项目二汽油发动机电控点火系统认识与检修

1、项目二 汽油发动机电控点火系统认识与检修一、项目要求v 在现代汽油发动机中，汽缸内的可燃混合气是采用高压电火花点燃的。v 为了在汽缸中产生高压电火花，必须采用专门的点火装置，即点火系统。v 点火系统是发动机中最重要的系统之一，点火质量的高低直接影响着发动机的性能。v 发动机许多常见的故障都是由点火系统引起的，在实际维修中，有很大比例的发动机故障都存在于点火系统中。v 电控点火系统主要控制发动机的点火时刻（点火提前角）、点火持续时间和爆燃。v 完全满足汽油发动机对点火系统的要求，能够使发动机的动力性、经济性达到最佳，同时使排放污染最少。v 点火系统常见的故障有点火系不工作、点火时间过早、点火过迟

2、和火花塞故障，该项目通过对点火系统故障的诊断、拆卸、检修、安装调整过程的介绍，使读者掌握点火系统的组成和工作原理等方面理论知识的同时，具备对发动机的点火系统常见故障进行分析与排除的能力。v【知识要求】v1了解点火系统的作用和点火系统控制v2掌握点火系统的组成和工作原理v3掌握传统点火系统的各零部件的结构及工作原理v4掌握电子点火系统的各元器件的结构及工作过程v5掌握点火电路的分析与检测方法v6了解传统点火和电子点火的区别v7了解点火提前角的控制原理v 重点掌握内容：点火系统的组成和工作原理、电子点火系统的各元器件的结构及工作过程。v【能力要求】v1能检测并判断点火提前角的大小，并能进行调整v2

3、能正确检查点火的高低压电路，并能对常见故障进行检修v（一）汽油发动机电控点火系统组成和功能图图2-1 电控点火系统的组成示意图电控点火系统的组成示意图 v 汽油发动机电控点火系统可分为两类：有分电器式和无分电器式。v 有分电器式汽油发动机电控点火系统的主要由电源、传感器、ECU、点火控制器、点火线圈、分电器和火花塞组成，如图2-2所示。 图图2-2 有分电器式电控点火系统组成示意图有分电器式电控点火系统组成示意图 v 无分电器式汽油发动机点火控制系统由电源、火花塞、点火线圈、点火器、传感器和ECU组成，如图2-3所示。图图2-3 无分电器式汽油发动机电控点火系统组成无分电器式汽油发动机电控点火

4、系统组成 v 根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同，无分电器式汽油发动机电控点火系统又可分为两个活塞位置同步缸共用一个点火线圈的同时点火方式和每缸一个点火线圈的独立点火方式。v 双缸同时点火时，高压电的分配有二极管分配和点火线圈配电两种形式。v1）二极管分配式v2）点火线圈配电式v1）蓄电池在汽车上的功用v2）蓄电池的类型v3）蓄电池的结构v4）蓄电池的工作原理图图2-4 铅蓄电池的结构铅蓄电池的结构1负极柱负极柱2加液孔盖加液孔盖3正极柱正极柱4穿壁连接穿壁连接5汇流条汇流条6外壳外壳7负极板负极板8隔板隔板9正极板正极板 v1）交流发电机的构造图图2-5 JF132型交流发电机的组件型

5、交流发电机的组件1后端盖后端盖2电刷架电刷架3电刷电刷4电刷弹簧压盖电刷弹簧压盖5硅二极管硅二极管6散热板散热板7转子转子8定子总成定子总成9前端盖前端盖10风扇风扇11带轮带轮 图图2-6 交流发电机工作原理图交流发电机工作原理图 图图2-7 三相桥式整流电路中的电压、电流波形三相桥式整流电路中的电压、电流波形 v 点火线圈由初级绕组、次级绕组和铁芯等组成。v 按磁路的结构形式不同，可分为开磁路式点火线圈和闭磁路式点火线圈。 图图2-8 开磁路点火线圈开磁路点火线圈1“”接线柱接线柱2一次级绕组引出头及弹簧一次级绕组引出头及弹簧3橡胶罩橡胶罩4高压阻尼线高压阻尼线5高压线插座高压线插座6螺母

