堵卫红 杜迎慧
摘要:现代汽车的点火系统大多采用微机控制点火系统,工作更加稳定、可靠,但微机控制点火系统的维修难度比较大。以一汽大众迈腾轿车的点火系统为例,介绍了点火系的控制原理,并以其中一个故障举例说明,介绍了现代汽车点火系统的诊断与维修思路。研究结果为现代汽车维修提供了维修思路。
关键词:迈腾汽车;点火系统;控制;维修
中图分类号:U462 收稿日期:2023-03-01
DOI:10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.06.033
1 前言
点火系统是汽油发动机的重要组成部分,是保证发动机正常工作的必要条件之一。迈腾B8点火系统采用微机控制独立点火方式,每一个汽缸都配有一个点火线圈,并安装在火花塞上方,取消了高压线,工作更加稳定、可靠,提高了发动机的动力功能、改善了汽车的经济性能及排放功能。同时使用微机控制点火系统的维修难度也会增大,那么怎样对微机控制的点火系统进行检测与维修,是值得探索的问题。现在以一汽大众迈腾B8发动机的怠速抖动为例,介绍汽车点火系统的控制逻辑及检修思路,给汽车维修者提供参考。
2 故障现象
选取一汽大众迈腾B8 2.0T的2016年产的一辆轿车为样车,该车行驶里程约6万km。用户反映该车怠速抖动,仪表显示:发动机的故障指示灯亮,EPC灯也亮。
3 故障诊断分析
3.1 故障现象与故障分析
打开点火开关,起动发动机,发动机转速与怠速抖动且抖动频率同步;仪表显示:发动机故障指示灯常亮,EPC灯也常亮。
造成发动机抖动的原因有3种:a.发动机的动平衡较差,该抖动随发动机转速的提高而增大;b.发动机各缸功率不平衡,该抖动的最突出的特点是抖动频率与发动机转速同步;c.发动机动力减弱,该抖动的最突出的特点就是一旦发动机速度升高,抖动就消失。
在观察故障现象时,一定要认真仔细,不能马虎避免误判,要把故障现象分析清楚,这样能快速缩小故障范围,进一步确定故障点[1]。本案例的故障是发动机转速与发动机抖动同步,原因一般是发动机缺缸造成的发动机各缸功率不平衡。
3.2 基础检查与诊断分析
使用万用表的直流电压挡测量蓄电池电压,实测值为12.1 V,蓄电池电压正常。连接好故障诊断仪,此时需要打开点火开关,起动发动机后读取故障码。故障代码为:P030100气缸1-检测到失火,P230200二次回路点火线圈1-功能失效;读取数据流,数据流诊断结果为:1缸燃烧中断数增加,数据异常。结合故障码和数据流,造成此故障的原因可能有以下几点:
a.1缸点火线圈自身故障;b.1缸点火线圈控制线路故障;c.发动机控制单元局部故障。
3.3 迈腾B8点火系统控制逻辑及电路分析
3.3.1 迈腾B8点火系统控制逻辑
2016迈腾B8L汽车点火系统的控制原理如图1所示。发动机工作时,电子控制单元ECU实时检测凸轮轴位置传感器、曲轴转角和节气门位置等信号,并根据发动机工况的转速信号、负荷信号以及与点火提前角有关的传感器信号,对照只读存储器中相应工况下的最佳点火提前角,从而确定出最佳点火提前角的大小。ECU按发动机点火顺序,依次向各缸发出控制指令,使功率三极管VT1、VT2、VT3或VT4截止,点火线圈初级电流切断,次级绕组产生高压,该缸火花塞跳火,从而点燃可燃混合气。
3.3.2 迈腾B8点火系统控制电路分析
点火线圈是由初级线圈、次级线圈和铁心等组成的,每缸配有一个点火线圈的独立点火系统,一般在点火线圈內还有一个点火模块。图2所示为大众迈腾B8L发动机的点火线圈的控制电路。该发动机采用四缸独立点火方式。每个点火线圈的供电由发动机部件供电继电器J757向点火线圈T4u/4端子供电,并通过T4u/1端子、T4u/3端子接地,发动机控制单元通过线路向点火线圈的T4u/2端子发送控制信号,以便点火线圈工作。
以1缸点火线圈总成N70的工作为例,1缸点火线圈的供电由发动机部件供电继电器J757向点火线圈T4u/4端子供12 V电,并通过T4u/1端子、T4u/3端子接地,发动机控制单元J623通过线路向点火线圈的T4u/2端子发送控制信号,以控制初级绕组通断电,次级绕组产生感应电动势,高压电送至1缸火花塞跳火。
4 制定故障诊断流程
点火系统常见故障主要包含有火花塞故障、火花塞电路电器或插头存在故障、发动机控制单元局部故障等,可通过确认故障现象、读取故障码及数据流、分析故障可能原因、确定故障点、排除故障等过程完成点火系统的故障检修[2-3]。
