汽车电气设备与维修项目3----汽车点火系课件

1、学习内容学习目标1、汽车点火系的组成、功用、工作原理；2、汽车点火系的技术使用；3、汽车点火系的主要部件的结构、功用、工作原理；4、汽车点火系主要部件的检测；点火系的常见电路与故障诊断分析等。1、了解传统点火系；2、能对电子点火系的主要部件进行检测；3、能对数字点火系的主要部件进行检测；4、能对点火系的常见电路进行初步的识读分析，并能对点火系常见电路的故障进行诊断与排除。（任务一 熟悉点火系）一、汽车点火系的功用和要求1、作用：将蓄电池或发电机的低压电（1214V）变成高压电（2030kV），在压缩行程终了时，再按发动机各气缸工作顺序，及时用电火花点燃气缸内可燃混合气体，使发动机运转。 2、发

2、动机对点火系的要求 （1）能迅速及时产生足以击穿火花塞两电极气隙的高电压（击穿电压），考虑各种不利因素，设计电压为30KV； （2）电火花应具有足够的点火能量 （一般5080mJ,起动时需100mJ）； （3）能根据发动机各种工况提供最佳点火提前时刻。（任务一 熟悉点火系）汽车点火系的工作过程分析（1）汽油机四冲程工作循环分析（2）基本术语：最佳点火时间（点火时刻、点火提前角）点火提前角点火过早（点火提前角过大）点火过迟（点火提前角过小）（任务一 熟悉点火系）二、汽车点火系的分类1、点火系的分类 按照初级电路的控制方式分类 （1）传统点火系 （2）晶体管点火系（也称电子点火系） （3）计算机控

3、制点火系按照高压电的配电方式分类 （1）机械配电点火系（有分电器点火系） （2）电脑配电点火系（无分电器点火系）（任务一 熟悉点火系）（任务二 检修传统点火系）一、传统点火系的组成和工作原理1、传统点火系的组成主要由电源、点火开关、点火线圈、分电器、火花塞、附加电阻、高压线等组成。 （任务二 检修传统点火系）电源：供给点火系统所需电能；点火开关：接通或断开点火系统电源；点火线圈：储存点火能量，并将低压电转为高压电；分电器：断电器、配电器、点火提前装置；火花塞：将点火高压引入气缸燃烧室，并在电极间产生电火花，点燃可燃混合气；附加电阻：改善点火性能和起动性能（任务二 检修传统点火系）2、传统点火系

4、的工作原理传统点火系的电路可分为低压电路和高压电路两部分（1）触点闭合，初级电流迅速增长，其低压电路：蓄电池正极电流表点火开关点火线圈“+开关”接线柱附加电阻点火线圈“开关”接线柱点火线圈初级绕组点火线圈“”接线柱断电器触点搭铁。（任务二 检修传统点火系）（2）触点断开，初级电路断开，点火线圈的次级绕组中产生点火高电压，其高压电路：次级绕组W2附加电阻“+”开关接线柱点火开关电流表蓄电池搭铁火花塞侧电极中心电极配电器次级绕组（断开时，初级绕组自感电压200-300V，次级匝数多产生10-20KV互感电动势）（任务二 检修传统点火系）（3）高压电击穿火花塞电极间隙，产生电火花，点燃可燃混合气。高

5、压电击穿火花塞电极间隙时的电压称为击穿电压；高压电路的电流回路被设计成正极搭铁，可减少电极和分火头的蚀损。（任务二 检修传统点火系）二、传统点火系的主要部件1、点火线圈传统点火系使用的点火线圈一般为开磁路点火线圈 （任务二 检修传统点火系）三接柱式线圈绝缘盖上有 “-”、“开关”或起动开关、“+开关”或“点火开关”三个接柱，分别接断电器、起动机附加电阻短路接柱、点火开关“IG”接柱或15接柱。（任务二 检修传统点火系）闭磁路点火线圈（多用于电子点火系统）：漏磁少，能量损失小。 （任务二 检修传统点火系）2、分电器（任务二 检修传统点火系）（1）配电器作用：按发动机的工作顺序将次级高压分配给各缸

