学习情景6：电子点火系检修及故障诊断

学习情景6：点火系检修及故障诊断（电子）《汽车电气设备与维修》电子点火与电控点火1.蓄电池;2.点火线圈;3.电子点火器;4.分电器;5.配电器;6.点火信号发生器;7.火花塞无触点电子点火系统掌握电子点火系的结构组成、工作原理；掌握电子点火系的线路连接和电路分析；掌握电子点火系的故障诊断和排除方法。学习目标一、电子点火系的结构组成、工作原理1、结构组成磁感应式点火信号发生器、点火控制器、点火线圈、分电器、火花塞、高压线、点火开关和电源2、结构特点增加了点火信号发生器和点火控制器；取消了断电器和电容器；点火信号发生器有多种类型。3、工作原理4、主要类型按触发方式的不同，电子点火分为磁感应式（磁脉冲式）、霍尔式、光电式等类型。

二、磁感应式（磁脉冲式）电子点火系利用磁脉冲信号发生器代替传统的断电器，当分电器旋转时，磁脉冲信号发生器产生信号电压，经脉冲信号放大器放大后，推动大功率管工作，控制点火线圈初级绕组电路的通、断，使次级绕组产生高压电，通过火花塞跳火点燃混合气。1、结构组成主要由磁感应式点火信号发生器（安装在分电器内）、点火控制器、分电器、点火线圈、火花塞2、信号发生器1.信号转子；2.永久磁铁；3.铁芯；4.磁通；5.传感线圈；6.空气隙永久磁铁的磁路是：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。

视频演示（1）磁感应式点火信号发生器的工作原理

（a）靠近（b）对正（c）离开1.信号转子；2.传感线圈；3.衔铁；4.永久磁铁；5.分电器轴（2）电子点火器的工作原理1.信号发生器2.点火控制器3.分电器4.火花塞5.点火线圈磁电式点火原理3、系统检修P114（1）电子信号发生器的检修（2）点火控制器的性能测试①检测间隙：空气隙一般为0.2～0.5mm；②测量电阻：不同车型有差异，详见表5.2。①高压试火法：拔出中央高压线其端头距缸体5-8mm，用起子快速刮碰空气隙进行试验；②模拟点火信号法：用1.5V干电池正反接法作为模拟信号输入，测量点火线圈（-）与搭铁的电压变化。（a）大功率三极管导通（b）大功率三极管截止当点火系的信号发生器是应用霍尔效应原理制成的，以霍尔信号发生器进行触发的点火系统，称为霍尔效应式电子点火系统。

三、霍尔式电子点火系1.蓄电池2.点火开关3.点火线圈4.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

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。1、霍尔效应原理当通过的电流I为定值时，霍尔电压UH随B呈正比例变化，而与磁通的变化率无关。2、霍尔信号发生器（a）触发叶片进入空气隙中（b）触发叶片离开空气隙1.触发叶轮的叶片；2.霍尔集成块；3.永久磁铁；4.霍尔传感器；5.导板霍尔传感器3、点火控制器（1）基本功能分析当霍尔信号发生器的触发叶片离开空气隙时，霍尔信号发生器输出高电位，通过导线6和3输入点火电子组件。此时，点火器通过内部电路，适时地驱动点火器末级VT大功率管导通，接通初级电路。其电路是：蓄电池“＋”极→点火开关→点火线圈初级绕组W1→点火器→搭铁→蓄电池“－”极。当触发叶轮的叶片进入空气隙时，霍尔信号发生器输出的信号下跳为低电位，当该信号通过点火器插座⑥和③进入点火器时，点火器末级大功率管VT立即截止，切断点火线圈初级电路，次级绕组产生高压电。（2）点火原理演示4、系统检修P115（1）信号发生器的性能判断（2）点火控制器的性能判断方法一：转动用万用表测信号电压方法二：用锯片插入或拔出测信号方法一：插拔跳火法（锯片反复插拔空气隙看火花）方法二：跨接搭铁法（信号线外接反复搭铁看火花）四、光电式电子点火系1.光源；2.遮光盘；3.光敏元件

应用光电效应的原理，以发光元件、光敏元件和遮光盘组成光电脉冲信号发生器来产生点火脉冲信号电压，并经放大电路放大后，推动大功率管工作，控制点火线圈初级绕组电路的通断，使次级绕组产生高压电，来达到控制点火的目的。（缺点：抗污能力差）光电传感器演示（1）直观外部的检查（2）点火系统的检查：判断故障在低压电路还是在高压电路，判断方法与传统点火系基本相同。（3）点火线圈的检查：桑塔纳轿车初级绕组的电阻值，即点火线圈“＋”与“－”接柱之间的电阻值，应为0.5～0.8Ω；次级绕组的电阻值，即点火线圈“＋”与高压插孔之间的电阻值，应为2.7～3.5kΩ。（4）点火电路的检测（5）检查点火控制器五、电子点火系故障诊断实训回顾：电子点火+起动系统（拆装检修+故障诊断）安全确认、外观检查、初步判定确认蓄电池电是否充足检查保护装置熔断丝、继电器等★掌握继电器检查方法拔出起动继电器，通过“跨接”判定故障方向★跨接“3--5”，现象？★测量5号端子电压？★测量1号端子电压？★测量2号端子搭铁？排除故障点后试车

