一辆标致307点火系统故障引发的电控故障诊断思考

唐镖

摘 要：点火系统是汽油发动机的重要组成部分，其性能的好坏直接影响着发动机能否高效工作。掌握其典型故障的诊断方法是汽车维修工必备技能。文章以一辆东风标致307点火系统故障为例，引申思考一下汽车电控系统的实用诊断方法。

关键词：点火系统;电控诊断;方法思考

Abstract： Ignition system is an important part of gasoline engine， Its performance directly affects whether the engine can work efficiently. To master the typical fault diagnosis method is a necessary skill for automobile maintenance workers. This paper takes a dongfeng Peugeot 307 ignition system fault as an example to consider the practical diagnosis method of automotive electronic control system.

1 一辆标致307点火系统故障的排除

1.1 故障现象

某标致307车主报修发动机故障点亮，并伴有偶发性发动机抖动、加速无力、冷车启动困难等现象。来店前在某综合修理厂进行过维修，用诊断仪读取的故障代码为：“P1336持续性故障，非特定缸大量点火不良”。修理厂更换了该车点火线圈、缸线、火花塞，但第二天故障重现。

1.2 故障诊断

1.2.1 故障代码产生原理

东风标致307 N6A发动机ECU记录点火不良故障代码的原理是，在做功行程由于缸压很高，活塞会出现加速度，曲轴每旋转一周，会出现两个点火行程，所以会形成两次加速度。发动机ECU通过测量曲轴位置传感器信号，来检测作用在曲轴上的加速度。做功行程时发动机ECU测得的信号频率会比其他三个工作行程要高一些。故曲轴信号频率可用来来判断发动机各气缸是否正常点火做功。发动机正常运转时，曲轴每旋转一圈ECU会检测到两个加速度，如果加速度信号缺失，ECU就会认为个别气缸点火做功不良，当在一定周期内检测到点火做功不良次数达到报警值，ECU就会记下故障代码。

1.2.2 故障原因

（1）点火系统自身故障，导致燃烧异常，发动机抖动，加速无力。火花塞，缸線，点火线圈，点火控制电路等都有可能引起此故障。

（2）燃油供给系统故障，油压不足，混合气过稀，导致燃烧不良，发动机加速无力抖动等。或汽油滤清器堵塞、油品问题、活性碳罐通风管路堵塞等故障都也能引起此故障。

（3）发动机积碳污染，气门积碳密封不良，缸压下降，混合气点火困难、燃烧不完全。或火花塞积碳，点火电压过低，点火能量不足，导致缺火。

1.3 故障检查

考虑点火系统大部分零件已经更换，故先排除点火系统故障。剩余燃油供给系统故障与燃烧室积碳污染故障概率较高。进一步分析，发现送修车辆常在城市道路使用，发动机长期处于中低转速运行，产生积碳污染可能性较大，于是首先进行进气管道拆检。

1.4 故障排除

拆检发动机进气歧管，发现进气门积碳严重，使用内窥镜检查燃烧室，内部积碳严重。清洗进气歧管、进气门、节气门、喷油嘴、燃烧室积碳，车辆故障排除，后续客户跟踪无异常。

2 故障引发的引申思考

随着消费者对汽车功能、品质要求越来越高，加之电子技术越来越成熟，现代汽车大量配置各种先进电子控制系统已成常态，汽车电控系统的大量引入，大大提高了汽车的使用品质并拓展了汽车的使用功能。但汽车技术的不断进步对广大一线维修人员，却提出了不小的挑战。复杂的控制原理、日新月异的电气结构，都是我们故障排除路上的拦路虎，有道万变不离其宗，在排查电控系统故障时，我们可以参考下面几个思路：

（1）牢记汽车电控系统的一般结构模型，电控系统一般由三个部分组成，信号输入部分、计算机部分、执行器部分，如下图所示：

在进行电控系统故障分析时，我们可以以信号电路、计算机、执行电路为界，划分为三个部分进行故障假设。切忌电控系统故障诊断思路凌乱，眉毛胡子一把抓，一会这里拆开检查一下，一会哪里拆开检查一下，两三个疑似故障点检查完没有问题，就成没头苍蝇。电控系统故障诊断最好将系统电路按功能进行分区，利用排除法逐步排除各区域故障嫌疑，最终锁定故障点。

（2）故障检查，一定要理清系统电路工作原理。微机（ECU）控点火系统基本原理是ECU根据发动机相关传感器信号（与点火控制有关的传感器主要有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器等），计算点火提前角，发出点火指令。取消分电器后，由点火线圈结构加ECU控制实现高压分配，如下图所示：

分析电路图发现，标致307 N6A发动机点火系统采用双缸同时点火，此点火系统特点是直接利用点火线圈配电，无需判缸。系统点火时，会同时向两个活塞到达上止点的气缸配送高压电。根据偶数缸发动机运行原理，活塞同时到达上止点的两个气缸，一为压缩缸，另为排气缸。因排气缸压力远低于压缩缸，故压缩缸点火电压远高于排气缸，因而绝大部分点火能量都集中到了压缩缸，为有效点火。

