第三章 汽油机电控点火系统

第3章汽油机电控点火系统3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理3.2

汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理3.3无分电器电控点火系统3.4

电控点火系统的故障诊断与维修3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理汽油机电控点火系统根据发动机的不同工况，适时在气缸内提供足够能量的电火花，使混合气能准时、迅速的燃烧做功。发动机在任何转速和负荷下都要求有精确的点火正时及较强的火花，点火正时精确与否对发动机的性能影响很大。为使点火系统能在发动机各种工况和使用条件下可靠而准确地点火，对点火系统有下列要求。(1)点火系统应能迅速及时地产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压。火花塞电极之间产生火花的电压称为击穿电压。影响击穿电压的因素有:火花塞电极间隙，气缸内混合气的压力与温度，电极的温度与极性，发动机工作情况等。下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理发动机起动时击穿火花塞气隙需要19kV的高电压，汽车行驶时，发动机在满载低速时击穿火花塞气隙需要8-10kV的高电压，发动机正常工作时点火电压一般为15kV以上。为保证点火可靠，考虑各种不利因素的影响，通常点火装置设计的能力为30kV。(2)电火花应具有足够的点火能量。为保证发动机能在较高经济性和污染物排放量指标的基础上正常工作，电火花应具有足够的点火能量。(3)点火时间应根据发动机各种工况的需要，按照发动机的工作顺序进行点火，一般六缸发动机的点火顺序为153624，四缸发动机的点火顺序为13420为使发动机在不同的转速、负荷工况下，把热能转化成机械能的过程中输出最大功率，点火系统必须随发动机转速和负荷的变化及时调整点火提前角，实现最佳点火。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理日前，国内外汽油机绝大多数采用电控燃油喷射，与之相配套的汽油机电控点火系统已经成为主流。电控点火系统由计算机根据传感器输出的曲轴转角、空气流量(或进气歧管绝对压力)、节气门开度、发动机冷却液温度、空燃比、转速等发动机工作信息，对点火时间进行精确控制，使发动机性能更加优越。电控点火系统大致可分为以下几种。(1)按点火能量的储存方式分类。①电感储能式电子点火系(点火系电火花的能量以磁场的形式储存在点火线圈中)。②电容储能式电子点火系(点火系电火花的能量以电场的形式储存在点火线圈中)。(2)按信号发生器的工作原理分类。①电磁感应式电子点火系。②霍尔效应式电子点火系。③光电式电子点火系。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理(3)按高压电的配点方式分类。①机械配电点火系，在中低档车应用较多。②计算机配电点火系，在中高档车中应用较为广泛。3.1.1汽油机电控点火系统的组成

汽油机电控点火系统主要由各种传感器、电控单元、分电器、点火线圈等组成，如图3.1所示。1.传感器传感器的作用是检测发动机运行工况。主要的传感器有:发动机转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气流量传感器(或进气压力传感器)、冷却液温度传感器、进气温度传感器、爆震传感器、节气门位置传感器等。下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理2.电控单元电控单元(又称ECU或电脑)是一种电子综合控制装置，其主要作用是根据发动机各传感器输人的信息及内存的控制程序，使发动机得到最佳混合气、最佳点火时间和最稳定的怠速，从而使发动机的动力性、经济性和排气净化性等处于最佳状态。电控单元由输人电路、输出电路、A/D转换器、微型计算机以及电源电路、备用电路等组成。3.点火器点火器的作用是根据电控单元的输出信号，控制内部的大功率三极管的导通与截止，从而控制初级线圈的导通和切断。有些点火器只有大功率三极管，单纯起开关作用;有些点火器除开关作用外，还有横流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。大功率三极管设置在电控单元内部时，点火系统内无点火器。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理4.电源电源由蓄电池和发电机向点火系提供低压直流电，电压一般为12V。5.点火开关点火开关控制点火系初级电路的通断，同时也控制充电系的励磁电路、起动电路及由点火开关控制的所有用电设备。6.点火线圈(又称升压变压器)点火线圈将12V低压电升变成20kV左右的高压电。分电器分电器将点火线圈产生的高压电，按照发动机各缸工作顺序送至火花塞。某些计算机控制的发动机已取消了分电器，ECU接收传感器的信号，向点火器发出点火指令，高压电由点火线圈直接送给火花塞，有的是一个点火线圈控制两个火花塞，有的是一个点火线圈控制一个火花塞。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理7.火花塞火花塞的作用是将高压电引人各个气缸，产生电火花，点燃混合气。3.1.2汽油机电控点火系统的控制原理发动机工作时，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相关数据，确定出该工况下最佳点火提前角和点火线圈初级电路闭合角(通电时间)，并以此向点火器发出指令。点火器则根据ECU的指令，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。当初级电路中的电流被切断时，在次级线圈中将产生很高的感应电动势(15-20kV)，按照发动机工作顺序，经分电器或直接送至气缸的火花塞。点火能量经火花塞瞬间释放，产生的电火花点燃气缸内混合气，使发动机完成做功过程。下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理此外，在具有爆燃控制功能的电控点火系统中，ECU还根据爆燃传感器的输人信号来判断发动机有无爆燃及爆燃的程度，并对点火提前角进行闭环控制。3.1.3点火提前角的控制发动机在任何负荷和转速下都要求有精确的点火正时及较强的火花。点火正时精确与否对发动机的性能影响很大。影响最佳点火提前角的主要因素除发动机负荷和转速外，混合气浓度、进气温度和发动机水温等几个因素一也有一定的影响。如果在任何工况下都能保持以最佳点火提前角工作，就能使发动机的功率、经济性、加速性和废气排放等各项性能指标达到最优。如图3.2所示，电脑控制点火系统可根据发动机各种负荷和转速，控制最佳的点火正时，使发动机的输出功率、经济性、加速性和废气排放等都达到最理想的状态。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理

