有適當的溫度才能工作良好，沒有積炭才能工作正常。實踐證明火花塞絕緣體保持在500－600℃溫度時，落在絕緣體上的油滴能立即燒去不會形成積炭，高於這個溫度會早燃，低於這個溫度有積炭。在不同發動機上的溫度會不一樣，設計者就利用絕緣體裙部的長度來解決這個矛盾。

2.火花塞的種類

按照熱值高低來分，有冷型和熱型；

絕緣體裙部短，受熱面積小，傳熱距離短，散熱容易，因此裙部溫度低些，稱為冷型火花塞，適用於高速高壓縮比的大功率發動機；有些絕緣體裙部長的火花塞，受熱面積大，傳熱距離長，散熱困難，裙部溫度高，稱為熱型火花塞，適用於中低速低壓縮比的小功率發動機。

按照電極材料來分，有鎳合金、銀合金和鉑合金等；常用火花塞的類型大體上有如下幾種：

1.標準型火花塞：其絕緣體裙部略縮入殼體端面，側電極在殼體端面以外，是使用最廣泛的一種。

2.絕緣突出型火花塞：絕緣體裙部較長，突出於殼體端面以外。它具有吸熱量大、抗污能力好等優點，且能直接受到進氣的冷卻而降低溫度，因而也不易引起熾熱點火，故熱適應範圍寬。

3細電極型火花塞：其電極很細，特點是火花強烈，點火能力好，在嚴寒季節也能保證發動機迅速可靠地起動，熱範圍較寬，能滿足多種用途。

4.錐座型火花塞：其殼體和旋入螺紋製成錐形，因此不用墊圈即可保持良好密封，從而縮小了火花塞體積，對發動機的設計更為有利。

5.多極型火花塞：側電極一般為兩個或兩個以上，優點是點火可靠，間隙不需經常調整，故在電極容易燒蝕和火花塞間隙不能經常調節的一些汽油機上常常採用。

6.沿面跳火型火花塞：即沿面間隙型，它是一種最冷型的火花塞，其中心電極與殼體端面之間的間隙是同心的。

此外，為了抑制汽車點火系統對無線電的干擾，又生產了電阻型和屏蔽型火花塞。電阻型火花塞是在火花塞內裝有5-10kΩ的電阻，屏蔽型火花塞是利用金屬殼體把整個火花塞屏蔽密封起來。屏蔽型火花塞不僅可以防止無線電干擾，還可用於防水、防爆的場合。

2.4 點火控制器

點火控制器是發動機控制系統的執行器，其作用是根據微機發出的指令信號，通過內部大功率三極體的導通與截止來控制點火線圈初級繞組電路的通斷，使點火線圈產生高壓電。能夠實現對自動點火，火焰指示，熄火報警，信號傳送工作自動。點火模塊具有體積小，重量輕，點火強，反應靈敏等特點，可廣泛用於各種工業對氣體或液體所產生的火焰進行監測，熄火保護。各型發動機點火器的內部結構各不相同，有的發動機並不配置點火器，大功率三極體直接設在電子控制器ECU內部；有的點火器只有一隻達林頓三極體，僅起開關作用，其它電子控制元件則與電子控制器製成一體；有的點火器除開關作用外，還有恆流控制、閉合角控制、氣缸判別、點火監視等功能。點火控制器取代了傳統點火系統中斷電器的觸點，將點火信號發生器輸出的點火信號整形、放大，轉變為點火控制信號，控制點火線圈初級繞組中電流的通、斷，以便在次級線圈的繞組中產生高壓電，供火花塞點火。點火控制器的基本電路包括整形電路、開關信號放大電路、功率輸出電路等。

2.5 點火信號發生器

將非電量轉換為電量的感測器，它通過一定的方式將汽車發動機曲軸轉過的角度或活塞在氣缸的位置轉換成相應的電脈衝信號，最後送到電子控制器中，控制初級電路的通斷，產生點火信號。信號發生器通常安裝在分電器內部，常用的信號發生器有電磁感應式、霍爾式和光電式三種。