综上我们分析得出1135点火线圈四根接线分别为，1、2号针脚是点火线圈控制信号线，4号针脚为点火线圈供电线，3号针脚是点火反馈信号线。点火电路基本工作原理为ECU根据相关信号，通过1157、1158两根点火控制信号线，轮流切断1、4缸与2、3缸初级点火线圈电流，实现1、4缸与2、3缸同时点火。

理清系统电路工作原理以后，我们才能有针对性的对系统功能、电气元件进行通信模拟测试，进而确定故障范围，利用在线检测找到故障点。以上图为例，如果我们怀疑是点火执行回路故障，我们可以利用故障诊断仪的执行器测试功能，进行跳火实验，如果火花塞正常跳火，则可以证明整个系统功能正常，若同一组火花塞火花较弱，则可能为对应火线圈、缸线、火花塞问题，须进一步检查相关疑似故障点。例如检查1135 1、2号针脚之间初级点火线圈电阻，检查1157、1158点火控制线有无虚接，检查火花塞外观、电极间隙与火花塞热值，检查缸线与次级点火线圈电阻等。

（3）不可主观臆断，案例车辆第一次维修时，根据故障码指示，怀疑点火执行电路故障，维修思路本身没错，但一次性更换点火线圈、高压缸线、火花塞，不免让人怀疑，维修人员是否对更换零件进行故障检查确认，难道是希望通过广撒网，捞大鱼的方式扫除故障？结果故障没有排除，还导致客户经济白白损失。

电控系统故障排除，故障码产生原理一定要分析清楚，于此故障码产生的相关故障原因都要进行检查确认，不可盲目换件，更换元件时一定要对故障嫌疑件进行仔细检查，确认元件是否为故障件。不可主观臆断，甚至出现对某个回路一网打尽的维修方法，多个元件同时出现故障的概率是比较低的。

通过本文的案例分析，我们发现该车辆故障实质为发动机积碳污染，冷车启动时燃油被积碳吸收掉一部分，导致启动混合气过膝，致使启动困难。热车以后，火花塞积碳污染导致击穿电压较低，火花能量不足，出现气缸缺火，加之积碳使气门密封不嚴，加重气缸缺火现象，出现加速不良，发动机抖动等故障现象。又因ECU是以曲轴加速度来判断点火系统故障，故而才报出点火不良故障代码。

（4）不可忽略电控系统的机电一体化属性，在仔细检查电气线路故障无果的时候，我们也要将维修思路拓展至系统相关机械部分，毕竟电控系统功能最终也要对应的机械元件实现，如案例中点火不良故障除了点火电路故障以外，积碳污染、气缸密封、油压不足等都会引起相似故障现象，最终检查结果为发动机积碳污染，清洗发动机积碳，故障排除。其他类似情况，还出现过系统报出凸轮轴位置传感器信号故障，检查结果却是发动机正时错位。再如ABS系统报某轮速传感器故障，检查结果却是磁电式轮速传感器表面沾有较多铁削。类似故障案例较多，在此不一一赘述。

（5）利用专业知识，看清故障本质，以专业知识倒推故障原因，才是一个现代合格汽修人员应有的专业素质。以本文故障为例，点火系统应在发动机各种工况和使用条件下保证可靠点火，为此点火系应满足以下基本要求：

1）能产生足以击穿火花塞电极间隙的电压，使火花塞电极之间击穿产生电火花所需的电压，称为火花塞击穿电压。火花塞击穿电压的大小与火花塞间隙，气缸内压力、温度、电极温度、发动机工况等因素有关。

2）电火花应具有足够的点火能量，以可靠点燃可热混合气。发动机工作时，由于混合气接近自然温度，因此所需的火花塞能量较小（1-5mJ），传统的点火系统能量为（15-50mJ），足以点燃混合气。但在起动，怠速以及突然加速时需要较高的点火能量。为保证可靠点火，一般应保证（50-80mJ）的点火能量，起动时应能产生大于100mJ的能量。

3）点火提前角与发动机工况相适应，满足发动机工作循环要求，提升发动机燃油经济性。

发动机报点火不良故障，若我们假设是点火系统本身故障，我们就可以从点火电压、点火能量、点火提前角控制三个方向入手，进行故障分析。例如假设点火电压过低导致气缸缺火，那么对应的可能故障原因就有点火线圈故障、火花塞故障、ECU故障、相关线路连接故障等，我们再利用电控系统的基本模型，将相关故障点分配到对应的故障分区，再通过排除法一一进行分区排除，就不容易出现诊断思路混乱，盲目换件的现象。

3 总结

现代汽车大量应用电子控制系统提升车辆驾驶品质，带来消费体验提升的同时，也给广大维修人员带来了新的挑战，要摒弃传统的维修思维，积极学习新知识新技术，用科学的维修思维来应对先进的电子控制系统，做一个现代化的有良好专业素养的汽车维修员。

参考文献

[1] 凌永成，李美华.汽车运行材料[M]北京大学出版社2008.

[2] 程家瑞.汽车构造（第五版）[M]人们交通出版社2008.

[3] 麻友良.汽车点火系统原理与故障检修实例[M]机械工业出版社2010.

[4] 朱军.汽车故障诊断方法[M]人民交通出版社2013.