張凱

（運(yùn)城職業(yè)技術(shù)大學(xué)）

比亞迪S6車主反映，最近感覺汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)，加速能力沒有以前好，油耗也有所增加。根據(jù)車主的介紹，開車比較“粗狂”，時(shí)有山區(qū)路面行駛，該車已經(jīng)行駛6萬多公里，也一直按時(shí)保養(yǎng)。經(jīng)用故障診斷儀檢測，存儲(chǔ)有故障碼3#缸失火故障，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，讀取點(diǎn)火系統(tǒng)數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)3#缸時(shí)有缺火現(xiàn)象，拆下火花塞檢查，其余3個(gè)缸火花塞工作狀況相近，雖有積碳和電極燒蝕，但都符合車齡工作狀態(tài)，只有3#缸火花塞積碳和燒蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，檢查高壓線和點(diǎn)火線圈，外觀沒有破損，更換新火花塞，斷開燃油泵熔斷器，啟動(dòng)車輛試火[1]，發(fā)現(xiàn)3#缸火花塞跳火紊亂且火花弱。分析可能點(diǎn)火線圈內(nèi)點(diǎn)火控制模塊有問題，隨即更換4個(gè)新火花塞和點(diǎn)火控制模塊總成后，車輛工作正常。導(dǎo)致上述案例的原因是點(diǎn)火控制模塊故障，那具體是電路的哪一部分的問題呢？我們?cè)嚪治鳇c(diǎn)火系統(tǒng)電路。

1 點(diǎn)火系統(tǒng)電路分析

1.1 雙缸同時(shí)點(diǎn)火式點(diǎn)火系統(tǒng)

前述案例該車為5擋手動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)為2.0 L自然吸氣，型號(hào)BYD483QB，屬于雙缸同時(shí)點(diǎn)火式電控發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)物如圖1所示。1缸和4缸共用一個(gè)點(diǎn)火線圈，2缸和3缸共用一個(gè)點(diǎn)火線圈，1缸和3缸點(diǎn)火線圈與火花塞直接相連，只有2缸和4缸有較短的高壓線，此設(shè)計(jì)可以有效降低雙缸同時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)中次級(jí)電路高壓電的損耗和輻射干擾[2]。

圖1 比亞迪雙缸同時(shí)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物

查看電路圖如圖2所示，以1#點(diǎn)火線圈為例，分析雙缸同時(shí)點(diǎn)火式點(diǎn)火系統(tǒng)電路工作原理。

圖2 比亞迪雙缸同時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)電路圖

初級(jí)電路電流：IG1電源經(jīng)點(diǎn)火線圈熔斷器F2/2115A，至1#點(diǎn)火線圈點(diǎn)火控制模塊ICM，至初級(jí)繞組，至電控單元ECM然后搭鐵。

次級(jí)電路電流：從次級(jí)繞組，至高壓二極管，至電控單元ECM的Ab01，至搭鐵，至1#缸火花塞側(cè)電極，至中心電極再到次級(jí)繞組，組成放電回路。

1#缸點(diǎn)火線圈中點(diǎn)火控制模塊ICM控制初級(jí)電路導(dǎo)通斷開一次，與1#缸初級(jí)繞組正對(duì)的次級(jí)繞組就會(huì)感應(yīng)出一次反向的高壓電（通常在-30 kV左右），使火花塞的側(cè)電極向中心電極跳火，產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣，但此時(shí)1#缸火花塞和4#缸火花塞都會(huì)跳火，由于1#缸正處于壓縮行程末時(shí)刻，此時(shí)缸內(nèi)壓力大，溫度高，氣體相對(duì)密度增大，使得電離減弱，由此造成了所需擊穿電壓變大，點(diǎn)火所需要的能量也較大，產(chǎn)生火花強(qiáng)[3]，可以點(diǎn)燃混合氣，屬于有效點(diǎn)火，而4#缸處于排氣行程末時(shí)刻，此時(shí)相對(duì)缸內(nèi)壓力小，溫度低，電離程度高，火花塞電極間氣體的電阻小，擊穿火花塞電極間的氣體放電較為容易，火花塞容易跳火，能量損失較少[4]，屬于無效點(diǎn)火，所以絕大部分的能量聚集于有效點(diǎn)火的1#缸。