2.6 電控單元ECU

電控單元的作用是根據發動機各感測器輸入的信息和內存的數據及程序，進行運算、處理、判斷，然後輸出指令控制電子點火控制器，達到準確控制發動機點火的目的。

3.1 汽車電子點火系統故障診斷注意事項

汽車電子點火系統的故障檢查，與傳統觸點式點火系統有許多相同之處。除了對點火線圈、火花塞、高壓線、點火正時等進行檢查外，還應檢查點火器、點火感測器(信號發生器)以及連接導線等。但是，在故障檢查時還應注意以下幾點： （1）在發動機啟動和工作時，不要用手觸摸點火線圈高壓線和分電器等，以免受電擊。（2）在檢查點火系統電路故障時，不要用刮火的方式來檢查電路的通斷，這種做法容易損壞電子元器件，電路通斷與否應該用萬用表電阻來進行檢查判斷。（3）進行高壓試火時，最好用絕緣的橡膠夾子夾住高壓線來進行試驗，直接用手接觸高壓線容易造成電擊。另一避免電擊的方法是：將高壓導線插入一隻備用火花塞，然後將火花塞外殼搭鐵。從火花塞電極間隙觀察是否跳火。（4）在點火開關接通的情況下，不要做連接或切斷線路的操作，以免燒壞控制器中的電子器件。（5）在拆卸蓄電池時，必須確認點火開關和其他所有的用電設備及其開關都已關閉，才能進行拆卸。（6）安裝蓄電池時，一定要辨清正負極，負極搭鐵。千萬不能接錯，蓄電池極性與線夾的連接一定要牢固，否則容易損壞電子設備。（7）在檢查點火信號發生器曲軸位置感測器時應注意：a.對於磁感應式的，在打開分電器蓋時注意不要讓墊圈、螺釘之類的金屬物掉入其內。在檢查導磁轉子與定子之間的間隙時，要使用無磁性厚薄規，並注意不要硬塞強拉。b.對於光電式的，不要輕易打開分電器蓋子，若確需打開檢查時，要注意避免塵土對發光二極體、光敏元件和遮光轉子的污損。c.在用乾電池模擬點火信號檢查電子點火控制時，測量動作要快，乾電池連接的持續時間，一般不要超過5秒。d.霍爾效應式電子點火系統，在檢查維修時可能會產生高壓放電現象，造成對人身和點火系統本身的意外損害，所以必須注意以上幾點：進行全體檢查和維修前，應切斷電源后，再按要求進行；當使用外接電源供維修使用時，應嚴格限制其電壓不大於16V。當電壓達到16—16.5V時，接通時間不允許達到或超過1分鐘；效應式電子點火系統的汽車被拖動時，應首先切斷點火系統電源；點火線圈負接線柱不允許與電容相連；任何條件下，只允許使用阻值為1k歐姆的分火頭，防止電磁干擾的1k歐姆阻尼電阻電纜不得用其他代替，火花塞插頭電阻值應在1k一5k歐姆。

3.2 常見故障及診斷

3.2.1 點火系統無高壓火故障的診斷

故障現象

接通點火開關，起動機能帶動發動機曲軸運轉，點火系統無高壓火

故障原因

低壓電路故障原因

①曲軸位置感測器連接電路斷路或短路；

曲軸位置感測器工作性能不良；

③點火控制模塊性能失效或連接線束鬆脫、斷路或短路；

④點火線圈的初級繞組斷路。

高壓電路故障原因

①點火線圈的次級繞組斷路；

②高壓線斷路；

③火花塞工作不良。

故障診斷

啟動發動機，檢查“CHECK ENGINE”警告燈是否常亮。警告燈常亮，應該取故障碼，並根據故障碼的內容診斷低壓電路的故障；警告燈正常，則應檢查點火系統的高壓電路。

3.2.2 高壓火花弱的故障診斷

故障現象

跳火試驗時高壓火花弱，發動機啟動困難，怠速不穩，排氣冒黑煙，加速性及中高速性較差等。

故障原因

點火器、點火線圈電阻過大，火花塞漏電或積碳，點火系統供電電壓不足或搭鐵不良等。

診斷及排除

本故障一般與點火控制系統關係較小，應重點檢查點火器和點火線圈工作狀況是否良好，供電電壓是否正常，各插接件及導線連接是否牢固，點火器搭鐵是否可靠；檢測高壓線電阻是否過大；清除火花塞積碳，跟換漏電的火花塞。

