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汽车多 线圈点火系统的使用与维修

作者:admin 发布日期:2019/1/22 关注次数: 二维码分享

无分电器点火系统(DIS)的使用超过20年了,近几年 已趋向于应用多线圈点火系统。例如,点火线 圈在配加在火花塞上的多线圈点火系统(c0P),每一个 缸配一个点火线圈的(CPC)点火系 统和点火 线圈加装在靠近火花塞(CNP)点火系统,都属于 多线圈点火系统。


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一、多线圈 点火系统的优点

点火线 圈加装在火花塞的多线圈点火系统(COP)因为有许多的封装,性能,排放和 维修的原因成为热门的安装。将单个 的点火线圈直接封装在每个火花塞上面,去掉了需要的长的,体积大的(并且昂贵的)高压火花塞线缆。这样就 减少了无线电频率的干扰,消除了潜在的由燃烧,假货或 者松动的线缆而引起的不点火问题。沿着点 火线圈到火花塞之间的路径没有导线连接而减少了电阻。因此,每个点 火线圈能够是较小的,较轻的 并且使用较少的能量使火花塞跳火。

从一个 点火性能角度来看,每个缸 有一个单独的点火线圈就可以在各气缸点火之间给每个点火线圈更多时间的再充电。在只有 一个点火线圈分电器点火系统中,在一个 四缸发动机里曲轴的每个循环,点火线 圈必须点火四次,即四个缸各点火一次。而在一个V8发动机 里一个点火线圈要工作8次,即8个缸各点火一次。在带有 多线圈的点火系统里,每个点 火线圈在曲轴的每个循环中只点火一次。这样就 提供了较高的火花能量,特别是 在高转数下当点火时间极大地减少时,这样就 减少了不点火现象的发生,使燃烧 更加充分并且提高了燃油的经济性。

为每一 个气缸设定一个独立的点火线圈也能够提高发动机的性能,处理更 多的排气再循环,减少二 氧化氮气体的排放量(对于今 天的低排放车辆标来说是重要的)。一个较 高能量的火花也使火花塞能够烧尽污物并使火花塞能够达到16万公里的寿命里程。一个多 线圈点火系统也能够提高了怠速稳定性能和怠速排放。

二、点火线圈的安装位置

典型的 多线圈点火系统可以有几种不同配置中的一个。在克莱斯勒,丰田和 其他的进口车辆上,这个点 火线圈直接被加装在火花塞上面。即(COP)系统。在其他的应用中,例如美 国通用汽车公司的Quad 2.2L发动机 的线圈在火花塞的点火系统中,点火线 圈被放在一个盒子里。在近期的车型中,美国通 用公司的雪佛兰(corvette)、Camaruo)和其他的V8车型,则使用 点火线圈靠近火花塞的点火系统,即(CNP)点火系统,因为火 花塞是从汽缸盖的侧面伸出并且在每个火花塞的末端没有空间容纳点火线圈。这种单 个的点火线圈通过短的火花塞导线安装在气门盖上。

三、点火线圈的工作过程

在多数 的老的无分电器点火系统里,一个电 子模块是点火线圈包裹总成的一部分并控制点火线圈的接通和断开。在多数 的较新的车辆的点火系统里,尽管在 每个点火线圈的顶部有很多的附带的电器和二极管,但点火 线圈初级绕组通断的开关的功能是由动力控制模块(PCM)来控制。这个动力控制模块(PCM)从曲轴 位置传感器和有时一个凸轮轴位置传感器接收一个基本的点火正时信号确定发动机的速度、点火顺序和点火时间。然后根 据从节气门位置传感器,空气流量传感器,冷却液传感器,进气支管压力传感器(MAP)甚至自 动变速器的信号确定每个缸的正确的点火时间。多数的多线圈点火系(COP)统能够 在气缸点火之间调整时间,使这些 系统很敏感并能很快地适应发动机的负荷和驾驶条件。