6、及垫片螺母及垫片7绝缘盖绝缘盖8橡胶密封圈橡胶密封圈9螺钉及螺母螺钉及螺母10附加电阻盖附加电阻盖11附加电阻瓷质绝缘体附加电阻瓷质绝缘体12附加电阻及接线片附加电阻及接线片13固定夹固定夹14初级绕阻初级绕阻15次级绕阻次级绕阻16绝缘纸绝缘纸17铁芯铁芯18瓷绝缘体瓷绝缘体19沥青材料沥青材料20外壳外壳21导磁钢套导磁钢套 v 当初级电流通过开磁路点火线圈时，使铁芯磁化，其磁路如图2-9所示，从图可见，磁蹄的上下部分是从空气中通过的，因此漏磁较多，能量损失大。图图2-9 开磁路点火开磁路点火1磁力线磁力线2铁芯铁芯3初级绕组初级绕组4次级绕组次级绕组5导磁钢套导磁钢套 图图2-10 闭磁

7、路点火线圈闭磁路点火线圈1初级绕组初级绕组2次级绕组次级绕组3铁芯铁芯4正接线柱正接线柱5负接线柱负接线柱6高压接线柱高压接线柱7磁力线磁力线 代 号12345用途单、双缸发动机4、6缸发动机4、6缸发动机带附加电阻6、8缸发动机带附加电阻6、8缸发动机代号6789用途8缸发动机以上无触点分电器高能其他（包括3、5、7缸）表表2-1点火线圈的分组（用途）代号点火线圈的分组（用途）代号 图图2-11 桑塔纳轿车点火器的外形图桑塔纳轿车点火器的外形图 图图2-12 L497点火集成块点火集成块 图图2-13 霍尔电子点火系统原理电路图霍尔电子点火系统原理电路图 v 分电器包括传统分电器（有触点分电

8、器）和无触点分电器。v 下面分类介绍这两种分电器。v 断电器。v 配电器。v 电容器。v 点火提前角调节机构。图图2-14 分电器结构示意图分电器结构示意图1联轴节联轴节2电容器电容器3触点及断电器底板组成触点及断电器底板组成4凸轮凸轮5分火头分火头6分电器盖分电器盖7分电器壳体分电器壳体8真空提前调节器真空提前调节器9油杯油杯10接线柱接线柱11活动触点臂活动触点臂12固定触点及支架固定触点及支架13偏心螺钉偏心螺钉14活动底板活动底板15油毡及夹圈油毡及夹圈16触点臂弹簧片触点臂弹簧片17螺母螺母18弹簧弹簧19真空提前调节器外壳真空提前调节器外壳20真空提前调节器膜片真空提前调节器膜片2

9、1拉杆拉杆 图图2-15 电容器电容器 va离心点火提前机构。vb真空点火提前机构。vc辛烷值选择器。图图2-16 离心点火提前机构离心点火提前机构1凸轮固定螺钉及垫片凸轮固定螺钉及垫片2凸轮凸轮3拨板拨板4分电器轴分电器轴5离心重块离心重块6弹簧弹簧7托板托板8销钉销钉9柱销柱销图图2-17 真空点火提前机构工作原理图真空点火提前机构工作原理图1分电器壳体分电器壳体2活动板活动板3触点副触点副4拉杆拉杆5膜片膜片6弹簧弹簧7真空连接管真空连接管8节气门节气门9凸轮凸轮 v 无触点分电器主要由信号发生器、配电器和点火提前调节装置组成。v 信号发生器有霍尔式、磁脉冲式、光电式、电磁振荡式等。v

10、霍尔式无触点分电器的结构如图2-18所示。 图图2-18 霍尔式无触点分电器结构霍尔式无触点分电器结构1触发叶轮触发叶轮2霍尔传感器霍尔传感器3真空点火提前调节装置真空点火提前调节装置4分电器外壳分电器外壳5托盘托盘6分火头分火头 图图2-19 霍尔效应式点火信号发生器的组成和原理霍尔效应式点火信号发生器的组成和原理1触发叶轮触发叶轮2霍尔集成块霍尔集成块3信号触发开关信号触发开关4永久磁铁永久磁铁5导磁板导磁板6导线导线 图图2-20 磁脉冲式点火信号发生器的工作原理磁脉冲式点火信号发生器的工作原理1传感线圈传感线圈2永久磁铁永久磁铁3信号转子信号转子 图图2-21 光电式点火信号发生器结构

11、光电式点火信号发生器结构1分火头分火头2光源光源3光接收器光接收器4遮光盘遮光盘 v 火花塞在发动机上的作用，主要是在发动机燃烧室中形成火花放电，使可燃混合气着火燃烧。v 火花塞的工作坏境十分恶劣，它承受着很大的机械、化学及电的负荷，因此必须能够承受冲击性高电压的作用，能够承受温度的强烈变化，具有良好的热特性和足够的机构强度。v 火花塞的电极应采用难熔、耐蚀的材料制成。图图2-22 火花塞的构造火花塞的构造1接线柱接线柱2绝缘体绝缘体3金属杆金属杆4垫圈垫圈5壳体壳体6导电玻璃导电玻璃7多层密封垫圈多层密封垫圈8内垫内垫9侧电极侧电极10中心电极中心电极 图图2-23 常用火花塞的结构类型常用

