项目五：不点火故障诊断

1、汽车电气系统维修汽车电气系统维修任务一任务一 发动机点火系统总体认识发动机点火系统总体认识训练步骤：训练步骤：（1）在汽车（或发动机台架）上找出点火系统）在汽车（或发动机台架）上找出点火系统主要部件；主要部件；（2）指出点火系统各部件的作用；）指出点火系统各部件的作用；（3）拆装分电器总成、点火线圈总成、火花塞）拆装分电器总成、点火线圈总成、火花塞总成。总成。（4）绘制简单（传统）点火系统电路图。）绘制简单（传统）点火系统电路图。项目项目8 点火系统总体认识点火系统总体认识一、点火系功用一、点火系功用 在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃

2、的，而点燃的，而产生电火花产生电火花的功能是由点火系来完成的。的功能是由点火系来完成的。 点火系将电源的点火系将电源的低电压变成高电压低电压变成高电压，再按照发动机再按照发动机点火顺序点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气；轮流送至各气缸，点燃压缩混合气； 能能适应发动机工况适应发动机工况和使用条件的变化，和使用条件的变化，自动调节点自动调节点火时刻火时刻，实现可靠而准确的点火；还能在更换燃油实现可靠而准确的点火；还能在更换燃油或安装分电器时进行或安装分电器时进行人工校准点火时刻人工校准点火时刻。二、点火系的要求二、点火系的要求1 1能产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压能产生足以击穿火花塞电极

3、间隙的高电压 击穿电压击穿电压火花塞电极之间产生火花的电压。火花塞电极之间产生火花的电压。 次级电压次级电压通常被限制在通常被限制在30kV30kV以内。（过高？过低？）以内。（过高？过低？）2 2火花应具有足够的能量火花应具有足够的能量 一般要求电火花的点火能量为一般要求电火花的点火能量为5080mJ5080mJ，起动时应大于，起动时应大于100mJ100mJ。3 3点火时刻应适应发动机的工况点火时刻应适应发动机的工况l 点火提前角点火提前角 指从火花塞跳火开始到活塞压缩行程上止点为指从火花塞跳火开始到活塞压缩行程上止点为止的一段时间内发动机曲轴所转过的角度。止的一段时间内发动机曲轴所转过的

4、角度。l 最佳点火提前角最佳点火提前角发动机发出发动机发出功率最大功率最大和和油耗最小油耗最小时的点火时的点火提前角提前角三、点火系的类型三、点火系的类型1 1、按采用的、按采用的电源电源不同分为不同分为蓄电池点火系蓄电池点火系和和磁电磁电机点火系机点火系两大类。两大类。2 2、按、按点火控制方式点火控制方式不同分不同分（1 1）机械触点式点火系）机械触点式点火系（传统点火系）（传统点火系） 由断电器触点的开、闭，控制点火线圈初级电流通断由断电器触点的开、闭，控制点火线圈初级电流通断。（2 2）电子点火系）电子点火系（普通电子点火系、微机控制（普通电子点火系、微机控制点火系）点火系） 由电子点

5、火器中的大功率三极管，控制点火线圈初级电由电子点火器中的大功率三极管，控制点火线圈初级电流通断。流通断。3 3、按、按储存点火能量储存点火能量的方式分的方式分（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4 4、按、按点火信号产生点火信号产生的方式分的方式分（1 1）电磁感应式点火系）电磁感应式点火系（2 2）霍尔效应式点火系）霍尔效应式点火系（3 3）光电效应式点火系）光电效应式点火系（4 4）电磁振荡式点火系）电磁振荡式点火系三、点火系的类型三、点火系的类型点火原理（一）微机控制点火系的组成（一）微机控制点火系的组成 监测发动机运行工况的监测发动机

