项目三 发动机点火系

项目三点火系统第一节点火系统功用、要求与分类第二节传统点火系统第三节电子点火系统第四节微电脑点火控制系统第五节点火系统主要部件及检修第六节电子点火系统使用与故障分析知识目标:掌握汽油发动机点火系的功用及要求；掌握点火系统的种类、组成及工作原理；掌握点火系统主要部件的结构及功用，学会拆装方法与检测方法。能力目标:了解点火系统常见故障现象，能正确分析故障原因；学会分析常见点火系统电路；能够检查、调整点火正时，并能够正确诊断、排除点火系统的故障。第一讲3月20周一16新能源二班第1-2节16系能源一班第3-4节点火系的发展源于汽车的发展

一、点火系的功用

在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。 点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动机点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气；并能适应发动机工况和使用条件的变化，自动调节点火时刻，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人工校准点火时刻。第一节点火系统功用、要求与分类

二、对点火系统的要求1．能产生足以击穿火花塞电极间隙的高压电发动机工作时击穿电压一般为15KV以上，发动机在满载低速时击穿电压为8-10KV，启动时需要19KV，考虑各种不利因素，通常要求点火系统的设计电压为30KV。影响击穿电压的因素（1）火花塞电极间隙的大小（2）气缸内混合气的压力与温度

（3）电极的温度和极性

（4）发动机的工作情况

（a）击穿电压与火花塞间隙的关系（b）击穿电压与混合气压力的关系节气门的开度与跳火高压节气门的开度大小是与发动机的转速成正比的。根据需要节气门可以有多种控制方法，节气门可以连续半开，连续全开，急加速瞬时全开等多种状态。而它们所需要的点火高压也是不同的，当汽缸内的高压增加时，所需的跳火高压也升高。在节气门全开时，所需的跳火电压最大。而在全开中，连续全开与瞬时全开所需的跳火电压也有很大的差别。连续全开时，汽缸温度与火花塞电极的温度都很高，所需跳火电压就较低。而极加速瞬时全开时，就没有这个高温度条件。因此，要能使其跳火良好时就必须再增高高电压。

2．火花塞应具有足够的能量●混合气压缩终了的温度接近自燃温度●发动机正常工作时，由于混合器压缩终了的温度很高，因此所需的点火能量很小（1-5mJ）。●在启动、怠速、以及急加速时需要较高能量，因此为了保证可靠点火，通常要求点火系统提供的电火花能量不得低于50mJ。3．正时要求点火时间点火时间应与发动机的工作情况相适应。这里面包含两层含义：首先，点火系统应该按照发动机的做功顺序进行点火，即点火顺序和做功顺序一致，才能保证发动机正常运转。例如，桑塔纳轿车四缸发动机的做功顺序为1-3-4-2，则点火顺序也应该是1-3-4-2；

其次，点火系统必须在对发动机工作最有利的时刻点火，一般用点火提前角来描述点火时刻。最佳点火时刻

从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力需要一定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。若在压缩上止点点火，则混合气一面燃烧，活塞一面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率也随之减小。因此最佳点火时刻应在活塞接近压缩行程上止点前。

把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角。最佳点火提前角

最佳点火提前角对应最佳点火时刻，不同发动机的最佳点火提前角各不相同，并且同一台发动机在不同工况和使用条件下最佳点火提前角也不相同。※为了保证在上止点后6-10°曲轴转角时气缸中出现最高压力，点火提前角应能随曲轴转速和发动机负荷变化。

（1）转速（2）负荷（3）起动及怠速（4）汽油的辛烷值（5）压缩比（6）混合气成分（7）进气压力影响最佳点火提前角的因素有：

最佳点火提前的影响因素当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。发动机转速一定时，负荷大节气门开度大，进入的可燃混合气多，压缩终了的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大。

