2 点火线圈主要失效原因
在实际使用过程中,造成点火线圈失效的原因有很多种,既包括点火线圈本身品质问题,也包括系统控制、线束等问题。本文主要根据点火线圈的工作过程对失效模式及原因进行阐述。
点火线圈本质类似于变压器,其工作过程可以分为2个阶段:充磁阶段和放电阶段。在充磁阶段,初级线圈接通电源,随着电流的增长形成很强的磁场,并将磁场能储存于铁心中;在放电阶段,初级线圈电路断开,初级线圈的磁场迅速衰减,次级线圈就会感应出很高的电压。点火线圈工作过程如图4所示。
与工作阶段相对应,点火线圈失效模式也可分为初级烧蚀、次级击穿2种。
2.1初级烧蚀形成原因
点火线圈出现烧蚀现象,通常直接原因是因为点火线圈内部过热造成,而造成过热的根本原因常见的有以下几种:①发动机控制单元故障,导致点火线圈初级长时间充磁,初级电流过大形成过热烧蚀;②初级线圈内部抛线或混入杂质等导致短路。
2.2次级击穿形成原因
目前车用点火线圈绝大多数采用的是槽绕骨架结构,由多种元件组成,点火线圈工作时,在槽与槽之间、槽与搭铁之间,特别是末槽与搭铁之间都分布着不同容量的分布电容,使高压点火线圈形成了一个不均匀的电场。
在此情况下,若点火线圈内部存在气孔等,由于空气的介电常数较小,在高的电压作用下,绕组导线表面的某些薄弱点温度逐渐升高,从而造成了绝缘层局部炭化和化学腐蚀,久而久之形成全放电,导致线圈局部击穿,造成短路、损坏部件。
以某型号点火线圈为例,通过对故障件的解剖分析,其击穿主要是发生在次级线圈与外部铁心处,如图5、图6所示,也证实了击穿产生主要是由线圈内部存在气泡或密度低区域绝缘能力降低导致。
通过对点火线圈失效模式和原因分析,可以发现,除了系统控制等其它因素外,点火线圈生产过程中引入的杂质、气泡、密度不均等是造成点火线圈失效的主要因素这也与点火线圈售后失效模式统计情况基本一致,点火线圈烧蚀或击穿是主要故障情况。