【实训内容】

根据点火系统的原理及火花塞和点火线圈的结构，采用合理的方法对火花塞和点火线圈进行检测，根据检测结果判断火花塞和点火线圈是否损坏。

【能力目标】

（1）能查阅维修手册，识读电路原理图。

（2）能辨别点火线圈的形式。

（3）能识别火花塞的类型。

（4）能对火花塞和点火线圈进行检测。

【知识目标】

（1）知道点火线圈的结构原理。

（2）知道火花塞的结构及类型。

（3）知道火花塞和点火线圈的检测方法。

【实训材料】

（1）北京现代悦动G4GB发动机和卡罗拉1ZR发动机维修手册。

（2）万用表、示波器、点火测试器、208接线盒等。

（3）北京现代悦动G4GB发动机和卡罗拉1ZR发动机电控实训台架（或整车）。

【任务实施】

1.任务准备

课前根据现有电控发动机台架（或整车）数量，将学生分成相应组别。将电子版北京现代悦动维修手册、卡罗拉维修手册拷贝给学生，同时将准备好的万用表、示波器、点火测试器、208接线盒及常用的拆装工具摆放在工位上。

2.火花塞的检查

有的时候会遇到这样的情况，早上开车上班的时候发现车子发动机起动有些困难，打几次火才能起动发动机；而发动机起动以后，在车内能明显感觉到发动机的抖动。上述情况很可能就是车辆火花塞污损或者工作寿命已到，必须更换火花塞。

1）火花塞的作用

汽油发动机与柴油发动机不一样，由于汽油的燃点较高（约400℃左右），因而需要使用强制点火方式点燃混合气。而用于点燃混合气的关键部件就是火花塞。

火花塞点火过程可分为四步：首先点火线圈在火花塞电极两端产生高压电，高压击穿电极间的介质产生电火花；然后电弧高温加热混合气后产生火焰核；之后火焰核变大，火花塞电极结构会影响这个过程，从而影响火花塞点火性能；最后火焰核温度上升至混合气燃点时混合气被点燃。

2）火花塞的结构

火花塞由以下几部分构成，如图2-54所示。接线螺母、中央电极、接地电极、金属壳体、绝缘体。火花塞上的接地电极与金属壳体连接，通过汽缸盖螺纹连接到发动机缸体上。绝缘体主要起到隔离金属壳体及中央电极的作用。接线螺母是火花塞上与高压线圈接触的部分，电流通过接线螺母和中央电极后，击穿中央电极与接地电极间的介质产生火花，从而点燃气缸中的混合气。

图2-54　火花塞的基本结构

3）火花塞的热值与间隙

火花塞的热值反映了火花塞把热量从燃烧室传递到汽缸盖的能力。只要是汽油发动机，燃烧室的理想燃烧温度在500～850℃这个范围内。把燃烧室温度控制在上述范围能够有效避免火花塞提前跳火及火花塞头部过热；同时也能够有效清除气缸燃烧残留物避免气缸失火。

火花塞间隙是指中央电极端部到接地电极之间的最短距离，如图2-55所示。

不同发动机甚至同一款发动机在不同调教的情况下，所使用的火花塞间隙都不一样。火花塞间隙过小会导致提前点火、死火甚至发动机损坏；火花塞间隙过大会导致失火、火花塞污垢增多、动力下降、油耗增加。在更换非原厂火花塞时，我们除了关注火花塞电极类型、火花塞热值，还要关注的就是火花塞间隙。火花塞的间隙可以用间隙规来测量。

图2-55　火花塞间隙

4）更换火花塞注意事项

（1）火花塞的更换周期。火花塞使用的材质对于它的更换周期有决定性影响，目前市场上主流的火花塞有铜芯、镍合金芯、白金芯、铱金芯，建议铜芯每隔2×104～3×104 km更换一次，镍合金的周期比铜芯稍长，在4×104～6×104 km左右更换即可，而铱金和白金芯的火花塞金属特性比较稳定，抗氧化能力好，所以使用寿命会相对要长很多，白金芯建议每隔8×104 km更换一次；铱金芯的建议每隔10×104 km更换一次，表2-2为不同材料相对应的建议更换周期。(www.daowen.com)

表2-2　不同材质火花塞更换周期参考里程

图2-56　火花塞状态

（2）如何判断火花塞在发动机里是否正常工作。火花塞的性能是否良好不能很直观地观察到，像烧机油可以看到蓝色的尾气、积碳多了会顶气门、防冻液亏了水温会升高等。

想检查火花塞状态是否健康，最直接地就是将它们拿出来看，如图2-56所示，如果电极以及绝缘体处呈淡黄色，则说明这支火花塞的工作状态是健康的；如果火花塞电极上有黑色的附着物，就是有病症了，这可能是由于“烧机油”或混合器比例不妥造成的。

汽车上的常规保养配件都有一个周期，火花塞的更换周期一般在2×104～10×104 km（不同材料周期不同），但不是说到了官方规定的期限就一定不能用了，因为多数产品在设计寿命都是打出富余来的，所以到了周期后不会那么快就对发动机造成致命的伤害，但超里程之后，电极的磨损会加快，电极间隙变大，点火不稳定对于电压需求更高，轻者的表现是加速无力、点火失火、费油等症状，严重的还可能出现电极断裂损伤发动机的情况，所以还是按规定周期来更换。另外还会有其他部位出现的问题，如图2-57所示。

