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点火系统


切诺基越野车F型汽油发动机(2.5L、四缸化油器式)配用的是磁脉冲无触点电子点火系统。

一、点火系统的组成

磁脉冲无触点电子点火系统,结构如图4-2所示

脉冲无触点电子点火系统由点火开关、蓄电池、点火控制器、火花塞、磁脉冲点火信号发生器及相应线圈。

磁脉冲点火信号发生器由永久磁铁、传感器线圈、触发轮3部分组成。

磁脉冲点火信号发生器是应用电磁感应原理进行工作的。当通过传感器线圈的磁通发生变化时,在传感器线圈内部产生交变的电动势,以此作为触发信号和控制点火系统的工作,其工作原理如图4-3所示

磁脉冲点火系统工作原理如图4-5所示。

二、点火系统的结构

  1. 点火线圈

1991年前切诺基越野车装用的是开磁路点火线圈,这种线圈如图4-6所示。

开磁路点火线圈的初级线圈和次级线圈置于圆柱形铁质外壳内,绕在铁芯上并相互连接。外壳上端有一绝缘盖,外壳内灌满绝缘油,以防潮气侵入,并加强绝缘。绝缘盖上有3个接线柱,中心插孔为次级高压线插孔,用于插接分电器中心高压线;在它旁边有两个低压接线柱,初级线圈的两端从两个接线柱引出。为了防止线路接错,在一接线柱旁边的绝缘盖上刻有“BAT”的字样。

1992年后生产的车型全部使用闭磁路点火线圈,如图4-6所示。这种点火线圈主要由闭磁路铁芯、初级线圈和次级线圈组成。它们被绝缘性能很好的合成树脂灌注成为密封结构,闭磁路点火线圈比开磁路点火线圈在相同的初级电压下,可以产生比它高出很多的次级电压,从而提高了点火性能。

2.分电器

切诺基越野车的分电器结构如图4-8所示。

分电器主要由配电器、磁脉冲电子点火信号发生器以及提前点火装置等部分组成。分电器体由铝合金制成,下部有衬套。分电器轴下端与机油泵配合,下部固装有驱动齿轮,在凸轮轴的驱动下,分电器轴在分电器体衬套内旋转。

配电器由分电器盖和转子(即分火头)组成。分电器盖的中心有一个中心高压线插孔,通过高压线与点火线圈的高压线插孔相接。中心插孔周围有4个旁插孔,通过高压旁线与火花塞相接,而转子装在分电器的顶端。

分电器上点火提前装置可以调节发动机最佳点火提前角。点火提前装置由离心式调节器和真空式调节器组成。离心式调节器与分电器轴配合,它可以根据分电器轴的转速,利用离心力自动地调整点火提前角,离心式调节装置的结构如图4-9所示。真空调节由信号发生器底板、真空调节装置气室等组成,结构如图4-10所示。

分电器点火提前角自动调节特性如图4-11所示。

3.火花塞

目前切诺基越野车使用的3种火花塞(RC-12LYC、RC-14YC、RFN-14LY)均为电阻型,基本结构如图4-12所示。

切诺基越野车使用的火花塞,具有较大的火花间隙,间隙值为0.84-0.97mm。

4.点火控制器(ECU)

ECU为点火控制器电子控制单元(Electronic Control Unit)的简称,其作用是根据发动机信号发生器发出的指令,接通或切断点火线圈的初级电路,它位于越野车上右侧翼子板上方靠近起动机继电器处,采用两插件与线束连接。

切诺基越野车的点火控制器有两种,两种点火控制器的区别是它们的连接器不同。点火控制器是采用集成电路的组装形式,隔热绝缘体把集成电路封装在散热性良好的铝合金壳体内,它通过线路连接器与其它电器元件相连。点火控制器是一个不可分解的集成电路组件,损坏时只能更换。

切诺基越野车发动机点火控制器位于发动机舱内的空气滤清器的旁边(图4-15)。

5.高阻尼点火高压线

切诺基越野车使用的高压点火线,包括1根中心高压线和4根分缸高压线,它们的结构相同。其导线芯采用炭化处理的导电玻璃丝,炭起到电阻的作用,高压线的阻值随温度和导线的老化程度有所变化,通常为10-2OKΩ/m。导线外包有经硫化处理的防粘接浸胶编织带,其电阻为每305mm不低于3000Ω,导线芯外层最少有1.4mm厚的塑料绝缘层,另外套有多孔编织带玻璃细纤维护套。[TOP]