次級(jí)繞組電路中接入高壓二極管，是因?yàn)樵诔跫?jí)線圈通電的瞬間，次級(jí)繞組會(huì)感應(yīng)出一個(gè)正向的高電壓（通常在1 kV左右），如果此時(shí)火花塞跳火，可能會(huì)引燃還未到達(dá)壓縮行程末期的混合氣，造成提前點(diǎn)火，接入反向高壓二極管可以徹底阻斷此時(shí)產(chǎn)生的正向感應(yīng)電壓，使其不能加載在火花塞電極上，避免了火花塞此時(shí)可能出現(xiàn)的不需要的、產(chǎn)生負(fù)作用的放電[4]。

1.2 單缸獨(dú)立點(diǎn)火式點(diǎn)火系統(tǒng)

比亞迪單缸獨(dú)立點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)如圖3所示。比亞迪單缸獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)電路圖如圖4所示。

圖3 比亞迪單缸獨(dú)立點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物

圖4 比亞迪單缸獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)電路圖

圖3示出比亞迪S6的2.4 L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，型號(hào)BYD488QA，配備6擋雙離合自動(dòng)變速器。其為單缸獨(dú)立點(diǎn)火式點(diǎn)火系統(tǒng)，每缸單獨(dú)配有獨(dú)立的點(diǎn)火線圈和點(diǎn)火控制模塊ICM，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制各缸點(diǎn)火，各缸工作之間不受影響，同時(shí)省去了高壓線的布置，工作更高效。這種是現(xiàn)階段主流發(fā)動(dòng)機(jī)的配置。

圖4示出單缸獨(dú)立點(diǎn)火式點(diǎn)火系統(tǒng)電路圖，以1#點(diǎn)火線圈為例，分析電路工作原理。

初級(jí)電路電流：IG1電源經(jīng)點(diǎn)火線圈熔斷器F2/2115A，至1#缸點(diǎn)火控制模塊ICM，至初級(jí)繞組，再經(jīng)ICM至A18搭鐵。

次級(jí)電路電流：從次級(jí)繞組，至高壓二極管，經(jīng)點(diǎn)火控制模塊ICM至A18搭鐵，至1#缸火花塞側(cè)電極，至中心電極再到次級(jí)繞組，組成放電回路。

點(diǎn)火控制模塊ICM控制初級(jí)電路導(dǎo)通斷開一次，與初級(jí)繞組正對(duì)的次級(jí)繞組就會(huì)感應(yīng)出一次反向的高壓電，1#缸火花塞的側(cè)電極向中心電極跳火，產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣。在次級(jí)電路中同樣接入高壓二極管，防止火花塞不必要的放電。

2 結(jié)論

案例中比亞迪S6汽車發(fā)動(dòng)機(jī)3#缸點(diǎn)火不正常，就是因?yàn)?#缸次級(jí)電路中的高壓二極管擊穿短路損壞，在初級(jí)電路充電過程中，次級(jí)電路感應(yīng)出高壓電，把混合氣提前點(diǎn)火，在初級(jí)電路斷開時(shí)，雖然次級(jí)電路可以產(chǎn)生高壓電，但是不能正常的點(diǎn)燃混合氣，此過程會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)爆震或者抖動(dòng)、動(dòng)力不足和油耗增加。如果次級(jí)電路中的高壓二極管發(fā)生擊穿斷路損壞，初級(jí)電路充電和放電時(shí)，由于次級(jí)電路斷路，火花塞不能產(chǎn)生火花跳火，會(huì)導(dǎo)致該缸出現(xiàn)失火現(xiàn)象。