3.2.3 點火正時失準的故障診斷

故障現象

發動機不易啟動，怠速不穩；發動機動力不足，水溫偏高；發動機易爆易燃等。

故障原因

初始點火提前角調整不當；點火基準感測器和曲軸轉角與轉速感測器不良或安裝位置不正確。

診斷及排除

檢查初始點火提前角並按規定予以調整。影響發動機點火正時失準的主要零部件是發動機點火基準感測器和曲軸轉角與轉速感測器，因此應特別檢查信號轉自是否變形、歪斜，信號採集與輸出部分安裝有無不當，裝置間隙是否合適等。對於點火提前角控制系統故障，若故障燈已變亮，應先用本車的故障自診斷操作程序調出故障碼，再根據故障碼的含義，排除其故障。重點應檢查發動機水溫感測器、爆燃感測器。另外，進氣管壓力感測器、空氣流量感測器、節氣門位置感測器等工作不良時，也會造成點火正時不準。　3.24 低壓電路斷路

1.故障現象

打開點火開關，電流表指“0”不動或小於正常放電值不擺動；發動機不能起動

2.故障原因

a．供電系統故障：蓄電池存電不足，樁柱接線鬆動或接觸不良；

b．線路故障：蓄電池至分電器觸點之間斷路。

3.診斷及排除

a．打開點火開關，若電流表指“0”不動，其他儀錶也不擺動，則為蓄電池至點火開關間斷路或蓄電池存電不足；

b．打開點火開關，轉動曲軸時，電流表指示小電流放電，且不擺動，表明打開點火開關至分電器間斷路。用搭鐵試火法確定故障部位；

c．拆下分電器接柱上導線對外殼試火，若無火花，則故障在此導線與點火開關之間；

d．測試附加電阻，若附加電阻輸入端有火花，附加電阻輸出端（一次線圈低壓輸入端）無火花，可用萬用表檢測附加電阻的電阻值；

e．測試點火線圈低壓電路，若點火線圈低壓輸入端有火花，輸出端無火花，應該檢測其一次線圈是否斷路；

f．分電器低壓輸入導線有火花，用此線端刮擦接線處無火花，此時應打開分電器蓋，搖轉曲軸，看斷電觸點是否閉合，不能閉合，表明觸點間隙過大，應該檢查調整觸電間隙至0．35mm～0．45mm；能閉合，應檢查接線柱至活動觸點彈簧的導線是否斷路或接觸不良、觸點是否嚴重燒蝕或臟污。

4.注意事項

a．採用搭鐵試火法診斷故障時，應注意操作安全，周圍不能有汽油等易燃物品；

b．提倡用試燈法或儀錶（萬用表、電壓表）檢測法診斷故障；

c．診斷電控汽車和電子元件時，應使用故障儀錶或萬用表。

3.2.5 點火性能隨工況變化

故障現象

低速工作正常，高速時失速；溫度低時正常，溫度高時不正常；剛起動時正常，工作一段時間后出現故障等。

故障原因

點火基準感測器和曲軸轉角與轉速感測器等安裝鬆動；電路連接器件接觸不良；點火器熱穩定性差；點火線局部損壞或擊穿，高壓線電阻過大等。

診斷及排除

檢查各有關部件安裝有無鬆動，電路連接是否牢固可靠，點火器、點火線圈溫度是否異常；檢查或更換高壓線、火花塞等。　3.2．6 點火時間過早

1.故障現象

a.打開點火開關，搖轉發動機，曲軸有反轉現象；

b.用起動機起動時，起動阻力大，曲軸運轉困難；

c.發動機加速時有嚴重爆震聲，有時有敲缸聲響；

d.怠速運轉不平穩、容易熄火。

2.故障原因

a.分電器沿分火頭旋轉方向的逆方向轉動過多；

b.斷電觸點間隙過大.

