任务四点火系统检测与诊断

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断学习任务四、点火系统检测与诊断【学习目标】学生在教师的指导下，以独立或小组合作的形式，达到以下目标:.能叙述汽车电子点火系的组成、作用、分类和工作原理；.能叙述和判别电子点火系的分类、工作原理；.能叙述和理解电子点火系统的控制内容；.能熟练运用工、量具对点火系统各元件进行检测与故障排除；.能对点火系统的故障进行分析和排除。【任务描述】断及维修。部轿车行驶过程中突然熄火，打马达再也没有着火迹象。经检查，发现是点火系统所引起的故障。为排除故障需要对点火系统进行检测、诊断及维修。部轿车行驶过程中突然熄火，打马达再也没有着火迹象。经检查，发现是点火系统所引起的故障。为排除故障需要对点火系统进行检测、诊【任务分析】需要对其进行检修，首先熟知汽车电子点火系的组成、结构、作用、工作原理、技术要求及检测方法，其次能画出汽车电子点火系统的电路图，划分出高、低压电路并能对其正确分析并能对系统进行维修。【相关知识】《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断一、电控点火系统的组成和分类.电控点火系统的组成和功用ECU控制的点火系统主要有ECU、传感器和点火执行器三大部分组成，其功能如下：（1）ECUECU接受各种传感器来的信号经过数据处理后，输出信号（缸序信号和点火信号）并通过电能输及传到点火执行器。（2）传感器传感器在点火系中应用的传感器主要有空气流量计、发动机转速传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器及爆震传感器等。（3）点火控制装置点火控制装置具有缸序判别、闭合角控制、恒流控制、安全信号等电路，其主要功能是接受ECU发生的缸别信号（IGdA、IGdB）和点火信号（IGt），驱动点火线圈工作，并向ECU输入安全信号（IGf）。.电控点火系分类电控点火系可分为有分电器式和无分电器式两种型式。（1）有分电器式点火控制系统有分电器式点火控制系统的组成由蓄电池、点火开关、点火器、分电器、中央高压线、分缸线、火花塞、ECU和相关传感器组成。其结构如下图4-1所示。ECU根据各输入信号，确定点火时刻，并将点火正时信号IGt送至点火器，当IGt信号变为低电平时，点火线圈一次侧被切断，二次线圈中感应出高压电，再由分电器送至相应缸火花塞点火。为了产生稳定的二次侧电压和保证系统的可靠工作，在点火器中设有闭合角控制回路和点火确认信号（IGf）安全保护电路。《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断图4-1有分电器式点火控制系统的基本组成1-点火开关2-高压线3-分电器4-分缸线5-火花塞6-晶体管7-点火器8-传感器(2)无分电器式点火控制系统无分电器电子点火系统完全取消了传统的分电器，没有分电器盖和分火头，它由点火控制器、点火线圈、火花塞、传感器及高压线等组成。如下图4-2所示。图4-2图4-2无分电器的点火控制系统图1-蓄电池2-点火开关3-带点火器的点火线圈4-电脑板《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断5-凸轮轴位置传感器6-曲轴位置传感7-火花塞点火线圈上的高压线直接与火花塞相连，不再需要分电器。发动机工作时，ECU根据曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器和水温传感器等检测的发动机转速、转角、负荷和温度等信号计算点火时刻，由点火控制器控制点火线圈产生的高压，并将其直接输送到各缸火花塞点燃混合气。无分电器的点火控制系统又可分为二极管分配方式和点火线圈分配方式两大类。1）二极管分配式二极管分配式无分电器点火系统采用同时点火方式，点火顺序为1-3-4-2的四缸发动机，当ECU接收到曲轴位置传感器相应信号时，向点火控制器发出点火信号，点火控制器的控制回路使相应的三极管截止，一次线圈中的电流被切断，在二次线圈中感应出下“+”上“-”的高压电，经4缸和1缸火花塞构成回路，两个火花塞均跳火，此时1缸接近压缩终了，混合气被点燃，而4缸正在排气，火花塞点空火。曲轴转过180°后，ECU接收到传感器信号后再次向点火控制器发出触发信号，相应三极管截止，一次线圈中电流被切断，二次线圈感应出上'+”下“-”的高压电，并经2缸和3缸火花塞构成回路，同时跳火，此时3缸点火作功，2缸火花塞点空火。依次类推，发动机曲轴转2圈，各缸作功一次。其结构如下图4-3所示。图4-3二极管分配式点火系统图1-1、4缸触发信号2-点火器3-信号放大电路4-稳压二极管5-初级绕组L16-高压二极管7-次级绕