四、点火线圈技术

所有的 点火线圈是发动机点火系统中必不可少的变压器,是由初 级绕组和次级绕组环绕着铁芯组成。初级绕 组的导线直径比次级绕组的大,它的匝数较少。初级绕 组和次级绕组的匝数比确定了点火线圈的输出电压(较高的匝数比,就有较大的输出电压),很多汽 车点火系统的次级绕组的匝数是初级绕组匝数的10倍左右,高性能 点火线圈则更多。

常规的 罐状的或者金属容器型点火线圈在老的分电器点火系统使用。它通常 有一个初级绕组和次级绕组有一个公共的搭铁连接。高能量 的点火线圈可以使用一个相似的设计或者有一个隔离的初级绕组和次级绕组(这在典 型的双缸点火系统中使用),或者一 个公共的初级电路带有一个隔离的次级电路。多线圈点火系统(COP)和点火 线圈加装在靠近火花塞(CNP)点火系 统通常有一个共用的初级和次搭铁节点。

所有类型的点火线圈,初级和 次级绕组被相互隔离并不接触。初级绕 组的电阻一般是比较低的。通常少于几欧姆。在一些 个别的点火线圈的初级绕组只有0.6到0.7欧姆。次级绕组的电阻,通过比较对照,是非常高的。可达到5500欧姆左右,串联的 的点火线圈次级绕组可达到10000到14000欧姆的范围。因为点 火线圈初级和初级绕组的电阻值变化很大,在测试 时应查询具体的车型所使用的点火线圈。

一个点 火线圈实际怎样使火花塞跳火呢?当蓄电 池的电流流过计算机(PCM)到达点火模块后,由点火 模块给点火线圈初级绕组通电,点火线 圈的铁芯成为一个强大的电磁铁。这个形 成磁力线环绕铁芯和次级绕组。当初级绕组被断电时,磁场衰弱。在次级 绕组中感应出高压电来。这个电 压从点火线圈的次级绕组出来到达火花塞并产生一个火花点燃可燃混合气。

五、故障诊断

尽管点 火线圈是非常可靠的,但有时也会出现故障,因为电 压震荡会使点火线圈发热,随着时间的推移,热量和 电压的聚合破坏了绕组,点火线 圈壳体或者塔之间的绝缘,如果一 个点火线圈有问题,能够用 一个欧姆表来测量点火线圈的初级和次级绕组的电阻。如果任 何一个超出规定的值,则应更 换这个点火线圈。

如果一 个短路或者比正常电阻低的初级绕组会有很大的电流通过点火线圈,并能很 快地损坏点火模块。这也减 少点火线圈的电压输出,在负荷或者当加速时,导致一个差的火花,启动困难或者不点火。

初级绕 组的断路或者高电阻通常不会立刻损伤点火模块或者PCM驱动电路,但可以 引起点火模块发热并缩短它的使用寿命。在这种状况下,点火线 圈输出低电压或者没有电压输出(差的火 花或者没有火花)。点火线 圈初级绕组的短路或者低电阻将导致一个差的火花。但不会 损伤点火模块或者PCM驱动电路。点火线 圈的次级绕组的断路或者高电阻也将引起一个差的火花或者不点火。它也可 以由于反馈感应初级电路而损坏点火模块。

对于所 有的点火线圈来说,重要的 一点是当初级绕组断路电磁场衰减时,如果高 的点火线圈输出电压不能到达火花塞,它会在 另一个地方搭铁――可以返 回通过点火模块、PCM、驱动电 路或者通过点火线圈里面本身的绝缘外壳搭铁。这就很 可能损坏这些部件。所以,当发动 机正在运行时绝不能拆卸火花塞导线或者COP点火线圈。这时的 输出电流会因人组成搭铁回路而击伤人。在一个 分电器点火系统中,当一个 点火线圈出现故障时,它影响所有的气缸,发动机不能启动,或者在负荷下不点火,但在多 线圈点火系统中,一个单 个点火线圈出现故障只 影响一 个气缸或者一对气缸(在双缸点火系统中)。