3.診斷及排除

首先將分電器沿分火頭旋轉的方向轉動少許，若起動后加速時仍有過早現象，一般是斷電觸點間隙過大，此時應調整觸點間隙至標準值。

有條件時，應使用點火正時儀調校點火提前角至該發動機規定值。

3.2.7 點火時間過遲

1.故障現象

a.起動時，發動機旋轉輕快；

b.加速時，發動機沉悶無力，動力下降；

c.消聲器聲響沉重，有時有“放炮”、“回火”；

d.發動機溫度過高。

2.故障原因

a.分電器沿分火頭旋轉方向轉動過多；

b.分電器殼緊固螺釘鬆脫；

c.斷電觸點間隙過小；

d.離心或真空點火提前機構工作不良。

3.診斷及排除

a.擰松壓板固定螺栓，將分電器沿分火頭旋轉方向轉動少許若運轉正常，則為分電器沿分火頭旋轉方向轉動過多。

b.檢查調整觸點間隙至0．35～0．45mm；

c.檢查離心調節器或真空調節器。離心調節器在分電器軸固定不動時，使凸輪向其工作方向轉至極限，放鬆時應立即返回原位。

d.真空調節器在手動真空泵對其施加負壓時，膜片能帶動拉杆移動，負壓消失，拉杆能迅速回位。

e.檢查化油器至分電器的真空管是否漏氣。

3.2.8 點火錯亂

1.故障現象

a.發動機不易起動，起動時有嚴重的“回火”、“放炮”現象；

b.發動機起動后，有規律地“回火”、“放炮”，加速尤甚；

c.怠速不穩，容易熄火；

d.發動機動力性、經濟性嚴重下降。

2.故障原因

a.高壓分線排列順序錯亂；

b.高壓分線對缸或鄰缸相互插錯；

c.分電器蓋或高壓分線嚴重竄電；

d.點火正時嚴重失准；

e.分電器凸輪或分電器蓋安裝方向與原方向相差180°。

3.診斷及排除

a.檢查高壓分線排列順序與該發動機做功順序是否一致（應沿分火頭旋轉方向插排高壓分線）。

b.檢查分電器是否竄電，可檢查分電器蓋的中央插孔間有無竄電。檢查時將分電器蓋懸空，拔出火花塞端所有分線距離缸體5mm左右，拔動觸點，若某根高壓分線跳火，表明該缸插孔與中央插孔竄電；也可檢驗旁插孔間是否竄電。檢驗時將中央高壓線與高壓分線插入兩相鄰旁插孔內，拔動觸點，若高壓分線距缸體端跳火，表明被測兩插孔間竄電。

