第8章点火系统

1、第第8 8章章 点火系统点火系统 学习目标学习目标 知道三种不同点火系统的基本组成和工作原理知道三种不同点火系统的基本组成和工作原理 理解电控点火系统的工作原理理解电控点火系统的工作原理 掌握点火系统各元件的检查方法掌握点火系统各元件的检查方法 理解点火系统控制的原理、方法和电路理解点火系统控制的原理、方法和电路 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.18.1概述概述 8.1.18.1.1点火系统的作用和要求点火系统的作用和要求 1 1、点火系统的作用、点火系统的作用 点火系的功用是将蓄电池或发电机的低压电（一般点火系的功用是将蓄电池或发电机的低压电（一般121214V14V）变成高压电）变成

2、高压电 （一般（一般121230kV30kV），同时按发动机各气缸的工作顺序，及时地在气缸压缩行），同时按发动机各气缸的工作顺序，及时地在气缸压缩行 程终了时用电火花点燃可燃混合气，满足可然混合气充分地燃烧及发动机工程终了时用电火花点燃可燃混合气，满足可然混合气充分地燃烧及发动机工 作稳定的性能要求，使汽油发动机顺利地实现从热能到机械能的转变。作稳定的性能要求，使汽油发动机顺利地实现从热能到机械能的转变。 2 2、对点火系统的要求、对点火系统的要求 （1 1）点火系应具有足够高的击穿火花塞电极间隙的电压）点火系应具有足够高的击穿火花塞电极间隙的电压 （2 2）电火花应具有足够的点火能量）电火花

3、应具有足够的点火能量 （3 3）点火时刻与发动机工况相适应）点火时刻与发动机工况相适应 1 1、点火系统的分类、点火系统的分类 （1 1）按点火系电源分类）按点火系电源分类 1 1）磁电机点火系。）磁电机点火系。 2 2）蓄电池点火系。）蓄电池点火系。 （2 2）按点火系储存点火能量的方式分类）按点火系储存点火能量的方式分类 1 1）电感蓄能式点火系。）电感蓄能式点火系。 2 2）电容储能式点火系。）电容储能式点火系。 （3 3）按点火信号产生的方式分类）按点火信号产生的方式分类 1 1）磁感应式。由分电器轴驱动的导磁转子转动，改变磁路磁阻，使感应线圈的磁通量发）磁感应式。由分电器轴驱动的导磁

4、转子转动，改变磁路磁阻，使感应线圈的磁通量发 生变化而产生点火电压信号。生变化而产生点火电压信号。 2 2）光电式。由分电器轴驱动的遮光转子转动，通过阻挡和穿过发光二极管光线的变化，）光电式。由分电器轴驱动的遮光转子转动，通过阻挡和穿过发光二极管光线的变化， 使光敏三极管产生点火信号。使光敏三极管产生点火信号。 3 3）霍尔效应式。由分电器轴驱动的导磁转子转动，通过霍尔元件所通过的磁通量的变化）霍尔效应式。由分电器轴驱动的导磁转子转动，通过霍尔元件所通过的磁通量的变化 而产生点火信号。而产生点火信号。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.18.1概述概述 8.1.28.1.2点火系统的分类和

5、组成点火系统的分类和组成 2 2、点火系统的组成、点火系统的组成 1 1）传统点火系统）传统点火系统 传统点火系统主要由电源、点火开关、附加电阻、点火线圈、分电器（包括断电器、传统点火系统主要由电源、点火开关、附加电阻、点火线圈、分电器（包括断电器、 配电器、点火提前机构）、容电器、火花塞等组成，如图配电器、点火提前机构）、容电器、火花塞等组成，如图8-18-1所示。所示。 传统点火系统的电路可分为低压电路和高压电路。低压电路的作用是控制点火线圈传统点火系统的电路可分为低压电路和高压电路。低压电路的作用是控制点火线圈 初级电路的通断，使点火线圈内磁场产生突变而使点火线圈次级绕组产生高压电。低压

6、初级电路的通断，使点火线圈内磁场产生突变而使点火线圈次级绕组产生高压电。低压 电路主要包括：蓄电池、电流表（有些车辆没有）、点火开关、附加电阻、点火线圈初电路主要包括：蓄电池、电流表（有些车辆没有）、点火开关、附加电阻、点火线圈初 级绕组、断电器、容电器等。高压电路的作用是在点火线圈初级电路被切断时感生出高级绕组、断电器、容电器等。高压电路的作用是在点火线圈初级电路被切断时感生出高 压电，击穿火花塞间隙，点燃可燃混合气。次级电路主要包括：点火线圈次级绕组、中压电，击穿火花塞间隙，点燃可燃混合气。次级电路主要包括：点火线圈次级绕组、中 心高压线、配电器、分缸高压线、火花塞等。心高压线、配电器、分

7、缸高压线、火花塞等。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.18.1概述概述 8.1.28.1.2点火系统的分类和组成点火系统的分类和组成 发动机工作时，由发动机凸轮轴以发动机工作时，由发动机凸轮轴以1 11 1的传动关系驱动分电器轴。分电器的传动关系驱动分电器轴。分电器 上的凸轮使断电器触点交替地闭合和打开。当触点闭合时，接通点火线圈初级上的凸轮使断电器触点交替地闭合和打开。当触点闭合时，接通点火线圈初级 绕组的电路；当触点打开时，切断点火线圈初级绕组的电路，使点火线圈的次绕组的电路；当触点打开时，切断点火线圈初级绕组的电路，使点火线圈的次 级绕组中产生高压电；经火花塞的电极产生电火花，点燃