图2-57　火花塞损伤形式及部位

（3）如何更换火花塞及需要注意的细节。其实汽车上很多零件的更换并不难，火花塞的更换也是比较简单的，不过在操作时需要注意几点细节：①一定要选择与车型尺寸符合的火花塞；②一定要有专用工具，扭力扳手是必不可少的，另外还要准备火花塞套筒及磁力吸棒，套筒直径的尺寸要依据该车辆火花塞的尺寸来选择；③拆卸前一定要清洁火花塞周围，用压缩空气吹干净。

拆装火花塞要一个一个气缸来，不能全拆下来然后再全装上去，避免脏东西掉入到气缸内。拆卸火花塞不是大问题，直接拧下来，然后用磁棒将火花塞吸上来就行了。但在安装的时候，一定先用手将火花塞的尾部对正旋进火花塞座孔内，然后再用扳手坚固；最最重要的就是力度，尺寸不同的火花塞需要的力度也不一样，比如12mm的火花塞一般使用20～25N·m的力矩，而14mm的火花塞则需要25～30N·m的力矩来紧固。如果力度小了，可能会造成渗油和漏气，影响发动机性能；而力度过大则会造成脱扣和扭断火花塞。

3.点火线圈的检测

点火线圈的检测需要知道点火线圈的结构，否则不能确定检测方法，有的点火线圈带有功率输出驱动级（点火器），有的只是单纯由初级线圈和次级线圈组成。

点火线圈的检测首先目测点火线圈，壳体是否有裂缝，如有裂缝就会受潮而失去点火能力，应予以更换；连接器插座是否损坏，端子是否氧化腐蚀等。

对于单纯的点火线圈，我们可以用数字万用表测量初级点火线圈和次级点火线圈的电阻。初级点火线圈电阻：20℃（68℉）时约0.5～0.6Ω；次级点火线圈电阻：20℃（68℉）时约7.5～10.2kΩ。

对于带有点火器的点火线圈的检测，我们就得就车检测了。可以利用点火测试器进行试火，判断点火线圈的好坏；点火测试器有很多种，图2-58所示就是两种形式的点火测试器。

图2-58　点火测试器

点火线圈的就车检测：关闭点火开关，拔下一个缸的分缸高压线（或点火线圈——独立点火），将点火测试器连接到分缸高压线（或点火线圈）上，点火测试器的搭铁线牢固地与发动机机体连接；如点火测试器间隙可调应调整到合适的间隙；起动发动机，观察跳火情况，从而判断点火线圈的好坏。

4.具体车型的点火线圈的检测

（1）北京现代悦动G4GB发动机点火线圈的检测。北京现代悦动G4GB发动机的点火系统为双缸同时点火系统，点火线圈的结构及电路原理如图2-59所示，点火线圈只有初级线圈和次级线圈，但是它有两个点火线圈，1、4缸共用一个点火线圈，2、3缸共用一个点火线圈。

图2-59　北京现代G4GB发动机点火系统

对G4GB发动机的点火线圈可以进行开路检测，即测量点火线圈的初级线圈和次级线圈的电阻来判断其故障。用数字万用表的电阻挡分别测量点火线圈的“1＃”和“3＃”端子、“2＃”和“3＃”端子间的电阻，电阻值应为0.5～0.6Ω（20℃），这是检测次级线圈；用数字万用表的电阻挡分别测量点火线圈的1、4缸、2、3缸的分缸高压线插孔间的电阻，阻值应为7.5～10.2kΩ（20℃），这是检测次级线圈。

检测各个缸的分缸高压线电阻，火花塞高压线的电阻5.6kΩ/m±20%。

G4GB发动机点火线圈的就车检测，可以利用点火测试器进行试火，还可以利用诊断仪器进行数据流的读取，也可以进行波形测试。

图2-60为点火次级波形，在测量点火波形时应使用专用的示波器进行波形测试，可以进行初级波形和次级波形的选择。初级波形的形状和次级波形的形状很像。

（2）卡罗拉1ZR发动机点火线圈的检测。卡罗拉1ZR发动机的点火线圈带有点火器，其结构如图2-61所示。

图2-60　点火次级波形

图2-61　卡罗拉1ZR发动机点火线圈结构简图

对于这种独立点火系统或者说带有点火器的点火线圈的检测，我们就得进行就车检测为好。可以利用点火测试器进行试火，还可以利用诊断仪器进行数据流的读取，也可以进行波形测试。

卡罗拉的点火波形不太好测量，但是可以测量它的IGT和EGF的波形。首先了解一下卡罗拉1ZR发动机的点火控制系统电路，如图2-62所示。

＋B为电源，GND为搭铁，IGT为点火控制信号线，IGF为点火反馈信号线（及ECM连续6次接受不到点火确认信号，就会自动断开初级电路，记录故障代码，同时停止相应缸的喷油器喷油）。

测得IGT和EGF的波形如图2-63所示，这两个都是方波，也就是只有通、断两种状态，如果波形是一条直线说明点火线圈总成存在故障。

图2-62　卡罗拉1ZR发动机3、4缸点火线圈控制电路

图2-63　卡罗拉1ZR发动机IGT和IGF波形