在电脑控制点火提前角系统中，电脑根据发动机负荷信号、转速信号自动控制点火提前角，向点火器发出点火信号，通过点火器晶体管的导通和截止，使点火线圈的初级电流接通或断开，从而产生高压火花，并控制点火正时，负荷信号通过空气流量计或进气压力传感器及节气门位置传感器测得。转速信号和曲轴位置信号则通过分电器内或曲轴皮带轮附近的曲轴位置传感器测得。发动机在不同转速和负荷下的最佳点火提前角被预先存储在电脑的存储器内，在发动机实际运行时，由电脑根据所存储的点火特性进行点火提前角自动控制。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理具体过程是:电脑先根据负荷和转速信号，从存储器内读出相应工况下的点火提前角;再根据水温传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、点火开关、空调开关、自动变速器挡位开关等测得的发动机其他运转参数，对所选取的点火提前角进行修正，以保证在任意运转工况下都能获得最佳的点火提前角;最后，电脑还要根据曲轴位置传感器测得的曲轴位置基准信号，通过控制点火器，在各缸活塞到达压缩行程上止点之前，精确地按照这一最佳点火提前角触发火花塞跳火。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)。下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理点火提前角的控制包括两种基本情况。①起动期间的点火时间控制:发动机在起动时，在固定的曲轴转角位置点火，与发动机的工况无关。②起动后发动机正常运行期间的点火时间控制:点火时间由进气歧管绝对压力信号(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。修正项日随发动机而异，并根据发动机各自的特性曲线进行修正。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理上一页下一页返回点火正时控制｛运动期间点火时间控制一固定点火提前角启动后点火提前角控制｛基本点火提前角-由进气歧管压力（或进气量）和转速确定修正点火提前角｛暖机修正量稳定怠速修正量空燃比反馈控制过热修正量爆震修正量最大提前角/延迟角控制其他修正量3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理在起动期间，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，点火时间固定为初始点火提前角(数值大小随发动机而异)。初始点火提前角由ECU中的备用IC模块进行设定。在某些发动机中，ECU还需输人起动信号(STA)。起动期间点火时间控制如图3.3(a)所示。此时的控制信号主要是发动机转速信号和起动开关信号。正常运行时点火时间控制如图3.3(b)所示。

