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[摘 要]在汽车常见的故障中，点火系统的故障超过了所有发动机故障的45%。点火系故障影响汽车的可靠运行。可见，准确分析诊断点火系统潜在的故障因素，并及时采取措施排除故障是非常重要的。本文首先介绍了汽车发动机电控点火系统的工作原理及构成，总结了电控点火系统的常见故障。接着分析比较了常见的故障诊断方法，其中包括数字万用表诊断方法、点火示波器诊断方法、人工智能诊断方法。
[关键词]发动机 点火系统 故障诊断
中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0266-01
随着汽车电子信息技术的迅猛发展，汽车上采用的电子装置越来越多，汽车故障诊断维修将面临着新的挑战。如何准确有效地诊断出汽车发动机电子控制系统的故障，是当今众多汽车维修人员必须克服的一个难题。汽车发动机会因为使用时间过长、使用幅度过大、使用标准不良等问题而发生故障。而点火系统是汽油机的一个重要组成部分，其工作状态好坏直接影响发动机的性能，对点火系统进行检测与故障诊断对保持发动机良好的工作性能有重要意义。
1.发动机点火系统原理及构成
汽车点火系统按其组成和产生高压电的方式不同可分为传统点火系统、电子点火系统（IC控制）和微机控制点火系统（ECU控制）3种类型。
1.1 传统点火系统
传统点火系统是利用机械式触点来接通和切断点火线圈初级电流，使点火线圈次级产生高压电。故又称为触点式点火系统。传统点火系统主要由电源、点火开关、点火线圈、断电器、配电器、电容器、火花塞、高压导线、附加电阻等组成。由于机械式触点极易烧蚀损坏，并且产生的高压低、高速时不可靠、不利维护，因此，该系统已经逐步被市场所淘汰。
1.2 电子点火系统
与传统点火系统有所区别，电子点火系统利用半导体元器件替代了蓄电池点火系中的断电器触点，产生脉冲信号点火，来接通和切断点火线圈初级电流，在次级电路中产生高压电，再由分电器送至各缸火花塞产生电火花。半导体点火发生器根据形式不同，分为霍尔式、磁电式和光电式。电子点火系统主要由点火电子组件、点火信号发生器、分电器、点火线圈以及火花塞等组成。
1.3 微机控制点火系统
微机控制点火系统在结构上和前两种相比差别很大。该点火系统一般是将点火控制、燃油供给、和废气排放功能集成一体，由ECU统一控制管理。通过各种随车传感器检测发动机运行参数，ECU通过信息处理，向点火模块发出控制命令，迅速切断点火线圈初级电路，在次级电路产生高压，经各缸火花塞放电点燃混合气。ECU控制点火正时，根据发动机运行状况来调节点火提前角，保证汽车在任何工况下都是最佳点火时刻。
2.发动机点火系统的常见故障
点火系统是汽车电子控制系统中的重要部分，将朝着更加电子化、智能化的方向发展。点火器件将趋向于小型化、轻型化、集成化以及低成本化。现在汽车发动机点火系统主要零部件的常见故障归纳如下：
（1）火花塞故障：火花塞污蚀、积炭、型号错误等，这些原因都可能造成火花塞间隙过大或者过小，从而影响点火电压值的大小；
（2）高压线故障：高压线的长期磨损、破裂会影响其绝缘性能，导致高压线中出现高阻抗，直接反映为点火电压值异常；
（3）分电器故障：分电器壳破损、触点间隙过大或者过小；
（4）点火线圈故障：点火线圈的初级绕组、次级绕组出现断路、短路或搭铁，会造成次级电压峰值下降，甚至无法击穿不能产生次级电压，另外，点火线圈的绝缘壳破损漏电，也可导致次级电压峰值下降，甚至无法击穿不能产生次级电压；
（5）混合气过浓或过稀：严格来说混合气浓度不属于点火系统故障，但是混合气浓度会影响次级点火电压的燃烧时间，在某种程度上可由次级点火波形显示出来。
3.汽车发动机点火系统故障诊断方法
3.1 数字万用表诊断法
以神龙富康轿车为研究对象，使用万用表来诊断点火系统故障。富康轿车TU32/K发动机使用的系统是磁感应式无触点电子点火系统，其主要山点火线圈、高压线、点火控制器、火花塞以及分电器组成。这些主要零部件发生故障时会影响正常点火，通常是按照一定的方法对各零部件进行检测，一一排除。在诊断电子点火系故障的时候，通常先判别是高压电路发生故障还是点火控制电路发生故障。
3.2 点火示波器诊断法
