大众POLO轿车点火异常的故障诊断分析

魏玉

摘 要：电控点火系统是发动机电控系统的重要组成部分，其工作性能的好坏直接影响车辆的性能，文章以大众POLO轿车为例，从汽车点火系统的组成、工作原理出发，结合其控制电路图，对故障原因进行了深入的分析，再按照故障诊断的流程，排除了车辆点火异常的故障。关键词：大众POLO;控制电路;故障诊断;点火异常中图分类号：U464  文献标识码：A  文章编号：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款大众POLO轿车，EA211发动机，该车辆出现启动困难，驾驶员勉强启动车辆后，发动机在怠速工况下运转不稳定，车辆在行驶状态下感觉无力，加速时熄火，仪表盘上的故障指示灯异常点亮，经4S店维修技术人员使用故障诊断仪检查，故障代码为P0351，含义为点火线圈A主次电路，首先应对点火系统进行检修。

2 系统组成与原理

2.1 系统组成

点火系统的基本功用是在发动机各种工况和使用条件下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使发动机做功[1]。目前轿车都采用了集中控制的电控点火系统，即集点火、喷油、排放控制、防盗、自诊断等功能于一体的发动机管理系统，能对点火和喷油同时进行精确控制。大众POLO轿车采用电控独立点火系统，其英文为Coil-On-Plug，中文直译为“线圈在火花塞上”，即每一缸都有一个点火线圈，并将点火线圈安装在火花塞上，简称“独立点火系统”。 其主要组成有：传感器（主要包括有曲轴/凸轮轴位置传感器、爆震传感器），发动机控制单元，执行器（主要包括点火线圈和火花塞）。如图1。

2.2 系统原理

发动机控制单元根据各传感器信号，向末级功率放大器发出控制指令控制点火线圈初级线圈电流的通断，从而点火线圈次级线圈产生高压电，通过火花塞释放高压电产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气。电控点火系统经由点火线圈将来自蓄电池的低压电通过电磁感应转变成高压电，再由分电器将高压电根据发动机的做功顺序依次分配到各缸火花塞。电控点火系统由发动机电控单元根据各种传感器提供的工况信息，通过分析、判断、处理后，发出点火控制信号，控制火花塞跳火，产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气。一些车型的电控点火系统取消了分电器，采用多个点火线圈，由ECU控制系统直接控制各点火线圈依次产生高压电，分别对应各缸火花塞实现点火控制。

独立点火系统的点火线圈分为初级线圈和次级线圈。点火线圈采用与普通变压器相同的形式实现电压的升压过程，当初级线圈通电时，产生磁场能，储存在铁芯中;当发动机控制单元根据车辆运行工况使初级线圈断电时，初级线圈的磁场能迅速衰减，由于次级线圈比初级线圈的匝数多、导线细。从而在次级线圈中感应出很高的感应电动势。次级线圈的感应电动势取决于初级线圈的磁场消失速度、断开瞬间的电流、初次线圈的匝数比，磁场消失速度越快、电流越大、匝数比越大，则感应电动势越高，点火能量越强。

3 故障分析与诊断

3.1 初步分析

造成发动机点火异常的故障原因很多，如：火花塞损坏或间隙调整不当，高压缸线老化漏电，曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器损坏导致点火正时失准以及机械部分点火正时机构正时错乱等，诊断此类故障遵循先简单后复杂、代码优先的基本原则[3]，维修技师读取了车辆的故障代码，显示为P0351，含义为点火线圈A主次电路，即1缸的点火线圈存在故障，应重点分析。

3.2 点火系统控制电路分析

大众POLO轿车电控点火系统的电路图，如图2所示：

点火系统的控制原理及电流走向为：打开点火开关，发动机控制单元J623工作，控制主继电器J271搭铁，使其触点闭合，电流经过主继电器J271闭合触点，将12伏电源经保险SC29输送到点火线圈总成N70、N127、N291、N292的4号针脚，经3号针脚搭铁，点火线圈进入工作状态。

