奥迪A6L轿车点火系统的常见故障诊断与检测毕业论文.pdf

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1、毕 业 设 计（论 文）设计（论文）题目：奥迪 A6L 轿车点火系统的常见故障诊断与检测学院名称：机械工程学院专业：汽车服务工程班级：汽车 112 班姓名：傅杭琪学号：11405050202指导教师：涂先库职称：副教授定稿日期：2015 年 01 月 16 日中文摘要I摘 要进入 21 世纪以来，汽车电子信息技术的迅速发展对汽车诊断与检测技术提出了更高的要求，科技含量也不断增加。尤其是在汽车修理方面，发动机故障诊断与检测技术占有非常重要的地位。相关信息表明在发动机故障中，点火系统故障约为总故障的一半左右，所以对于点火系统故障诊断与检测的研究是十分有意义的。随着奥迪 A6L 轿车在国内市场的保有

2、量的不断提高，其点火系统在使用过程中出现的问题也越来越频繁。因此，对奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断与检测就显得更加重要。本文主要介绍奥迪 A6L 轿车点火系统的组成、工作原理及点火系统各主要元件的功用、工作原理，通过研究工作中各主要部件的失效形式,调查得出各个元件失效的概率分布情况,并分析常见故障的原因,最终建立奥迪 A6L 轿车点火系统故障的诊断流程，这为日后奥迪 A6L 轿车点火系统故障诊断提供更多便利。关键词：奥迪A6L；点火系统；常见故障；诊断流程英文摘要IIABSTRACTThe rapid development of the automobile electronic

3、information technology putforward higher request to the automobile diagnostic technology,content of scienceand technology will continue to increase.Especially the engine fault diagnosisand detection technology plays a very important role in automobile repair.Relevantinformation shows that in the eng

4、ine fault,about half the ignition system failure isabout a total failure,so for the study of ignition fault diagnosis and detectionsystem is very meaningful.With the Audi A6L automobile quantity in the domesticmarket improving continuously,the ignition system problems in the process useappeared more

5、 and more frequently.Therefore,the diagnosis and detection ofthe Audi A6L automobile ignition system common fault is very important.This paper mainly introduces the Audi A6L automobile ignition systemcomposition,operational principle and the function,operational principle of the mainelements in the

6、ignition system,through the research of the failure form of eachmain parts,investigation to show that the probability distribution of each componentfailure,and the analysis of the reasons of the common faults,and finally establishedthe diagnostic process of Audi A6L automobile ignition system fault,

7、providing moreconvenience for future Audi A6L car ignition.Key words:Audi A6L;Ignition system;Common fault;Diagnosis process目录I目 录第 1 章 引言.-1-1.1 研究背景与意义.-1-1.2 国内外研究现状.-1-1.2.1 国内汽车诊断技术的发展.-1-1.2.2 国外汽车诊断技术的发展.-2-1.3 研究内容.-2-第 2 章 奥迪 A6L 轿车点火系统构造和工作原理.-3-2.1 奥迪 A6L 轿车点火系统的组成与工作原理.-3-2.2 奥迪 A6L 轿车点火

8、系统的各主要元件功用、结构及工作原理.-4-2.2.1 火花塞.-4-2.2.2 点火线圈.-5-2.2.3 点火控制器.-6-2.2.4 主要传感器.-6-第 3 章 奥迪 A6L 轿车点火系统主要元件的失效形式.-10-3.1 火花塞的主要失效形式.-10-3.2 点火线圈的主要失效形式.-10-3.3 点火控制器的主要失效形式.-11-3.4 高压导线的主要失效形式.-11-3.5 主要传感器的主要失效形式.-12-3.6 小结.-12-第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程.-14-4.1 发动机不能启动的故障诊断.-14-4.2 发动机动力不足的故障诊断.-17-4

9、.3 发动机高速运转不良的故障诊断.-21-第 5 章 全文总结.-25-致 谢.-26-参考文献.-27-第 1 章 引言-1-第 1 章 引言1.1 研究背景与意义随着汽车工业的进步和发展，汽车已经更加频繁地走进寻常百姓家里，成为人们日常生活中必不可少的一部分。对于汽车来说，发动机是它的心脏，而点火系统就是发动机的心脏。点火系统性能的好坏直接关系到汽车的动力性、燃油的经济性和废气的排放情况等。汽车的点火系统要求能产生足以击穿火花塞电极间隙的电压，电火花应具有足够的点火能量，且点火时刻应与发动机的工作状况相适应，以保证发动机在各种工况和使用条件下可靠而准确地点火。当点火系统工作出现问题时，就