在正常工况下运转时，节气门位置传感器的怠速触点(IDL)断开，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基本点火提前角，数据表格存储形式如图3.4所示。下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理在正常工况运行时，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、燃油品种选择开关或插头信号(R-P)、爆震信号KNK等。在某些发动机中，按燃油辛烷值不同，在存储器中存放着两张基本点火提前角的数据表格。驾驶员可根据使用燃油辛烷值的不同，通过燃油选择开关或插头进行选择。具有爆震控制功能的电控点火系统中，ECU中还存有专用于爆震控制点火时间的数据。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理在怠速工况运行时，节气门位置传感器怠速触点闭合，此时，ECU发动机转速和空调开关是否接通确定基本点火提前角。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)。在正常工况运行时，电控点火系统对点火提前角进行修正。发动机冷车起动后，当发动机冷却水温度较低时，应增大点火提前角。暖机过程中，随冷却水温度升高，点火提前角变化。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:冷却水温度信号(THW、进气歧管绝对压力(或进气量信号)、节气门位置信号等。当冷却水温度过高时，为了避免产生爆震，应将点火提前角推迟。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理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下稳定运转。当发动机的转速低于规定的怠速转速时，ECU根据与怠速转速差值的大小相应地增大点火提前角，当发动机转速高于规定的怠速转速时，推迟点火提前角。怠速稳定修正信号主要有:节气门开度(IDL)、车速(SPD、发动机转速信号(NE)、空调信号(A/C)等。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+修正点火提前角或延迟角)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只是基本点火提前角与修正点火提前角之和，该值保持在某一范围内(最大提前角:35°-45°;最小提前角:-10°-0°)。下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理发动机工作时，点火时刻的控制要求以10曲轴转角的指令精度进行控制。当发动机转速为6000r/min时，若将10曲轴转角换算成时间则大约为30us,为了进行精确的计时控制，需要具有能够精确检测曲轴转角的曲轴位置传感器和高速运算的微机，另外还需要有能够巧妙利用它们的控制方式。日前点火控制方式一:曲轴位置传感器产生180°曲轴转角的G信号和30°曲轴转角的Ne信号。ECU同时对180°G信号和30°Ne信号计数，以G信号为基准，算出通电开始时刻到点火时刻的30°曲轴转角信号，再由微机控制从300曲轴转角开始的通电时刻和断电时刻。点火控制方式二:曲轴位置传感器产生180°曲轴转角的G信号和10曲轴转角的Ne信号，以G信号为基准，按每10曲轴转角分频，用既定的曲轴角度产生开始通电时刻和断电时刻信号。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理3.1.4通电时间控制日前计算机控制点火系应用较多的是电感储能式电子点火系，次级电压的最大值U}aa与初级电流成正比，而初级电流又随初级电路导通时间的增大而增大，因此必须保证初级电路导通时间才能使初级电流达到饱和。在计算机控制点火系中，为了减小转速对次级电压的影响，提高点火能量，采用了初级线圈电阻很小的高能点火线圈，其饱和电流可达30A以上。为了防止初级电流过大烧坏点火线圈，在点火控制电路中，必须控制一个最佳通电时间，保证在任何转速下初级电流都能达到规定值。这样既能改善点火性能，又能防止初级电流过大而烧坏点火线圈。上一页下一页返回3.1汽油机电控点火系统的组成与控制原理3.1.5爆燃控制为了获得最佳动力性和经济性，可适当增大点火提前角，但点火提前角过大，又会引起爆燃。计算机控制点火系增加了爆燃控制，如图3.5所示。爆震传感器安装在气缸体上，把爆燃时传到气缸体上的机械震动转换成电压信号，输人发动机ECU,ECU把爆燃传感器的电压信号进行滤波处理，判断爆燃程度。若爆燃强，推迟点火的角度大;爆燃弱，推迟点火的角度小。点火角度的每次调整都以一个固定的角度递减，直到爆燃消失为止。而后又以一个固定的角度提前，当发动机再次出现爆燃时，ECU又使点火提前角再次推迟，反复进行调整。