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断组L38-初级绕组L29-2、3缸触发信号2）点火线圈分配式点火线圈分配式无分电器点火系统是将来自点火线圈的高压电直接分配给火花塞，有同时点火和单独点火两种形式。①同时点火同时点火即用一个点火线圈对到达压缩和排气上止点的两个气缸同时实施点火，处于压缩的一缸，混合气被点燃而作功，正在排气的另一缸火花塞点空火。其结构如下图4-4所示。53.图4-43.图4-4同时点火控制电路结构1-转速与曲轴位置传感器2-电脑板3-点火器4点火线圈5-高压线6-火花塞ECU根据凸轮轴位置传感器信号，选择相应点火的气缸，并将点火信号送给点火组件，使相应的晶体管VT截止或导通，点火线圈直接向火花塞输出高压电。②单独点火单独点火既为每一个气缸的火花塞配备一个点火线圈，单独直接地对每个气缸点火。这种单独点火系统由于取消了高压线，能量损失小，效率高，电磁干扰少。二、电控点火系统主要零部件介绍1.点火器-点火线圈组件《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断发动机工作时，ECU根据接收到的各传感器信号，按存储器中存储的有关程序和数据，确定出最佳点火提前角和通电时间，并以此向点火器发出指令。点火器根据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时，有电流从点火线圈中的初级电路通过，点火线圈将点火能量以磁场的形式储存起来。当初级电路被切断时，次级线圈中产生很高的感应电动势(15〜20kV),经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。(1)各缸独立点火式点火器一点火线圈各缸独立点火式点火系统的点火线圈只有一个高压接口，并各自独立地安装在火花塞上方，此时，由于点火线圈和火花塞相连，使高压电流流过的距离缩短，因而电压损失和电磁干扰也减少，点火系统的可靠性也得到提高。某些车型上，点火线圈还与点火器制成一体，形成点火器-点火线圈组件如下图4-5所示。1-点火器 2-初级线圈 3-次级线圈 4-磁芯 5-旋塞盖(2)双缸同时点火式点火器一点火线圈双缸同时点火式点火系统的点火线圈有两个高压接口。各点火线圈一般组合成一体，其点火器也可与点火线圈制成一体，形成点火器一点火线圈组件，并依

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断靠高压线与各火花塞相连，如下图4-6所示。分缸高压线是点火系中必不可少的一部分，是点火线圈把其能量传给火花塞的介质，使气缸内火花塞点火燃烧做功，以及推动发动机转动。分缸高压线大体上分为四部分。一是导电材料，二是绝缘胶皮，三是点火线圈接头，四是火花塞接头。（还有一些分缸线外面再包裹一层隔热材料，防止缸线被烧坏）分缸线数目与发动机缸数相同，多为四缸，六缸，八缸，很少是三缸，十二缸，还有就是一些特殊车辆，缸数不定。3.火花塞火花塞的作用是将点火线圈所产生的脉冲高压电引进燃烧室，利用电极产生的电火花点燃混合气，完成燃烧。（1）火花塞的工作条件及对火花塞的要求火花塞的工作条件极其恶劣，它要受到高压（5.88〜6.86MPa）、高温以及燃烧产物的强烈腐蚀。因此，火花塞必须具有足够的力学强度，能够承受冲击性高压电《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断的作用，能承受剧烈的温度变化（混合气燃烧时承受1500〜2000℃高温燃气的炙烤，而在进气时，又要承受50〜60℃的进气突然冷却），并具有良好的热特性，并要求火花塞的材料能抵抗燃气的腐蚀。（2）火花塞的结构在钢制壳体的内部固定有高氧化铝陶瓷绝缘体，使中心电极与侧电极之间保持足够的绝缘强度。绝缘体孔的上部装有金属杆，通过接线柱与高压分线相连，下部装有中心电极。金属杆与中心电极之间用导电玻璃密封。中心电极用镍锰合金制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀和导电性能。中心电极与侧电极之间的间隙一般为0.6〜0.7mm。与高能点火系统配套的火花塞，其间隙可达1.0〜1.2mm。火花塞借壳体下部的螺纹旋入气缸盖中，旋紧时密封垫圈受压变形保证壳体与缸盖之间密封良好。如图4-7所示。1-高压线接线柱 2-陶瓷绝缘体3-导电金属杆 4-壳体 5-导电玻璃 6-中心电极 7-紫铜垫圈8-密封垫圈 9-侧电极

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断为了适应不同发动机的需要，火花塞因下部的形状和绝缘体裙部长度的不同有多种形式如下图4-8所示。a）低热值火花塞b）中热值火花塞c）高热值火花塞（热型火花塞）（中型火花塞）（冷型火花塞）（3）火花塞的散热火花塞工作时，周期性地受到高温燃气作用，使绝缘体裙部温度升高，这部分热量主要通过壳体、绝缘体、中心电极、金属杆等传至缸体或散发到空气中，如图4-9所示。当吸收和散发的热量达到平衡时，火花塞的各个部分将保持一定的温度，如图4-10所示。《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断™口及热表面—•传热通径图™口及热表面—•传热通径图4-9火花塞的吸热与放热75口七图4-10火花塞各部分的温度及散热途径（4）火花塞的热特性火花塞的发火部位吸热并向发动机冷却系统散发热量的性能，称为火花塞的热特性。实践证明，当火花塞绝缘体裙部的温度保持在500〜600℃时，落在绝缘体上的油滴能立即烧掉，不会形成积炭，这个温度称为火花塞的自净温度。低于自净温度时，火花塞常因产生积炭而漏电，导致不点火；高于自净温度时，则当混合气与炽热的绝缘体接触时，可能早燃而引起爆燃（爆震），甚至在进气行程中燃烧，产生进气管回火。火花塞的热特性主要取决于绝缘体裙部的长度。绝缘体裙部长的火花塞，受热面积大，传热距离长，散热困难，裙部温度高，称为热型火花塞；反之，裙部短的火花塞，受热面积小，传热距离短，散热容易，裙部温度低，称为冷型火花塞。