10、会最终导致出现发动机不能启动，发动机动力不足，发动机高速运转不良等故障，这将直接影响整车的工作状况。所以对点火系统的故障诊断与检测越来越受到业界重视。随着奥迪 A6L 轿车在中国市场的保有量的不断上升，奥迪 A6L 点火系统在使用过程中出现的问题一直困扰广大车主和维修厂商。因此解决奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障问题，对整个社会都有着重大的意义。1.2 国内外研究现状1.2.1 国内汽车诊断技术的发展从 20 世纪 60 年代起，我国开始研究汽车诊断技术，当时由交通部门研发了一些简单的诊断设备。到 20 世纪 70 年代末，我国下达了第一个关于汽车维修方面的国家级课题“汽车不解体检测技术”1

11、。此后，我国的汽车诊断技术先开了一个新的篇章。到目前为止，我国的汽车检测设备厂商已超过 900 家，产品种类多达上万种，例如发动机故障诊断仪、汽车底盘测功机、四轮定位仪、制动检测台、全自动转向角检测仪等具有高新技术的诊断仪器已成功研制并投入使用，且都达到了较高的技术水平。在发动机检测方面，发动机无负载加速测功仪、点火系检测仪、数字转速表、油耗仪、发动机漏气量分析仪、异响诊断仪、润滑油分析仪等设备已达到相当成熟的技术。尽管如此，与国外的汽车诊断技术相比，我国还有一段较大的差距。这些差距主要表现在：我国的汽车诊断理论基础研究不够完善、不够系统、不够深入；汽车检测仪器的可靠性较差；检测设备的自动化生

12、产水平较低；检测设备品种不齐全，换代速度慢，技术含量不高；检测产品性价比较低等方面。加入世贸组织后，大批量流入我国的国外进口产品，使我国汽车检测设备行业的竞争处于更加不利的地位。但由于我国汽车市场庞大，并随着我国汽车保有量的持续高速增长，汽车维修企业也将会快速发展。因此，我国在汽车诊断方面的前景非常广阔。由此可知，未来我国汽车诊断将向以下三个方向发展：(1)制定行业检测标准，完善与硬件配套的软件建设；(2)在大型诊断检测设备研制方面，向声、光、电等自动化方向发展，进一第 1 章 引言-2-步提高诊断与检测水平；(3)汽车诊断检测向网络化发展，提高资源信息共享、软硬件共享的水平。1.2.2 国外

13、汽车诊断技术的发展在 20 世纪 50 年代初，一些外国的发达国家已经研发出关于汽车诊断与性能调试的检测诊断技术，但是其设备仍然是以机械结构为主采用单机人工操作的方式2。到了 60 年代，随着机电一体化的发展，国外研发了四轮定位仪、速度计等先进的单机自动化的先进检测设备。直到上世纪 80 年代，随着信息技术的迅速发展，汽车自诊断系统应运而生，并研究出了一系列集故障检测、操作、数据采集储存一体化的汽车自诊断软件。现阶段，汽车车载自诊断系统以及车外诊断系统正在研究和进一步发展当中。汽车车载自诊断系统通过调用安装在汽车内各个部位的传感器来实现自动故障检测，然后以故障代码的形式储存到 ECU 中。当进

14、行维修时，只要找出故障代码就能迅速定位故障部位，简化了发动机故障诊断过程。车外诊断系统通过采集传感器信号的方式传送至汽车外部，在响应的诊断仪器和软件的支持下进行故障诊断，如发动机综合分析仪等。进入 21 世纪后，德国推出了全套汽车检测设备，使国外的汽车检测与故障诊断技术向更好的方向发展。1.3 研究内容汽车点火系统是汽车发动机的心脏。当点火系统工作不良时，常出现发动机不能启动，发动机动力不足，发动机高速运转不良等问题3。本课题是为了解决奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断与检测问题。为此，根据奥迪 A6L 轿车点火系统的组成与结构，分析奥迪 A6L 轿车点火系统主要故障点的失效形式，并统计

15、奥迪 A6L 轿车点火系统的常见故障的原因及其概率分布，运用故障树分析法，推理分析判明故障原因和故障部位，从而建立奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障诊断流程。第 2 章 奥迪 A6L 轿车点火系统构造和工作原理-3-第 2 章 奥迪 A6L 轿车点火系统构造和工作原理2.1 奥迪 A6L 轿车点火系统组成与工作原理本文主要以奥迪 A6L 轿车 V6发动机点火系统为例。(1)组成主要由低压电源、控制单元 ECU、点火开关、点火控制器、点火线圈、火花塞、高压导线和各种传感器等组成4。如图 2-1 所示。图 2-1 奥迪 A6L 轿车点火系统的组成(2)工作原理低压电源经点火开关向三个双点火线圈提供