示波器与万用表相比诊断更精确、描述更细致，万用表只能通过一、两个电信号参数来反映故障特征，而示波器则通过电压随时间变化的过程来反应故障特征，它显示电信号比万用表更加形象准确。因此，有说法“一个画面胜过千个数字”。示波器是一种显示电压波形随时间变化的多用途检测设备。示波器显示信号的速度比一般电子检测设备要快得多，是唯一能即时显示瞬态被形的仪器。当气缸点火波形采集完成后，检测分析仪采集系统计算机软件将捕捉的点火波形进行不同类别的排列与组合，以多缸平列波、多缸并列波、多缸重叠波和单缸点火波形四种排列形式分别显示点火波形，以便于检测人员从不同排列形式波形中观测、分析、判断点火系技术状况。以供检测人员快捷而准确的判断故障的成因，诊断分析时用的最多的是次级电压的各种波形。
3.3 人工智能诊断法
基于人工智能的故障诊断方法不需要对被诊断对象进行精确的数学建模，故障模式识别是故障诊断的核心技术，人工神经网络由于具有并行性、自学性、自组织性、联想记忆功能等自身信息处理的特点，能够诊断早期方法无法处理的情况。因此，人工神经网络在故障诊断领域能够发挥重大作用。因为汽车发动机构造繁杂，尤其是多种原因引起故障的时候，要求判断分析过程具有自适应性，因为发动机运行过程中各种参数是实时变动的。神经网络作为分类器可以通过模式识别自动调节分类。所以神经网络是故障诊断领域中的一个研究热点。神经网络可以通过学习建立对汽车故障系统的神经记忆，产生对应的反射“神经”，这对汽车故障的判断和诊断非常有利。传统的专家系统方法一般以经验为基础，其数学模型并不能精确有效地为故障诊断系统确立一一对应关系，而神经网络由于自身强大的学习能力，非常有助于解决诊断分析过程中知识的不确定性问题。其优势在于它不需要建立复杂的数学模型，也不需要建立数学映射对应关系，只需要通过学习训练找出输入向量和输出向量之间的映射关系。
结论
由于汽车的常年使用和磨损，致使发动机的技术状况将逐渐变差，汽车会出现动力性下降、经济性变差和安全可靠性降低等现象。特别是在引入发动机电控系统（ECU）之后，发动机系统结构越来越复杂，故障种类增多，故障类型难以判定。其中，发动机点火系故障是比较常见的，一般会导致汽车不能启动，啟动困难，怠速不稳，发动机动力不足，加速不良，易熄火等故障。因此，汽油发动机点火性能的好坏，直接影响着发动机的动力性和燃油经济性。点火性能较差时，会导致发动机工作不良，甚至无法工作，因此点火系性能是发动机故障检测的重点对象。
参考文献
[1] 李俄收，吴文民.汽车点火系统的种类和特点[J].汽车电器.2003（02）.
[2] 朱林彦，李君良.汽车发动机点火系统故障诊断仪研究[J].太原理工大学学报.2003（06）.
[3] 仲子平.微机控制点火系统在现代汽车发动机上的应用[J].现代机械.2003（04）.
[4] 黄安华.汽油发动机点火系统的发展[J].汽车维修.2010（01）.
[关键词]发动机 点火系统 故障诊断
中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0266-01
随着汽车电子信息技术的迅猛发展，汽车上采用的电子装置越来越多，汽车故障诊断维修将面临着新的挑战。如何准确有效地诊断出汽车发动机电子控制系统的故障，是当今众多汽车维修人员必须克服的一个难题。汽车发动机会因为使用时间过长、使用幅度过大、使用标准不良等问题而发生故障。而点火系统是汽油机的一个重要组成部分，其工作状态好坏直接影响发动机的性能，对点火系统进行检测与故障诊断对保持发动机良好的工作性能有重要意义。
1.发动机点火系统原理及构成
汽车点火系统按其组成和产生高压电的方式不同可分为传统点火系统、电子点火系统（IC控制）和微机控制点火系统（ECU控制）3种类型。
1.1 传统点火系统
传统点火系统是利用机械式触点来接通和切断点火线圈初级电流，使点火线圈次级产生高压电。故又称为触点式点火系统。传统点火系统主要由电源、点火开关、点火线圈、断电器、配电器、电容器、火花塞、高压导线、附加电阻等组成。由于机械式触点极易烧蚀损坏，并且产生的高压低、高速时不可靠、不利维护，因此，该系统已经逐步被市场所淘汰。
1.2 电子点火系统
与传统点火系统有所区别，电子点火系统利用半导体元器件替代了蓄电池点火系中的断电器触点，产生脉冲信号点火，来接通和切断点火线圈初级电流，在次级电路中产生高压电，再由分电器送至各缸火花塞产生电火花。半导体点火发生器根据形式不同，分为霍尔式、磁电式和光电式。电子点火系统主要由点火电子组件、点火信号发生器、分电器、点火线圈以及火花塞等组成。
1.3 微机控制点火系统
微机控制点火系统在结构上和前两种相比差别很大。该点火系统一般是将点火控制、燃油供给、和废气排放功能集成一体，由ECU统一控制管理。通过各种随车传感器检测发动机运行参数，ECU通过信息处理，向点火模块发出控制命令，迅速切断点火线圈初级电路，在次级电路产生高压，经各缸火花塞放电点燃混合气。ECU控制点火正时，根据发动机运行状况来调节点火提前角，保证汽车在任何工况下都是最佳点火时刻。