热型火花塞适用于低速、低压缩比、小功率发动机；冷型火花塞适用于高速、高压缩比、大功率发动机。火花塞的热特性常用热值或炽热数表示。我国是以绝缘体裙部长度标定的热值（1〜11）来表征火花塞的热特性，数字越大就表示火花塞散热越快（或称为火花塞越冷），数字越小就表示火花塞散热越慢（或称为火花塞越热），火花塞的热《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断值代号表示如下：1、2、3表示火花塞为热型火花塞；4、5、6表示火花塞为中型火花塞；（介于二者之间）7、8、9、10、11表示火花塞为冷型火花塞。（5）火花塞的选用火花塞热值根据发动机及汽车设计、试验结果而定，在各车型的说明书中都对此作了明确规定。火花塞的热特性选用是否合适，其判断方法是：若火花塞经常由于积炭而导致断火，说明火花塞偏冷，热值选用过高；若经常发生炽热点火而引发早燃，则说明火花塞偏热，热值选用过低。（6）火花塞的型号编制规则根据我国现行火花塞产品型号编制方法QC/T430-2005的规定，国产火花塞型号由以下几部分组成。□（口）口口…口\ 若干字母和阿拉伯数字表示派生产品结构、发火端特征、材料特征及技术要求I 以阿拉伯数字表示火花塞热值 以单位或双字母表示火花塞结构类型及主要型式尺寸第一部分为汉语拼音字母（单字母或双字母），表示火花塞的结构类型及主要型式尺寸。各字母的含义见表4-1。4-1火花塞结构类型代号字母螺纹规格安装座形式旋入螺纹长度壳体六角对边AM10X1平座12.716CM12X1.25平座12.717.5DM12X1.25平座1917.5EM14X1.25平座12.720.8FM14X1.25平座1920.8(G)M14X1.25平座9.520.8

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断(H)M14X1.25平座1120.8(Z)M14X1.25平座1119JM14X1.25平座12.716KM14X1.25平座1916LM14X1.25矮型平座9.519(M)M14X1.25矮型平座1119NM14X1.25矮型平座7.819PM14X1.25锥座11.216QM14X1.25锥座17.516RM18X1.5平座1220.8SM18X1.5平座19(22)TM18X1.5锥座10.920.8第二部分为阿拉伯数字，表示火花塞热值。由热型至冷型，分别以1-11表示。热值代号越大则越冷，热值代号越小则越热。火花塞热值代号与绝缘体裙部长度及热特性的对应关系见表4-2。4—2火花塞热值代号与绝缘体裙部长度及热特性的对应关系裙部长度(的)15.513.511.59.57.55.53.5热值3456789热特性热八、、 ►冷第三部分用若干汉语拼音字母和阿拉伯数字表示火花塞派生产品、结构特征、发火端特性、材料特性及技术要求。在同一产品型号中，需用两个拼音字母时，应按下列先后顺序排列。1)1)P一屏蔽型火花塞2)U—电极缩入型火花塞3)V—V型电极火花塞4)C—银铜复合电极火花塞5)G—贵金属火花塞6)F一非标准火花塞7)H一环状电极火花塞8)R—电阻型火花塞9)B—半导体型火花塞10)T一绝缘体突出型火花塞11)Y一沿面跳火型火花塞12)J—多电极性火花塞示例1：A7-3型火花塞即为螺纹旋合长度12.7mm，壳体六角对边16mm，热值代号为7,螺纹规格乂10、1，瓷绝缘体涂硅胶平座火花塞。

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断示例2：DF7REC2型火花塞即为螺纹旋合长度19mm,壳体六角对边16mm,热值代号为7,螺纹规格M12X1.25,带电阻，Ni-Cu复合中心电极，快热结构，绝缘体突出型点火位置为3mm平座火花塞。示例3：VH6RLPPX4型火花塞即为螺纹旋合长度26.5mm，壳体六角对边14mm，热值代号为6,螺纹规格M12X1.25,带电阻，中心电极和侧电极均为铂金，绝缘体突出型点火位置为4mm，点火间隙为1.1mm，整体接线螺杆平座型火花塞。（7）常见的火花塞常见火花塞的结构有标准型、电极凸出型、细电极型、多极型、铜芯电极型、内装电阻型。如下图4-11所示。标准型 电极凸出型细电极型（带U型槽）多极型 铜芯电极型内装电阻型标准型 电极凸出型细电极型（带U型槽）多极型 铜芯电极型内装电阻型图4-11常见火花塞的结构类型1）标准型火花塞其绝缘体裙部缩入壳体端面，侧电极在壳体端面以外。2）电极突出型火花塞电极突出型火花塞的绝缘体裙部较长，突出于壳体端面之外。它具有吸热量大，抗污能力好的优点，且能直接受到进气的冷却而降低温度，因而也不易引起炽热点火，故热适应范围宽，是应用最广泛的火花塞。3）细电极型火花塞细电极型火花塞的电极很细，特点是火花强烈，点火能力好，在严寒季节也能保证发动机迅速可靠的起动，热范围较宽，能满足各种用途。