16、初级电流，三个点火线圈的初级电路分别经点火控制器搭铁。发动机 ECU 根据发动机的转速信号、凸轮轴位置信号、曲轴位置信号、冷却液温度信号、进气歧管压力传感器信号等计算最佳点火提前角，判断缸位，并向点火控制器发出点火信号和气缸顺序判别信号，点火控制器由此判断发动机气缸的点火次序，依次使各点火线圈电路由导通变为截止，各点火线圈的次级绕组依次产生高电压，使之对应的两个火花塞同时跳火，点燃处于压缩行程气缸内的混合气。奥迪 A6L 发动机的 1 缸和 6 缸、2 缸和 4 缸、3 缸和 5 缸同时处于上止点，并总是一缸为压缩上止点，另一缸为排气上止点，两气缸共用一个点火线圈。点火时，点火控制器交替地控制

17、三个点火线圈，点火线圈产生高压时，其对应的两个气缸火花塞同时跳火：一个火花塞点燃处于压缩行程上止点的气缸内的可燃混合气；另一个火花塞同时跳火，但由于气缸处于排气行程上止点，因此不起作用。如图 2-2 所示。第 2 章 奥迪 A6L 轿车点火系统构造和工作原理-4-图 2-2 奥迪 A6L 轿车点火系统工作原理图1-双点火线圈 2-点火控制器 3-发动机 ECU 4-凸轮轴位置传感器 5-发动机转速传感器6-曲轴位置传感器 7-火花塞2.2 奥迪 A6L 轿车点火系统各主要元件的功用、结构及工作原理2.2.1 火花塞奥迪 A6L 轿车采用的是突出型的火花塞。(1)功用火花塞的功用是将高压导线输送

18、过来的脉冲高压电放电，击穿火花塞两电极间的空气，产生电火花引燃气缸内的可燃混合气。(2)结构火花塞结构如图 2-3 所示。在钢质的火花塞壳体内部固定有刚玉陶瓷制成的绝缘体，在绝缘体中心孔上部有接线螺杆，接线螺杆上端旋有接线螺母，用来连接高压导线；绝缘体中心孔下部装有中心电极；接线螺杆和中心电极间用密封剂密封。壳体上部制成便于拆装的六边形，下部是螺纹以便安装于发动机气缸盖内，下端固定有侧电极。第 2 章 奥迪 A6L 轿车点火系统构造和工作原理-5-图 2-3 火花塞结构(3)工作原理随着火花塞电极间隙电压升高，电极间的电场强度不断增大，当电场强度达到某一临界值时，电极间的间隙即形成放电通道而被

19、击穿。在强电场的作用下，高速运转的电子及高离子使放电通道形成炽热的气体发光体，及火花放电现象。电火花温度很高，一般可达到 20003000，即可点燃气缸内的可燃混合气。2.2.2 点火线圈奥迪 A6L 轿车采用的是双点火线圈，每个点火线圈控制两个气缸的火花塞同时跳火。(1)功用点火线圈的功用是将蓄电池或发电机输出的低压电转变为高压电的升压变压器。(2)结构点火线圈由初级绕组、次级绕组和铁心等组成，如图 2-4 所示。第 2 章 奥迪 A6L 轿车点火系统构造和工作原理-6-图 2-4 点火线圈结构1-铁心 2-低压接线柱 3-高压插孔 4-初级绕组 5-次级绕组(3)工作原理当初级绕组接通电源

20、时，随着电流强度的不断增长，初级绕组四周产生了一个很强的磁场，铁心储存了磁场能。当开关装置使初级绕组电路断开时，初级绕组的磁场迅速减弱，次级绕组因电磁感应现象而出现较高的电压。根据电磁感应现象的特点，初级绕组的磁场消失速度越快，电流断开瞬间电流强度越大，两绕组的线圈匝数比越大，则次级绕组感应出来的电压越高。2.2.3 点火控制器(1)功用点火控制器的功用是判断发动机气缸的点火次序，依次使各点火线圈初级电路由导通变为截止，使各点火线圈的次级绕组依次产生高压电，其对应的两个火花塞同时跳火，点燃处于压缩行程上止点的气缸内的可燃混合气。(2)结构点火控制器是由点火系统专用的集成电路芯片、电阻、电容、稳