下一页返回3.2汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理3.2.1点火线圈点火线圈由初级绕组、次级绕组和铁芯等组成。按磁路的结构形式不同，可分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种。1.开磁路点火线圈开磁路点火线圈中心是用硅钢片叠成的条形铁芯，由于铁芯没有构成闭合回路，所以称为开磁路点火线圈，如图3.6所示。铁芯外部套有次级绕组，直径为0.06-0.10mm的漆包线，次级绕组一般为2万匝。初级绕组是直径为0.5-1.0mm的高强漆包线，绕在次级绕组的外面，为加强绝缘与防潮，条形铁芯底部装有瓷绝缘支座，外壳内充满沥青或变压器油等绝缘物。点火线圈的顶部是胶术盖，并加以密封。上一页下一页返回3.2汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理2.闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈又称为高能点火线圈，其结构如图3.7所示。在“口”字形或“日”字形铁芯内绕有次级绕组，在次级绕组外面绕有初级绕组，初级绕组产生的磁通量通过铁芯构成闭合回路，如图3.8所示。开磁路点火线圈磁路磁阻大，磁通量泄漏多，因此，能量转换效率低，现已很少应用。与开磁路点火线圈相比，闭磁路点火线圈具有漏磁少、能量损失少、转换效率高、体积小、质量轻和易散热等优点，因此在点火系中被广泛应用。上一页下一页返回3.2汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理3.2.2点火控制器点火控制器的作用是控制点火系初级电路的导通与截止，内部集成电路，全密封结构，其外形如图3.9所示。1.丰田汽车磁脉冲式电子点火装置丰田汽车常用的磁脉冲式电子点火装置如图3.10所示，由点火信号发生器、电子点火器、分电器、点火线圈和火花塞等组成。电子点火器将点火信号发生器的信号进行整形、放大，以控制点火线圈初级电路的通断。它由点火信号检出电路(三极管VT3、VT4)和功率放大电路(大功率三极管VT5等组成。其工作原理如下:VT2为触发管，当它导通时，其集电极的电位降低，使VT3截止;下一页返回3.2汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理VT3截止时，蓄电池通过R5向VT4提供偏流，使之导通;VT4导通时，R7上的电压降又加在VT5的发射极上，使之导通。这样初级绕组便有电流通过，其电路是:蓄电池正极一点火开关4→附加电阻R1→点火线圈初级绕组→大功率三极管VT5→搭铁→蓄电池负极。当VT2截止时，蓄电池通过凡向VT2提供偏流，使VT2导通。VT3导通则VT4截止，VT5也截止。于是点火线圈的初级电流被切断，次级绕组产生高压电，击穿火花塞间隙，点燃混合气。电路中三极管VT1基极和发射极相连，相当于发射极为正、集电极为负的二极管，起温度补偿作用。其原理如下:VT2的导通电压会降低，VT2导通提前而截止滞后，从而导致点火推迟。VT1与VT2的型号相同，具有相同的温度特性参数，故在温度升高时，VT1的正向导通电压也会降低，使P点电位Up下降，正好补偿了温度升高对VT2工作电位的影响，而使VT2的导通与截止时间与常温时相同。上一页下一页返回3.2汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理2.桑塔纳轿车霍尔效应式无触点电子点火装置图3.11所示为桑塔纳汽车常用的霍尔效应式无触点电子点火装置。桑塔纳的汽车霍尔信号发生器装在分电器内，其结构如图3.12所示，主要由触发叶轮、永久磁铁、霍尔元件等组成。触发叶轮与分火头制成一体，由分电器轴带动，触发叶轮的叶片数与发动机的气缸数相等。当发动机工作时，分电器轴带动触发叶轮转动，每当触发叶轮的叶片进人永久磁铁和霍尔元件之间的空气气隙时，原来垂直进人霍尔元件的磁力线被叶片遮住，霍尔元件的磁路被触发叶轮的叶片旁路，因此霍尔元件不产生电压，霍尔集成电路输出极的晶体管处于截止状态，其集电极电位为高电位11-12V;上一页下一页返回3.2汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理当触发叶轮的叶片离开此气隙时，永久磁铁的磁力线则可垂直进人霍尔元件，于是在霍尔元件中产生霍尔电压，霍尔集成电路输出极的晶体管处于导通状态，其集电极电位为低电位0.3-0.4V,这时霍尔信号发生器输出信号为0.3-0.4V。故触发叶轮每转一周，霍尔信号发生器便可产生四个脉冲信号，将此信号输送给点火控制器便可实现对点火系的控制。图3.13所示为桑塔纳轿车霍尔效应式电子点火系工作原理图。下一页返回3.2汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理