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断 4）铜芯电极型火花塞高速发动机普遍采用铜芯火花塞，这种火花塞把抗蚀性优良的镍合金与传导性好的无氧铜结合在一起，因铜导热性好，热值上限提高，高速时能限制炽热点火，裙部的加长热、室容积的扩大，使得热值下限拓宽，提高了电极耐油污、抗烧蚀的能力。5）多极型火花塞多极型火花塞的侧电极一般为两个或两个以上，优点是点火可靠，间隙不需经常调整，故在电极容易烧蚀和火花塞间隙不能经常调整的一些汽油机上采用。如神龙富康轿车采用了二电极型火花塞，上海桑塔纳轿车采用了四电极型火花塞。6）电阻型火花塞电阻型火花塞是在电阻内装有5〜10kQ的电阻，可以抑制汽车点火系统对无线电的干扰。7）屏蔽型火花塞屏蔽型火花塞利用金属壳体把整个火花塞屏蔽起来，不仅可以防止无线电干扰，还可用于防水、防爆的场合。三、五菱宏光B12发动机点火控制系统五菱宏光B12发动机的点火控制系统与其它现代发动机的点火控制系统一样，都使用ECU微机控制点火方式，下面简单介绍五菱宏光B12发动机微机控制点火系统。点火系的作用是产生高压电火花，点燃气缸中的混合气。五菱宏光B12发动机点火控制系统主要由点火器（点火线圈）、高压线、火花塞等组成。控制电路如下图4-12所示。VWV©紫/黑②黑/紫①棕/黑A32A3A31VWV©紫/黑②黑/紫①棕/黑A32A3A31图4-12点火器控制电路《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断1—火花塞2—点火器3、5—信号线4—电脑板工作原理：由曲轴位置传感器输入转速及转角信号，ECU据此控制相应的初级绕组接通与断开，从而在次级绕组中感应出高压电，经高压分缸线送至火花塞，点燃气缸里的混合气，使发动机做功。.点火器（点火线圈）点火器是发动机控制系统的执行器，其作用是根据微机发出的指令信号，通过内部大功率三极管的导通与截止来控制点火线圈初级绕组电路的通断，使点火线圈产生高压电。五菱宏光B12发动机点火器由高压端接头、初级线圈、次级线圈、壳体、线路插头等组成。如图4—13所示。点火器的初级线圈电阻值为：0.5±0.05Q，次级线圈电阻值为：10000±300Q，使用电压范围：6~16V，初级充电时间：2.41mS，初级断电电流峰值为：9.5A。图4-13点火器的外观构造.高压分缸线高压分缸线是点火线圈把其能量传给火花塞的介质，使气缸内火花塞点火燃烧做功，以及推动发动机转动。高压分缸线有一定的电阻值，不能随意替换。对于高压分线应无漏电现象（裂纹、油污等），其次是不应该出现断路，最后要注意的是安装不能乱缸。如下图4-14所示。《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断.火花塞火花塞的作用是将点火线圈所产生的脉冲高压电引进燃烧室，利用电极产生的电火花点燃混合气，完成燃烧。火花塞的结构是在钢制壳体的内部固定有高氧化铝陶瓷绝缘体，使中心电极与侧电极之间保持足够的绝缘强度。绝缘体孔的上部装有金属杆，通过接线柱与高压分线相连，下部装有中心电极。金属杆与中心电极之间用导电玻璃密封。中心电极用镍锰合金制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀和导电性能。中心电极与侧电极之间的间隙一般为1.0〜1.2mm。火花塞借壳体下部的螺纹旋入气缸盖中，旋紧时密封垫圈受压变形保证壳体与缸盖之间密封良好。如图4-15所示。图4-15火花塞的外观构造.爆燃传感器爆燃传感器的作用是检测发动机工作时是否产生爆震，并且根据爆震传感器的信号调整点火时刻使汽油发动机工作在临界爆震状态。爆燃传感器的结构有引线、配重块、压电元件、壳体等组成。如下图4-16

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断所示。爆燃传感器在发动机上的安装位置如下图4-17所示。图4-16压电式爆震传感器的结构 图4-17爆震传感器安装位置1-引线2-配重块3-压电元件工作原理：发动机的气缸体出现振动时，该传感器在7kHz左右处与发动机产生共振，强磁性材料铁心的导磁率发生变化，致使永久磁铁穿过铁心的磁通密度也变化，从而在铁心周围的绕组中产生感应电动势，并将这一电信号输入ECM。其控制电路如图4-18所示。图4-18爆震传感器控制电路1-爆震传感器2-电脑板3-传感器线路插接端爆震传感器输出特性：当爆震发生时，在振动频率为7kHz左右时振动振幅异常大，从这一点考虑，使爆震传感器在7kHz左右输出电压最高。ECM只检出一定水平以上的爆震，通过确认超出该水平的程度就可以判定其爆震强度。《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断KNK的屏蔽网线：因压元件产生的电压值较低（＜1V）,为防止高压电磁波的放射干扰，多将信号线屏蔽网线保护。也必须可靠的搭铁。.曲轴位置传感器（1）曲轴位置传感器的作用：是检测曲轴转速及曲轴转角信号，将此信号输入ECU，以决定点火和喷油时刻。（2）曲轴位置传感器的安装位置：是安装在变速器壳体上，拆卸及安装时应注意不损坏传感器表面，并保证安装牢固。（3）工作原理：利用磁场强弱来控制霍尔电压的有无，从而输出相应的频率信号，信号的有无取决于磁场的通断。其控制电路如图4-19所示。转速传感器（霍尔式）的特性参数见表4-3。图4-19转速传感器电路1-触发轮2-曲轴位置传感器3-电脑板表4-3转速传感器（霍尔式）特性参数量值单位最小典型最大相位精确度+0.45—0.45°空气间隙0.31.7mm目标轮转速158000rpm供给电压616V