21、压管、达林顿管等组成的混合集成电路点火控制模块。(3)工作原理发动机 ECU 将各个传感器送来的点火信号经过处理传送给点火控制器，点火控制器将 ECU 送来的交变电压信号整合、放大，以控制点火线圈初级电路的接通和断开，从而使点火线圈次级绕组产生高压电进行点火。2.2.4 主要传感器传感器用来不断检测与点火相关的发动机的工作状况信息，并将检测的结果输入 ECU，作为运算和控制点火时刻的主要依据。奥迪 A6L 轿车点火系统中所用到的传感器主要有：曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器、空气流量计、冷却液温度传感器、氧传感器、节气门位置传感器等。本文主要介绍前三种传感器，其他传感器输送的信号在

22、计算点火提前角时只起到修正作用，故不做详细介绍。第 2 章 奥迪 A6L 轿车点火系统构造和工作原理-7-1)曲轴位置传感器奥迪 A6L 发动机曲轴位置传感器安装于发动机飞轮齿环上。(1)功用曲轴位置传感器的功用是检测曲轴转角信号和发动机的转速信号，并将信号传送给 ECU，用来精确计算发动机的点火提前角。(2)结构霍尔式曲轴位置传感器由霍尔信号发生器和曲轴位置传感器组成，霍尔信号发生器由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢板与永久磁铁等组成，曲轴位置传感器结构如图 2-5 所示。图 2-5 曲轴位置传感器结构1-外信号轮 2-内信号轮(3)工作原理霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应原理，产生与曲轴转

23、角相对应的电压脉冲信号。它利用触发叶片改变通过霍尔元件的磁场强度，从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号，经过整形放大后即为曲轴位置传感器的输出信号5。2)凸轮轴位置传感器奥迪 A6L 发动机采用霍尔式凸轮轴位置传感器，安装于凸轮轴的前端。(1)功用凸轮轴位置传感器的功用是检测基准缸活塞上止点位置信号，并将其发送至发动机 ECU，用来精确判断和控制喷油和点火。(2)结构霍尔式凸轮轴位置传感器结构如图 2-6 所示，它主要由霍尔传感器和信号转子组成。(3)工作原理在信号转子的隔板上有一个窗口，窗口所对应产生的信号为低电平信号，隔板对应的为高电平信号。信号转子随进气凸轮轴转动，隔板和窗口在集成电路与

24、永磁铁间的间隙中转动。当隔板进入间隙时，霍尔集成电路中的磁场被旁路，霍第 2 章 奥迪 A6L 轿车点火系统构造和工作原理-8-尔电压为零，传感器输出信号为高电压；反之当窗口经过间隙时传感器输出信号为低电压。发动机工作时结合曲轴位置传感器的输出信号和凸轮轴位置传感器输出的电压信号确定点火气缸。图 2-6 霍尔式凸轮轴位置传感器结构1-进气凸轮轴 2-凸轮轴位置传感器 3-固定螺钉 4-定位螺栓与座圈 5-信号转子6-缸盖3)爆震传感器奥迪 A6L 点火系统一共有两个爆震传感器，分别安装在右侧和左侧缸体的进气歧管下部6。(1)功用爆震传感器的功用是检测爆震信号，并将其传递给发动机 ECU，用来修

25、正点火提前角，实现爆震控制，防止爆震，从而获得最佳性能。(2)结构爆震传感器是利用压电晶体的压电效应制成，由导线、压电元件、平衡块组成，结构如图 2-7 所示。图 2-7 爆震传感器结构1-导线 2-压电元件 3-平衡块(3)工作原理当发动机缸体的振动传导爆震传感器的壳体时，壳体与平衡块间产生相对运第 2 章 奥迪 A6L 轿车点火系统构造和工作原理-9-动，使夹在两者中间的压电元件承受推力从而产生电压，并通过该电压值的大小来判断爆震的程度。当控制单元 ECU 检测到爆震时，点火正时将被延迟，直至爆震消失为止。第 3 章 奥迪 A6L 轿车点火系统主要元件的失效形式-10-第 3 章 奥迪 A

26、6L 轿车点火系统主要元件的失效形式3.1 火花塞的主要失效形式火花塞的工作环境极其恶劣。在发动机中火花塞要承受 20003000 摄氏度的反复且剧烈的温度变化，还要承受 2000030000 伏特的高压电，同时还要长期受混合气和由活塞环缝隙中窜入的润滑油的冲刷和腐蚀。由于汽车长期在不平路面运行以及发动机内部发生爆震等原因使火花塞时常受震荡和冲击。火花塞在这样的环境下长期工作，其失效形式可能如下：(1)火花塞电极部位有黑色沉积物。火花塞电极部位黑色沉积物主要由于空气过滤器不能有效过滤空气，升值是出现空气过滤器堵塞或破损等问题，导致空气中杂质进入气缸，在火花塞电极部位沉积，且因放电而呈现出黑色。

