汽车点火系统的检测

一、实训目的和要求

(1)掌握传统点火系统各总成的构造。

(2)掌握分电器的拆装方法。

(3)掌握传统点火系统各总成的检测方法。

(4)熟悉点火系统的组成、工作原理与控制原理。

(5)掌握点火系统线路的连接。

(6)掌握点火系统主要元件的检查方法。

二、实训设备、材料和工具

火线圈若干个，分电器总成若干个，各型火花塞若干个，常用工具，万用表，塞尺，点火系统台架。

三、实训内容

(1)点火系统的拆装。

(2)点火系统的检测。

(3)点火系统故障检修。

四、实训步骤

1.传统点火系统各部件的拆装与结构分析

传统点火系统各部分的拆装与结构分析见图7-1。

(1)点火线圈的结构分析

对照实物分析点火线圈的工作原理及初、次级电路的连通情况(初级电路: 发动机正常工作时、启动时分别是怎样连通的;次级电路是怎样连通的)。掌握点火线圈各接线柱的接线情况及与初、次级线圈的连接情况。分析附加电阻的作用、原理。

图7-1 点火系统组成

(2)火花塞的构造认识

仔细观察解体火花塞，注意其内部各处的密封情况和火花塞与缸盖的密封情况及火花塞裙部的结构特点，分析火花塞的传热路径和热特性，巩固火花塞的自净温度及其过高、过低对发动机工作性能的影响，进一步掌握火花塞的选择。

(3)分电器的拆装

①打开分电器盖。观察断电器、配电器的组成，断电器凸轮的凸起数与分电器盖旁电极数的关系是怎样的，发动机的动力是如何传递到分电器小轴的，传动比为多少。认识总高压线插孔和分高压线插孔的位置，分析次级电流在分电器内部的流通情况。观察断电臂和固定触点哪个是绝缘安装的，怎样保证其绝缘的。触点间隙的调整是调断电臂还是调整固定触点。两个螺钉中哪个是偏心螺钉，哪个是紧固螺钉。如何调整断电器触点间隙，应该调整在什么范围内，间隙过大、过小对次级电压和点火提前角有何影响。电容器与断电器触点是怎样连接的。初级电流在分电器内是怎样流动的。

②拔下分火头。观察与思考: 分火头与分电器轴是怎样固定的。分火头上的导电片与分电器是否绝缘。是怎样实现绝缘的。

③用起子拆下固定板上的两个固定螺钉，取出固定板; 用起子拆下分电器轴顶端的固定螺钉，取出断电器凸轮。观察与思考: 观察断电器凸轮与分电器轴的连接情况及离心提前机构两重块的安装情况。真空提前机构膜片上的拉杆是拉分电器的壳体还是拉活动板，作用原理是否一样。离心提前机构和真空提前机构是如何工作的，为什么要采用这两套提前机构。

④拆下离心提前机构中粗、细两组弹簧。观察与思考: 观察粗、细两组弹簧在离心提前机构上的安装各有什么特点。

⑤拆下离心提前机构的两重块。观察与思考: 两重块是怎样安装的。

⑥组装顺序与拆卸顺序相反。观察与思考: 在组装过程中，观察分电器在三级保养时的各润滑点，是怎样润滑的。

2.传统点火系统各部件的检测

点火线圈的检测。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。

(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。

图7-2 初级绕组的检查

测量电阻法:

①检查初级绕组电阻: 用万用表电阻挡测量“+”与“-”端子间的电阻，见图7-2;

②检查次级绕组电阻: 用万用表电阻挡测量“+”与中央高压端子间的电阻，见图7-3;

③检查电阻器的电阻: 用万用表直接接于电阻器的两端子上，见图7-4。

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。

图7-3 次级绕组的检查

图7-4 电阻器的检查

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，另一触针接低压接线柱时，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，当将触针从接线柱上移开时，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.断电器触点间隙的检测