三、电子点火系统的使用与检测

1.磁脉冲电子点火系统的使用注意事项

磁脉冲无触点电子点火系统只要安装正确,使用得当,通常无须进行维护和修理,故障率也很低。但如果安装、使用不当,也会造成一些人为故障,甚至损坏点火装置。为此,在使用中,应注意以下事项:

(1)安装时接线必须正确、牢靠,尤其注意电源的极性不可接错,否则,极易损坏电子点火组件。

(2)电子点火装置必须有可靠的搭铁,尽量减少搭铁处的接触电阻,以确保电路稳定可靠地工作。

(3)点火信号线与高压线应分开,以免干扰点火组件的正常工作。

(4)洗车时,应尽量避免将水溅到电子点火组件和分电器内。

(5)发动机运转时,不可拆卸蓄电池的连接线,或用划火的方法检查发电机的发电情况,以免产生瞬间过电压而损坏电子点火组件。

(6)电子点火系统中的点火线圈通常为专用高能点火线圈,应尽量避免用普通点火线圈代用。

(7)高压导线必须连接可靠、牢固。用于电子点火系统中点火线圈的次级电压都是非常高的,如果连接不好,容易使分电器盖和点火线圈绝缘击穿而损坏。

(8)在电子点火系统的使用中,决不允许点火线圈在开路的情况下工作,否则将极易损坏点火线圈和点火电子组件中的功率三极管。

(9)当需要拆卸或安装电子点火装置的连接导线时,应先关断点火开关或断开蓄电池的搭铁线。

(10)电子点火组件应安装在干燥、通风良好的部位,并保持其表面的清洁以利于散热。

2.磁脉冲电子点火系统的检测

1)点火正时

(1)分电器的安装:

首先应清洁缸体周围的分电器安装区域,并更换一个新的安装垫。如果拆下分电器后发动机未转动过,即可按拆卸记号进行安装。将分电器放入缸体内,分火头对准拆卸时分电器外壳的记号,逆时针转动转子超过1/8圈(45o),使分电器轴滑入缸体,其轴端驱动凸块与机油泵端啮合,转动分电器外壳使其拆卸时的记号与缸体上的记号相对齐,然后安装压板和螺栓,待检验点火正时后再拧紧压板螺栓。

如果拆卸分电器后发动机已经转动,则按以下步骤安装分电器:

取下第一缸的火花塞,用手指或棉纱堵住火花塞孔,转动发动机曲轴直到手指感觉压力或棉纱喷出,继续缓慢地转动发动机,直到减振器和皮带轮上的正时记号对准正时刻度上的上止点(TDC)标记(零度)为止。应按发动机正转方向转动发动机,不应反转发动机对准正时记号。

转动分电器轴直到转子对准分电器盖上的第一缸高压线接头的位置,然后转动转子使其相对第一缸接头的位置逆时针转过1/8圈。

把分电器轴装入发动机,并把分电器真空提前装置安装在拆卸时的同一位置,把分电器外壳上的标记与缸体上的相应标记对准。

注意有时需要用一个长平口螺丝刀来转动机油泵轴使之与分电器的驱动凸块啮合(图4-16)。

(2)安装分电器压板和螺栓,暂时不要拧紧。

(3)把分电器盖(带有点火高压阻尼线)安装于分电器外壳上,确保分电器外壳内信号发生器导线胶块与分电器外壳对准,否则当发动机旋转时,盖或转子就有可能损坏。如果事先没有接好高压线,则装好分电器盖后,按顺时针方向以点火顺序(1-3-4-2)连接高压线(图4-17)。注意依次点火的高压线不要并行相邻排列,以防感应引起串火,造成点火系统工作紊乱。

(4)分电器安装完毕,起动发动机进行点火正时的校准。

通常利用正时灯和转速表检查校准,正时灯的连接如图4-18所示。

使发动机达到正常工作温度,从分电器真空提前装置上拆卸真空软管并将其堵住,连接正时灯和转速表,使发动机达到规定转速(1600r/min),观察正时记号,如图4-19所示。

如果点火正时记号不符合规定(上止点前12o)应转动分电器外壳。顺时针转动点火推迟,逆时针转动则点火提前,直至符合规定,拧紧分电器外壳的压紧螺栓并再次检查确保不变,最后将真空软管接到分电器真空提前装置上。

2)点火提前的性能测试

如果点火提前角不正确,轻者会使油耗增加、动力下降,重者会使汽油发动机不能工作,因此,点火提前的测试十分重要。

(1)真空提前的检测:

①使汽油发动机达到工作温度;

②从分电器真空提前装置上拆卸真空软管,并将其堵住;

③将真空泵和分电器提前装置相连;

④连接正时灯和转速表;

⑤增加发动机转速,并施加真空(457mm汞柱);