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断耐压（60$，〜250V）不得击穿怠速时的输出电压类型霍尔效应式线号线色功能定义检测参数线路状态工作时电阻值A红白12V传感器电源12.0V12.0V/B蓝传感器信号线5.0V2.5〜2.7VC黑八、、传感器搭铁0V0V.凸轮轴传感器（1）凸轮轴位置传感器的作用：是检测1缸压缩上止点位置信号，将此信号输入ECU，以决定喷油时刻；并具有修正功能。（2）凸轮轴位置传感器的安装位置：凸轮轴端盖上其控制电路如图4-20所示。凸轮轴位置传感器（霍尔式）特性参数见表4-4。图4-20凸轮轴位置传感器电路图1-触发轮2-凸轮轴位置传感器3-电脑板表4-4凸轮轴位置传感器（霍尔式）特性参数量值单位最小典型最大环境温度一30+120℃空装空气间隙0.32mm供给电压4.524V《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断相位精确度+6—6°目标轮转速04000rpm类型霍尔效应式线号线色功能定义检测参数线路状态工作时电阻值A红白12V传感器电源12.0V12.0V/B绿蓝传感器信号线5.0V2.5〜2.7VC绿黑传感器搭铁0V0V四、电控点火系统的控制内容1.点火提前角的控制影响点火提前角的因素较为复杂，在电控点火系统中，一般点火提前角有几部分组成，即：实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角（或延迟角）。初始点火提前角是ECU根据发动机上止点位置确定的固定点火时刻，其大小随发动机而异。基本点火提前角是ECU根据发动机转速信号和进气歧管压力信号（或进气量信号），在存储器中查到这一工况下运转时相应的点火提前角。修正点火提前角（或延迟角）是ECU根据各种传感器传来的信号，对点火提前角进行修正，使控制更加准确。点火提前角的控制包括两种基本情况：①起动期间的点火时刻控制，即发动机起动时工况，按固定的曲轴转角位置点火。②起动后，发动机正常运行时，点火时刻由进气歧管压力信号（或进气量信号）和发动机转速确定的基本点火提前角和修正量决定。修正项目随发动机而异，并根据发动机各自的特性曲线进行修正。如图4-21为点火提前角的修正项目。 《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断 启动时点,火提前龟 初始点1火提前角点火提前角—— ——基本点火提前角启动后点火提前角——修正点火提前角暖机修正量稳定怠速修正量空燃比反馈修正量过热修正量爆震修正量最大提前和推迟控制量其他修正量图4-21点火提前角的修正项目（1）起动工况的点火时刻控制在起动期间，发动机转速较低（通常在500r/min以下），由于进气歧管压力信号或进气量信号不稳定，一般点火时刻固定在初始点火提前角（数值大小随发动机而异）。初始点火角由ECU中的备用模块进行设定。在某些发动机中，ECU还需输入起动信号（STA）。起动期间的控制信号主要是发动机转速（Ne）信号和起动开关（STA）信号。（2）起动后点火时刻控制1）基本点火提前角在正常工况下运转时，节气门位置传感器的怠速触点QDL）断开，ECU根据存储器的数据确定基本点火提前角。在正常运行工况运行时，控制信号主要有：进气歧管压力信号（或进气量信号）、发动机转速信号、节气门位置信号、汽油品种选择开关或插头（RP）、爆震信号（KNK）等。在某些发动机中，按汽油辛烷值不同，在存储器中存放着两张基本点火提前角的数据表格，驾驶员可根据使用汽油的辛烷值，通过汽油选择开关或插头进行选择。具有爆震控制功能的点火提前角系统（ESA），其ECU中还存有专用于爆震控制点火时刻的数据。在怠速工况下运行时，节气门位置传感器怠速触点闭合，此时，ECU根据发动机转速和空调开关是否接通等确定基本点火提前角。《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断在怠速工况运行时，控制信号主要有：节气门位置信号（IDL）。发动机转速信号（Ne）空调开关信号（A/C）。2）点火提前角的修正①暖机修正发动机冷车起动后，当发动机冷却液温度较低时，应增大点火提前角，暖机过程中，随冷却液温度升高，点火提前角发生变化。修正曲线的形状与提前角的大小随车型不同而异。暖机过程中，控制信号主要有：冷却液温度信号（THW）、进气歧管压力（或进气量）信号、节气门位置信号等。暖机修正曲线如下图4-22所示。占^占^SISK冷却水温度10②过热修正发动机处于正常运行工况（怠速触点断开），当冷却液温度过高时，为了避免产生爆震，应将点火提前角推迟。发动机处于正常运行工况（怠速触点闭合），冷却液温度过高时，为了避免长时间过热，应将点火提前角增大。过热修正控制信号主要有：冷却液温度信号（THW）、节气门位置信号（IDL）。过热修正曲线如下图4-23所示。

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断冷却水温度（七）③怠速稳定性的修正发动机在怠速运行期间，由于发动机负荷变化使发动机转速改变，ECU要调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。怠速运转时，ECU不断地计算发动机的平均转速。当发动机的转速低于规定的怠速转速时，ECU根据与怠速目标转速差值的大小相应地增大点火提前角；反之，则推迟点火提前角。怠速稳定修正信号主要有：发动机转速信号（Ne）、节气门位置（IDL）、车速（SPD）、空调信号（A/C）等，如下图4-24所示。④最大和最小提前角控制怠如果发动机实际点火提前角（初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前或延迟角）不合理，发动机很难正常运转。在初始点火提前角已设定时，受ECU控制的实际点火提前角则为基本点火提前角与

