大眾POLO轎車點(diǎn)火異常的故障診斷分析

魏玉

摘 要：電控點(diǎn)火系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的重要組成部分，其工作性能的好壞直接影響車輛的性能，文章以大眾POLO轎車為例，從汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的組成、工作原理出發(fā)，結(jié)合其控制電路圖，對(duì)故障原因進(jìn)行了深入的分析，再按照故障診斷的流程，排除了車輛點(diǎn)火異常的故障。關(guān)鍵詞：大眾POLO;控制電路;故障診斷;點(diǎn)火異常中圖分類號(hào)：U464 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）01-211-03

Abstract： The electronic ignition system is an important part of the engine electronic control system. Its working perfor -mance directly affects the performance of the vehicle. This paper takes Volkswagen POLO as an example， proceeds from the composition and working principle of the automobile ignition system， combines with its control circuit diagram， makes a thorough analysis of the causes of the failure， and then according to the fault diagnosis. The process eliminates the fault of abnormal ignition of vehicles.Keywords： Volkswagen POLO; Control circuit; Fault diagnosis; Ignition abnormalityCLC NO.： U464? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）01-211-03

1 故障描述

一輛2015款大眾POLO轎車，EA211發(fā)動(dòng)機(jī)，該車輛出現(xiàn)啟動(dòng)困難，駕駛員勉強(qiáng)啟動(dòng)車輛后，發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工況下運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，車輛在行駛狀態(tài)下感覺無力，加速時(shí)熄火，儀表盤上的故障指示燈異常點(diǎn)亮，經(jīng)4S店維修技術(shù)人員使用故障診斷儀檢查，故障代碼為P0351，含義為點(diǎn)火線圈A主次電路，首先應(yīng)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行檢修。

2 系統(tǒng)組成與原理

2.1 系統(tǒng)組成

點(diǎn)火系統(tǒng)的基本功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況和使用條件下，在氣缸內(nèi)適時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地產(chǎn)生電火花，以點(diǎn)燃可燃混合氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)做功[1]。目前轎車都采用了集中控制的電控點(diǎn)火系統(tǒng)，即集點(diǎn)火、噴油、排放控制、防盜、自診斷等功能于一體的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，能對(duì)點(diǎn)火和噴油同時(shí)進(jìn)行精確控制。大眾POLO轎車采用電控獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)，其英文為Coil-On-Plug，中文直譯為“線圈在火花塞上”，即每一缸都有一個(gè)點(diǎn)火線圈，并將點(diǎn)火線圈安裝在火花塞上，簡稱“獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)”。 其主要組成有：傳感器（主要包括有曲軸/凸輪軸位置傳感器、爆震傳感器），發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，執(zhí)行器（主要包括點(diǎn)火線圈和火花塞）。如圖1。

2.2 系統(tǒng)原理

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)各傳感器信號(hào)，向末級(jí)功率放大器發(fā)出控制指令控制點(diǎn)火線圈初級(jí)線圈電流的通斷，從而點(diǎn)火線圈次級(jí)線圈產(chǎn)生高壓電，通過火花塞釋放高壓電產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的可燃混合氣。電控點(diǎn)火系統(tǒng)經(jīng)由點(diǎn)火線圈將來自蓄電池的低壓電通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)變成高壓電，再由分電器將高壓電根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的做功順序依次分配到各缸火花塞。電控點(diǎn)火系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元根據(jù)各種傳感器提供的工況信息，通過分析、判斷、處理后，發(fā)出點(diǎn)火控制信號(hào)，控制火花塞跳火，產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的可燃混合氣。一些車型的電控點(diǎn)火系統(tǒng)取消了分電器，采用多個(gè)點(diǎn)火線圈，由ECU控制系統(tǒng)直接控制各點(diǎn)火線圈依次產(chǎn)生高壓電，分別對(duì)應(yīng)各缸火花塞實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火控制。

獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火線圈分為初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。點(diǎn)火線圈采用與普通變壓器相同的形式實(shí)現(xiàn)電壓的升壓過程，當(dāng)初級(jí)線圈通電時(shí)，產(chǎn)生磁場能，儲(chǔ)存在鐵芯中;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)車輛運(yùn)行工況使初級(jí)線圈斷電時(shí)，初級(jí)線圈的磁場能迅速衰減，由于次級(jí)線圈比初級(jí)線圈的匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)。從而在次級(jí)線圈中感應(yīng)出很高的感應(yīng)電動(dòng)勢。次級(jí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢取決于初級(jí)線圈的磁場消失速度、斷開瞬間的電流、初次線圈的匝數(shù)比，磁場消失速度越快、電流越大、匝數(shù)比越大，則感應(yīng)電動(dòng)勢越高，點(diǎn)火能量越強(qiáng)。

3 故障分析與診斷

3.1 初步分析

造成發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火異常的故障原因很多，如：火花塞損壞或間隙調(diào)整不當(dāng)，高壓缸線老化漏電，曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆震傳感器損壞導(dǎo)致點(diǎn)火正時(shí)失準(zhǔn)以及機(jī)械部分點(diǎn)火正時(shí)機(jī)構(gòu)正時(shí)錯(cuò)亂等，診斷此類故障遵循先簡單后復(fù)雜、代碼優(yōu)先的基本原則[3]，維修技師讀取了車輛的故障代碼，顯示為P0351，含義為點(diǎn)火線圈A主次電路，即1缸的點(diǎn)火線圈存在故障，應(yīng)重點(diǎn)分析。

3.2 點(diǎn)火系統(tǒng)控制電路分析

大眾POLO轎車電控點(diǎn)火系統(tǒng)的電路圖，如圖2所示：

點(diǎn)火系統(tǒng)的控制原理及電流走向?yàn)椋捍蜷_點(diǎn)火開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623工作，控制主繼電器J271搭鐵，使其觸點(diǎn)閉合，電流經(jīng)過主繼電器J271閉合觸點(diǎn)，將12伏電源經(jīng)保險(xiǎn)SC29輸送到點(diǎn)火線圈總成N70、N127、N291、N292的4號(hào)針腳，經(jīng)3號(hào)針腳搭鐵，點(diǎn)火線圈進(jìn)入工作狀態(tài)。

當(dāng)啟動(dòng)著車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)電腦獲得判缸信號(hào)后（凸輪軸位置傳感器信號(hào)）根據(jù)曲軸位置傳感器信號(hào)計(jì)算出最佳的點(diǎn)火時(shí)間控制點(diǎn)火線圈給1缸點(diǎn)火，控制信號(hào)經(jīng)過T60/9經(jīng)導(dǎo)線輸送到點(diǎn)火線圈N70的2號(hào)針腳，點(diǎn)火線圈N70通過控制信號(hào)控制初級(jí)線圈的通斷，使次級(jí)線圈產(chǎn)生高壓電傳輸給1缸火花塞，火花塞通過1號(hào)針腳搭鐵產(chǎn)生高壓電火花點(diǎn)燃1缸內(nèi)的可燃混合氣，然后根據(jù)凸輪軸位置傳感器信號(hào)和曲軸位置傳感器信號(hào)，以1-3-4-2的點(diǎn)火順序依次將點(diǎn)火信號(hào)經(jīng)T60/12、T60/10、T60/11傳輸給N127、N291、N292的2號(hào)針腳依次點(diǎn)燃各缸，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)各工況需求。

通過對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)控制電路的分析，造成P0351故障代碼的原因有：①控制信號(hào)線斷路或短路;②電源線斷路;③保險(xiǎn)絲損壞;④發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元損壞;⑤搭鐵線斷路;⑥點(diǎn)火線圈損壞;⑦火花塞損壞[4]。

4 故障排除

4.1 故障診斷的注意事項(xiàng)

隨著車輛智能化的發(fā)展，汽車電子化的水平越來越高，如果維修不當(dāng)，往往會(huì)引發(fā)新的故障現(xiàn)象，給故障的維修帶來新的困難。為快速、準(zhǔn)確的維修車輛。在維修車輛時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