⑥用正时灯观察正时角度,并观察真空泵真空表的读数。

(2)离心提前的检测:

①使汽油发动机达到工作温度;

②拆下真空输入开关的三线插接器;

③从分电器真空提前装置上拆下真空软管,并将其堵住;

④接上正时表和正时灯;

⑤在发动机怠速工况下,缓慢地提高转速,并观察正时记号、点火提前角和转速表;

⑥随着发动机转速的提高,正时提前应平稳。

如果点火提前不均匀,应检查和修理离心提前装置。[TOP]

、点火系统的检修

1.点火线圈的检修

点火线圈的检修包括以下4个方面。

1)初级线圈断路和短路的检修

把万用表拨至R×1档,用表笔分别接点火线圈正负两接线柱,如图4-20所示。

开磁路线圈电阻值应为1.113-1.230Ω(24℃时),如点火线圈温度高于93℃,电阻可为1.50Ω;闭磁路线圈为0.97-1.18Ω(21-27℃),如果小于上述值则为短路。

2)次级线圈的断路和短路的检修

将万用表拨到R×1k档,用表笔分别接点火线圈的中心孔和任一低压接线柱,如图4-21所示。

开磁路线圈阻值为7700-9300Ω(24℃时),如线圈温度为93℃以上时,电阻值最大为12000Ω;闭磁路线圈为11300-15300Ω(21-27℃时)。

2.分电器的检修

1)分电器盖和分火头的检修

应注意检查分电器盖和分火头有无裂纹、炭迹、锈蚀,如图4-22图4-23所示。

在潮湿的气候条件下,如盖内有潮气,在旁电极相互之间和中心电极与旁电极之间容易引起放电。为此在旁电极之间、中心电极周围应有肋条和凸肩,以防止向有故障的插孔击穿跳火。电极之间放电还会造成火花塞断火使发动机不能起动。如果插孔周围有较多的炭粉,说明已经产生了电弧,需更换新的分电器。

分电器和分火头损坏可能有以下症状,其它元件损坏也可能有以下症状,但首先应检查分电器和分火头。

(1)当潮湿度较大时,发动机起动困难,例如雨天长时间不能起动。

(2)加速时缺火,在潮湿气候或发动机热起动过程中容易发生。

(3)燃油消耗增多。

(4)发动机性能变差,运转不平稳。

(5)按正常方法起动时,发动机不能起动。

2)分电器离心提前装置的检修

(1)从真空提前装置上拆卸真空软管,并将其堵住,

(2)把正时灯接在一缸火花塞上并把转速表接到点火线圈负极接线柱上。

(3)起动发动机,当发动机怠速运转时,用正时灯观察转速,当转速增加时,正时提前应平稳。

3)分电器真空提前装置的检修

(1)把真空管接到真空提前装置上。

(2)发动机必须暖车到正常工作温度,在发动机怠速运转时,用正时灯观察正时角度和标记。

(3)缓慢地增加发动机转速至2000r/min,在接有真空提前装置的情况下,点火时刻应比仅有离心提前装置时要提前的多。

(4)当发动机转速2000r/min时,真空提前引起的总提前量比仅有离心提前装置要大。

4)传感器线圈的检修

将万用表调至R×1档,用两表笔分别接传感器线圈的两端,其阻值应为400-800W (24℃时),小于此值则为短路,表针不动则为断路,如图4-24所示。

5)信号发生器的检修

(1)检查调整信号发生器转子凸齿与铁芯的间隙(图4-25)。

旁置式线圈磁脉冲信号发生器信号转子凸齿与传感器铁芯之间的气隙一般为0.2-0.4mm。检查时,应用塑料薄厚规进行测量,如果间隙不符合要求,可松开螺钉2和6,并以6为支点,稍微转动螺钉2加以调整,直到符合规定的标准值为止。同心式磁脉冲信号发生器的气隙一般不可调整。

(2)测试信号发生器线圈的电阻。

拆下线柬插接器,用万用表电阻档对信号发生器线圈进行测量,如图4-26所示。

信号发生器线圈电阻值(表4-1)

阻值(W 400-800

电阻值应符合标准值,见表4-1。如果阻值为∞,表明线圈内部断路;如果阻值比标准值小的多,说明信号发生器内部线圈有匝间短路。一旦发现异常后,应及时排除或更换。为了进一步检查信号发生器热稳定性,可用照明灯对其进行加热,到适当的温度后,再用欧姆表测量信号发生器线圈的电阻,然后再与标准值比较,即可看出热稳定性的好坏,如图4-27所示。与此同时,还可以用螺丝刀把轻轻敲击信号发生器线圈,以检查内部是否松旷、有无间歇性故障。