①当发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器的触发叶轮旋转。当触发叶轮的叶片进人空气隙时，霍尔信号发生器输出11~12V的高电压信号，高电压信号使点火控制器集成电路中的末级大功率晶体管VT导通，点火系的初级电路导通，电路为电源“+”极N1→点火控制器(VT)→搭铁→电源“_”极。②当触发叶轮的叶片离开霍尔元件气隙时，霍尔信号发生器输出0.3~0.4V的低电压信号，低电压信号使点火控制器末级大功率晶体管VT截止，初级电路截止，初级电流消失，次级电路产生高电压。③高压电由分电器分配到各缸火花塞，点燃混合气。上一页返回3.3无分电器电控点火系统

在计算机控制的基础上，用电子控制装置取代点火系中的分电器，无机械磨损，一也无需调整，点火电压高，是较理想的点火系统，在中高挡车上应用较广。日前主要两种方式:一种是每两缸装一个点火线圈，两缸同时点火的无分电器电子点火系统(DLI)，如图3.14所示;另一种方式是每缸一个点火线圈，各缸独立进行控制的直接点火系统(DIS)，如图3.15所示。下一页返回3.3无分电器电控点火系统3.3.1DLI方式奥迪V6发动机无分电器点火系统的组成如图3.16所示，其工作原理如图3.17所示。

蓄电池经点火开关向三个双点火线圈N,N128,N158提供初级电流，三个点火线圈的初级电路分别经点火控制器N122搭铁。发动机ECU根据发动机转速信号、曲轴位置信号、凸轮轴位置信号、进气歧管压力传感器(安装在发动机ECU中)信号和冷却液温度信号等计算最佳点火提前角，向点火控制器发出点火信号和气缸缸序判别信号(IGD)。下一页返回上一页3.3无分电器电控点火系统点火控制器由此可判断发动机气缸的点火次序，依次使各点火线圈初级电路通断，各点火线圈次级绕组依次产生高压电，使对应的两个火花塞同时跳火，点燃其中处于压缩行程气缸内的混合气。奥迪V6发动机的1号气缸和6号气缸、2号气缸和5号气缸、3号气缸和4号气缸同时处于上止点，并且总是一个气缸为压缩行程的上止点，另一个气缸为排气行程的上止点。在DLI中，点火器是与发动机ECU连接的。其中有3个点火线圈，一个用于1号和6号气缸，一个用于2号和5号气缸，一个用于3号和4号气缸。ECU根据来自凸轮轴和曲轴位置传感器的G信号和Ne信号，将气缸识别信号(IGDA和GDB)和IGT信号传送至点火器。点火器根据这些信号，将初级电流分配至3个点火线圈。因此，1号和6号气缸火花塞同时点火，2号和5号气缸以及3号和4号气缸一也是如此。上一页下一页返回3.3无分电器电控点火系统换言之，一个周期中，每个火花塞点火两次。两个气缸的火花塞同时跳火，处于压缩行程气缸内的可燃混合气点燃，另一个火花塞虽然一也跳火，因该气缸处于排气行程而不起作用。由于来自ECU的IGT信号必须分配至3个线圈，ECU就要输出两个气缸识别信号(IGDA和IGDB。这一组合信号与气缸点火顺序一致。点火器中的气缸识别电路根据这些信号的组合，将IGT信号分配至晶体管驱动电路，这一驱动电路又与有关点火线圈相连，将IGDA和IGDB信号从1切换至0，再从0切换至1，这是与IGT信号同步的。其他电路则与常规型点火器中的一样。由于点火线圈次级一侧内有高压二极管，因此不能用普通欧姆表判断是否导通。上一页下一页返回3.3无分电器电控点火系统3.3.2DIS方式DIS与DLI相似，不使用分电器，直接将高电压从点火线圈分配至火花塞。