可在故障代码和数据流的帮助下进一步缩小故障范围。由故障码提示进一步明确故障范围,当解码器提示“P030100气缸1-检测到失火,P230200二次回路点火线圈1-功能失效”故障代码时;发动机怠速运转,读取相关数据流,数据流显示1缸燃烧中断数随发动机的运转而增多,异常。先检查电源,再检查通信。图3所示为从1缸点火线圈端子T4u/4开始检测的相关线路诊断流程。
在发动机运行过程中,用示波器测量点火线圈N70的T4u/4端子对地电压,如果结果异常,可判定供电继电器J757至T4u/4端子之间线路故障;如果结果正常,需要再测量N70的T4u/1端子对地电压,如果结果异常,可判定为初级搭铁点故障;如果结果正常,接着测量JN70的T4u/3端子对地电压,如果结果异常,可判定为次级搭铁点故障;如果结果正常,接着用示波器检查JN70的T4u/2端子对地波形,如果结果正常,可判定点火线圈自身故障;如果结果异常,接着检查J623的T105/76端子对地波形,如果结果正常,可判定J623的T105/76端子与JN70的T4u/2端子之间的线路故障;如果结果异常,可判定J623局部故障。
5 实施过程
5.1 测量点火线圈N70的T4u/4端子对地电压
在发动机运行过程中,用万用表测量点火线圈N70的T4s/4端子对地电压,测试值应为+B,测试结果正常,说明点火线圈N70的供电正常。
5.2 测量点火线圈N70的T4u/1端子对地电压
在发动机运行过程中,用万用表测量点火线圈N70的T4s/1端子对地电压,测试值应小于0.1 V,测试结果正常,说明点火线圈N70的初级搭铁正常。
5.3 测量点火线圈N70的T4u/3端子对地电压
在发动机运行过程中,用万用表测量点火线圈N70的 T4s/3端子对地电压,测试值应小于0.1 V,测试结果正常,说明点火线圈N70的次级搭铁正常。
5.4 检查1缸点火线圈N70的T4u/2端子对地波形
在发动机运行过程中,用示波器测量点火线圈N70的T4u/2端子对地波形,正常情况下应能检测到短时的5 V脉冲,如图4所示。测试结果始终为0 V波形,如图5所示,N70的T4u/2端子对地波形异常。考虑信号线断路或对地短路。
5.5 检查J623的T105/76端子对地波形
打开点火开关,用示波器检查J623的T105/76端子对地波形,检测到短时的5 V脉冲,带下拉波,说明发动机控制单元J623能正常发出高电压脉冲。上一步检查得知1缸点火线圈N70的T4u/2端子对地波形异常,判定1缸点火线圈N70的T4u/2端子与J623的T105/76端子之間的线路故障。为了保障结果无误,需要验证1缸点火线圈N70的T4u/2端子与发动机控制单元J623的T105/76端子的线路电阻值。实测波形见图6。
5.6 测量N70的T4u/2端子与发动机控制单元J623的T105/76端子的线路电阻值
关闭点火开关,用万用表电阻挡测量发动机控制单元J623 的T105/76端子与点火线圈1 N70的T4u/2端子之间的阻值,正常情况下应小于0.5欧姆,实测结果为无穷大,说明两端子之间的线路断路或接触不良。
检修线路后,需要重新启动发动机,清除故障码,再次读取故障码,这时故障码就会消失,系统恢复正常,说明故障已排除。
6 机理分析
由于带功率输出级的点火线圈1N70的信号线断路而导致1缸的点火线圈无法正常工作,导致1缸不做功,发动机缺缸造成发动机各缸功率不平衡而抖动。
7 结语
迈腾B8L点火系常见故障主要包含有火花塞自身损坏、点火线圈及控制线路故障及发动机控制单元局部故障等。本文以一汽大众迈腾B8为例,结合迈腾B8L 2.0T汽车发动机独立点火系统控制逻辑,写出诊断思路,按照诊断思路完成点火系统的故障检修,排除故障。通过本故障案例,维修者能够领悟诊断思路及规律,维修好汽车点火系统的故障。
参考文献:
[1]弋国鹏,魏建平,郑世界汽车发动机控制系统及检修[M]北京:机械工业出版社,2019.
[2]王洪广,林世明汽车发动机电控系统诊断与维修实训教程[M]北京:化学工业出版社,2015.
[3]王忠良,王子晨汽车发动机电控技术[M]大连:大连理工大学出版社,2018.
作者简介:
堵卫红,女,1974年生,助理实验师,研究方向为汽车维修。