《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断，最小修正点火提前角之和，该值应保证在某一范围内。最大提前角为35〜45提前角为-10°〜0°。，最小2.闭合角的控制闭合角控制电路的作用是：根据发动机转速和蓄电池电压调节闭合角，以保证足够的点火能量。在发动机转速上升和蓄电池电压下降时，闭合角控制电路使闭合角加大，即延长一次侧电路的通电时间，防止一次侧储能下降，确保点火能量。在发动机转速下降和蓄电池电压较高时，闭合角控制电路使闭合角减小，即缩减一次侧电路的通电时间，确保一次线圈的安全。（1）ECU对闭合角的控制通常，ECU根据电源电压查得导通时间，再根据发动机转速换算成曲轴的转角，以确定闭合角的大小。如图4-25所示。闭合角第电池电压闭合角第电池电压图4-25闭合角的控制例如，某六缸发动机，电源电压为12V，若大功率晶体管导通时间为5ms，若发动机转速为2000r/min，则导通5ms相当于曲轴转角为：360。x2mx3=6060 1000在这种状况下，大功率晶体管从导通到截止，必须保持60°的曲轴转角，即闭合角为60°。又因六缸发动机的作功间隔为120°,亦即大功率晶体管截止到下一次截止为120°。大功率晶体管截止时，曲轴的转角为120°-60。=60°,那么ECU从大功率晶体管截止开始时计数60个1°信号，第61个1°信号起大功率晶《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断体管开始导通，即一次侧电流开始导通。(2)电子点火器中闭合角的控制电子点火器末级大功率晶体三极管的导通时间与发动机转速、集成块工作电压以及点火线圈的工作特性有关。例如：桑塔纳2000点火电子组件中闭合角的控制可分成两部分：第一部分由L497集成块与其脚10上的电容器CT，脚12上的偏流电阻R7组成一闭合时间基准定时器。当霍耳输入信号为“+”(脉冲的上升沿)时，CT以一恒定电流I10充电，其充电电流值一般为：-11心〜9.8^A(UT=5.3V〜16V，U10=0.5V，t=10ms〜33ms),调节偏流电阻R7,可调整I10的数值。CT充电波形见图6-14所示。第二部分由L497集成块与其脚11上的电容器CV、脚12上的偏流电阻R7组成闭合时间控制及调整电路。必须指出的是，电容器CW上的电压取决于发动机转速和集成块的工作电压值的大小，若输入信号为“+”，CW上的电压亦为“+”；若输入的霍耳信号下跳为“-"，CW以恒定的电流I11放电，其放电电流值为05rASI11S1uA。当U10=U11时，便是点火线圈导通的起始点。由于在低速时流过线圈电流时间较长，为减少大功率管上产生的功率损耗，必须减少导通时的过饱和时间td。(3)1。信号的产生 1。信号由曲轴位置传感器产生。下面介绍磁脉冲式和光电式曲轴位置传感器的1°信号产生原理。盘式磁脉冲传感器的结构主要由信号盘和信号发生器组成。信号盘随发动机曲轴一同转动，其边缘有均匀加工的细齿，齿与齿的间隔为4°,共有90个齿。另外，信号盘上每隔120。(六缸发动机)设计一个凸缘，共3个。信号发生器安装在信号盘的圆周外侧，其外形为长形盒，四孔插座作为信号线的连接插孔。信号发生器内有三个永久磁铁做成的磁头，磁头上分别绕有三组相互独立的线圈。磁头①、③安装得与信号盘上的细齿对正，感受信号盘圆周上细齿的变化。磁头②与信号盘上的凸缘安装在同一平面，感受凸缘的变化。发动机转动时，信号盘上的细齿和凸缘使磁头与信号盘之间的磁通发生变化，在磁头上的线圈中便产生与发动机转速和曲轴位置相关的周期信号。将这些信号进行放大、滤波和整形后，便可得到标准的矩形波。在磁头②上产生的信号每120°一个脉冲。每一个凸缘位置正好对应着六缸发动机的两个气缸活塞上止点前70°的位置，所以又称此信号为上止点前70°信号。磁头①、③的安装位置相隔3°,用于测量曲轴转角，两磁头所感应出的信号为同周期的矩形波(相位相《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断 差90°）。将这两路信号进行处理，那么，两信号合成的结果为一列周期为1°的脉冲。通过这样的测量与处理，最终可以获得测量精度为1°的发动机曲轴转角信号。并且可以得到每一时刻曲轴位置相对气缸上止点的角度。光电式曲轴位置传感器一般安装在分电器内。它由光电信号发生器和固定在分电器轴上随轴转动的带孔的遮光盘组成。遮光盘上刻有光孔，在其圆周外圈，均匀地刻有360条缝隙，在内圈的圆周上均匀地刻有6个较宽的缝隙。信号发生器固定在分电器壳上，并分作两部分分别位于遮光盘的上下两侧。上部装有两只发光二极管，分别对在遮光盘的两圈缝隙上，下部分装有两只光敏二极管分别与遮光盘上边的两只发光管对正。发动机转动时，遮光盘随之而转，当遮光盘上的缝隙与光电传感器对准时，光线通过缝隙照在其下边的光敏二极管上，使光敏二极管导通。当光线被遮光盘挡住时，光敏二极管截止。这样，在光敏二极管上就会产生一定的电压信号，将此信号进行放大、处理，即可得到控制点火用的脉冲信号。由外圈一组产生的信号，其周期对应于分电器轴转动角度的1°，将此信号进行2倍频，即可获得对应于曲轴转角为1°的信号。内圈的一组光电传感器的信号周期为60°（分电器轴转角），对应于曲轴转角为120°。使用中，将内圈信号产生的缝隙固定在发动机作功缸的上止点前70°的位置，则此信号即可作为发动机各对应缸的压缩上止点参考信号。