在1996年生产的新的车辆上,这个OBD||自诊断 系统也能够检测点火线圈问题,包括不 点火并且产生故障码鉴定点火线圈或者气缸的问题。例如一 个不点火故障码P0301,应当指示一缸不点火。当然,不点火 也可能由很多其他的因素引起。可能是 一个磨损的或者损坏的火花塞,一个损坏的点火线圈,一个坏 的火花塞导线或者一个在无分电器点火DIS或者点 火线圈靠近火花塞的CNP点火系 统的情形里的线路连接、一个脏 的或者损坏的喷油嘴,或者压缩损失(排气阀 烧蚀或者汽缸盖漏气)等。进一步 诊断是需要隔离和找出这个原因――多线圈 点火系统中因为没有火花塞导线,不能够 观察点火次级波形曲线而不能判别哪一个地方出现了问题除非使用一些适合这个点火线圈本身类型的适配器或者感应信号的拾取装置。

六、故障诊断的手动工具

美国实 耐宝公司提供一定数量的感应拾取信号适配器,能够直 接地连接到各种COP系统点 火线圈上收集次级点火信息。这些适 配器中的多数允许使用一个实耐宝KV模块观 察每个点火线圈的次级点火数据。在多数的应用中,连接适 配器时不必拆掉点火线圈(它适合 在点火线圈的顶部并使用感应来拾取点火线圈的电压信号。)

另一种手动工具是Waekon Coil onPlug lgnition 0uick Probe(WAE6560),它能够 快速找到一个坏的或者性能不好的点火线圈。这种手 持工具使用简单,它有一 个感应夹放在线圈上检测点火线圈的活动。线圈每 次点火时一个超级明亮的LED闪光灯 闪烁并产生足够的KV电压,在检测 期间当火花出现时,一个绿的LED指示器也闪烁。这个工 具不需要连接到背针插接器,在插接 器上拆卸点火线圈并测试点火线圈即可。

另一个 值得考虑的工具是FerrelFER72 Primary lgntion PrObeInductlve Power,这个工 具有一个夹型的感应拾取装置能够用于靠近点火线圈靠近火花塞(CNP)的火花塞导线上,无分电 器的或者分电器点火系统上。这个拾 取信号装置在不用刺穿导线或者没有背针插接器时都可以测试。这个工具有一个20-线条杆 刻度显示峰值电流(用于驱 动点火线圈或者点火模块的电流),到达电 流较大值所花费的时间,或者在按下按钮时,电流通 过点火模块的时间。它使用 电流接线夹检测点火线圈和模块的问题。从感应 拾取装置获取的点火信号能够是外面通过一个高频线接插器(BNC)连接到 示波器或者带波形的万用电表来显示电流波形。


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七、点火线圈的更换

更换点 火线圈必须是和原来的同一基本型号,并且和 原来的初级绕组电阻相同。使用不 同型号的点火线圈可能损坏其他的点火部件或者引起新的点火线圈故障。

如果一 个发动机由于更换点火线圈而出现重复的点火线圈故障,这个点 火线圈工作困难,根本的 原因是通常高的次级绕组电阻(坏的火 花塞导线或者火花塞),或者在一些情形里,一个稀薄的燃油状态(脏污的喷油器,真空泄漏和泄漏的EGR阀)引起。

避免点 火线圈问题是当新的的点火线圈被安装时要清洁这个插接器和接线端头。腐蚀能 够增加线路的电阻引起断断续续地工作和丧失工作的连续性并可能有助于电子部件损坏。给线路 连接处运用不导电的润滑脂能够帮助防止腐蚀并确保一个好的连接。

在有分 电器或者无分电器点火系统的高里程发动机上,火花塞 导线也应当随一个坏的点火线圈被更换以确保高能量的火花。新的火 花塞也应当被安装如果原来的火花塞被弄脏了或者是接近他们的服务约定。

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