12、火花塞的结构类型 代 表 字 母螺 纹 规 格安装座型式螺纹旋合长度/mm壳体六角对边/mmAM10 1平座12.716CM12 1.25平座12.717.5D平座1917.5EM14 1.25平座12.720.8F平座1920.8（G）平座9.520.8（H）平座1120.8（Z）平座1119J平座12.716表表2-4火花塞结构类型代号火花塞结构类型代号 代 表 字 母螺 纹 规 格安装座型式螺纹旋合长度/mm壳体六角对边/mmKM14 1.25平座1916L矮型平座9.519（M）矮型平座1119N矮型平座7.819P锥座11.216Q锥座17.516RM18 1.5平座1220.8S平

13、座19（22）T锥座10.920.8续表续表 v 第2部分为阿拉伯数字，表示火花塞热值，如表2-5所示。裙部长度/mm15.513.511.59.57.55.53.5热值3456789热特性热冷表表2-5火花塞裙部长度与热值火花塞裙部长度与热值 v 汽油发动机电控点火系统的传感器（包括各种开关）主要有：曲轴位置传感器、空气流量计（或绝对压力传感器）、水温传感器、进气温度传感器、氧（O2）传感器、节气门位置传感器、车速传感器、爆震传感器、空调开关信号等。v（一）项目实施要求v 通过该项目的实施，应能够对点火系统进行拆装与调整，并掌握点火系统故障的检测步骤与排除方法。 v 该项目应具备汽车点火系统

14、，螺丝刀、扳手、万用表等拆装与检修工具和汽车点火系统的电路图等资料。1故障诊断流程v 故障诊断流程图如图2-24所示。图图2-24 点火系统故障诊断点火系统故障诊断 v1）蓄电池技术状况检查v 电解液液面的检查。v 电解液密度的检查。 图图2-25 电解液液面高度的检查电解液液面高度的检查 1极板极板2极板防护片极板防护片3容器壁容器壁4玻璃管玻璃管 图图2-26 测量电解液密度测量电解液密度1吸嘴吸嘴2密度计密度计3玻璃管玻璃管4橡皮球橡皮球v 用高率放电计测量放电电压。v 蓄电池开路电压的检查。v2）发电机的检查图图2-27 高率放电计高率放电计1放电叉放电叉2电压表电压表3放电电阻放电电

15、阻 开路电压/V充电状态/%12.6或12.6以上10012.412.67010012.212.4507512.012.2255011.712.002511.7或11.7以下0表表2-6开路电压与充电状态的关系开路电压与充电状态的关系 v 检查、调整信号转子凸齿与线圈铁芯间的间隙。 v 检测传感线圈的电阻值。 图图2-28 磁感应式点火信号发生器的间隙调整磁感应式点火信号发生器的间隙调整 图图2-29 霍尔信号发生器输出电压检查霍尔信号发生器输出电压检查1分电器分电器2点火器点火器3点火线圈点火线圈4高压线高压线5搭铁搭铁 v 为避免对人体或系统本身造成损害，在进行检修时，应注意以下几点。v

16、如需拆、接点火系统的导线（包括拆、接测试仪器）时，应先关闭点火开关。 v 利用起动机带动发动机旋转，而又不想使发动机发动的情况下（如进行汽缸压检查时），应拔下分电器盖上的中央高压线，并将其搭铁。 v 如果点火系统有故障或被怀疑有故障，而又必须拖动汽车时，应先拆开点火器的插接件。v 为防止对无线电干扰，应使用阻值为1 k的高压导线、阻值为1 k5 k的火花塞插头和阻值为1 k的分火头。v 使用带快速充电设备的启动辅助装置启动时，电压不得超过16.5 V，使用时间不得超过1 min。v 在车上进行点焊式电焊作业时，应先拆去蓄电池的搭铁线。 v 清洗发动机时，必须关闭点火开关。图图2-30 桑塔纳轿