8、混合气。图级绕组中产生高压电；经火花塞的电极产生电火花，点燃混合气。图8-3 8-3 电子电子 点火系统的组成点火系统的组成 传统点火系统虽然在汽车上应用的历史悠久，但由于采用机械式断电触点，传统点火系统虽然在汽车上应用的历史悠久，但由于采用机械式断电触点， 其次级电压受发动机气缸数、转速、断电器触点间隙、火花塞积炭等因素的影其次级电压受发动机气缸数、转速、断电器触点间隙、火花塞积炭等因素的影 响，容易出现故障，所以目前正处于淘汰的阶段，取而代之的是各种类型的电响，容易出现故障，所以目前正处于淘汰的阶段，取而代之的是各种类型的电 子点火系统和微机控制点火系系统。子点火系统和微机控制点火系系统。

9、 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.18.1概述概述 8.1.28.1.2点火系统的分类和组成点火系统的分类和组成 2 2）电子点火系统）电子点火系统 汽车上采用的电子点火系统种类很多，电路各不相同。目前广泛使用的是电感储能汽车上采用的电子点火系统种类很多，电路各不相同。目前广泛使用的是电感储能 式无触点电子点火系统。它与传统点火系统的主要区别是将传统点火系的触点改成了可式无触点电子点火系统。它与传统点火系统的主要区别是将传统点火系的触点改成了可 以起到相同开关作用的三极管。利用触发信号使三极管接通或切断，产生初级电流的变以起到相同开关作用的三极管。利用触发信号使三极管接通或切断，产生初级

10、电流的变 化而产生点火的高压。化而产生点火的高压。 电子点火系统主要由电源、点火开关、点火线圈、点火控制器、分电器（包括配电电子点火系统主要由电源、点火开关、点火线圈、点火控制器、分电器（包括配电 器、点火提前机构）、火花塞等组成，如图器、点火提前机构）、火花塞等组成，如图8-38-3所示。所示。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.18.1概述概述 8.1.28.1.2点火系统的分类和组成点火系统的分类和组成 电子点火系统电路中，信号发生器取代了传统点火系中的凸轮，三极管取代了断电器触点。三极电子点火系统电路中，信号发生器取代了传统点火系中的凸轮，三极管取代了断电器触点。三极 管的导通相当

11、于断电触点的闭合，截止相当于断电触点的断开。当发动机工作时，信号发生器不断的管的导通相当于断电触点的闭合，截止相当于断电触点的断开。当发动机工作时，信号发生器不断的 发出正负（或高低）的点火电压信号，正（或高）电压信号使三极管导通，负（或低）电压信号使三发出正负（或高低）的点火电压信号，正（或高）电压信号使三极管导通，负（或低）电压信号使三 极管截止。三极管导通时，接通初级电路，产生初级电流；三极管截止时，切断初级电路，使次级产极管截止。三极管导通时，接通初级电路，产生初级电流；三极管截止时，切断初级电路，使次级产 生高压。生高压。 由于信号发生器所发出的信号电压往往较低，波形也不规则，一般不

12、能直接控制三极管的导通与由于信号发生器所发出的信号电压往往较低，波形也不规则，一般不能直接控制三极管的导通与 截止，因此在实际的点火电路中往往还有信号放大电路、信号整形电路及直流放大器，将信号发生器截止，因此在实际的点火电路中往往还有信号放大电路、信号整形电路及直流放大器，将信号发生器 发出的点火信号放大，整理成标准方波，通过直流放大器将信号进一步放大，再用来控制三极管的导发出的点火信号放大，整理成标准方波，通过直流放大器将信号进一步放大，再用来控制三极管的导 通与截止。通常将信号的放大电路、整形电路、直流放大器及大功率三极管等单独做成一个整体，称通与截止。通常将信号的放大电路、整形电路、直流

13、放大器及大功率三极管等单独做成一个整体，称 为点火控制器（点火模块、点火器）。在点火系统工作时，点火信号发生器产生出点火电压信号，将为点火控制器（点火模块、点火器）。在点火系统工作时，点火信号发生器产生出点火电压信号，将 信号送入点火控制器，在点火控制器中，点火的电压信号经过信号放大、整形、直流放大，控制大功信号送入点火控制器，在点火控制器中，点火的电压信号经过信号放大、整形、直流放大，控制大功 率三极管的导通与截止。接通与切断初级电路，完成点火功能。率三极管的导通与截止。接通与切断初级电路，完成点火功能。 由于三极管处于开关特性下工作时，具有通过电流大、翻转速度快、翻转过程无机械中断、不会由

14、于三极管处于开关特性下工作时，具有通过电流大、翻转速度快、翻转过程无机械中断、不会 产生电火花等特点，使得电子点火系统具有点火能量高、高低速点火性能稳定、次级电压上升快、对产生电火花等特点，使得电子点火系统具有点火能量高、高低速点火性能稳定、次级电压上升快、对 火花塞积炭不敏感、故障少、寿命长、对无线电干扰少等优点。同时电子点火系统还可以在点火模块火花塞积炭不敏感、故障少、寿命长、对无线电干扰少等优点。同时电子点火系统还可以在点火模块 中添加有关电路，实现闭合角控制、点火的恒流控制等多种控制功能，对改善发动机性能起到了很大中添加有关电路，实现闭合角控制、点火的恒流控制等多种控制功能，对改善发动