6、运行工况的传感器传感器； 处理信号、发出指令的处理信号、发出指令的微电脑微电脑； 控制点火线圈初级电流的控制点火线圈初级电流的电子点火器电子点火器（点火模块）以及点火线圈、分电器、（点火模块）以及点火线圈、分电器、高压线、火花塞等。高压线、火花塞等。1、传感器曲轴位置和发动机转速传感器曲轴位置和发动机转速传感器u 用来检测曲轴转角、活塞上止点位置和发动用来检测曲轴转角、活塞上止点位置和发动机转速。机转速。u是微机控制电子点火系最基本的输入信号。是微机控制电子点火系最基本的输入信号。u磁感应式、霍尔式和光电式三类。磁感应式、霍尔式和光电式三类。 丰田计算机控制系统丰田计算机控制系统(1FCCS)

7、采用的磁感应式曲轴与采用的磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器由分电器改进而成，由上、下两部凸轮轴位置传感器由分电器改进而成，由上、下两部分组成。上部分为检测曲轴位置基准信号分组成。上部分为检测曲轴位置基准信号(即气缸识别即气缸识别与上止点信号，称为与上止点信号，称为G信号信号)发生器；下部分为曲轴转发生器；下部分为曲轴转速与转角信号速与转角信号(称为称为Ne信号信号)发生器。发生器。 1)Ne信号发生器的结构特点：信号发生器的结构特点： Ne信号发生器安装在信号发生器安装在G信号发生器的下面，主要由信号发生器的下面，主要由No2信号转子、信号转子、Ne传感线圈和磁头组成，如图传感线圈和磁头组成，如

8、图2-26a所示。信号转子固定在传感器轴上，传感器轴由配所示。信号转子固定在传感器轴上，传感器轴由配气凸轮轴驱动，轴的上端套装分火头，转子外制有气凸轮轴驱动，轴的上端套装分火头，转子外制有24个凸齿。传感线圈及磁头固定在传感器壳体内，磁头个凸齿。传感线圈及磁头固定在传感器壳体内，磁头固定在传感线圈中。固定在传感线圈中。 2)转速与转角信号的产生原理与控制过程：转速与转角信号的产生原理与控制过程： 当发动机曲轴旋转时，配气凸轮轴便驱动传感器信号当发动机曲轴旋转时，配气凸轮轴便驱动传感器信号转子旋转，转子凸齿与磁头间的气隙交替发生变化，转子旋转，转子凸齿与磁头间的气隙交替发生变化，传感线圈的磁通随

9、之交替发生变化，就会感应产生交传感线圈的磁通随之交替发生变化，就会感应产生交变电动势变电动势.因为信号转子有因为信号转子有24个凸齿，所以转子旋转一个凸齿，所以转子旋转一圈，传感线圈就会产生圈，传感线圈就会产生24个交变信号。传感器轴每转个交变信号。传感器轴每转一圈相当于发动机曲轴旋转两圈，所以一个交变信号一圈相当于发动机曲轴旋转两圈，所以一个交变信号相当于曲轴旋转相当于曲轴旋转30。相当于分火头旋转。相当于分火头旋转15。ECU每接每接收收Ne信号发生器信号发生器24个信号，即可知道曲轴旋转了两圈、个信号，即可知道曲轴旋转了两圈、分火头旋转了一圈。分火头旋转了一圈。ECU内部程序根据每个内部

10、程序根据每个Ne信号周信号周期所占时间，即可计算确定发动机曲轴转速和分火头期所占时间，即可计算确定发动机曲轴转速和分火头转速。为了精确控制点火提前角和喷油提前角，还需转速。为了精确控制点火提前角和喷油提前角，还需将每个信号周期所占的曲轴转角分得更小将每个信号周期所占的曲轴转角分得更小. 3)G信号发生器的结构特点：信号发生器的结构特点： G信号发生器用来检测活塞上止点位置与判别是哪一信号发生器用来检测活塞上止点位置与判别是哪一个气缸即将到达上止点位置等基准信号。故个气缸即将到达上止点位置等基准信号。故G信号发信号发生器又称为气缸识别与上止点信号发生器或基准信号生器又称为气缸识别与上止点信号发生