当断电器凸轮顶开触点最大间隙时，用塞尺测量其间隙应为0.35～0.45mm。

4.检查分电器轴与衬套配合间隙

将分电器壳体夹在台钳上，使百分表的测量触头垂直顶到分电器轴上部外圆面上，沿百分表测杆方向晃动分电器轴，检查轴与衬套的配合间隙为0.02～0.04mm，应不大于0.07 mm; 转动分电器轴，观察百分表指针的摆差，分电器轴的直线度误差应不大于0.05mm; 检查分电器驱动齿轮轮齿是否磨损严重、齿面是否出现明显的疲劳剥落凹坑或裂损。

5.磁脉冲式无触点电子点火装置

发动机转速升高时，点火信号发生器磁路的磁阻变化速率提高，相应磁通量的变化速率也提高，传感线圈产生的信号电压也就随之增大。使点火的击穿电压提前到达，点火相应提前。

6.霍尔效应式无触点电子点火装置

(1)点火模块代替了触点。

(2)点火模块必须具备几条电线: 由点火开关控制的电源输入线2条(4脚、2脚)，信号发生器(信号发生器与分电器轴一体)的信号输入线3条(5脚、6脚、3脚)，其中第5脚是供信号发生器的电源线); 初级电流的输入、输出线2条(1脚、2脚)。

(3)点火能量比有触点点火系统高，初级电流由原来的4～5A提高到6～8A，初级线圈阻值从1.5Ω左右(不包括附加电阻)减少到0.4～0.6Ω; 次级线圈的阻值从(6～7)kΩ减少到3kΩ左右; 点火能量从43m J提高到155m J(500r/min时)，高速时提高幅度更大。所以，无触点点火系统的许多机件不能与有触点点火系统互换。

(4)高压电线普遍采用带屏蔽阻尼线，阻值常在(5～30)kΩ不等。阻值太高点火困难，阻值太小影响收放机和点火，也不可互换。

7.光电式无触点电子点火装置

触发器由发光二极管和光敏三极管组成，当发光二极管的光线照射光敏三极管时，光敏三极管导通，产生与曲轴位置相对应的电压脉冲。

8.点火系统的线路连接

点火系统的线路连接图见图7-5。

9.点火系统线路分析(传统点火系统)

(1)初级绕组电流走向分析

在点火开关接通的情况下，当触点闭合时，点火线圈初级绕组中有电流通过，其电路是: 蓄电池正极→电流表→点火开关IG挡→点火线圈“+开关”接线柱→附加电阻→“开关”接线柱→点火线圈初级绕组→“-”接线柱→断电器触点→搭铁→蓄电池负极。此时，初级绕组处于被充磁状态，见图7-6。

图7-5 传统点火系电路图

1—附加电阻; 2—附加电阻短路开关; 3—点火线圈; 4—配电器;

5—火花塞; 6—断电器凸轮; 7—断电器触点; 8—电容器;

9—蓄电池; 10—电流表; 11—点火开关

图7-6 初级绕组电路图

(2)次级绕组电路走向分析

当凸轮将断电器触点顶开时，低压电路被切断，点火线圈的次级绕组中感应出(17～30) k V的高压电。其电源是点火线圈的次级绕组，负载是火花塞间隙的电火花。电路为: 点火线圈次级绕组“正极”→点火线圈初级绕组→附加电阻短路开关(起动时)→蓄电池→搭铁→火花塞侧附加电阻→点火开关IG挡→电流表(运行时)→火花塞间隙中的电火花→火花塞中心电极→配电器(旁电极→分火头→中心电极)→点火线圈次级绕组负极。见图7-7。

10.点火系统主要元件的检查

(1)分火头的检查: 直观检查，分火头应无裂痕、烧蚀及击穿，否则应更换新件(注意:分火头顶部金属有一些焦状物是正常的); 测试检查，分火头应不漏电，方法是将高压电源(10k V～20k V)的两根触针分别接导电片和底部轴孔，若有明显跳火过轴孔，证明分火头漏电。也可将分火头倒放在机体上，用发动机高压电进行跳火试验(注意: 若在高压线与分火头距离很近时，勉强能够看到有很细弱的火花，一般为正常情况)。还可采用兆欧表检测，阻值应为无穷大; 分火头顶部电阻检测应符合规定，正常应为(1±0.4)kΩ。