15、机性能起到了很大 作用。作用。 但是，这种点火系统没有对发动机性能影响最大的点火参数但是，这种点火系统没有对发动机性能影响最大的点火参数点火提前角进行精确的控制，使点火提前角进行精确的控制，使 其控制的点火提前角与最佳点火提前角有较大误差。其控制的点火提前角与最佳点火提前角有较大误差。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.18.1概述概述 8.1.28.1.2点火系统的分类和组成点火系统的分类和组成 3 3）微机控制点火系统）微机控制点火系统 微机控制的点火系统即电控点火系统，废除了真空和离心式点火提前装置。微机控制的点火系统即电控点火系统，废除了真空和离心式点火提前装置。 点火提前角由微机

16、控制，从而使发动机在各种工况下都具有最佳的点火提前角，点火提前角由微机控制，从而使发动机在各种工况下都具有最佳的点火提前角， 提高了发动机的动力性和经济性，且保证排放污染最小。提高了发动机的动力性和经济性，且保证排放污染最小。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.18.1概述概述 8.1.28.1.2点火系统的分类和组成点火系统的分类和组成 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.28.2微机控制点火系统的构造与维修微机控制点火系统的构造与维修 8.2.18.2.1微机控制点火系统的组成和工作原理微机控制点火系统的组成和工作原理 1 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成 微机控制点火

17、系主要包括各种传感器、电子控制单元（电控单元、微机控制点火系主要包括各种传感器、电子控制单元（电控单元、ECU)ECU)、执行器、执行器 （点火器、点火线圈、火花塞）等，如图（点火器、点火线圈、火花塞）等，如图8-48-4所示。各组成部分的功用见表所示。各组成部分的功用见表8-18-1。 传感器（包括各种开关）主要有空气流量计（或绝对压力传感器）、曲轴位置传感器、传感器（包括各种开关）主要有空气流量计（或绝对压力传感器）、曲轴位置传感器、 发动机转速传感器、节气门位置传感器、水温传感器、车速传感器、爆震传感器、空发动机转速传感器、节气门位置传感器、水温传感器、车速传感器、爆震传感器、空 调开关

18、信号等。调开关信号等。 电子控制单元电子控制单元(ECU)(ECU)的作用是根据发动机各传感器输入的信息及内存的数据，进行的作用是根据发动机各传感器输入的信息及内存的数据，进行 运算、处理、判断，然后输出指令（信号）控制有关执行器（如点火器）动作，实现运算、处理、判断，然后输出指令（信号）控制有关执行器（如点火器）动作，实现 对点火系的精确控制。对点火系的精确控制。 执行器根据电子控制单元执行器根据电子控制单元(ECU)(ECU)或其它控制元件的指令或其它控制元件的指令( (信号信号) )，执行各自的功能。，执行各自的功能。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.28.2微机控制点火系统的构造

19、与维修微机控制点火系统的构造与维修 8.2.18.2.1微机控制点火系统的组成和工作原理微机控制点火系统的组成和工作原理 2 2、微机控制点火系统的工作原理、微机控制点火系统的工作原理 微机控制点火系工作时，发动机电子控制单元（微机控制点火系工作时，发动机电子控制单元（ECUECU）接收曲轴位置传感）接收曲轴位置传感 器发出的曲轴位置（器发出的曲轴位置（G G）信号，并根据空气流量信号（或进气歧管压力信号）信号，并根据空气流量信号（或进气歧管压力信号） 和发动机转速信号确定基本点火时刻（基本点火提前角）。与此同时，接收和发动机转速信号确定基本点火时刻（基本点火提前角）。与此同时，接收 其他各传

20、感器发出的信号，对点火提前角进行修正。如发动机冷车起动时，其他各传感器发出的信号，对点火提前角进行修正。如发动机冷车起动时， 由于发动机怠速控制装置的作用，运转速度较正常怠速时高，应增大点火提由于发动机怠速控制装置的作用，运转速度较正常怠速时高，应增大点火提 前角；暖机过程中，随着冷却水温的升高，发动机转速逐渐降低，点火提前前角；暖机过程中，随着冷却水温的升高，发动机转速逐渐降低，点火提前 角应随之减小。角应随之减小。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置

21、传感器 1 1、电磁感应式凸轮轴、电磁感应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 电磁感应式凸轮轴电磁感应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器利用电磁感应原理制成。主要由磁性曲轴位置传感器利用电磁感应原理制成。主要由磁性 转子、永久磁铁、铁心、感应线圈等组成，如图转子、永久磁铁、铁心、感应线圈等组成，如图8-58-5所示。所示。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 1 1）电磁感应式凸轮轴）电磁感应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器工作原理曲轴位置传感器工作

22、原理 磁性转子安装在分电器轴上，分电器轴由凸轮轴驱动。发动机运转时通过凸轮轴带动磁性转子磁性转子安装在分电器轴上，分电器轴由凸轮轴驱动。发动机运转时通过凸轮轴带动磁性转子 转动。磁性转子转动时，磁路中的气隙就会周期性的发生变化，并使感应线圈铁心内的磁通量随之转动。磁性转子转动时，磁路中的气隙就会周期性的发生变化，并使感应线圈铁心内的磁通量随之 周期性的变化，如图周期性的变化，如图8-68-6所示。线圈中产生的感应电动势变化如图所示。线圈中产生的感应电动势变化如图8-78-7所示。所示。 当磁性转子顺时针方向旋转时，转子凸齿与铁心之间的气隙减小，磁路磁阻减小，磁通量当磁性转子顺时针方向旋转时，转