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：微机控制点火系统案例分析分析电子点火系有什么不足？点火时刻（即点火提前角）的控制，已明显不能适应现代汽车的要求（离心式和真空式点火提前装置）。这两种装置由于受其机械结构及性能的限制，调节能力有限，很难实现点火提前角随着发动机的转速、负荷、起动及怠速、水温、汽油的辛烷值、压缩比等的不同而精确调节，有时为了避免大负荷时的爆燃，不得不减小点火提前角。

微机控制点火系统一、微机控制点火系的组成1、传感器及开关2、电控单元(ECU)3、执行器(1)曲轴位置及转速传感器(2)凸轮轴位置传感器(3)空气流量计(4)节气门位置传感器(5)冷却液温度传感器(6)进气温度传感器(7)氧传感器(8)爆震传感器(9)开关信号:启动开关信号/空档起动开关信号/空调开关信号电控单元（ECU）接收发动机各传感器及开关输人的信号，与预置在电控单元中的数据进行比较分析，确定出发动机的工况，比较分析该工况时的最佳点火提前角，并输送点信号给点火控制器，使点火系实现精确点火。执行器接收电控单元(ECU)发出的指令(点火信号),执行点火功能。执行器通常是指点火控制器、点火线本部件。计算机控制点火过程演示点火线圈此组件提高蓄电池电压（12V）以产生点火所必须的超过10kV的高电压。初级线圈和次级线圈安置成互相靠得很近。当在初级线圈上间断地施加电流时，就产生互感现象。可以利用这个机理，在次级线圈内产生高电压。点火线圈能产生高电压，此高电压随线圈绕组的个数和尺寸而变

常规型

DIS（直接点火系统）型

IIA（整体式点火总成）型1、初级端子(+)2、初级端子(-)3、初级线圈4、铁芯5、次级线圈6、次级端子7、点火器8、火花塞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二、微机控制点火系的分类无分电器式两缸同时点火演示一、点火系的结构与变革

分电器

分电器盖

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、整体式电控点火总成直接点火系统向火花塞提供高电压，其直接来自于点火线圈。

A型：在每个气缸中装备一个带点火器的点火线圈。B型：在每2个气缸中装备一个带点火器的点火线圈。它用高压线向气缸供应电流。2、直接点火系统（无分电器）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。三、直接点火系统的工作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，此线圈在中心包含一个磁芯。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。（1）单缸独立点火方式

（2）双缸同时点火方式

点火线圈配电方式次级绕组中串联一个高压二极管，其作用是防止高速时初级绕组导通而产生的次级电压形成误点火。（2）双缸同时点火方式

二极管配电方式的点火线圈有两个初级绕组，一个次级绕组，相当于是共用一个次级绕组的两个点火线圈的组件。当1、4缸点火触发信号输入点火控制器时，大功率晶体管VT1截止，初级绕组N1′断电，次级绕组产生虚线箭头所示方向的高压电动势，此时1、4缸高压二极管正向导通而使火花塞跳火。

二极管配电方式在汽油发动机中，空气－燃油混合气被点燃，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。

四、点火正时控制的必要性起动期间点火提前角控制（1）开环控制——它是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战火时刻进行控制。（不能反馈/如桑塔纳2000）（2）闭环控制——它是指微机在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）。（实现反馈/如卡罗拉）1、点火提前角的控制方式（1）初始点火提前角——它是由发动机自身的工作特性确定的固定点火提前角。（2）基本点火提前角——它是由ECU根据发动机转速和负荷这两个主要指标确定的点火提前角。（3）修正点火提前角——它是指发动机正常运转时，ECU根据发动机冷却液温度、爆震传感器信号、进气温度信号、氧传感器信号等参数确定的点火提前角修正量。2、点火提前角的种类实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角点火器按发动机电子控制单元（ECU）输出的点火信号（IGT）精确地中断流往点火线圈的初级电流。当IGT信号从断转换至通时，点火器起动初级电流。当IGT信号从通转换至断时，点火器关断初级电流。初级电流被关断的瞬间，在初级线圈中产生的成百伏的电压，而在次级线圈中产生成千伏的电压，足以使火花塞引燃火花。

点火正时信号（IGT）3、点火提前角的控制过程点火器按发动机ECU的IGT信号，精确地中断点火线圈中的初级电流。然后，点火器又按初级电流的电流值，向发动机的ECU输送1个点火反馈信号（IGF）。当来自点火器的初级电流达到预定值IF1时，IGF信号即被输出。当初级电流超过预定值IF2时，此系统就判定所许的电流量已流过，因而允许IGF信号回至其原来的电压。（IGF信号的波形随发动机型号而不同。）如果发动机ECU未受到