图7-7 次级绕组电路图

(2)分电器盖的检查: 用一块干燥的棉布将分电器盖擦拭干净，进行直观检查，分电器盖应无裂纹及烧蚀痕迹，内部各电极应无明显的磨损、腐蚀及烧蚀，否则应更换分电器盖。中心电极应无卡滞，若烧蚀磨损致使其长度较标准长度减小2mm以上时，也应更换新件。测试检查，分电器盖应不漏电，中央插孔和各旁插孔之间应不窜电，方法同分火头的漏电测试，采用高压跳火测试或兆欧表检测(各插孔和底座都要检测)，应无明显跳火或阻值无穷大。

(3)断电器的检查: 在凸轮顶开触点时，用塞尺检查其触点间隙应为0.34～0.45mm，否则应予以调整(方法: 将触点固定螺钉旋松，在拧动偏心调整螺钉，从而改变触点间隙); 白金触点应无烧蚀现象，同时要保证接触良好。

(4)电容器的检查: 电容器充电后，用万用表的电阻挡位检测其两引线，在万用表的两表笔刚接触电容器两极柱时，应显示电阻值，瞬时转变为无穷大，即为正常; 若没有电阻值的显示，则为电容器断路; 若一直处于导通状态，则为电容器短路。

11.其他机械元件在静态下通过目测的方法检查

点火线圈的检查:

(1)初级绕组的检查: 打到万用表的“200Ω”电阻挡位，将两表笔跨接于点火线圈的“+”与“-”上，电阻值应为1.3～1.6Ω;

(2)次级绕组的检查: 打到万用表的“20kΩ”电阻挡位，将两表笔跨接于点火线圈的“+”与中央高压线插孔，电阻应为(10.7～14.5)kΩ;

(3)附加电阻的检查: 打到万用表的“200Ω”电阻挡位，将两表笔跨接于点火线圈的“+”与“起动开关”上，电阻值应为1.3～1.5Ω。

五、相关知识

(一)对点火系统的要求

点火系统应在发动机各种工况和使用条件下，保证可靠而准确的点火。为此，点火装置应满足下列三个基本要求。

1.能产生足以击穿火花塞电极间隙的高压电

实践证明，汽车发动机在满负荷低速时需(8～10)k V的高压，启动时则常需(9～17)k V的高压，正常点火一般在15k V以上，为了保证点火可靠，考虑各种不同因素的影响，点火高电压必须有一定的储量，所以点火装置产生的电压一般在(15～20)k V之间，而且高电压的升值要快。

2.火花塞应具有足够的能量

要使混合气可靠点燃，火花塞产生的火花应具有一定的能量，发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度已接近其自燃温度，因此所需的火花能量很小(1～5m J)。蓄电池点火系统能发出15～50m J的火花能量，足以点燃混合气。但在发动机启动、怠速运转以及节气门急剧打开时，则需较高的火花能量。

启动时，由于混合气雾化不良，废气稀释严重，电极温度低，故所需的点火能量最高。另外，为了提高发动机的经济性，当采用空燃比α=1.2～1.25的稀混合气时，由于稀混合气难以点燃，也需增加火花能量。考虑上述情况，为了保证可靠点火，火花塞一般应保证有50～80m J的点火能量，启动时应产生大于100m J的火花能量。

3.点火时刻应适应发动机的工作情况

因为混合气在发动机的气缸内从开始点火到完全燃烧需要一定的时间(千分之几秒)，所以要使发动机产生最大的功率，就不能在压缩行程终了活塞行至上止点才点火，而是需要适当提前一些。

因为发动机气缸的多少，负荷的大小，转速的变化，燃油品质的不同，即是同一发动机由于工况和使用条件的不同等，都直接影响气缸内混合气的点火时间，为了使发动机能发出最大功率，点火装置必须适应上述情况的变化实现最佳点火。