11、器或基准信号发生器。发生器。G信号发生器由信号发生器由No1信号转子、传感线圈信号转子、传感线圈G1、G2和磁头等组成。信号转子带有两个凸缘，固定和磁头等组成。信号转子带有两个凸缘，固定在传感器轴上。传感线圈在传感器轴上。传感线圈G1、G2相隔相隔180。安装，。安装，G1线圈产生的信号对应于发动机第六缸压缩上止点前线圈产生的信号对应于发动机第六缸压缩上止点前10。、。、G2线圈产生的信号对应于发动机第一缸压缩上线圈产生的信号对应于发动机第一缸压缩上止点前止点前lO。 3)G信号发生器的结构特点：信号发生器的结构特点： G信号发生器用来检测活塞上止点位置与判别是哪一信号发生器用来检测活塞上止点

12、位置与判别是哪一个气缸即将到达上止点位置等基准信号。故个气缸即将到达上止点位置等基准信号。故G信号发信号发生器又称为气缸识别与上止点信号发生器或基准信号生器又称为气缸识别与上止点信号发生器或基准信号发生器。发生器。G信号发生器由信号发生器由No1信号转子、传感线圈信号转子、传感线圈G1、G2和磁头等组成。信号转子带有两个凸缘，固定和磁头等组成。信号转子带有两个凸缘，固定在传感器轴上。传感线圈在传感器轴上。传感线圈G1、G2相隔相隔180。安装，。安装，G1线圈产生的信号对应于发动机第六缸压缩上止点前线圈产生的信号对应于发动机第六缸压缩上止点前10。、。、G2线圈产生的信号对应于发动机第一缸压缩

13、上线圈产生的信号对应于发动机第一缸压缩上止点前止点前lO。 4)气缸识别与上止点信号的产生原理与控制过程：G信号发生器的工作原理与Ne信号发生器产生信号的原理相同。当发动机凸轮轴驱动传感器轴旋转时，G信号转子的凸缘便交替经过传感线圈的磁头，转子凸缘与磁头之间的气隙交替发生变化，在传感线圈Gl、G2中就会感应产生交变电动势信号。当G信号转子的凸缘部分接近传感线圈G1的磁头时，由于凸缘与磁头之间的气隙减小、磁通量增大、磁通变化率为正，因此传感线圈G1中产生正向脉冲信号，称为G1信号；当G信号转子的凸缘部分接近传感线圈G2时，由于凸缘与磁头之间的气隙减小、磁通量增大、磁通变化率为正，因此传感线圈G2

14、中也产生正向脉冲信号，称为G2信号。当G信号转子的凸缘部分经过G1、G2的磁头时，由于凸缘与磁头之间的气隙不变、磁通量不变、磁通变化率为零，因此传感线圈G1、G2中的感应电动势均为零。当G信号转子的凸缘部分离开G1、G2的磁头时，由于凸缘与磁头之间的气隙增大、磁通量减小、磁通变化率为负，因此传感线圈G1、G2中将感应产生负向交变电动势信号。传感器每转一圈相当于曲轴转两圈,因为传感线圈G1、G2相隔180。安装，所以G1、G2中各产生一个正向脉冲信号。其中G1信号对应于发动机第六缸，用来检测第六缸上止点的位置；G2信号对应于第一缸，用来检测第一缸上止点的位置。电子控制单元检测的对应位置实际上是G

15、转子凸缘的前端接近并与传感线圈G1、G2的磁头对齐时刻(此时磁通量最大、信号电压为零)的位置，该位置对应于活塞压缩上止点前10。 2、ECU 发动机工作时，发动机工作时，ECU接收各种传感器送来的接收各种传感器送来的信号，用内存的程序和数据进行运算、处理、信号，用内存的程序和数据进行运算、处理、判断后，输出判断后，输出最佳点火提前角和点火线圈初最佳点火提前角和点火线圈初级电流导通时间的控制信号级电流导通时间的控制信号（点火信号点火信号），），并发送给电子点火器（点火模块），控制点并发送给电子点火器（点火模块），控制点火模块动作，达到准确控制点火的目的。火模块动作，达到准确控制点火的目的。3、电