c.校正點火正時

(1)搖轉曲軸，使第1缸處於壓縮終了位置，對正正時標記；

(2)適當轉動分電器，使觸點處於微微張開狀態后緊固分電器殼固定螺釘；

(3)裝上分火頭和分電器蓋，將此時分火頭所對應的分電器旁插孔插上第1缸高壓線；

(4)按發動機做功順序，沿分火頭旋轉方向插上其他各缸高壓分線。

d.檢查分電器凸輪軸或分火頭是否有自轉現象，觸點固定螺釘、壓板固定螺栓是否鬆動。

3.2.9 個別缸不工作

1.故障現象

a．發動機在各種轉速運轉時，消聲器均發出有節奏的聲音；

b．發動機運轉不穩、抖動；

c．有時有“回火”、“放炮”現象，排氣管冒黑煙；

d．動力下降，怠速不穩易熄火。

2.故障原因

a．個別高壓分線脫落或漏電；

b．分電器凸輪磨損不均勻。分電器軸松曠偏擺；

c．個別火花塞工作不良；

d．高壓線插錯。

3.診斷及排除

a．查看高壓分線有無脫落、漏電或插錯；

b．在發動機中、低速時，作逐缸斷火試驗。若某缸斷火后發動機轉速明顯下降或熄火，表明該缸工作良好；若某缸斷火后，發動機無任何變化，表明該缸工作不良；

c．拔出不工作缸的高壓分線，距火花塞5mm 左右作跳火試驗。若有火，則為該缸火花塞工作不良或發動機機械故障；若無火，應檢查該缸的旁插孔或高壓分線是否漏電；

d．檢查分電器凸輪是否磨損不均勻或上下竄動。

3.3 典型案例分析

案例1：廣州本田雅閣2.3L轎車發動機不能啟動

故障現象

一輛廣州本田雅閣2.3L轎車發動機無高壓火，不能啟動。

故障診斷與排除

檢查點火系統，將點火開關置於“ON”，用數字萬用表測得點火線圈、點火模塊的供電電壓為12.08V，測得該導線電壓為7.8V。此導線的電壓變化可說明發動機ECU對點火系模塊有觸發信號，發動機ECU正常工作。分別檢測第一缸位置感測器（CYP）、上止點位置感測器（TDC）和曲軸位置感測器(CKP)的電阻分別為375Ω、371Ω和378Ω，檢測均正常，將分電器從發動機上卸下，用手轉動分電器軸，測得3個感測器的交流信號有效值分別是CYP為0.16V、TDC為0.31V、CKP為1.04V，說明這三個感測器輸出基本正常。拆下點火線圈的線路連接，測得點火線圈初級繞組的阻值為1.0Ω，次級繞組的阻值為11.49KΩ，與標準值（初級繞組的阻值為0.6-4.8Ω，次級繞組的阻值為13-19KΩ）差別較大，表明點火線圈有損壞的可能。為進一步判斷故障，取一國產DQ130型點火線圈，隔開附加電阻，將其連接在原車線路中。連接好線路后，將點火開關置於“ON”，用手轉動分電器，高壓線產生高壓火，說明點火線圈確實有故障。更換點火線圈后，發動機工作恢復正常。

案例2：94款2.2L雅閣轎車怠速運轉時自動熄火、抖動

故障現象

一輛94款2.2L雅閣轎車轎車怠速狀態下工作時自動熄火，而且抖動，急加速時瞬間反轉5-6圈，然後熄火。但故障檢查燈ENGINE CHECK並沒有亮。因此無法使用自診斷系統，不能調出該車的故障碼進行常規分析。

檢修過程

根據熄火現象，判斷可能是燃油系統出現問題。從燃油系統的檢測接頭得知系統油壓低於0.2MPa（正常油壓0.28-0.35MPa）。檢查油壓調節器和汽油濾清器無問題。拆下汽油泵，測量其輸出壓力為0.3MPa（正常值0.55MPa），說明汽油泵有故障。更換汽油泵后，油壓正常，怠速狀態良好，但其他問題並沒有解決。

發動機抖動的原因大多是由於缺缸造成的，須檢查各缸是否正常工作。拆下各缸的火花塞，發現1、4缸的火花塞發黑有油，從而證實1、4缸沒有工作，導致發動機抖動。更換這兩個缸的火花塞后，故障依舊，說明不是火花塞的問題。再檢查高壓線，發現1、4缸高壓線連接火花塞端不跳火，而分電盤端的這兩缸高壓均跳火，從而斷定這兩缸的高壓線斷路。更換后，故障排除。

急加速時，發動機反轉，則一般說明點火順序混亂。怠速狀態工作正常，說明電腦沒有問題。又檢查各感測器均無問題，故障則可能是由於分電盤引起的。拆下分電盤，打開外殼后，發現固定分火頭塑料絕緣座的一側被電燒蝕，而且此塑料座的搭鐵螺絲也被燒蝕，說明分火頭對這個螺絲有放電現象。分析原因是出在1、4缸的高壓線上，由於高壓線斷路，當分火頭轉到這兩缸的任一缸時，無法通過高壓電流傳遞出去，而且高壓已經產生，能量很大，又距離固定分火頭座的搭鐵螺絲很近，因此高壓電流將固定分火頭的塑料座隔板擊穿，對搭鐵螺絲放電。當急加速時，由於點火線圈瞬間提供給分火頭的高壓能量很大，分火頭則向搭鐵螺絲放電，而分火頭再對各缸點火時，使點火順序混亂，導致發動機反轉。更換分電盤后，發動機工作恢復正常。