每个气缸配一个独立的点火线圈，又称独立点火，如图3.18所示。由于每缸都有独立的点火线圈，即使发动机的转速高达9000r/min，线圈也有较长的通电时间(较大的闭合角)，可以提供足够高的点火能量。与有分电器点火系统相比，在相同的转速和相同点火能量下，单位时间内点火线圈的电流要小得多，因此，线圈不易发热。因点火线圈体积可以非常小，一般是将点火线圈压装在火花塞上，这种点火方式控制系统特别适合于多气门发动机。返回上一页3.4电控点火系统的故障诊断与维修在汽油发动机各系统中，点火系统对发动机的性能影响最大，据统计数字表明，约50%的故障是因为点火系统工作不良而引起的，因此发动机性能检测往往从点火系统开始。汽车发动机不能正常工作，首先要确定故障部位。检查时，首先检查点火装置连接线路及工作电压，如果连接导线、搭铁线、电源线及电源电压正常(给点火电子组件、点火信号发生器及点火线圈等提供的电压，一般不低于6V即可正常工作)。可进一步检测点火线圈、点火高压电路、点火信号发生器以及点火电子组件。如果怀疑电子点火装置有故障，可起动发动机，从分电器盖上拔下中央高压线对缸体试火，观察线端是否跳火，可以判断故障是在低压电路还是在高压电路。下一页返回3.4电控点火系统的故障诊断与维修3.4.1电控点火系统的故障诊断1.有分电器点火系统不同电子点火系统故障诊断的区别主要在于信号发生器的检测，以常见的霍尔式电子点火系统为例说明电子点火系的故障诊断与维修。(1)打开分电器盖，转动曲轴，使分电器转子缺日对正霍尔信号发生器。(2)拔出分电器盖上的中央高压线，使其端部离气缸体5-7mm，如图3.19所示。(3)接通点火开关，用螺钉旋具在霍尔信号发生器的间隙中轻轻地插人和拔出，模拟转子在间隙中的动作，观察高压线端有无跳火。上一页下一页返回3.4电控点火系统的故障诊断与维修(4)如果高压线端跳火，表明低压电路中的霍尔信号发生器、点火控制器及点火线圈性能良好，故障在高压电路;如不跳火，故障在点火线圈、低压电路连接导线、霍尔信号发生器或点火控制器，应进一步检查。2.无分电器点火系统对于无分电器点火系，由于其高压配电方式和有分电器计算机控制点火系不同，个别气缸工作不良故障的原因和诊断方法也相应的存在一些差异。如果只是为了判别个别气缸工作是否正常，可以人为停止该缸喷油，根据该缸停止喷油前后发动机的转速变化进行判断。但是要具体确定个别缸不工作的故障原因，还需要用高压线对缸体试火的方法仔细检查。如果是火花塞缺火导致的个别缸工作不良，主要原因除了火花塞、高压线的故障外，还可能是相应的点火信号控制电路连接不良或点火线圈、点火控制器、计算机控制单元等的相应部分发生故障，可以从分缸高压线的跳火情况进行检查。下一页返回上一页3.4电控点火系统的故障诊断与维修3.4.2曲轴位置传感器的检测以磁脉冲式曲轴位置传感器为例进行检测(以丰田佳美1VZ-FE发动机为例)。(1)拔下点火线圈上的中心高压线及各喷嘴上的线束。该发动机曲轴位置传感器电路图如图3.20所示。(2)轴位置传感器输出信号的检查:拔下曲轴位置传感器的导线连接器，将示波器输人接线与导线连接器上G1-G0,G2-G0,Ne-G0端子连接，用起动机带动发动机旋转(保持30s)，示波器应有如图3.21所示的波形，即G1-G0,G2-G0,Ne-G0端子间有脉冲信号输出;否则，需要更换。上一页下一页返回3.4电控点火系统的故障诊断与维修