23、子凸齿与铁心之间的气隙减小，磁路磁阻减小，磁通量增增 多，磁通量变化率增大，感应电动势多，磁通量变化率增大，感应电动势E E为正。当转子凸齿接近铁心边缘时，为正。当转子凸齿接近铁心边缘时，急剧增多，磁通变化急剧增多，磁通变化 率最大，率最大，E E最高（最高（B B点）。转子转过点）。转子转过B B点后，虽然点后，虽然仍在增多，但磁通变化率减小，仍在增多，但磁通变化率减小，E E降低。图降低。图8-7 8-7 磁路中磁通的变化及信号线圈中的感应电动势磁路中磁通的变化及信号线圈中的感应电动势 当磁性转子转到凸齿的中心线与铁心中心线对齐时，虽然气隙最小，当磁性转子转到凸齿的中心线与铁心中心线对齐时

24、，虽然气隙最小，最大，但磁通量不可能最大，但磁通量不可能 继续增加，磁通量的的变化率为零，继续增加，磁通量的的变化率为零，E E为零。为零。 当磁性转子顺时针方向继续旋转，凸齿离开铁心时，凸齿与铁心之间的气隙增大，磁路磁阻增大，当磁性转子顺时针方向继续旋转，凸齿离开铁心时，凸齿与铁心之间的气隙增大，磁路磁阻增大， 磁通量磁通量减少，磁通量变化率为负，感应电动势减少，磁通量变化率为负，感应电动势E E为负。转子凸齿离开铁心边缘时，为负。转子凸齿离开铁心边缘时，急剧减少，急剧减少， 磁通变化率达到负向最大值，磁通变化率达到负向最大值，E E也达到负向最大值。转子继续转动，虽然也达到负向最大值。转子

25、继续转动，虽然仍在减少，但磁通变化仍在减少，但磁通变化 率减小，率减小，E E升高。升高。 当磁性转子转到两个凸齿的中间与铁心中心线对齐时，虽然气隙最大，当磁性转子转到两个凸齿的中间与铁心中心线对齐时，虽然气隙最大，最小，但磁通量不可最小，但磁通量不可 能继续减少，磁通量的的变化率为零，能继续减少，磁通量的的变化率为零，E E为零。为零。 磁性转子每转过一个凸齿，感应线圈中就会产生一个周期的交变电动势，即电动势出现一次最大值磁性转子每转过一个凸齿，感应线圈中就会产生一个周期的交变电动势，即电动势出现一次最大值 和一次最小值，感应线圈也就相应地输出一个交变电压信号。和一次最小值，感应线圈也就相应

26、地输出一个交变电压信号。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 2 2）电磁感应式凸轮轴）电磁感应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器举例曲轴位置传感器举例 日产公司磁感应式凸轮轴日产公司磁感应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器如图曲轴位置传感器如图8-88-8所示，该传感器安装在曲

27、轴前所示，该传感器安装在曲轴前 端的皮带轮之后。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称为端的皮带轮之后。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘（用以产生信号，称为 信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿信号盘），它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿 着圆周每隔着圆周每隔4040有有1 1个宽度为个宽度为2020的齿，共有的齿，共有9090个齿。并且每隔个齿。并且每隔12001200布置布置1 1个凸缘，共个凸缘，共3 3个。个。 安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号的信号发生器。信号发生器内有安装在信号盘边沿的

28、传感器盒是产生电信号的信号发生器。信号发生器内有3 3个在永久个在永久 磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头产生产生12001200信号（即凸轮轴位置信号、信号（即凸轮轴位置信号、G G信号），信号）， 磁头磁头和磁头和磁头共同产生曲轴共同产生曲轴1010转角信号（即曲轴位置信号、转角信号（即曲轴位置信号、NeNe信号）。磁头信号）。磁头对着对着 信号盘的信号盘的12001200凸缘，磁头凸缘，磁头和磁头和磁头对着信号盘的齿圈，彼此相隔对着信号盘的齿圈，彼此相隔3030曲轴转角安装。曲轴转角安装。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点

29、火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔“1”1”为为12001200信号输信号输 出线，孔出线，孔“2”2”为信号放大与整形电路的电源线，孔为信号放大与整形电路的电源线，孔“3”3”为为1010信号输出线，孔信号输出线，孔“4”4”为为 接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECUECU。 发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的

30、磁场发生变化，从而在感发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感 应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号。发动机旋转一圈，产应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号。发动机旋转一圈，产 生生3 3个个12001200脉冲信号，磁头脉冲信号，磁头和和各产生各产生9090个脉冲信号（交替产生）。由于磁头个脉冲信号（交替产生）。由于磁头和磁和磁 头头相隔相隔3030曲轴转角安装，而它们又都是每隔曲轴转角安装，而它们又都是每隔4040产生一个脉冲信号，所以磁头产生一个脉冲信号，所以磁头和磁和磁 头头所产生的脉冲信号相位差正好为所产生的脉冲信号相