16、子点火器 电控单元的电控单元的执行器执行器之一。它按电控单元输送之一。它按电控单元输送的指令，通过内部的大功率三极管导通和截的指令，通过内部的大功率三极管导通和截止，止，控制点火线圈初级电流的通断控制点火线圈初级电流的通断。 有的发动机不另设点火模块，大功率三极管有的发动机不另设点火模块，大功率三极管组合在组合在ECU内部，由内部，由ECU直接控制点火线圈直接控制点火线圈中初级电流的通断。中初级电流的通断。 （二）微机控制点火系统的控制1、控制电路分析、控制电路分析 ECU根据传感器的信号，产生根据传感器的信号，产生点火信号（点火信号（IGt）送送至电子点火器。至电子点火器。 当当IGt信号为

17、高电平时，点火线圈初级电流被接通，信号为高电平时，点火线圈初级电流被接通，点火线圈储存能量；点火线圈储存能量； 当当IGt信号为低电平时，点火线圈初级电流被切断，信号为低电平时，点火线圈初级电流被切断，次级绕组中感应出高电压，再由分电器送至相应次级绕组中感应出高电压，再由分电器送至相应缸的火花塞产生电火花。缸的火花塞产生电火花。 点火线圈初级电流被切断时，触发点火线圈初级电流被切断时，触发IGf信号发生电信号发生电路，输出一个路，输出一个点火确认信号点火确认信号IGf并反馈给并反馈给ECU。 如果点火器中的功率三极管不能正常导通和截止，如果点火器中的功率三极管不能正常导通和截止，则则ECU的微

18、处理器接收不到反馈信号的微处理器接收不到反馈信号IGf，即表明，即表明点火系统发生故障，点火系统发生故障，ECU稍后即中止燃油喷射。稍后即中止燃油喷射。2、控制内容（1）点火提前角的控制）点火提前角的控制 发动机起动时点火提前角控制：发动机起动时点火提前角控制： 电控单元不进行最佳点火提前角调整控制，而电控单元不进行最佳点火提前角调整控制，而是根据发动机是根据发动机转速信号转速信号Ne和和起动开关信号起动开关信号输入，以输入，以固定不变的点火提前角点火固定不变的点火提前角点火。当发动机转速超过一。当发动机转速超过一定值时（大于定值时（大于500rmin），则自动转入由电控单），则自动转入由电控

19、单元控制的最佳点火提前角计算及控制程序。元控制的最佳点火提前角计算及控制程序。2、控制内容 发动机起动后的点火提前角控制：发动机起动后的点火提前角控制：首先根据首先根据G信号和信号和Ne信号确定信号确定初始点火提前角初始点火提前角然后根据发动机转速和负荷确定然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提基本点火提最后根据其他相关传感器的信号确定最后根据其他相关传感器的信号确定修正点火提修正点火提前角前角 最佳点火提前角最佳点火提前角初始点火提前角基本初始点火提前角基本点火提前角修正点火提前角（或点火延点火提前角修正点火提前角（或点火延迟角）。迟角）。2、控制内容初始点火提前角初始点火提前角 发动机电控

20、单元把发动机电控单元把G1或或G2信号出现后第一个信号出现后第一个Ne信号过零点定位压缩行程上止点前信号过零点定位压缩行程上止点前10，并以这，并以这个角度作为个角度作为点火正时计算的基准点点火正时计算的基准点，称之为初始点，称之为初始点火提前角。火提前角。基本点火提前角基本点火提前角 发动机处于非起动工况时，电控单元根据发动发动机处于非起动工况时，电控单元根据发动机转速和负荷（进气量）信号，从预置存储在机转速和负荷（进气量）信号，从预置存储在ECU存储器中存储器中基本点火提前角脉谱基本点火提前角脉谱（如图（如图3-43所示）中所示）中找出相应工况的基本点火提前角。找出相应工况的基本点火提前角