27、润滑油窜入燃烧室，这也是火花塞底部有黑色沉积物的原因之一。由于火花塞电极部位的黑色沉积物，可能会使发动机出现以下不正常现象：发动机功率下降，工作情况不稳定，严重时甚至停止工作；当火花塞间断地跳火时，未燃混合气进入排气管，使排气管“放炮”；发动机启动困难，需要数次搭火后才能启动，严重时不能启动。(2)火花塞过热。火花塞过热时的外观表现为火花塞的中心电极的绝缘体出现白色或浅灰色的局部隆起，中心电极严重烧蚀，严重时甚至有熔化现象。火花塞过热会出现发动机功率上不去或明显下降，且发出震声或敲缸声等现象。(3)火花塞绝缘体破损爆震现象使火花塞出现过大的震动而导致绝缘体破损7。发动机长期的超负载运行等因素也

28、会引起火花塞绝缘体破损。当火花塞发生物理上的破损，火花塞将无法正常工作，严重时甚至不点火，那么对应的气缸的无法正常运行，导致发动机动力不足，高速运转不良甚至发动机不能启动等故障。(4)火花塞间隙不当火花塞的间隙不当时，会导致点火性能下降。当火花塞间隙过大时，火花塞击穿电压增大，使点火线圈在过负荷状态下工作，导致高速时易断火，出现高速运转不良的故障；当其间隙过小时，电火花微弱，火花能量过小，不能可靠地点燃混合气，导致发动机动力不足、不能启动等故障。3.2 点火线圈的主要失效形式点火线圈与火花塞通过高压导线相连，为火花塞提供高压电。点火线圈的绕组长期承受高低压电的交替变换，同时其工作温度也在-40

29、125 摄氏度之间，不断变化的环境使点火线圈容易出现疲劳和损坏。与此同时，点火线圈在发动机内第 3 章 奥迪 A6L 轿车点火系统主要元件的失效形式-11-部长期受震荡和腐蚀，其表面容易出现损坏、受潮和老化等现象。点火线圈在这样的环境下长期工作，其失效形式可能如下：(1)点火线圈绕组短路当点火线圈绕组发生短路时，火花塞产生的电压过低，造成点火能量的不足，导致发动机动力不足、高速断火甚至不能启动等故障现象。同时也会造成火花塞积炭现象加剧，影响发动机正常运行。(2)点火线圈断路或接地点火线圈断路或接地与点火线圈短路现象类似，当出现点火线圈断路或接地现象时，点火线圈次级绕组将不产生高压电，火花塞无法

30、点火，导致发动机动力不足或不能启动。(3)点火线圈表面放电点火线圈的表面放电现象是指在点火线圈外表面出现放电跳火8，表面放电现象常常发生在高压的引出螺钉附近。当出现表面放电时，点火线圈说提供的电压将不能满足火花塞的正常工作。此时会出现火花过弱，点火断续甚至火花塞不点火，这将导致发动机出现动力不足、高速运转不良以及发动机不能启动等故障。(4)点火线圈绝缘老化热车后的高温或高速大负荷工况下的频繁点火使点火线圈的温度迅速升高，绝缘老化的点火线圈在高温、高压下易发生放电短路，导致点火线圈初级绕组和次级绕组的实际匝数比变小，致使次级绕组产生的电压值降低，最终出现汽车高速运转不良、动力不足等故障现象。3.

31、3 点火控制器的主要失效形式点火控制器内部结构复杂精细且自成一体，一旦出现故障难以修复，以更换为主。在发动机内部与其它部件一样，点火控制器长期受震荡和腐蚀性物质冲刷。点火控制器在这样的环境下长期工作，其失效形式可能如下：由于环境因素影响和使用不正确的试火方式（如利用高压线向车身试火）等原因，常常造成点火控制器的损坏。通常分为两种情况：硬损坏：不能进行继续工作，即不发生点火；软损坏：在一般情况下仍可工作，当温度升高后出现无火。当点火控制器出现以上故障现象，前者将直接导致发动机不能启动，后者则会出现发动机高速运转不良的现象。3.4 高压导线的主要失效形式高压导线连接着点火线圈与火花塞，将点火线圈次

32、级绕组通过电磁感应现象产生的高压电传送给火花塞进行点火。因此高压导线长期在高电压下工作，同时高压导线又一直暴露在高温、高负荷和润滑油反复冲刷环境中。高压导线在这样的环境下长期工作，其失效形式可能如下：第 3 章 奥迪 A6L 轿车点火系统主要元件的失效形式-12-高压导线外层绝缘层易出现破损、老化现象，接线端子容易被腐蚀9，导线容易漏电。同时汽车行驶过程中的震荡或发动机发生爆震时产生的机械冲击，以及维修安装时的不规范操作使高压导线扭曲对折，导致芯线断裂。一旦高压导线出现故障，火花塞将出现点火能量不足、火花塞不能点火等状况，导致发动机动力不足、不能启动等故障。3.5 主要传感器的主要失效形式1)