当启动着车时，发动机运转，当电脑获得判缸信号后（凸轮轴位置传感器信号）根据曲轴位置传感器信号计算出最佳的点火时间控制点火线圈给1缸点火，控制信号经过T60/9经导线输送到点火线圈N70的2号针脚，点火线圈N70通过控制信号控制初级线圈的通断，使次级线圈产生高压电传输给1缸火花塞，火花塞通过1号针脚搭铁产生高压电火花点燃1缸内的可燃混合气，然后根据凸轮轴位置传感器信号和曲轴位置传感器信号，以1-3-4-2的点火顺序依次将点火信号经T60/12、T60/10、T60/11传输给N127、N291、N292的2号针脚依次点燃各缸，满足发动机各工况需求。

通过对点火系统控制电路的分析，造成P0351故障代码的原因有：①控制信号线断路或短路;②电源线断路;③保险丝损坏;④发动机控制单元损坏;⑤搭铁线断路;⑥点火线圈损坏;⑦火花塞损坏[4]。

4 故障排除

4.1 故障诊断的注意事项

随着车辆智能化的发展，汽车电子化的水平越来越高，如果维修不当，往往会引发新的故障现象，给故障的维修带来新的困难。为快速、准确的维修车辆。在维修车辆时应注意以下几点内容：

（1）拔传感器插头之前，应关闭点火开关，拔下蓄电池负极电缆线，否则容易损坏发动机控制单元。

（2）为了保证电器元件的正常工作，应保证蓄电池电压正常，不低于12V。

（3）在检修过程中，发动机有可能存储故障代码，所以在读取代码之前，应先清除。

4.2 故障检修流程

针对该车辆故障，总结出了其故障检修的流程，如图3所示：

点火系统的检查分低压电路和高压电路两部分进行。

（1）高压电路检查

①首先进行火花塞高压跳火，如果有火，则检查点火正时。

②如果无高压火，则检查火花塞和点火模块。

③通过交换法检查点火模块以及火花塞是否完好。

如果前面都符合要求，则检查低压电路。

（2）低压电路检查

低压电路的检查按以下步骤进行。

①点火模块供电电压测试

接通点火开关，测量点火线圈插接器端子与发动机搭铁点之间的电压，应为蓄电池电压，如没有电压，则参照电路图检查的供电线路。

②初级线圈搭铁测试

测量端子与搭铁间的电阻，检查是否存在搭铁断路。

③初级线圈电阻检查

如果前面都正常，检查初级线圈电阻，看是否存在断路情况。

④点火控制信号机电路检查

应用示波器测试点火控制信号，示波器正极检查探针连接发动机控制单元通往点火线圈的信号控制线上，负极检查探针连接发动机缸体。如波形异常则检查点火模块信号控制的线束导通性，测量T4be/3端子与ECU T60/6端子之间电阻，阻值应该小于1欧姆。如果正常，最后检查曲轴位置、凸轮轴位置传感器等，如果全部正常，则检查或更换ECU。

按照以上流程对1缸进行了跳火测试，发现1缸火花塞不跳火，怀疑故障在火花塞或点火线圈，然后将1、4缸的点

火线圈对调，進行跳火测试，4缸不跳火，用故障诊断仪读取车辆代码，显示为P0354，为4缸点火线圈故障。由此说明故障点在点火线圈，用万用表对其电路进行检测，发现点火线圈2号信号线接触不良。进一步与车主沟通，由于天气原因，该车被水淹过，造成了线路的接触不良。更换了新的点火线圈，重新读取车辆故障代码，代码消失，车辆顺利启动。故障排除。

5 结论

汽车电控点火系统的控制过程相对比较复杂，需要维修技术人员具有一定的故障分析能力，为此要掌握好正确的诊断策略和维修方法，在对点火系统进行维修检测时，需要检查每个线路和部件。点火线圈的故障，是依据故障代码的提示，在对其线路进行了全面的检查之后得出的，在对线路维修之后，故障现象和故障代码消失，从而有效解决车辆存在的故障。

参考文献

[1] 王超.基于神经网络的发动机点火故障诊断研究[D].沈阳理工大学.2013.

[2] 秦正辉.点火线圈功能测试设备关键技术研究及运用[D].上海大学. 2010.

[3] 汪文忠.汽车发动机点火故障诊断方法分析[J].轻型汽车技术. 2016（03）.

[4] 张文娜.汽车电控点火系统故障诊断及维修实例分析[J].湖南造纸.2015（04）.