6、火花塞结构：分火头、分电器盖分火头：和凸轮一起旋转，其上有导电片，接中央高压线。配电器盖：盖内四周有与发动机气缸数相等的旁电极，它通过分缸线按发动机工作顺序分别与各气缸火花塞中心电极相连（任务二 检修传统点火系）（2）断电器其功用是接通与断开点火系的初级电路。由凸轮和一对触点组成。凸轮固定在分电器轴上，其凸角与发动机气缸数相同，断电器的一对触点由钨制成，静触点及支架固定在活动底板上，直接搭铁，可借助转动固定触点支架的偏心螺钉调整触点间隙。动触点由凸轮驱动。1-凸轮固定螺钉及垫片；2-凸轮；3-拨板；4-分电器轴；5-离心重块；6-弹簧；7-托板；8-销钉；9-柱销图4-9 机械离心式点火提前调

7、节机构（任务二 检修传统点火系）（3）离心式点火提前调节机构 工作原理：当发动机转速升高到某一值时，两个重块的离心力反抗弹簧的拉力，向外甩开，销钉就推动拨板和凸轮沿原来旋转方向相对于轴转了一个角度，使凸轮提前顶开触点，点火提前角增大。（任务二 检修传统点火系）作用：随负荷变化自动调节点火提前角结构：如图工作原理：工作原理：负荷增大，吸力下降，在弹簧张力作用下，膜片向左拱曲，拉杆带动活动底板顺着凸轮旋转方向转动，点火提前角减小；怠速时，小孔位于节气门上方，弹簧张力推动膜片使点火提前角基本不提前（4）真空式点火提前调节机构（任务二 检修传统点火系）3、火花塞（1）组成：接线帽、中心电极、侧电极、瓷

8、绝缘体、钢壳等（2）火花塞电极间隙0.6mm0.7mm（传统点火系） 1.0mm1.2mm（电子点火系）（任务二 检修传统点火系）三、传统点火系的技术使用1、点火线圈检查：1）外观。2）测初级和次级电阻。3）绝缘情况试验：可用试验台上点火线圈输出的高压电进行跳火试验。4）发火强度试验：用试验台的三针放电器测试，要求分电器在1000转时，火花能跳过9mm间隙，1500转时，跳过7mm间隙，同时火花连续不断。（任务二 检修传统点火系）2、检查火花塞（任务三 检修电子点火系）一、电子点火系的组成和工作原理1、电子点火系的组成如图为解放CA1092型汽车磁感应式电子点火系的组成 1、电子点火系的组成如

9、图为解放CA1092型汽车磁感应式电子点火系的电路原理 （任务三 检修电子点火系）（任务三 检修电子点火系）2、电子点火系的工作原理 1-点火信号发生器；2-交变点火触发信号；3-点火控制器；4-初级绕组；5-次级绕组；6-火花塞图4-23 电子点火系的工作原理图（1）点火高压电的产生原理电子点火系产生点火高压电的原理与传统点火系基本相同，只是电子点火系对初级电路的控制方法不同。 （2）点火提前角调节原理不同类型的电子点火系的点火信号发生器结构和工作原理完全不同，但其信号触发转子一般都是由分电器轴通过机械离心式点火提前调节机构驱动，真空式点火提前调节机构可根据发动机的负荷的变化调整信号触发转子

10、的位置。 （任务三 检修电子点火系）二、电子点火系的主要组成部件1、分电器（任务三 检修电子点火系）2、点火线圈电子点火系中通常使用闭磁路点火线圈（任务三 检修电子点火系）三、磁感应式电子点火系1、磁感应式电子点火系的组成和工作原理（以丰田汽车磁感应式无触点电子点火系为例）（任务三 检修电子点火系）（1）信号发生器组成：一般安装在分电器的底板上，由信号触发转子、感应线圈（绕在铁芯上）、永久磁铁等组成 （任务三 检修电子点火系）（2）信号发生器工作原理 永久磁铁的磁路是：永久磁铁N极空气隙信号转子空气隙铁芯（通过传感线圈）永久磁铁S极。（任务三 检修电子点火系）电磁感应信号发生器工作原理 （1）