33、曲轴、凸轮轴位置传感器因曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的结构、原理及工作环境相似，所以其失效形式也大致相同。这两种传感器都随发动机的曲轴和凸轮轴不停的作高速运转，工作温度也较高。同时由于汽车长期在不平路面运行以及发动机内部发生爆震等原因使传感器时常受震荡和冲击。传感器在这样的环境下长期工作，其失效形式可能如下：(1)传感器线路老化、性能衰退、零件松动，非原厂配件性能不良10。传感器长时间在恶劣的运行条件下工作，使线路出现老化、零配件性能衰退、一些紧固件因振动等原因出现松动，以及市场上一些非原厂配件性能较差，使传感器工作不良，无法提供准确地点火信号，从而出现发动机不能启动、高速运转不良、动力不

34、足等故障。(2)传感器内部磨损腐蚀，输出信号不准确传感器长时间高速运转，使内部元件磨损严重，同时高温环境以及润滑油的长期冲刷使传感器内部受腐蚀，导致传感器工作时输出信号不准确，影响发动机点火的准确性，出现发动机不能启动、高速运转不良、动力不足等故障。2)爆震传感器爆震传感器分别安装在发动机缸体两侧，长期受机械振动和腐蚀性物质的冲刷。爆震传感器在这样的环境下长期工作，其失效形式可能如下：爆震传感器长时间在恶劣的运行条件下工作，其导线容易出现老化破裂，导致传感器线路短路或断路，使发动机 ECU 接受不到调节点火提前角的信号。同时爆震传感器本身会出现端口接触不良、表面元件被腐蚀、磨损等现象导致传感器

35、损坏，无法正常工作，最终影响发动机正常运行。一旦传感器受损，发动机将无法准确点火，导致发动机出现不能启动，动力不足，高速运转不良等故障。3.6 小结发动机点火系统的故障类型繁杂、种类繁多，其主要元件的失效形式也多样。一旦点火系统发生故障将导致点火能量过低、火花断续、火花塞不点火等状况，造成发动机动力不足、高速运转不良、发动机不能启动等故障。检测点火系统火花塞点火是否正常，可初步判断点火系统各主要元件是否有故障。点火系统主要第 3 章 奥迪 A6L 轿车点火系统主要元件的失效形式-13-故障分析如下表 3-1 所示。表 3-1 点火系统主要故障分析主要故障高压导线试火结果原因分析发动机不能启动火

36、花塞不点火高压导线、低压导线松脱、漏电；点火控制器损坏或性能不良；点火线圈短路、断路、搭铁或性能不良；火花塞积炭严重，绝缘不良；传感器故障；ECU 插接器接触不良或ECU 故障；发动机动力不足火花塞点火能量小/个别缸火花塞不点火高压导线、低压电路导线插接器松脱、接触不良或漏电；点火控制器性能不良；点火线圈性能不良；火花塞积炭严重，绝缘不良；电源电压过低；点火不正时；发动机高速运转不良电火花断续/个别缸火花塞不点火火花塞间隙过大；导线接触不良；点火控制器故障；第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程-14-第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程本章节主要根据上述

37、奥迪 A6L 轿车点火系统主要部件的失效形式以及市场上奥迪 A6L 轿车车主的调查和反映，总结出了奥迪 A6L 轿车点火系统常见的故障现象，从而建立相应的故障诊断流程。4.1 发动机不能启动的故障诊断在此仅介绍起动机运转正常但发动机不能启动的故障分析。(1)故障现象汽车启动时，起动机带动发动机旋转，且转速正常，但发动机不能启动。(2)故障原因点火系统故障，导致火花塞火花太弱或根本无火；燃油供给系统故障，导致供油不畅或油路堵塞而不供油；进气系统故障；发动机部分零件损坏或磨损严重，导致密封不严，气缸压力过低。故障原因如下图 4-1 故障树所示。第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流

38、程-15-图 4-1 发动机不能启动故障的故障树(3)故障原因在于点火系统的各部件的概率分布通过对 160 辆发生发动机无着火迹象、不能启动状况的汽车，进行统计分析各个故障原因发生的概率，主要原因有以下几点，结果如下表 4-1 所示。高压电路导线短路、接头松动、接触不良或断路。点火线圈故障：初级绕组短路或断路、次级绕组短路或断路。火花塞故障：火花塞积炭严重；绝缘不良、漏电。点火控制器故障：点火控制器线路短路或断路；点火控制器本身故障，不发动机不能启动点火系统故障进气系统故障燃油供给故障机械损坏低压电路故障高压电路故障无点火信号输出电路存在开路传感器损坏控制单元ECU故障点火控制器损坏点 火 线