（1）拔傳感器插頭之前，應(yīng)關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下蓄電池負(fù)極電纜線，否則容易損壞發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。

（2）為了保證電器元件的正常工作，應(yīng)保證蓄電池電壓正常，不低于12V。

（3）在檢修過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)有可能存儲(chǔ)故障代碼，所以在讀取代碼之前，應(yīng)先清除。

4.2 故障檢修流程

針對(duì)該車輛故障，總結(jié)出了其故障檢修的流程，如圖3所示：

點(diǎn)火系統(tǒng)的檢查分低壓電路和高壓電路兩部分進(jìn)行。

（1）高壓電路檢查

①首先進(jìn)行火花塞高壓跳火，如果有火，則檢查點(diǎn)火正時(shí)。

②如果無高壓火，則檢查火花塞和點(diǎn)火模塊。

③通過交換法檢查點(diǎn)火模塊以及火花塞是否完好。

如果前面都符合要求，則檢查低壓電路。

（2）低壓電路檢查

低壓電路的檢查按以下步驟進(jìn)行。

①點(diǎn)火模塊供電電壓測試

接通點(diǎn)火開關(guān)，測量點(diǎn)火線圈插接器端子與發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵點(diǎn)之間的電壓，應(yīng)為蓄電池電壓，如沒有電壓，則參照電路圖檢查的供電線路。

②初級(jí)線圈搭鐵測試

測量端子與搭鐵間的電阻，檢查是否存在搭鐵斷路。

③初級(jí)線圈電阻檢查

如果前面都正常，檢查初級(jí)線圈電阻，看是否存在斷路情況。

④點(diǎn)火控制信號(hào)機(jī)電路檢查

應(yīng)用示波器測試點(diǎn)火控制信號(hào)，示波器正極檢查探針連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通往點(diǎn)火線圈的信號(hào)控制線上，負(fù)極檢查探針連接發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。如波形異常則檢查點(diǎn)火模塊信號(hào)控制的線束導(dǎo)通性，測量T4be/3端子與ECU T60/6端子之間電阻，阻值應(yīng)該小于1歐姆。如果正常，最后檢查曲軸位置、凸輪軸位置傳感器等，如果全部正常，則檢查或更換ECU。

按照以上流程對(duì)1缸進(jìn)行了跳火測試，發(fā)現(xiàn)1缸火花塞不跳火，懷疑故障在火花塞或點(diǎn)火線圈，然后將1、4缸的點(diǎn)

火線圈對(duì)調(diào)，進(jìn)行跳火測試，4缸不跳火，用故障診斷儀讀取車輛代碼，顯示為P0354，為4缸點(diǎn)火線圈故障。由此說明故障點(diǎn)在點(diǎn)火線圈，用萬用表對(duì)其電路進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)火線圈2號(hào)信號(hào)線接觸不良。進(jìn)一步與車主溝通，由于天氣原因，該車被水淹過，造成了線路的接觸不良。更換了新的點(diǎn)火線圈，重新讀取車輛故障代碼，代碼消失，車輛順利啟動(dòng)。故障排除。

5 結(jié)論

汽車電控點(diǎn)火系統(tǒng)的控制過程相對(duì)比較復(fù)雜，需要維修技術(shù)人員具有一定的故障分析能力，為此要掌握好正確的診斷策略和維修方法，在對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行維修檢測時(shí)，需要檢查每個(gè)線路和部件。點(diǎn)火線圈的故障，是依據(jù)故障代碼的提示，在對(duì)其線路進(jìn)行了全面的檢查之后得出的，在對(duì)線路維修之后，故障現(xiàn)象和故障代碼消失，從而有效解決車輛存在的故障。

參考文獻(xiàn)

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[4] 張文娜.汽車電控點(diǎn)火系統(tǒng)故障診斷及維修實(shí)例分析[J].湖南造紙.2015（04）.