11、判缸信号？（2）转速信号？（3）安装位置不同时如何计数转速？（任务三 检修电子点火系）电磁感应信号发生器工作原理 （任务三 检修电子点火系）2、磁感应式电子点火系的检修（1）点火信号发生器的检修 检测间隙（任务三 检修电子点火系）测电阻用万用表测量感应线圈的电阻，并与标准值（见表3-3）比较，不符合标准需要更换。（2）点火控制器的性能测试高压试火法当确认除点火器以外的其它低压电路元件完好情况下，可用高压试火方法检测点火控制器的性能。（任务三 检修电子点火系）模拟点火信号法（任务三 检修电子点火系）四、霍尔式电子点火系1、霍尔电子点火系的组成和工作原理1.蓄电池 2.点火开关 3.点火线圈 4.

12、点火器 5.带霍尔信号发生器的分电器 6.火花塞桑塔纳轿车霍尔效应式电子点火系统图 （任务三 检修电子点火系）霍尔电子点火系的电路原理图（任务三 检修电子点火系）（1）霍尔效应原理 I电流；B磁感应强度；UH霍尔电压式中，UH霍尔电压； RH霍尔系数； d基片厚度； I电流强度； B磁感应强度。（任务三 检修电子点火系）（2）霍尔信号发生器 （任务三 检修电子点火系）霍尔效应原理 （1）判缸信号？（2）转速信号？（3）安装位置不同时如何计数转速？（任务三 检修电子点火系）（3）霍尔式分电器分电器由配电器和点火信号发生器以及机械式点火提前调节机构组成。（任务三 检修电子点火系）（4）点火控制器（

13、任务三 检修电子点火系）2、霍尔效应式电子点火系的检修（1）霍尔信号发生器的性能判断1（任务三 检修电子点火系）（2）霍尔信号发生器的性能判断2若高压端与搭铁处跳火，说明点火器良好；否则，说明点火器损坏。（任务三 检修电子点火系）五、光电式电子点火系1、光电式电子点火系的组成和工作原理（任务三 检修电子点火系）2、光电式信号发生器（任务三 检修电子点火系）光电式信号发生器工作原理（1）判缸信号？（2）转速信号？（3）安装位置不同时如何计数转速？（任务三 检修电子点火系）3、光电式电子点火系的技术使用（1）信号发生器的检测 信号发生器的常见故障有：光敏、发光元件脏污、损坏，内部电路断路或接触不良

14、等，使发出信号减弱或无信号产生，造成点火系不工作。（2）点火控制器的性能判断 点火控制器的常见故障有：内部电子元器件短路、断路、漏电等使点火线圈初级电流减小或断流不彻底，造成火花减弱或不能点火等。（任务三 检修电子点火系）六、电子点火系的故障诊断1、电子点火系的使用注意事项 2、点火正时的检测与调整使用正时灯检查点火正时的具体步骤如下：（1）启动发动机，预热至正常工作温度，并检查其怠速是否在规定的范围内；（2）如图所示，将正时灯的红色线和黑色线分别连接在蓄电池正、负极上，信号线连接在第一缸高压线上；（3）使发动机在规定的转速下运转，将正时灯对准规定的正时记号（如桑塔纳、奥迪等轿车对准飞轮）。若

15、指针出现在正时记号的前方，表明点火过早；若出现在正时记号之后，则表明点火过迟。（4）当点火正时不准确时，可以转动分电器外壳进行调整。（任务三 检修电子点火系） 3、电子点火系的故障诊断（1）电子点火系的故障诊断基本程序（2）典型电子点火系的故障诊断以霍尔式电子点火系为例，说明其故障诊断程序。（任务三 检修电子点火系）霍尔式电子点火系故障诊断程序（任务三 检修电子点火系）案例分析 某花冠轿车运行中突然熄火，再次起动发动机后又熄火？诊断仪检测，读取故障码PO1305第2缸点火故障学习任务：微机控制点火系统（任务四 检修微机控制点火系）微机控制点火系微机控制点火系，又称电子点火提前控制系（Elect