3.发动机爆震的控制闭环控制所用的反馈信息可以是发动机的爆震信号、转速信号或气缸的压力信号等。最常见的是利用发动机的爆震信号作为反馈信息，用来控制大负荷等工况下的点火提前角；在怠速等工况，则常用发动机的转速信号作为反馈信息，从而尽可能维护怠速时稳定运转；中等负荷等工况，则一般采用开环控制方式，但在此工况下一旦发生爆震，又会自动转入利用爆震信号作为反馈信息的闭环控制方式。利用发动机爆震信号作为反馈信息的闭环控制方式中，爆震传感器将发动机的爆震状况反馈给ECU，一旦爆震程度超过规定的标准，ECU立即发出点火系统推迟点火；当爆震程度低于规定的标准时，ECU又会将点火时刻提前，循环《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断调节点火时刻的结果，使发动机始终处于临界爆震的工作状态，此工作状态与发动机的技术状况无关。在此工作状态下，可使发动机获得最大的动力性能，经济性能也可以得到一定程度的改善。如图-26所示。用于检测爆震信号的传感器有三类：第一类利用装于每个气缸内的压力传感器检测爆震引起的压力波动；第二类把一个或两个加速度传感器装在发动机缸体或进气管上，检测爆震引起的振动；第三类对燃烧噪声进行频谱分析。若用发生爆震的循环次数与实际工作循环的次数之比值（爆震率）来衡量爆震强度，可以定量地把爆震分为四个等级：爆震率在5%以下时为微爆震；5%〜10%为轻爆震；10%〜25%为中爆震；25%以上为重爆震。当发动机出现1%〜5%的轻微爆震时，其动力性、经济性接近最佳值。闭环控制方式即按轻微爆震来确定最佳点火提前角。闭环控制时，ECU测出的爆震率对点火提前角进行调节。一定时间内无爆震时，就逐步增大点火提前角，直至发生轻微爆震；爆震率大于5%时，又将点火提前角减小，直至爆震消除。ECU对点火提前角的调节有快速调节法和慢速调节法两种。采用快速调节法时，一旦发生爆震并需要调整提前角，则将点火提前角减小一个较大的固定值（5。〜10。），使爆震迅速消除。之后，曲轴每转5周〜20周，就将点火提前角增大1。或0.5。。采用慢速调节法时，则每次将点火提前角减小1。或其它较小值，直至爆震消除或进入轻微爆震区。一定时间内无爆震时，则每次将点火提前角增《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断大1°或其它较小值，直至进入轻微爆震区。慢速调节法比快速调节法更适合于闭环控制点火系统，因为它能较好地适应发动机技术状况缓慢的变化。有些系统则每次发生爆震均对点火提前角进行调节，爆震消除一段时间后，点火提前角又逐步增大。对发动机点火提前角实施闭环反馈控制，无需人工调整点火提前角，同时，可以适当提高发动机的压缩比，进一步改善其动力性和经济性。但排放性能将有一定程度的下降（主要是NOX排放增多）。【制定计划】一、学生制定汽车点火控制系统检修方案1.制定汽车点火控制系统检诊方案的方法和原则（1）分好几个小组，并选好小组长。（2）各小组成员分别进行集合，收集准备的相关资料和老师给出的工作页；（3）讨论并制定汽车点火系统检诊方案：1）检诊项目的确定；2）检测量具和仪器的选用；3）检诊方法步骤；4）安全及注意事项。2.学生制定点火控制系统检修方案展示与讨论（1）各小组派出一名代表，进行本小组的检诊方案的展示。（2）各小组对展示的检诊方案进行讨论，确定其合理性。3.学生制定点火控制系统检修方案的决策根据讨论结果，进行分析比较，修改并决定较为合理的检诊方案。二、汽车点火控制系统检修参考方案《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断.实践准备条件五菱宏光车辆或B12发动机台架、诊断仪、数字万用表、五件套、手电筒、教材、工作页、互联网资源、多媒体设备等。.汽车点火控制系统检修计划汽车点火控制系统检修计划见表4-5。表4-5汽车点火控制系统检修计划1.总体认识点火控制系统检修1）点火控制系统的结构及原理2）点火控制系统检修前的准备工作3）点火控制系统各元件技术标准4）点火控制系统检修安全注意事项2.制定点火控制系统检修流程1）点火控制系统故障分析、确定故障部位2）点火控制系统故障元件的检修3）现场收集清理工作【任务实施】在实施任务时所需的主要设备有五菱宏光或其它轿车1辆（或B12发动机实训台架1台），主要工具有常用拆卸工具1套、汽车诊断解码仪器1台、数字式万用表1块、教学用的多媒体设备1台、二极管试灯笔、车轮挡块、手电筒一只、五件套等。需要准备的维修资料有《五菱宏光轿车维修手册》1套、汽车诊断解码仪器使用说明书1套、相关挂图、教材、课件、工作页、互联网资源、安全操作规程等。一、点火控制器的检测点火控制器的检测主要包括：外观检测、初级、次级线圈电阻的检测。.外观检测检查点火控制器的外观，应无裂纹破损，否则予以更换。《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断.初级、次级线圈电阻的检测用万用表电阻档测量点火控制器的初级、次级线圈电阻，应符合下面的技术标准，否则说明有故障，应予以更换。（1）初级电阻：0.5±0.05Q（2）次级电阻：10000±300Q.点火器控制线路的检测用万用表检测点火线圈的电源线应为12V电；将试灯连接到接插头的②〜①脚，打起动检测一组控制信号工作情况；将试灯连接到接插头的③〜②打起动检测另一组控制信号工作情况；正常情况试灯在打起动时闪亮。