31、位差正好为900900。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路 中合成后，即产生曲轴中合成后，即产生曲轴1010转角的信号，如图转角的信号，如图8-98-9所示。图所示。图8-11 8-11 丰田霸道丰田霸道40004000凸轮轴凸轮轴/ / 曲轴位置传感器电路曲轴位置传感器电路 产生产生12001200信号的磁头信号的磁头安装在上止点前安装在上止点前700700的位置（如图的位置（如图8-108-10所示），故其信号亦所示），故其信号亦 可称为上止点前可称为上止点前700700信号，即发动机在运转过程中，磁头信号，即发动机在运转过程中，磁头在各缸上止点

32、前在各缸上止点前700700位置均位置均 产生一个脉冲信号。产生一个脉冲信号。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 3 3）电磁感应式凸轮轴）电磁感应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器的检测曲轴位置传感器的检测 丰田霸道丰田霸道40004000电磁感应式凸轮轴电磁感应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器电路如图曲轴位置传感器电路如图8-118-11所示。所示。 凸轮轴位置传感器检测。检测凸轮轴位置传感器连接器端子（如图凸轮轴位置传感器检测。检测凸轮轴位置传感器连

33、接器端子（如图8-12a8-12a）1 1与与2 2之间之间 的电阻，的电阻，-10-10100C100C时为时为83583514001400，50501000C1000C时为时为1060106016451645。凸轮轴位置传感。凸轮轴位置传感 器配线侧连接器端子器配线侧连接器端子1 1和和2 2与与ECUECU配线侧连接器端子配线侧连接器端子1515（G2+G2+）和）和2424（NE-NE-）应分别导通，）应分别导通， 如图如图8-12b8-12b）。）。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.

34、1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 曲轴位置传感器检测。检测曲轴位置传感器连接器端子（如图曲轴位置传感器检测。检测曲轴位置传感器连接器端子（如图8-13a8-13a）1 1与与2 2之间的电之间的电 阻，阻，-10-10100C100C时为时为1630163027402740，50501000C1000C时为时为2065206532253225。曲轴位置传感器配。曲轴位置传感器配 线侧连接器端子线侧连接器端子1 1和和2 2与与ECUECU配线侧连接器端子配线侧连接器端子1616（NE+NE+）和）和2424（NE-NE-）应分别导通，如图）应分别导通，如图 8-13b8-13b

35、）。）。 感应线圈铁心与磁性转子之间的间隙检测。用塞尺测量磁性转子与铁心凸出部位之感应线圈铁心与磁性转子之间的间隙检测。用塞尺测量磁性转子与铁心凸出部位之 间的间隙，如图间的间隙，如图8-148-14所示。应为所示。应为0.20.20.4mm0.4mm。若间隙不符合要求，可先松开紧固螺钉，。若间隙不符合要求，可先松开紧固螺钉， 旋转调整螺钉使间隙符合要求后，再拧紧紧固螺钉。若无法调整间隙，则应更换分电旋转调整螺钉使间隙符合要求后，再拧紧紧固螺钉。若无法调整间隙，则应更换分电 器壳体。器壳体。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要

36、部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 2 2、霍尔式凸轮轴、霍尔式凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 霍尔式凸轮轴霍尔式凸轮轴/ /曲轴位置传感器是利用霍尔效应制成的传感器。曲轴位置传感器是利用霍尔效应制成的传感器。 1 1）霍尔效应原理）霍尔效应原理 霍尔效应原理如图霍尔效应原理如图8-158-15所示。当电流所示。当电流I I通过放在磁场中的半导体基片（即通过放在磁场中的半导体基片（即 霍尔元件），且电流方向与磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体霍尔元件），且电流方向与磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体 基片的横向侧面上将产生

37、一个电压基片的横向侧面上将产生一个电压U UH(H(称之为霍尔电压称之为霍尔电压) )。霍尔电压的高低与。霍尔电压的高低与 通过的电流和磁感应强度成正比通过的电流和磁感应强度成正比. . 当通过的电流当通过的电流I I为一定值时，霍尔电压为一定值时，霍尔电压U UH H 随磁感应强度随磁感应强度B B的大小而变化。的大小而变化。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 2 2）霍尔效应式凸轮轴）霍尔效应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器的工作原理曲轴位置传感

38、器的工作原理 霍尔效应式凸轮轴霍尔效应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器一般安装在分电器内，主要由触发叶轮、霍耳集成电路、曲轴位置传感器一般安装在分电器内，主要由触发叶轮、霍耳集成电路、 带导板的永久磁铁、底板等组成，如图带导板的永久磁铁、底板等组成，如图8-168-16所示。所示。 霍耳发生器的工作原理。触发叶轮旋转时，每当叶片进入永久磁铁与霍耳集成块（内置霍尔元霍耳发生器的工作原理。触发叶轮旋转时，每当叶片进入永久磁铁与霍耳集成块（内置霍尔元 件）之间的空气隙时，磁场便被触发叶轮的叶片所旁路，或称隔磁（如图件）之间的空气隙时，磁场便被触发叶轮的叶片所旁路，或称隔磁（如图8-16b)8-16b)，