案例3: 97款本田雅閣，發動機高溫正常，低溫不正常

故障現象

97款本田雅閣，發動機型號為F22B4，冬天在室外停放過夜，第二天清晨發動不著火，經檢查沒有高壓火，檢測故障代碼，無故障代碼輸出。若停放在有暖氣的車庫內過夜，第二天發動機起動很容易，一打就著。反覆多次，且發生的溫度區域為3~5℃，低於3℃，發動機起動困難；高於5℃，發動機容易起動。

故障診斷與排除

雅閣系列發動機為程序控制燃油噴射系統，採用程式控制點火控制方式，點火信號由發動機控制電腦發出，來保證最佳的點火時刻、提供最大的點火能量。經過檢查，電路一切正常，拆下分電器拿到室內對分電器進行檢修。對點火線圈的電阻值進行測量，初級為0.76Ω、次級為17KΩ。該點火線圈的標準阻值在20℃測量時，初級為0.6~0.8Ω，次級為13~19KΩ。檢測阻值在規定範圍內，懷疑點火控制模塊工作不正常。點火控制模塊控制點火線圈的初級，而點火控制模塊的工作是由發動機電腦控制的，於是決定更換一個新的點火控制模塊。更換新的點火控制模塊后，發動機很容易起動，認為故障排除了。當又一個寒冷的早晨時，該故障現象又一次發生，最後經過換件對比試驗，當換上一個新的點火線圈后，故障排除。此故障現象在汽車有關執行元件，如電磁線圈、電磁閥、噴油器及電動機上經常發生。所以對線圈的電阻值檢測必須按照規定條件，在環境溫度為20℃時進行，同時對線圈進行長時間通、斷電工作實驗。或者在實際工作溫度條件下，就車測量其電阻值和電壓值，以獲得值域區外的工作參數，來鑒別其性能好處。

案例4: 本田雅閣轎車發動機偶爾熄火

故障現象

一輛廣州本田雅閣2.3L轎車，發動機工作一段時間后自行想火。起初故障兩三天出現一次，後來越來越嚴重，有時一天指發生十多次熄火現象。故障在發動機冷車時較少發生，在發動機運行較長時間后容易發生，且熄火后要等一段時間才能重新起動。

故障診斷與排除

此類故障較難判斷，只有當故障發生時才有可能迅速做出判斷。機會終於來了，這次熄火地點距修理廠不遠。大家迅速趕到現場，根據經驗，首先判斷發動機有沒有高壓火。拔出高壓線做跳火試驗，結果發現發動機無高壓火，至此將故障範圍宿小至點火系統。

從點火系統線路圖上可看出，引起發動機無高壓火的原因有：①熔絲熔斷；②點火線圈有故障；③點火控制模塊有事故；④線路有故障；⑤氣缸位置感測器有故障；⑥發動機控制模塊有故障。檢查熔絲，正常。在點火開關在"ON"位置時，檢查點火控制模塊(ICM)的黑/黃導線與搭鐵端之間電壓，為12V，正常。檢查點火線圈與ICM之間的白/黑導線與搭鐵端之間電壓，為12V，正常。這時，拔出高壓線，做跳火試驗。將至發動機控制模塊的黃/綠導線瞬間搭鐵，正常情況下，高壓線能跳火，此時該車沒跳火，至此可以判斷故障出在兩個部件上：一是點火線圈，二是點火控制模塊。取來點火線圈，更換到這輛廣州本田雅閣2.3L轎車上，按照線路圖，將點火線圈線路連接好。再按上述方法試驗，此時高壓線有高壓火，於是判斷原車點火線圈已損壞。取來新的點火線圈，更換后，故障排除。

1. 王鳳岐編，《汽車診斷技術》人民交通出版社，2003

2. 高紀春編，《汽車的故障與診斷》北京理工大學出版社，2006

3. 張建俊主編，《汽車診斷與檢測技術》人民交通出版社,2003

4. 張廣輝，張宏坤編著，《汽車故障診斷技術》高等教育出版社，2005