2.发动机点火系统的常见故障
点火系统是汽车电子控制系统中的重要部分，将朝着更加电子化、智能化的方向发展。点火器件将趋向于小型化、轻型化、集成化以及低成本化。现在汽车发动机点火系统主要零部件的常见故障归纳如下：
（1）火花塞故障：火花塞污蚀、积炭、型号错误等，这些原因都可能造成火花塞间隙过大或者过小，从而影响点火电压值的大小；
（2）高压线故障：高压线的长期磨损、破裂会影响其绝缘性能，导致高压线中出现高阻抗，直接反映为点火电压值异常；
（3）分电器故障：分电器壳破损、触点间隙过大或者过小；
（4）点火线圈故障：点火线圈的初级绕组、次级绕组出现断路、短路或搭铁，会造成次级电压峰值下降，甚至无法击穿不能产生次级电压，另外，点火线圈的绝缘壳破损漏电，也可导致次级电压峰值下降，甚至无法击穿不能产生次级电压；
（5）混合气过浓或过稀：严格来说混合气浓度不属于点火系统故障，但是混合气浓度会影响次级点火电压的燃烧时间，在某种程度上可由次级点火波形显示出来。
3.汽车发动机点火系统故障诊断方法
3.1 数字万用表诊断法
以神龙富康轿车为研究对象，使用万用表来诊断点火系统故障。富康轿车TU32/K发动机使用的系统是磁感应式无触点电子点火系统，其主要山点火线圈、高压线、点火控制器、火花塞以及分电器组成。这些主要零部件发生故障时会影响正常点火，通常是按照一定的方法对各零部件进行检测，一一排除。在诊断电子点火系故障的时候，通常先判别是高压电路发生故障还是点火控制电路发生故障。
3.2 点火示波器诊断法
示波器与万用表相比诊断更精确、描述更细致，万用表只能通过一、两个电信号参数来反映故障特征，而示波器则通过电压随时间变化的过程来反应故障特征，它显示电信号比万用表更加形象准确。因此，有说法“一个画面胜过千个数字”。示波器是一种显示电压波形随时间变化的多用途检测设备。示波器显示信号的速度比一般电子检测设备要快得多，是唯一能即时显示瞬态被形的仪器。当气缸点火波形采集完成后，检测分析仪采集系统计算机软件将捕捉的点火波形进行不同类别的排列与组合，以多缸平列波、多缸并列波、多缸重叠波和单缸点火波形四种排列形式分别显示点火波形，以便于检测人员从不同排列形式波形中观测、分析、判断点火系技术状况。以供检测人员快捷而准确的判断故障的成因，诊断分析时用的最多的是次级电压的各种波形。
3.3 人工智能诊断法
基于人工智能的故障诊断方法不需要对被诊断对象进行精确的数学建模，故障模式识别是故障诊断的核心技术，人工神经网络由于具有并行性、自学性、自组织性、联想记忆功能等自身信息处理的特点，能够诊断早期方法无法处理的情况。因此，人工神经网络在故障诊断领域能够发挥重大作用。因为汽车发动机构造繁杂，尤其是多种原因引起故障的时候，要求判断分析过程具有自适应性，因为发动机运行过程中各种参数是实时变动的。神经网络作为分类器可以通过模式识别自动调节分类。所以神经网络是故障诊断领域中的一个研究热点。神经网络可以通过学习建立对汽车故障系统的神经记忆，产生对应的反射“神经”，这对汽车故障的判断和诊断非常有利。传统的专家系统方法一般以经验为基础，其数学模型并不能精确有效地为故障诊断系统确立一一对应关系，而神经网络由于自身强大的学习能力，非常有助于解决诊断分析过程中知识的不确定性问题。其优势在于它不需要建立复杂的数学模型，也不需要建立数学映射对应关系，只需要通过学习训练找出输入向量和输出向量之间的映射关系。
结论
由于汽车的常年使用和磨损，致使发动机的技术状况将逐渐变差，汽车会出现动力性下降、经济性变差和安全可靠性降低等现象。特别是在引入发动机电控系统（ECU）之后，发动机系统结构越来越复杂，故障种类增多，故障类型难以判定。其中，发动机点火系故障是比较常见的，一般会导致汽车不能启动，啟动困难，怠速不稳，发动机动力不足，加速不良，易熄火等故障。因此，汽油发动机点火性能的好坏，直接影响着发动机的动力性和燃油经济性。点火性能较差时，会导致发动机工作不良，甚至无法工作，因此点火系性能是发动机故障检测的重点对象。
参考文献
[1] 李俄收，吴文民.汽车点火系统的种类和特点[J].汽车电器.2003（02）.
[2] 朱林彦，李君良.汽车发动机点火系统故障诊断仪研究[J].太原理工大学学报.2003（06）.
[3] 仲子平.微机控制点火系统在现代汽车发动机上的应用[J].现代机械.2003（04）.
[4] 黄安华.汽油发动机点火系统的发展[J].汽车维修.2010（01）.