39、而不能作用于霍，而不能作用于霍 耳元件上，因此不产生霍耳电压。而当触发叶轮的叶片离开永久磁铁与霍耳元件间的空气隙时，永耳元件上，因此不产生霍耳电压。而当触发叶轮的叶片离开永久磁铁与霍耳元件间的空气隙时，永 久磁铁的磁通便通过导板作用于霍耳元件上（如图久磁铁的磁通便通过导板作用于霍耳元件上（如图8-16c)8-16c)，这时便产生霍耳电压。由此可见，触发，这时便产生霍耳电压。由此可见，触发 叶轮每转一周，便产生与叶片数相等个数的霍耳脉冲电压。叶轮每转一周，便产生与叶片数相等个数的霍耳脉冲电压。 由于霍耳电压较低（由于霍耳电压较低（mVmV级），因此，首先要把信号电压放大并转换为矩形脉冲，这一任务

40、由霍级），因此，首先要把信号电压放大并转换为矩形脉冲，这一任务由霍 耳集成电路来完成，其原理如框图耳集成电路来完成，其原理如框图8-178-17所示。当霍耳电压为零时，霍耳集成电路使霍耳信号发生器所示。当霍耳电压为零时，霍耳集成电路使霍耳信号发生器 的输出电压急剧上升至数伏，而当产生霍耳电压时，霍耳信号发生器的输出电压降至的输出电压急剧上升至数伏，而当产生霍耳电压时，霍耳信号发生器的输出电压降至0.4 0.4 0.5V0.5V， 经图经图8-178-17所示电路处理后，输出整齐的方波脉冲所示电路处理后，输出整齐的方波脉冲UsUs，控制点火线圈一次电路的接通和断开，实现发，控制点火线圈一次电路的

41、接通和断开，实现发 动机各缸的依次点火。动机各缸的依次点火。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 3 3）霍尔效应式凸轮轴）霍尔效应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器举例曲轴位置传感器举例 美国通用公司的霍尔效应式凸轮轴美国通用公司的霍尔效应式凸轮轴/ /曲轴位置传感器采用触发叶片的结构型式，安曲轴位置传感器采用触发叶片的结构型式，安 装在曲轴前端，如图装在曲轴前端，如图8-188-18所示。在发动机的曲轴皮带轮前端固装着内外两个带触发叶所示。在发动机的

42、曲轴皮带轮前端固装着内外两个带触发叶 片的信号轮，与曲轴一起旋转。内信号轮为凸轮轴位置传感器，圆周上设有片的信号轮，与曲轴一起旋转。内信号轮为凸轮轴位置传感器，圆周上设有3 3个触发叶个触发叶 片和片和3 3个窗口，个窗口，3 3个触发叶片的宽度不同，分别为个触发叶片的宽度不同，分别为10001000、900900和和11001100弧长，弧长，3 3个窗口的宽个窗口的宽 度亦不相同，分别为度亦不相同，分别为200200、300300和和100100弧长。由于内信号轮的安装位置关系，宽度为弧长。由于内信号轮的安装位置关系，宽度为10001000 弧长的触发叶片前沿位于第弧长的触发叶片前沿位于第

43、1 1缸和第缸和第4 4缸上止点（缸上止点（TDCTDC）前）前750750，900900弧长的触发叶片前沿弧长的触发叶片前沿 在第在第6 6缸和第缸和第3 3缸上止点前缸上止点前750750，11001100弧长的触发叶片前沿在第弧长的触发叶片前沿在第5 5缸和第缸和第2 2缸上止点前缸上止点前750750。 外信号轮为曲轴位置传感器，圆周上均匀分布着外信号轮为曲轴位置传感器，圆周上均匀分布着1818个触发叶片和个触发叶片和1818个窗口，每个触发个窗口，每个触发 叶片和窗口的宽度为叶片和窗口的宽度为100100弧长。弧长。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火

44、系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 在内外信号轮侧面各设置一个霍尔信号发生器，它们产生的信号脉冲信在内外信号轮侧面各设置一个霍尔信号发生器，它们产生的信号脉冲信 号如图号如图8-198-19所示。内信号轮每旋转所示。内信号轮每旋转1 1周产生周产生3 3个不同宽度的电压脉冲信号（称个不同宽度的电压脉冲信号（称 为为3X3X信号），脉冲周期均为信号），脉冲周期均为12001200曲轴转角的时间。脉冲上升沿分别产生于第曲轴转角的时间。脉冲上升沿分别产生于第1 1、 4 4缸、第缸、第3 3、6 6缸和第缸和第2 2、

45、5 5缸上止点前缸上止点前750750，作为发动机电子控制单元（，作为发动机电子控制单元（ECUECU）判）判 别气缸距上止点的角度和计算点火时刻的基准信号。外信号轮每旋转别气缸距上止点的角度和计算点火时刻的基准信号。外信号轮每旋转1 1周产生周产生 1818个脉冲信号（称为个脉冲信号（称为18X18X信号），信号），1 1个脉冲周期相当于曲轴旋转个脉冲周期相当于曲轴旋转200200转角的时间，转角的时间， ECUECU再将再将1 1个脉冲周期均分为个脉冲周期均分为2020等份，即可求得曲轴旋转等份，即可求得曲轴旋转1010所对应的时间，并所对应的时间，并 根据这一信号，控制点火时刻。根据这一