(3)传感器线圈与信号转子的气隙检查:拆下分电器盖、分火头等，露出曲轴位置传感器，如图3.22所示，用厚薄规测量信号转子与传感线圈凸出部分的空气气隙，应为0.2~0.4mm;否则，应更换。

(4)曲轴位置传感器线圈的电阻测量:如图3.23所示，用万用表的电阻挡在分电器的接线插座上，测量曲轴位置传感器各感应线圈的电阻，测量值应符合表3-1。上一页下一页返回3.4电控点火系统的故障诊断与维修3.4.3点火线圈的检测电子点火系的点火线圈为高能点火线圈，可在万能实验台上进行测试，通过测量跳火间隙判断点火线圈的性能，高能点火线圈初级绕组的电阻一般较小，可通过测量其初级绕组和次级绕组的电阻值，判断点火线圈是否有断路、短路和搭铁。桑塔纳轿车点火线圈初级绕组的电阻为0.52~0.76ΩL，次级绕组的电阻为2.4~3.5kΩ;红旗、奥迪轿车点火线圈初级绕组的电阻为0.6~0.7Ω

，次级绕组的电阻为2.5~3.5kΩ。3.4.4点火器不同电子点火系的点火控制器检测原理不同，检测时要先了解点火控制器的接线方法。现以霍尔效应式点火控制器和磁感应式点火控制器为例进行检测。下一页返回上一页3.4电控点火系统的故障诊断与维修1.霍尔效应式电子点火系点火控制器检测如图3.24所示为桑塔纳轿车霍尔效应式电子点火系，其点火控制器的接线为:1——接点火线圈“一”(绿色);2——接电源负极(棕色);3——接霍尔信号发生器“一”(棕/自色);4——接点火线圈“+”(黑色);5——接霍尔信号发生器“+”(红/黑色);6——接霍尔信号发生器信号输出“S”(绿图/自色)。接通点火升关，用万用表测量1与4端子之间的电阻应为0.52~0.76Ω,2与4端子之间的电压为12V,3与5端子之间的电压应为11~12V。慢慢转动分电器轴，测3与6端子之间的电压，若电压交替在0.3~0.4V和11~12V范围内变化，则点火控制器检测良好;否则，点火控制器有故障，应更换。把万用表接在点火线圈的“+”与“一”接线柱上，接通点火开关，观察电压表读数，若电压大于2V且经1~2s后电压降为。，则点火线圈良好;否则，点火线圈有故障，应更换。上一页下一页返回3.4电控点火系统的故障诊断与维修2.电磁感应式电子点火系中的点火控制器检测如图3.25所示，用一个1.5V的干电池代替信号发生器，接到点火控制器信号输出端子上，正接时，点火线圈的初级绕组导通，用万用表测量点火线圈的“1/2”接线柱与搭铁之间的电压，应为1~2V(如图3.25所示);将电池的极性颠倒后，再进行测量，其值应为12V。若与上述不附，则点火控制器故障，应更换。上一页下一页返回3.4电控点火系统的故障诊断与维修3.4.5点火正时检测用点火正时灯或点火测试仪检测点火正时的方法简单准确，所以在汽车检测维修中应用普遍。点火正时灯是一种频率闪光灯，利用高压线中电流的感应作用触发正时灯在火花塞点火时发出闪光。一般在发动机的旋转部件(齿轮或飞轮)上，刻有正时标记，在相邻的固定机壳上也有一个标记。当曲轴转到两个标记对齐时，第一缸活塞正好达到上止点位置。如果没有点火提前，每次活塞到达上止点时点火，触发点亮时的正时灯照射有标记处，可以看到两个标记对齐。如果有点火提前，正时灯亮时第一缸活塞还未到上止点，即活动标记还未到固定标记处，两个标记没有对齐，它们之间相对应的曲轴转角的角度差，就是点火提前角。下一页返回上一页3.4电控点火系统的故障诊断与维修如图3.26所示，用点火正时灯检测点火正时的方法如下:(1)擦拭曲轴带盘或飞轮上的标记处，使标记清晰可见。(2)起动发动机，使水温上升至70℃~80℃。(3)预热后，检查发动机怠速是否在规定范围内。(4)将正时灯的两个电源夹，红色线连接在蓄电池正极上，黑色线连接在蓄电池负极上。(5)将正时灯的万卜式传感器卡在第一缸分压线上，同时将正时灯上的电位计旋钮旋转到“0”位置。上一页下一页返回3.4电控点火系统的故障诊断与维修(6)在发动机怠速稳定运转情况下，将正时灯打开并对准规定的正时标记(奥迪、桑塔纳灯轿车对准飞轮上的标记)。(7)若正时灯闪光与正时标记正好对准，说明点火时刻最佳;若正时灯闪光出现在正时标记的前方，说明点火过早;反之则点火过迟。调整正时灯上的电位计使两标记对齐，则正时灯上的指示的读数为发动机怠速时的点火提前角。下一页返回图3.1汽油机电中控点火系统的方框图返回图3.2点火提前控制系统的组成返回1一转速传感器;2-基准位置传感器;3-空气流量传感器;4-水温传感器;5一节气门位置传感器;6-起动位置传感器;7-空调开关;8一转速传感器;9-输人接n回路;10-输人接n回路;11-A/D转换器;12-输出接口回路;13一存储器;14-恒定电压电源;15一点火器;16-1G线圈;17一分电器图3.3点火时间控制返回(a)启动时ECU(b)正常运行时的ECU图3.4数据表格存储形式返回图3.5爆燃控制返回1一火花塞;2一分电器;3一点火线圈;4一点火控制器;5-爆燃传感器图3.6开磁路点火线圈返回1一初级绕组;2一次级绕组;3一点火线圈“+”接线柱;4一中央高压线接住

5一点火线圈“-”接线柱;6-铁芯图3.7闭磁路点火线圈返回1一