(二)点火系统的分类

按照点火系统的组成和产生高压的方式不同，发动机的点火系统分为: 传统点火系统、半导体点火系统、微机控制点火系统以及磁电机点火系统。

(三)点火提前角

1.为什么要点火提前

点火时刻对发动机性能影响很大，从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力需要一定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。要在压缩上止点之前点火，则混合气一面燃烧，活塞一面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率也随之减小。因此要在压缩上止点之前点火，即点火提前。把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时，曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角(spark advance angle)。

2.点火提前的影响因素

最佳的点火提前角随许多因素变化，最主要的因素是发动机转速和混合气的燃烧速度，混合气的燃烧速度又和混合气的成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。

当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时点火提前角则应适当增大。

当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。

另外，点火提前角还和汽油的抗爆性能有关，使用辛烷值高，抗爆性能好的汽油，点火提前角应较大。

3.点火提前角调节装置

自动调节装置: 离心式点火提前调节装置; 真空式点火提前调节装置。

手动调节装置: 辛烷值校正器。

(四)点火系统的故障分析

图7-8 点火系统图

汽车点火系统除进行日常保养外，还应进行定程保养，如有条件，还应对主要机件的质量、技术性能和工作情况进行试验，必要时给以调整。

1.电路故障

点火系统故障按其在点火系统的位置可分为两种情况: 低压电路故障和高压电路故障。

(1)低压电路常见故障

①蓄电池存电不足;

②线连接不良或错乱;

③蓄电池搭铁不良;

④分电器或霍尔传感器损坏;

⑤点火开关损坏或接线不良;

⑥晶体管点火控制单元损坏或接线不良。

低压电路故障的诊断方法大多采用电流表或电压表逐线检查来排除故障点。

(2)高压电路常见的故障

①高压线脱落或漏电;

②分电器盖破裂击穿;

③分电器分火头烧蚀破裂击穿;

④火花塞电极间隙过大或过小;

⑤火花塞积碳过多;

⑥火花塞绝缘体损坏;

⑦点火线圈损坏或接线脱落。

2.点火时间过早

(1)故障现象: 怠速运转不平稳，易熄火; 加速时，发动机有严重的爆燃声。

(2)故障分析: 该故障主要是点火正时调整失准或点火角度装配失准所致。

(3)排除方法: 连好点火测试仪，调整点火提前角到规定值。

3.点火过迟

(1)故障现象: 消音器声响沉重、急加速化油器回火、发动机冷却液温度较高、汽车行驶无力。

(2)故障分析与诊断: 点火角度不正确。

(3)排除方法: 调整点火角度至规定值。

4.火花塞故障

故障主要表现: 火花塞积碳、油污和过热等现象

火花塞油污: 绝缘体端部、电极及火花塞壳覆盖一层机油。

火花塞过热: 中心电极熔化，绝缘体顶部疏松、松软，绝缘体端大部分呈灰白色硬皮。

5.发动机回火和放炮

如果发动机既有回火又有放炮响声，且十分严重，则多属分缸高压线插错而引起的。如果现象不严重，却断续发生，似有规律，则多属分电器盖有裂纹，使缸间窜火造成的。点火提前角偏离正确位置过多时，也会引起回火或排气管放炮。

6.发动机爆震和过热

发动机在大负荷中等转速时最容易出现爆震。在使用燃油牌号正确的情况下，爆震现象多数是因点火提前角过大造成的。

在爆震情况下，发动机会迅速升温。另一方面，点火提前角过于落后，点火太迟，发动机温度也会偏高。在不出现爆震的情况下，水温过高多数不是点火系统引起的，但若伴有发动机无力，加速不灵敏时，则应检查点火提前角是否过小。

六、思考与练习

1.怎样检查火花塞是否漏电?

2.曲轴位置传感器信号盘上有一个信号齿轮与其他信号齿轮不同，它的作用是什么?

3.在进行跳火试验时，为什么要在高压导线上安装一个火花塞后才能进行?

4.火花塞的型号选择不正确，对发动机有何影响?