46、信号，控制点火时刻。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 4 4）霍尔效应式曲轴位置传感器的检测）霍尔效应式曲轴位置传感器的检测 霍尔效应式曲轴位置传感器的检测方法有一个共同点，即主要通过测量霍尔效应式曲轴位置传感器的检测方法有一个共同点，即主要通过测量 有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。下面以北京切诺基使用的传感器为有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。下面以北京切诺基使用的传感器为 例来说明其检测方法。例来说明其检测方法。 传感器与传感器与EC

47、UECU有三条引线相连，如图有三条引线相连，如图8-208-20所示。其中一条是所示。其中一条是ECUECU向传感器向传感器 加电压的电源线，输入传感器的电压为加电压的电源线，输入传感器的电压为8V8V；另一条是传感器的输出信号线，；另一条是传感器的输出信号线， 当飞轮齿槽通过传感器时，霍尔效应传感器输出脉冲信号，高电位为当飞轮齿槽通过传感器时，霍尔效应传感器输出脉冲信号，高电位为5V5V，低，低 电位为电位为0.3V0.3V；第三条是通往传感器的接地线。曲轴位置传感器接头如图；第三条是通往传感器的接地线。曲轴位置传感器接头如图8-218-21 所示。所示。 第第8 8章章 点火系统点火系统

48、8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 传感器电源电压的测试。点火开关置于传感器电源电压的测试。点火开关置于“ON”ON”，用万用表电压档测量，用万用表电压档测量ECUECU侧侧7 7号端子号端子 的电压应为的电压应为8V8V，在传感器导线连接器，在传感器导线连接器“A”A”端子处测量电压也应为端子处测量电压也应为8V8V，否则为电源、线，否则为电源、线 断路或接头接触不良。断路或接头接触不良。 端子间电压的检测。用万用表的电压档，对传感器的端子间电压的检测。用万用表的电压档，对传感器

49、的ABCABC三个端子间进行测试，当三个端子间进行测试，当 点火开关置于点火开关置于“ON”ON”时，时，A-CA-C端子间的电压值约为端子间的电压值约为8V8V；B-CB-C端子间的电压值在发动机转端子间的电压值在发动机转 动时，在动时，在0.30.35V5V之间变化，且数值显示呈脉冲性变化，最高电压之间变化，且数值显示呈脉冲性变化，最高电压5V5V，最低电压，最低电压0.3V0.3V。 如不符合以上结果，应更换曲轴位置传感器。如不符合以上结果，应更换曲轴位置传感器。 电阻检测。点火开关置于电阻检测。点火开关置于“OFF”OFF”位置，拔下曲轴位置传感器导线连接器，用万用表位置，拔下曲轴位置

50、传感器导线连接器，用万用表 电阻档跨接在传感器侧的端子电阻档跨接在传感器侧的端子A-BA-B或或A-CA-C间，此时万用表显示读数为无穷大（开路），间，此时万用表显示读数为无穷大（开路）， 如果指示有电阻，则应更换曲轴位置传感器。如果指示有电阻，则应更换曲轴位置传感器。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 3 3、光电式凸轮轴、光电式凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 光电式凸轮轴光电式凸轮轴/ /曲轴位置传感器利用光电感应原理制成。主要由信

51、号（遮光）盘、曲轴位置传感器利用光电感应原理制成。主要由信号（遮光）盘、 发光二极管、光敏三极管、电子电路等组成，如图发光二极管、光敏三极管、电子电路等组成，如图8-228-22和图和图8-238-23所示。所示。 1 1）光电式凸轮轴）光电式凸轮轴/ /曲轴位置传感器的结构和工作原理曲轴位置传感器的结构和工作原理 发光二极管正对着光敏三极管，发光二极管以光敏三极管为照射目标。信号盘位发光二极管正对着光敏三极管，发光二极管以光敏三极管为照射目标。信号盘位 于发光二极管和光敏三极管之间，当信号盘随发动机曲轴运转时，因信号盘上有光孔，于发光二极管和光敏三极管之间，当信号盘随发动机曲轴运转时，因信号

52、盘上有光孔， 产生透光和遮光的交替变化，造成信号发生器输出表征凸轮轴位置和曲轴转速的脉冲产生透光和遮光的交替变化，造成信号发生器输出表征凸轮轴位置和曲轴转速的脉冲 信号。信号。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 2 2）光电式凸轮轴）光电式凸轮轴/ /曲轴位置传感器举例曲轴位置传感器举例 日产公司车辆的光电式凸轮轴日产公司车辆的光电式凸轮轴/ /曲轴位置传感器设置在分电器内，它由信号发生器、曲轴位置传感器设置在分电器内，它由信号发生器、 带缝隙和

53、光孔的信号盘组成，如图带缝隙和光孔的信号盘组成，如图8-248-24所示。信号盘安装在分电器轴上，其外围有所示。信号盘安装在分电器轴上，其外围有360360 条相距条相距0.50.50 0的缝隙，产生的缝隙，产生1 10 0（曲轴转角）信号；外围稍靠内侧均匀分布着（曲轴转角）信号；外围稍靠内侧均匀分布着6 6（6 6缸发动机，缸发动机， 4 4缸发动机为缸发动机为4 4个）个光孔，产生个）个光孔，产生1201200 0（凸轮轴位置）信号，其中有一个较宽的光孔是（凸轮轴位置）信号，其中有一个较宽的光孔是 产生对应第产生对应第1 1缸上止点的缸上止点的1201200 0信号。信号。 当发光二极管的