16、ronic Spark Advance，简称ESA）。 一、微机控制点火系的组成和工作原理1、微机控制点火系的组成微机控制点火系主要由电控单元（ECU）、各种传感器及开关、执行器（如点火控制器等）组成 （任务四 检修微机控制点火系）1、微机控制点火系的组成微机控制点火系主要由电控单元（ECU）、各种传感器及开关、执行器（如点火控制器等）组成 （任务四 检修微机控制点火系）组 成 部 分功能传感器及开关信号空气流量计检测进气量进气歧管绝对压力传感器分电器Ne信号检测线圈检测曲轴角度（发动机转速）G1、G2信号检测线圈检测曲轴角度基准位置节气门位置传感器向主ECU输入点火提前角修正信号冷却液温度传

17、感器检测发动机的冷却液温度起动开关检测发动机是否正处于起动状态空档起动开关检测自动变速器的选档杆是否置于N位或P位车速传感器检测车速，向主ECU输入车速信号空调开关A/C检测空调的工作状态（ON或OFF）爆震传感器检测发动机爆震信号电源电压传感器向主ECU输入电源电压信号点火执行器电子点火器与点火线圈根据主ECU输出的点火控制信号，控制点火线圈初级电路的通断，产生次级侧高压使火花塞点火，同时，把点火确认信号IGf反馈给ECU发动机控制器（主ECU）根据各传感器输入的信号，计算出最佳的点火提前角，并向电子点火器输送点火控制信号（任务四 检修微机控制点火系）2、微机控制点火系的基本工作原理发动机工

18、作时，各种传感器不断地将发动机的各工作参数信号送给ECU，ECU将此与其预先储存的最佳控制参数进行比较，修正出该工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳导通时间，然后向点火模块发出指令。点火模块接受到指令后，控制初级电路的导通和截止，使次级电路产生高压电，送到火花塞，点燃气缸内的混合气。（任务四 检修微机控制点火系）二、微机控制点火系的主要组成部件1、电控单元（ECU）ECU主要由输入回路、模/数转换器（A/D转换器）、中央处理器（CPU）、输出回路、数/模转换器（D/A转换器）和存储器等组成。1-传感器；2-模拟信号；3-输入回路；4-A/D转换器；5-输出回路；6-执行器； 7-微型计算机；8

19、-数字信号；9-ROM/RAM（任务四 检修微机控制点火系）1、电控单元（ECU）正确理解的几个注意点：（1）ESA的ECU是单独的吗？（2）模/数转换器（A/D转换器）？（3）数/模转换器（D/A转换器）？（4）存储器ROMRAM? (5)安装位置？（任务四 检修微机控制点火系）2、曲轴位置、转速和判缸信号传感器 一般安装在曲轴前端或中部、凸轮轴前端或后端、飞轮上方或分电器内。 常见结构型式有磁感应式、霍尔效应式、光电感应式。 作用（任务四 检修微机控制点火系）（1）判缸信号？（2）转速信号？（3）安装位置不同时如何计数转速？磁感应式、霍尔效应式、光电感应式安装在不同位置时，应注意一下几个问

20、题：（任务四 检修微机控制点火系）3、发动机负荷传感器主要包括节气门位置传感器、空气流量计或进气歧管绝对压力传感器等。节气门位置传感器作为控制发动机怠速和大负荷点火提前角及计算喷油量的主要依据。注意点：负荷与点火提前角之间的关系如何？（任务四 检修微机控制点火系）4、其他传感器和开关信号为改善发动机的工作性能，还增加了一些其他传感器，以修正点火正时。爆震传感器氧传感器 进气温度传感器启动开关信号空调开关和动力转向开关信号另外，微机控制单元还不断检测蓄电池电压信号，作为控制初级电路闭合角（导通时间）的主要依据之一 （任务四 检修微机控制点火系）二、微机控制点火系的类型及工作原理 分电器 分电器盖