39、圈 初 级绕 组 断路高压导线断裂火花塞损坏点火线圈次级绕组断路第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程-16-发出点火信号。传感器故障：曲轴或凸轮轴位置传感器短路或断路；传感器本身故障，不能准确判断点火气缸。表 4-1 发动机不能启动故障原因的概率分布故障原因故障车数目故障概率高压导线断裂2213.75%高压导线漏电4729.375%点火线圈绕组断路159.375%点火线圈绝缘老化1811.25%火花塞损坏4226.25%点火控制器故障74.375%传感器故障，点火不正时95.625%(4)故障原因在于点火系统的故障诊断流程根据上述故障原因及其概率大小，通过对发动机启动不良状

40、况各个故障原因发生的概率的统计分析，建立如图 4-2 所示的流程：第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程-17-无火正常不正正常弱常是不正常否正常否正常是不正常图 4-2 发动机不能启动故障的诊断流程4.2 发动机动力不足的故障诊断(1)故障现象发动机动力不足，行驶无力。(2)故障原因点火系统故障，点火能量小、火花弱以及点火不正时等；燃油供给系统故障，使可燃混合气过稀；发动机电控系统故障，控制信号不良；进气系统故障；气缸密封性变差等机械故障；发动机不能启动拔下各缸高压导线做跳火试验检测高压导线电阻是否正常高 压导 线漏电检测点火线圈电阻是否正常传 感器 故障点 火线 圈绝 缘

41、老化火 花塞 损坏测 量 高 压导线电阻测 量 点 火线圈电阻点 火线 圈断路检测点火控制器ECU及 其他 线路 故障点 火控 制器 故障高 压导 线断裂结束第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程-18-故障原因如下图 4-3 故障树所示。图 4-3 发动机动力不足故障的故障树(3)故障原因在于点火系统的各部件概率分布通过对 160 辆发生发动机动力不足，行驶无力状况的汽车，进行统计分析各个故障原因发生的概率，主要原因有以下几点，结果如下表 4-2 所示。高压导线漏电。低压电源电压过低。发动机动力不足点火系统故障进气系统故障燃油供给系故障机械故障电控系统故障点火能量小高 压

42、导线漏电低 压 电源过低火 花 塞积炭少数气缸不工作点火不正时个 别 缸火 花 塞故障个 别 缸高 压 导线脱落点 火 线圈 间 歇性 断 火故障控 制 单元ECU故障传 感 器故障第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程-19-点火线圈故障：点火线圈间歇性断火，使个别气缸不工作。火花塞积炭，绝缘不良、漏电。表 4-2 发动机动力不足故障原因的概率分布故障原因故障车数目故障概率高压导线漏电3723.125%个别缸高压导线脱落95.625%个别缸高压导线断裂2113.125%蓄电池电压过低138.125%点火线圈故障159.375%火花塞积炭2918.125%火花塞损坏3119.

43、375%传感器故障53.125%(4)故障原因在于点火系统的故障诊断流程根据上述故障原因及其概率大小，通过对发动机动力不足状况各个故障原因发生的概率的统计分析，建立如下图 4-4 所示的流程：第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程-20-无火正常无火正常弱不正常不正常正常不正常正常正常否是是否图 4-4 发动机动力不足故障的诊断流程发动机动力不足拔出高压线做跳火试验插回高压导线测其电阻蓄 电池 压力 过低高 压导 线漏电用正时灯检查点火正时检查传感器是否正常工作ECU及 其他 线路 故障传 感器 故障火 花塞 故障重新安装高压线做跳火试验该 缸高 压导 线脱落测量高压导线电阻

44、高 压导 线断裂检查点火线圈是否正常点 火线 圈故障火花塞损坏结束第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程-21-4.3 发动机高速运转不良的故障诊断(1)故障现象发动机低速运转正常，但在高速运转时汽车行驶无力，排气管发出不规则的“突、突、突”声，甚至放炮。(2)故障原因点火系统故障，点火过迟、点火断续、火花过弱等；燃油供给系统故障，泵油压力低、油道不畅等使高速时混合气过稀11；汽油泵 ECU 或发动机对油泵 ECU 控制失常等电控单元故障。故障原因如下图 4-5 故障树所示。第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程-22-图 4-5 发动机高速运转不良故障的故