3.高压线的检修

1)高压线常见故障的判断

以下列出的症状一般是由高压线的故障引起的,也可能存在其它原因,但是首先应检查高压线并确定故障部位。

(1)怠速不稳,运转时发动机抖动或摆动。

(2)加速时缺火,表现为发动机运转不稳定,在低速时更为明显。

(3)起动困难,较长时间才能起动,在潮湿的气候下,这种现象更为明显。因为高压线上的灰尘和潮湿增加了次级电路的电阻,如果次级电压不能克服增加的阻抗,火花塞就不能跳火。

(4)动力不足,发动机达不到正常规定的功率。

(5)油耗增加,这是由于个别火花塞不跳火引起的。

2)高压线的检修方法

将万用表的欧姆档调到R×1或R×1000的量程。

(1)校准欧姆档的基准(两根表笔接触,将欧姆档调零)。

(2)用两根表笔分别与每根高压线的两端接触。

(3)小心地扭动高压线,观察仪表的变化。如果阻值变化较大,应更换高压线。

(4)如果仪表指示∞,说明高压线断路。

(5)如果仪表显示读数在规定范围内,说明高压线可继续使用。

各种高压线的测试值如表4-2所示。

高压线阻值范围(表4-2)

高压线长度(mm) 高压点火线圈的阻碍值(W
381-635 4000-15000
635-889 6000-20000

4.点火控制器(ECU)的检修

汽油发动机在运行过程中突然发生熄火的故障现象,其原因一般是因为电线接头松动或腐蚀、传感器线圈有故障、分电器搭铁插头松动、分电器线路短路或搭铁、触发轮销丢失以及点火控制器损坏而造成。但是发动机熄火一段时间后,不检修任何附件就能发动,在运行中又出现突然熄火的情况,就基本上可以确定是点火控制器(ECU)的故障。ECU的随车检查方法和步骤如下:

1)点火控制器(ECU)随车检查

在点火线圈正极接线柱前串联一块10A的电流表,负极接ECU。如果电流为3.5-5A,说明ECU正常;如果大于5A,说明ECU损坏,应更换;如果小于3.5A,检查低压线路中三线插接器(A1A2、C1C2、D1D2D3D4)的连接情况,排除连接不良的故障,如图4-28所示。

2)ECU常规检查

常规检查包括对ECU进行外观检查,用干电池检查,用接磁跳火法检查,用替换法检查。

(1)外观检查将ECU的插接器拆下后,仔细检查各引出线端导线,是否良好。

(2)用干电池检查用1.5V干电池模拟磁脉冲信号发生器的点火信号,取中心高压线跳火或检查初级电路“-”端电位,可判断控制器的好坏。

(3)接磁跳火法检查用螺丝刀碰刮磁脉冲信号发生器定子与转子铁芯,将其磁路短接,信号发生器应产生点火信号。此时接通点火开关,使中心高压线对缸体10-12mm,应跳出高压火花。有火花说明低压回路、点火线圈及中心高压线正常,否则应对上述部件进行检查。

(4)用替换法检查用同规格的ECU替换怀疑有故障的ECU,如故障排除,说明原装ECU损坏,需予以更换。该方法是判断电子组件故障最简单、最有效的方法。

3)ECU拆卸下检查拆下后首先观察ECU底部有无明显烧蚀现象,然后按图4-29所示连接蓄电池电源和测试灯。

C2、C3之间加上2V的电压,测试灯应点亮;再把C2、C3对调,灯应熄灭,说明ECU良好,否则说明ECU损坏,应予以更换。

5.火花塞的检修

积炭严重的火花塞,在发动机低速运转时还能正常工作,但在高速运转时就常常失效。有故障的火花塞可以从以下几个方面来判断:

耗油量增加,发动机功率低,发动机转速下降,起动困难。

以下对火花塞的直观状况进行分析。

1)正常

点火部位呈现少量的褐色或浅茶色的沉积物,车辆每运行1609km电极腐蚀约为0.025mm。

2)起皮

火花塞绝缘体裙部呈现起皮现象,这是火花塞过热的标志,绝缘体呈现灰色,并且电极过早烧蚀,应检查火花塞型号规格是否选择正确,发动机是否爆震,点火是否过早,混合气是否过稀,节气门是否卡滞,冷却系统是否堵塞或节温器失效,并确定具体原因。如果情况不严重,可重新清洁和调整间隙后再使用;如果情况严重,必须予以更换。