21、 转子 点火线圈 点火器 发动机 ECU（电子控制单元） 信号转子 感应线圈1、有分电器式微机控制点火系（任务四 检修微机控制点火系）2、无分电器微机控制点火系无分电器微机控制点火系即微机直接控制点火系（Direct Ignition System，简称DIS）。 （任务四 检修微机控制点火系）3、无分电器式微机直接单独控制式点火系单独点火式的微机控制无分电器点火系组成方框如图，其结构特点是各缸均有一个点火线圈，点火线圈的数量与气缸数相同。正确理解的几个注意点：（1）对组成进行归类。（2）高压电的产生原理如何？（3）点火提前角的控制原理？（3）影响点火提前角的因素考虑到了哪些？（4）低压电路和

22、高压电路如何和区分？ (5)点火线圈的数量？（6）对点火线圈的控制方式？（任务四 检修微机控制点火系）4、同时点火式同时点火式微机控制无分电器点火系又称DLI系统。 （任务四 检修微机控制点火系）5、直接控制点火系统的工作原理DIS (直接点火系统）这种点火系统取消了分电器，使用多个点火线圈直接向火花塞提供高压电。点火正时由发动机电控单元（ECU）中的电子点火提前功能控制。这种点火系统在目前的汽油机中占主导地位。（任务四 检修微机控制点火系）（1）流往初级线圈的电流当发动机运转时，根据发动机ECU输出的点火正时信号(IGT)，蓄电池的电流通过点火器流到初级线圈。结果，在线圈周围产生磁力线，此线

23、圈在中心包含一个磁芯（任务四 检修微机控制点火系）（2） 电流停止流往初级线圈 当发动机继续运转时，点火器按发动机电子控制单元（ECU）输出的点火正时信号（IGT）快速地停止流往初级线圈的电流。其结果是初级线圈的磁通量开始减小。因此，通过初级线圈的自导和次级线圈的互导，在阻止现存磁通量衰减的方向上产生的电动势（EMF）。自导效应产生约为300V的电动势，而与其相伴的次级线圈互导效应产生约为30KV高压电电动势。这样就在火花塞内导应产生出火花。 初级电流停止愈急剧，初级电流值愈大，则相应的次级电压也愈高。（任务四 检修微机控制点火系）三、微机控制点火系的点火提前角的控制原理在汽油发动机中，空气燃

24、油混合气被点燃，引起燃烧产生的爆发力推动活塞下行。当最大燃烧爆发力发生在压缩上止点后10时，热能可以最有效地转化为推动力。发动机不能在点火的同时产生最大爆发力，反而，在点火时刻稍微往后时发动机能够产生最大的爆发力。因此，为使最大爆发力发生在上止点后10，点火时刻应该有所提前。点火正时的调整可以使发动机随时根据工况在上止点后10产生最大爆发力。因此点火系统必须能够根据工况在正确时刻点燃空气燃油混合气，使发动机能够产生最有效的爆发力。 （任务四 检修微机控制点火系）1、点火提前角的控制方式开环控制 指微机检测发动机各种工作状态信息，并根据这些信息从内部存储器中查出相应的点火提前角，然后输出控制信号对点火时刻进行控制。这种控制方式对控制结果不予以反馈。开环控制所用的数据是综合考虑到经济性、动力性、排放等要求，经过大量试验优化的结果。 闭环控制 指微机以一定的点火提前角控制发动机工作的同时，还不断地检测发动机的有关工作状态，然后将检测到的信息反馈给控制单元ECU，ECU再根据这些信息对点火提前角进行控制（修正）。（任务四 检修微机控制点火系）2、点火提前角的种类微机控制点火系统的点火提前角有三种：初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角。（1）初始点火提前角是由发动机自身的工作特性确定的一个固定点火提前角。任何发动机在其装配完成时