汽车电控点火系统电路检修分析*

张凯

（运城职业技术大学）

比亚迪S6车主反映，最近感觉汽车发动机怠速抖动，加速能力没有以前好，油耗也有所增加。根据车主的介绍，开车比较“粗狂”，时有山区路面行驶，该车已经行驶6万多公里，也一直按时保养。经用故障诊断仪检测，存储有故障码3#缸失火故障，起动发动机，读取点火系统数据流，发现3#缸时有缺火现象，拆下火花塞检查，其余3个缸火花塞工作状况相近，虽有积碳和电极烧蚀，但都符合车龄工作状态，只有3#缸火花塞积碳和烧蚀现象严重，检查高压线和点火线圈，外观没有破损，更换新火花塞，断开燃油泵熔断器，启动车辆试火[1]，发现3#缸火花塞跳火紊乱且火花弱。分析可能点火线圈内点火控制模块有问题，随即更换4个新火花塞和点火控制模块总成后，车辆工作正常。导致上述案例的原因是点火控制模块故障，那具体是电路的哪一部分的问题呢？我们试分析点火系统电路。

1 点火系统电路分析

1.1 双缸同时点火式点火系统

前述案例该车为5挡手动，发动机为2.0 L自然吸气，型号BYD483QB，属于双缸同时点火式电控发动机。实物如图1所示。1缸和4缸共用一个点火线圈，2缸和3缸共用一个点火线圈，1缸和3缸点火线圈与火花塞直接相连，只有2缸和4缸有较短的高压线，此设计可以有效降低双缸同时点火系统中次级电路高压电的损耗和辐射干扰[2]。

图1 比亚迪双缸同时点火式发动机实物

查看电路图如图2所示，以1#点火线圈为例，分析双缸同时点火式点火系统电路工作原理。

图2 比亚迪双缸同时点火系统电路图

初级电路电流：IG1电源经点火线圈熔断器F2/2115A，至1#点火线圈点火控制模块ICM，至初级绕组，至电控单元ECM然后搭铁。

次级电路电流：从次级绕组，至高压二极管，至电控单元ECM的Ab01，至搭铁，至1#缸火花塞侧电极，至中心电极再到次级绕组，组成放电回路。

1#缸点火线圈中点火控制模块ICM控制初级电路导通断开一次，与1#缸初级绕组正对的次级绕组就会感应出一次反向的高压电（通常在-30 kV左右），使火花塞的侧电极向中心电极跳火，产生电火花点燃混合气，但此时1#缸火花塞和4#缸火花塞都会跳火，由于1#缸正处于压缩行程末时刻，此时缸内压力大，温度高，气体相对密度增大，使得电离减弱，由此造成了所需击穿电压变大，点火所需要的能量也较大，产生火花强[3]，可以点燃混合气，属于有效点火，而4#缸处于排气行程末时刻，此时相对缸内压力小，温度低，电离程度高，火花塞电极间气体的电阻小，击穿火花塞电极间的气体放电较为容易，火花塞容易跳火，能量损失较少[4]，属于无效点火，所以绝大部分的能量聚集于有效点火的1#缸。

次级绕组电路中接入高压二极管，是因为在初级线圈通电的瞬间，次级绕组会感应出一个正向的高电压（通常在1 kV左右），如果此时火花塞跳火，可能会引燃还未到达压缩行程末期的混合气，造成提前点火，接入反向高压二极管可以彻底阻断此时产生的正向感应电压，使其不能加载在火花塞电极上，避免了火花塞此时可能出现的不需要的、产生负作用的放电[4]。

1.2 单缸独立点火式点火系统

比亚迪单缸独立点火式发动机如图3所示。比亚迪单缸独立点火系统电路图如图4所示。

图3 比亚迪单缸独立点火式发动机实物

图4 比亚迪单缸独立点火系统电路图

图3示出比亚迪S6的2.4 L自然吸气发动机，型号BYD488QA，配备6挡双离合自动变速器。其为单缸独立点火式点火系统，每缸单独配有独立的点火线圈和点火控制模块ICM，可以实现独立控制各缸点火，各缸工作之间不受影响，同时省去了高压线的布置，工作更高效。这种是现阶段主流发动机的配置。

图4示出单缸独立点火式点火系统电路图，以1#点火线圈为例，分析电路工作原理。

初级电路电流：IG1电源经点火线圈熔断器F2/2115A，至1#缸点火控制模块ICM，至初级绕组，再经ICM至A18搭铁。

次级电路电流：从次级绕组，至高压二极管，经点火控制模块ICM至A18搭铁，至1#缸火花塞侧电极，至中心电极再到次级绕组，组成放电回路。

点火控制模块ICM控制初级电路导通断开一次，与初级绕组正对的次级绕组就会感应出一次反向的高压电，1#缸火花塞的侧电极向中心电极跳火，产生电火花点燃混合气。在次级电路中同样接入高压二极管，防止火花塞不必要的放电。

2 结论

案例中比亚迪S6汽车发动机3#缸点火不正常，就是因为3#缸次级电路中的高压二极管击穿短路损坏，在初级电路充电过程中，次级电路感应出高压电，把混合气提前点火，在初级电路断开时，虽然次级电路可以产生高压电，但是不能正常的点燃混合气，此过程会导致发动机爆震或者抖动、动力不足和油耗增加。如果次级电路中的高压二极管发生击穿断路损坏，初级电路充电和放电时，由于次级电路断路，火花塞不能产生火花跳火，会导致该缸出现失火现象。