3)烧蚀

在行驶里程不多的发动机上工作的火花塞,其绝缘体裙部呈现凸凹烧蚀的痕迹,中心电极烧蚀后缩短,搭铁电极烧蚀后变细,由于电极烧蚀造成间隙过大的现象,如图4-30所示。

这一现象表明发动机是在高速或超负荷工况下运转,火花塞螺纹紧固力矩不足,燃烧气体由螺纹处泄漏引起火花塞过热,或者是因为空燃比过浓引起电极腐蚀,造成间隙太大。

4)积炭

火花塞内侧呈现黑色覆盖物的积炭层。由于积炭,电极间隙缩小或绝缘体破碎,使火花塞工作不正常,如图4-31所示。

这是由于低速行驶时或发动机工作温度不正常时所造成的结果。主要原因是气缸和活塞环磨损过大,空燃比过浓使得点火性能不良,另外使用了热值太低的火花塞也会引起严重的积炭现象。

火花塞出现积炭时,应检查火花塞型号和热值是否正确、混合气是否过浓、燃油泵压力是否过大、点火系统是否工作不正常、空气滤清器是否堵塞、曲轴箱通风系统是否工作不正常、排气净化系统是否工作不正常、气缸压力是否过低、进气歧管是否漏气、发动机上的真空控制管是否漏气、节温器常开而失效等等。应清洁并调整间隙后重新安装使用。

5)油污

火花塞内侧有明显的油污和油污的黑色沉积物,使发动机起动困难并缺火,应检查火花塞型号和热特性是否正确。这种故障现象表明机油耗损过大,是由于活塞环、气门密封件磨损而造成。如果火花塞其它情况良好,经清洗重新调整间隙后仍可使用。[TOP]

五、点火系统的故障诊断及排除

点火系统发生故障后,应先目测点火系统各连接线有无松动、脱落现象,然后从分电器上拆下除第3缸以外的任一缸高压线,使其对缸体或缸盖保持12mm距离跳火,以判断故障发生在低压电路还是在高压电路。用起动机带动发动机,若有很强的蓝白火花,表明故障在高压电路,否则故障在低压电路。高、低压电路的组成与常规点火系统相比,差别仅在于低压电路多一电子控制器(ECU)以及连接导线。点火系统的常见故障检修程序如图4-32所示,点火系统故障诊断和排除如表4-3所示。

点火系统常见故障的诊断及排除(表4-3)

现象 可能原因 检查及排除
发动机不能起动,火花塞不产生火花 1.点火系统无电压

2.分电器传感线圈电路断路或接触不良

3.火花塞故障

4.初级线圈连接器装配不良

5.点火线圈断路或短路

6.电子点火模块有故障

7.分电器破裂

8.分电器转子有故障

1.检修蓄电池点火开关及连接导线

2.检修清洁并紧固

3.更换火花塞

4.装好连接器

5.检查点火线圈

6.更换电子点火模块

7.更换分电器盖

8.更换分电器转子

发动机不能起动且回火 1.点火正时不正确

2.分电器内部潮湿

3.分电器盖有故障

4.点火高压线未按正确点火顺序连接

1.检查点火正时,进行调整

2.擦干分电器

3.检查分电器盖是否有松动、开裂、污物、需要时进行清洁或更换

4.按点火顺序连接高压线

发动机运转不稳定或发动机高速时缺火 1.火花塞积炭太多

2.点火高压线损坏

3.点火提前装置有故障

4.电磁开关有短路

5.触发轮固定销丢失

6.点火高压线没按正确点火顺序连接

1.清理积炭,调整间隙,更换火花塞

2.检查高压线,损坏时更换

3.检查运转情况,给予必要的调正与修理

4.更换电磁开关

5.装入新销

6.按点火顺序重新安装点火高压线

发动机间断点火 1.分电器接头接触不良

2.分电器传感线圈有故障

3.电子点火模块有故障

4.分电器搭铁不良

5.分电器电线短路

6.分电器触发轮固定销丢失

1.拧紧接头,除去异物

2.检查传感线圈,必要时更换

3.更换模块

4.清洁、紧固搭铁接头

5.检修分电器导线

6.重新安装新销

点火开关断开后发动机仍然运转 1.起动机电磁开关损坏

2.发电机二极管有短路

1.更换电磁开关

2.更换二极管

燃油消耗量过多 1.点火错乱

2.点火提前装置有故障

1.按点火顺序重新安装点火高压线

2.检查提前装置工作情况,必要时予以更换

点火提前性能不稳定 1.真空提前装置有故障

2.离心提前装置有故障

1.检查工作情况,必要时予以更换

2.清洁离心提前装置

真空点火提前装置不起作用 1.真空提前装置有故障

2.真空提前装置调整不当

1.更换真空点火提前装置

2.按规定调整


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