54、光束照射到光敏三极管上时，光敏三极管感光而导通；当发光二当发光二极管的光束照射到光敏三极管上时，光敏三极管感光而导通；当发光二 极管的光束被遮挡时，光敏三极管截止。信号发生器输出的脉冲电压信号送至电子电极管的光束被遮挡时，光敏三极管截止。信号发生器输出的脉冲电压信号送至电子电 路放大整形后，即向电控单元输送曲轴转角路放大整形后，即向电控单元输送曲轴转角1 10 0信号和信号和1201200 0信号。因信号发生器安装位置信号。因信号发生器安装位置 的关系，的关系，1201200 0信号在活塞上止点前信号在活塞上止点前70700 0输出。发动机曲轴每转输出。发动机曲轴每转2 2圈，分电器轴转圈，分

55、电器轴转1 1圈，则圈，则 1 10 0信号发生器输出信号发生器输出360360个脉冲，每个脉冲周期高电位对应个脉冲，每个脉冲周期高电位对应1 10 0，低电位亦对应，低电位亦对应1 10 0，共表征，共表征 曲轴转角曲轴转角7207200 0。与此同时，。与此同时，1201200 0信号发生器共产生信号发生器共产生6 6个脉冲信号。个脉冲信号。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要部件微机控制点火系统的主要部件 8.2.2.18.2.2.1凸轮轴凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器 3 3）光电式曲轴位置传感器的检测）光电式曲轴位置传感器的检测 曲

56、轴位置传感器的线束检查。曲轴位置传感器的线束检查。图8-25所示为光电式曲轴位置传感器连接器（插头）所示为光电式曲轴位置传感器连接器（插头） 的端子位置。检查时，脱开曲轴位置传感器的导线连接器，点火开关置于的端子位置。检查时，脱开曲轴位置传感器的导线连接器，点火开关置于“ON”ON”，用，用 万用表的电压档测量线束侧万用表的电压档测量线束侧4 4号端子与地间的电压应为号端子与地间的电压应为12V12V，线束侧，线束侧2 2号端子和号端子和3 3号端子号端子 与地间电压应为与地间电压应为4.84.85.2V5.2V，用万用表的电阻档测量线束侧，用万用表的电阻档测量线束侧1 1号端子与地间应为号端

57、子与地间应为00（导（导 通）通）, ,如图如图8-268-26所示。所示。 光电式曲轴位置传感器输出信号检测。用万用表电压档接在传感器侧光电式曲轴位置传感器输出信号检测。用万用表电压档接在传感器侧3 3号端子和号端子和1 1号号 端子上，在起动发动机时，电压应为端子上，在起动发动机时，电压应为0.20.21.2V1.2V。在起动发动机后的怠速运转期间，用。在起动发动机后的怠速运转期间，用 万用表电压档检测万用表电压档检测2 2号端子和号端子和1 1号端子电压应为号端子电压应为1.81.82.5V2.5V。否则应更换曲轴位置传感器。否则应更换曲轴位置传感器。 1 1、爆震传感器的分类、爆震传感

58、器的分类 爆震传感器通常安装在发动机气缸体的侧面，按发动机缸体振动频率的检测方式不爆震传感器通常安装在发动机气缸体的侧面，按发动机缸体振动频率的检测方式不 同，可分为共振型和非共振型两种；按爆震传感器结构的不同，分为压电式和磁致伸缩同，可分为共振型和非共振型两种；按爆震传感器结构的不同，分为压电式和磁致伸缩 式及火花塞金属垫型几种。式及火花塞金属垫型几种。 共振型爆震传感器的显著特点是传感器的共振频率与发动机爆震的固有频率一致，共振型爆震传感器的显著特点是传感器的共振频率与发动机爆震的固有频率一致， 因此其内部设有共振体，并且共振体的共振频率与爆震频率协调一致。其优点是输出电因此其内部设有共振

59、体，并且共振体的共振频率与爆震频率协调一致。其优点是输出电 压高，不需要滤波器，因此信号处理比较方便。由于机械共振体的频率特性尖且频带窄，压高，不需要滤波器，因此信号处理比较方便。由于机械共振体的频率特性尖且频带窄， 因此无法响应发动机条件变化引起的爆震频率变化。即共振型爆震传感器只能用于特定因此无法响应发动机条件变化引起的爆震频率变化。即共振型爆震传感器只能用于特定 的发动机，不能与其他发动机互换使用，装车自由度很小。图的发动机，不能与其他发动机互换使用，装车自由度很小。图8-28 8-28 非共振型压电式爆非共振型压电式爆 震传感器安装位置及结构震传感器安装位置及结构 非共振型爆震传感器的

60、突出优点是适用于所有的发动机，装车自由度很大。但其输非共振型爆震传感器的突出优点是适用于所有的发动机，装车自由度很大。但其输 出电压较低，频率特性平且频带较宽，需要配用带通滤波器（只允许特定频带的信号通出电压较低，频率特性平且频带较宽，需要配用带通滤波器（只允许特定频带的信号通 过，对其他频率的信号进行衰减的电路组成的滤波器称为带通滤波器，带通滤波器一般过，对其他频率的信号进行衰减的电路组成的滤波器称为带通滤波器，带通滤波器一般 由线圈和电容器组合而成），信号处理比较复杂。由线圈和电容器组合而成），信号处理比较复杂。 第第8 8章章 点火系统点火系统 8.2.28.2.2微机控制点火系统的主要