二、高压分线的检测.漏电检查高压分线因绝缘层老化、破损或受潮会引起漏电。判断方法是，接通点火开关，用起动机带动发动机转动，将高压分线外皮接触发动机的金属部分，仔细观察，若有微小电火花，说明此高压分线漏电。应予以更换。.乱缸的检测如发现发动机的高压分缸线错误，则按发动机的点火顺序或点火控制器上标注的气缸数插好高压分缸线即可。.断路检查通过测量高压分线的电阻值来判断高压分线是否良好，其最大阻值为25KQ，如电阻值不符合规定，因更换高压分线。三、火花塞的检测《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断.火花塞外观检查火花塞的电极正常颜色为灰白色，如电极烧黑并附有积炭闷油等，应清除、清洁或更换。.火花塞电极间隙检查各种车型的火花塞间隙均有差异，一般应在0.7〜0.9之间，检查间隙大小，可用火花塞量规或薄的金属片进行。火花塞电极间隙过大会造成跳火能量不足;火花塞电极间隙过小容易聚集积炭和油泥，容易造成电极间的短路和断路。所以检查火花塞间隙应在规定范围，否则校调或更换。.火花塞跳火状况检查检查火花塞跳火状况时，可将火花塞与发动机缸体导通，用一根高压分线触接火花塞的接线柱，然后打开点火开关，启动发动机观察火花塞电极跳火情况，如跳火位置在火花塞间隙，火花不分散，蓝色粗条，则说明火花塞良好，否则，即需换新。四、曲轴位置传感器的检测.外观、间隙的检查曲轴位置传感器外观检查应无裂纹、破损、松动等现象，间隙应在0.3〜1.7mm范围。.电阻值的检查拔下曲轴位置传感器的线路连接器，用万用表电阻档测量传感器插口端子电源与对地端，信号与对地端电阻值应为8如不足，需更换传感器。.电压值检测用万用表对传感器三个端子进行检测，打开电火开关，电源与地端电压为《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断5.5V之间，信号与地端电压为4.5-5.5V之间，启动发动机时信号与地之间的电压应发生变化，否则需检修线路或传感器。五、凸轮轴位置传感器有的检测.外观、间隙的检查凸轮轴位置传感器外观检查应无裂纹、破损、松动等现象，间隙应在0.3〜2mm范围。.电阻值的检测拔下凸轮轴位置传感器的线路连接器，用万用表电阻档测量传感器插口端子电源与对地端，信号与对地端电阻值应为8,如不足，需更换传感器。.电压值检测用万用表直流电压档测量传感器的输出电压，起动发动机，此时应有电压产生（2.2〜2.7V）。静止状态时信号端电压为4.5—5.5V之间。传感器电源端电压值为4.5—5.5V之间。六、爆燃传感器的检测.电压值的检测电压法：正常电压值S0.5V,在振动频率为7kHz左右有1V的电压输出。.电阻值的检查电阻法：爆震传感器的电阻值N1MQ,敲击时应有微量的电压产生。防止爆震的产生还应注意以下问题：（1）不使用劣质的燃油和润滑油；（2）点火正时和配气正时应定期检查；《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断 （3）冷却系工作正常，冬夏季都使用高沸点的冷却液，防止水垢的产生和发动机过热。（4）缸内积炭定期清除，可使爆燃产生的机率降低。KNK的屏蔽网线：因压元件产生的电压值较低（＜1V），为防止高压电磁波的放射干扰，多将信号线屏蔽网线保护。也必须可靠的搭铁。【拓展知识】.汽车电子点火系统检测要求电控发动机电子点火系统检测与诊断学习是在实车上进行学习和操作检测的，在作业过程中要做好安全防护措施，注意人身、设备安全，工、量具的正确使用。在使用试火法检验各缸高压火时应先取下各缸喷油器插头，以免未经燃烧的汽油进入催化转换器而损坏催化器。在检修诊断过程当中，还要做到以下几个方面：（1）习惯性使用“三件套”、发动机舱防护罩等汽车防护物品，养成良好的职业习惯。（2）养成工具、零部件、油液“三不落地”的职业习惯，工具及拆下的零部件等整齐地放置在工具车及零件盘中。.典型故障案例分析五菱宏光轿车发动机偶尔出现不能启动现象故障现象一辆2010年五菱宏光轿车，偶尔出现不能启动现象，其行驶里程为31400km。该车安装的是63KWL4发动机，发动机为德尔福系统。据车主反映，此前几天也出现过此现象，当时在一家修理厂更换过泵总成、汽油、，清洗，接车后一切正常，但过一天突然又出现不着车现象。《汽车电控发动机检测与诊断》学习任务四点火系统检测与诊断故障诊断与排除一般来说，发动机不能启动的原因有：汽缸压缩压力太低、汽油泵压力太低、喷油嘴堵塞、点火系统故障等。按照先简后繁的诊断程序，先看点火系统。拔掉第1缸，启动发动机，没有高压火跳出，后又拔其他三个缸的高压线也没有火跳出，说明此车是因无点火而不能启动的。接下来重新检查点火系统，用检查，1、4缸和2、3缸的均为5100Q,正常。然后用万用表、检查点火线圈的四根线路是否短路或断路，经检查1号脚搭铁正常，2号脚有12.7V的电压，3、4号脚为控制线，接上发光二极管，启动发动机二极管闪烁正常。于是又用金奔腾查故障码，系统正常。那为什么没有高压点火呢？这下可没招了，就在这时维修师傅无意中碰了一下保险盒，发动机启动着车并一切正常，这下可找到故障点了。经检查，原来保险盒的一个点火电源保险熔断后，是用细铜丝缠绕着的，非常松动，而且保险盒也没有固定，所以造成点火电源保险丝接触不良。当启动发动机时，因点火线圈的初级线圈用电电流增大，松动的保险丝电负荷开始增加，这时保险丝产生断路现象，点火线圈无高压输出。而用万用表检测点火线圈2号脚供电时有1