21、。2、控制内容2、控制内容修正点火提前角修正点火提前角 除了转速和负荷外，其他对点火提前角有影响的因素除了转速和负荷外，其他对点火提前角有影响的因素均归入到修正点火提前角中。均归入到修正点火提前角中。修正点火提前角所包括的修正值有：修正点火提前角所包括的修正值有： 暖机修正；暖机修正； 过热修正；过热修正； 怠速稳定性修正等。怠速稳定性修正等。2、控制内容暖机修正暖机修正 发动机冷起动后，当冷却液温度低时，应增大点火发动机冷起动后，当冷却液温度低时，应增大点火提前角。提前角。 暖机过程中，随冷却液温度升高，点火提前角的变暖机过程中，随冷却液温度升高，点火提前角的变化趋势如图所示。化趋势如图所示

22、。2、控制内容 过热修正过热修正 非怠速运行工况（怠速触点非怠速运行工况（怠速触点IDL断开），冷却液温度断开），冷却液温度过高时，为了避免爆燃发生，应减小点火提前角；过高时，为了避免爆燃发生，应减小点火提前角； 怠速运行工况（怠速触点怠速运行工况（怠速触点IDL闭合），冷却液温度闭合），冷却液温度过高时，应增大点火提前角。过高时，应增大点火提前角。2、控制内容 怠速稳定性修正怠速稳定性修正 在怠速期间，由于发动机负荷变化（如空调、动在怠速期间，由于发动机负荷变化（如空调、动力转向等）而使转速改变，力转向等）而使转速改变，ECU不断地计算发动机不断地计算发动机的平均转速，与目标转速进行比较后，

23、对点火时刻的平均转速，与目标转速进行比较后，对点火时刻进行调整：进行调整： 当平均转速低于规定的怠速目标转速时，当平均转速低于规定的怠速目标转速时，ECU根据根据两者的差值大小相应地增加点火提前角；两者的差值大小相应地增加点火提前角； 当平均转速高于规定的怠速目标转速时，相应地当平均转速高于规定的怠速目标转速时，相应地推迟点火提前角推迟点火提前角 。2、控制内容（2）点火线圈通电时间控制（闭合角控制）点火线圈通电时间控制（闭合角控制） 控制最佳通电时间。控制最佳通电时间。 通电时间短通电时间短初级断开电流小，次级高压低初级断开电流小，次级高压低 通电时间过长通电时间过长点火线圈会发热，并使电能

24、消耗增大点火线圈会发热，并使电能消耗增大 影响初级线圈通过电流的主要因素有：影响初级线圈通过电流的主要因素有： 发动机转速；蓄电池电压。发动机转速；蓄电池电压。 闭合角控制闭合角控制 为了保证在不同的蓄电池电压和不同的转速下都具有相为了保证在不同的蓄电池电压和不同的转速下都具有相同的初级断开电流，电控单元根据同的初级断开电流，电控单元根据蓄电池电压蓄电池电压和和发动机转速发动机转速信号，从预置的信号，从预置的闭合角数据表闭合角数据表中查处相应的数值，对闭合角中查处相应的数值，对闭合角进行控制。进行控制。2、控制内容 当发动机转速升高时，适当增大闭合角当发动机转速升高时，适当增大闭合角 当蓄电池

25、电压下降时，适当增大闭合角。当蓄电池电压下降时，适当增大闭合角。2、控制内容（3）爆震控制）爆震控制 爆震控制的功能爆震控制的功能 爆震是汽油机运行过程中最有害的一种故障现象爆震是汽油机运行过程中最有害的一种故障现象 爆震与点火时刻存在着密切的关系。爆震与点火时刻存在着密切的关系。 点火时刻提前，燃烧的最大压力就高，容易产生爆震点火时刻提前，燃烧的最大压力就高，容易产生爆震n 爆震控制功能的点火系统能使点火时刻到爆震边缘只有一个爆震控制功能的点火系统能使点火时刻到爆震边缘只有一个较小的余量，这样既可控制爆震的发生，又能更有效地得到较小的余量，这样既可控制爆震的发生，又能更有效地得到发动机的输出功率。发动机的输出功率。 2、