17、车霍尔电子点火系统基本电路图桑塔纳轿车霍尔电子点火系统基本电路图注：点火线圈注：点火线圈“”极引脚极引脚 搭铁端引脚搭铁端引脚 信号信号“”极引脚极引脚 点火电子点火电子组件组件“+”极引脚极引脚 信号信号“+”极引脚极引脚 信号端引脚信号端引脚 v1）点火系统的检查 v2）点火线圈、高压导线和分火头的检查 v3）点火器的检查v 确认点火器电源电路是否正常，关闭点火开关，拔下点火器的插接件，将万用表v （电压挡）触针接在线束插头的“4”和“2”接柱上，接通点火开关，电压表测得的电压值应约为蓄电池电压。否则，应找出电源断路故障并予以拆除。v 确认点火器工作性能，关闭点火开关，连接好点火器插接件，

18、拔下分电器霍尔信号发v 生插接件，将电压表两触针接在点火线圈的“15”（或“+”）和“1”（或“”）接柱上。当接通点火开关时，电压表的电压值应为2 V6 V，并在1 s2 s后降为零值，否则应更换点火器。 v 确认点火器向霍尔信号发生器输出电压值是否正常，关闭点火开关，将电压表的两触针接在霍尔信号发生器线束插头“+”和“”接柱上。v 接通点火开关时，电压表测得的电压值应为5 V11 V，如低于5 V或为0 V，再用同样方法对点火器插接件中的接柱“5”和“3”进行测试。v 若电压值为5 V以上，则说明点火器与信号发生器之间的线束有断路故障，应予以排除；若电压值仍为5 V以下，则应更换点火器。 v

19、 采用旁路信号发生器进行判断。 图图2-31 采用旁路信号发生器的方法采用旁路信号发生器的方法1跨接线跨接线2信号线插头信号线插头3信号发生器插接件信号发生器插接件黑红双色线是电源黑红双色线是电源“+”极线极线 绿白双色线是信号端接线绿白双色线是信号端接线 棕白双色线是点火信号发生器的棕白双色线是点火信号发生器的“”极线极线 图图2-32 检查霍尔信号发生器输出电压检查霍尔信号发生器输出电压1分电器分电器2点火器点火器3点火线圈点火线圈4中央高压导线中央高压导线5发动机体发动机体 v 在实际工作中，常采用模拟信号发生器动作来判断其好坏，其方法如图2-33所示。 图图2-33 检测信号发生器检测

20、信号发生器1分电器霍尔触发开关分电器霍尔触发开关2小起子（或薄铁板）小起子（或薄铁板）3信号发生器插接件信号发生器插接件4点火器点火器5点火线圈点火线圈6高压导线高压导线7发动机体发动机体 v 调整点火正时的条件如下。发动机温度不低于80 。具有单个真空吸管的分电器，要拆掉真空管。化油器阻风门全开。v 调试设备：使用点火测试仪或频闪灯（或称“点火正时灯”）进行检查。如果使用上海大众公司的VAG1367测试仪，则按图2-34所示进行线路连接。图图2-34 VAG1367测试仪连接线路图测试仪连接线路图 v 调整步骤：启动发动机怠速运转，点火角度检测值应在上止点前1822之间，如果点火角度不正确，

21、可转动分电器外壳调整点火时间。v 点火角度调整数据：上止点前201。v 直接点火系统，又叫无分电器点火系统，是最新的电控点火系统。v 它完全淘汰了传统点火系统的分电器和高压线，并将点火线圈缩小，直接安装在各个汽缸的火花塞上。v 用ECU和晶体管点火器，通过普通电线，直接控制各个火花塞上的初级电流的通断。v 这样，它就完全改变了汽车点火系统的面貌。v 它的优点是完全取消了运动机件，减少了漏电环节，工作可靠，提高了点火能量，减轻了电磁干扰，使发动机结构更为紧凑。v 它的缺点是成本昂贵，新式小型点火线圈性能尚未稳定，目前难以普及。v 早在20世纪初，点火系统在汽车发动机上已开始应用，从有触点式、普通无触点式、集成电路式，发展到现今的电控点火系统。v 电控点火系统可控制并维持发动机点火提前角在最佳范围以内，使汽油发动机的点火时刻更接近于理想状态，进一步挖掘发动机的潜能。v 在电控点火系统中，目前出现了一种无分电器点火（DLI）系统，它取消了普通微处理器控制点火系统中的分电器，改由ECU内部控制各缸配电。v 这样点火线圈产生的高压电，不需经过分电器分配，直接就送至火花塞发生点火。v 无分电器点火系统可消除分火头与分电器盖边电极的火花放电现象，减少电磁干扰。v 无分电器点火系统根据点火顺序的不同，有两缸同时点火和各缸独立点火两种。 v 在两缸同时点火方