45、障树(3)故障原因在于点火系统的各部件概率分布通过对 160 辆发生发动机高速运转不良状况的汽车，进行统计分析各个故障原因发生的概率，主要原因有以下几点，结果如下表 4-3 所示。高压导线漏电。火花塞故障：火花塞积炭导致火花过弱，火花塞间隙过大导致火花断续。发动机高速运转不良点火系统故障燃油供给系故障电控单元故障点火能量太小点火过迟高压导线漏电火花塞间隙过大控制单元ECU故障传感器故障第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程-23-传感器故障：传感器插接器接触不良、传感器本身损坏等原因使 ECU 不能准确地计算最佳点火时刻和最佳点火提前角，导致点火过迟。控制单元 ECU 故障，

46、导致点火过迟。点火线圈故障。表 4-3 发动机高速运转不良故障原因的概率分布故障原因故障车数目故障概率高压导线漏电3723.125%火花塞积炭5333.125%火花塞电极间隙过大127.5%传感器故障1610%控制单元 ECU 故障95.625%点火线圈性能不佳2616.25%其他低压导线漏电74.375%(4)故障原因在于点火系统的故障诊断流程根据上述故障原因及其概率大小，通过对发动机动力不足状况各个故障原因发生的概率的统计分析，建立如下图 4-6 所示的流程：第 4 章 奥迪 A6L 轿车点火系统常见故障的诊断流程-24-图 4-6 发动机高速运转不良故障的诊断流程发动机高速运转不良用正时

47、灯检查点火正时，是否点火过迟拔下高压导线做跳火试验观察火花塞尾部是否有黑色物质火 花塞 积炭火 花塞 间隙 过大传感器工作是否正常控 制单 元ECU故障传 感器 故障测 量 高 压导线电阻高 压导 线漏电测 量 点 火线 圈 电 阻是否正常点火线圈故障其 他低 压导 线漏电结束是否否是强弱不正常正常是否是否第 5 章 全文总结-25-第 5 章 全文总结本文主要从结构组成、工作原理、失效形式和故障诊断四个方面，并采用图文结合的方法介绍了奥迪 A6L 点火系统。通过对奥迪 A6L 点火系统的研究，包括奥迪 A6L 点火系统的结构和工作原理，然后又分步介绍了火花塞、点火线圈、点火控制器、凸轮轴位置

48、传感器、曲轴位置传感器、爆震传感器等各部件的工作原理及功用，和各部件易出现的故障及失效形式。接着又对各部位出现故障原因的概率进行了统计，从而总结出有效的检测诊断流程,为日后奥迪轿车 A6L 点火系统故障的检修带来更多便利。对于奥迪 A6L 点火系统的故障，这些只是其中的一小部分，而且故障是不确定因素，随时随地都有变化的可能。每个部件出现不同的故障将会导致整个系统出现各种各样的故障现象。并且由于对奥迪 A6L 点火系统故障点分布概率统计的数量有限，必然存在统计准确度不高的情况。因此对制定最优化最高效的故障点分布概率和故障诊断流程，还需要进一步进行的研究调研。在实践中，总结并建立完善的奥迪 A6L

49、 点火系统诊断与检测体系。致 谢-26-致 谢光阴荏苒，不知不觉四年的大学生活已接近尾声，当初入校时的情景至今仍历历在目。在校的学习和生活期间，我不仅对专业的知识有了一定的掌握，还在做人做事的态度上受到了老师的熏陶。首先，向我的导师涂先库老师致以诚挚的谢意。在论文的选题、理论研究以及论文的撰写与修改等诸多方面都得到了老师精心的指导。同时涂老师勤奋的工作态度，严谨的治学风格，坚实的专业知识以及亲民的待人方式，都是我学习的榜样和进步的动力。我愿借此机会特向导师表示衷心感谢，并致以崇高的敬意，感谢涂老师对我的培养、帮助和关怀。其次，我要对同宿舍的室友以及班上同学表示衷心的感谢，感谢你们在生活和学习中

50、对我的关心和帮助。我还要感谢我的父母，感谢他们对我这么多年的抚养和教育，希望我个人的不懈努力和社会的认可能够使多年来含辛茹苦的他们得到欣慰。同时对本文写作过程中参考的文献和有关资料的作者致谢！最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授！谢谢大家。年月日参考文献-27-参考文献1郭荣春.基于虚拟仪器技术的汽车发动机远程故障诊断系统的研究D.学位论文,2004.2莫家驹.汽车发动机故障诊断技术现状及未来发展趋势研究J.期刊论文,2014.3齐永久.汽车电子点火系统的工作原理及故障诊断与排除J.期刊论文,2014.4刘学.无分电器微机控制点火系统高压不跳火故障诊断与排除J.电子科学