（a）最佳点火提前角与转速的关系（b）最佳点火提前角与负荷的关系

（c）最佳点火提前角与压缩比的关系（d）最佳点火提前角与混合气成分的关系

4.在特殊使用条件下(热带、寒带、潮湿及空气稀薄地区)行驶时，点火系统必须可靠地工作。储存点火能量方式电

源产生高压的方法按结构和发展过程电感储能式蓄电池或发电机点火线圈和断电器传统点火系统电容储能式点火线圈和半导体元件晶体管无触点磁电机电磁感应

微机控制三、点火系统的分类

1）传统点火系统传统点火系统以蓄电池和发电机为电源，也称为蓄电池点火系统。它靠点火线圈和分电器的作用，将电源提供的12V、24V或6V的低压直流电转变为高压电，并分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。传统点火系统由于产生的高压电比较低、高速时工作不可靠、需要经常检查和维护等许多缺点，目前正在被电子点火系统和微机控制点火系统所代替。

1、按初级电路控制方式分

2）电子点火系统电子点火系统也是以蓄电池和发电机为电源。它由传感器产生点火信号，经由半导体器件组成的点火控制和点火线圈，将电源的低压电转变为高压电，是目前国内外汽车上比较广泛应用的点火系统。

3）微机控制点火系统微机控制点火系统与上述两种点火系统相同，也以蓄电池和发电机为电源。它由微机控制装置即电脑，根据各种传感器提供的反映发动机工况的信号，确定点火时刻，并发出点火控制信号，通过点火线圈将电源的低压转变为高压，由配电器将高压电分配到各个缸火花塞，它还可以进一步取消分电器，由微机控制系统直接进行高压电的分配，是现代最新型的点火系统，已广泛应用在轿车上。

4）磁电点火系统磁电点火系统是由磁电机内的永远磁铁和电磁线圈的作用产生高压电的，因此它不需要另设低压电源。与传统点火系统相比，磁电机点火系统在发电机中转速和高转速范围内，产生的高压电比较高，发动机能可靠的工作。但在发动机低速时，产生的电压比较低，不利于发动机起动。因此，磁电机点火系统多用于主要在高速满负荷下工作的赛车发动机，以及某些不带蓄电池的摩托车发动机和大功率柴油机的起动发动机上。2.按点火系储存能量的方式分1）电感储能式（点火能量以磁场能形式储存在点火线圈中）。2）电容储能式（点火能量以电场能的形式储存在储能电容中）。3.按点火信号发生器的原理分（1）磁感应式（如日本丰田车系）（2）霍尔效应式（如德国大众车系）（3）光电式（如日本日产车系）。1）机械配电点火系（有分电器）。2）计算机配电点火系（无分电器）。说明：电感储能式中磁脉冲式和霍尔效应式应用广泛。有分电器点火系在中低档车中应用广泛，无分电器点火系在中高档车中应用广泛。4.按高压电的配电方式分第二讲3月21周二16新能源二班第5-7节3月22周三16系能源一班第5-6节第二节传统点火系统一、传统点火系统的组成（1）电源电源为蓄电池和发电机，供给点火系统所需电能，标称电压一般是12V（2）点火开关点火开关的作用是接通或断开点火系统初级电路。（3）点火线圈点火线圈即变压器，其功用是将蓄电池12V的低压电变为15kV-20kV的高压电。(4）分电器分电器的功用是把次级线圈产生的高压电按发动机各气缸的点火顺序送至火花塞；同时可调整点火时间。

（5）电容器减小断电器的火花，防止触点烧蚀，延长其使用寿命，同时加速点火线圈中磁通的变化速率，提高点火高电压。（6）火花塞其功用是将高压电引入燃烧室产生电火花，点燃混合气。（7）高压导线用以连接点火线圈至分电器中心电极和分电器旁电极至各缸火花塞。

二、传统点火系统的工作原理

发动机工作时，发动机的凸轮以1:1的传动比驱动分电器轴转动，断电器凸轮使得断电器触点交替闭合和断开。断电器闭合时，一次电路被接通，把电能转化为磁场能储存在点火线圈的一次绕组中。断电器触点断开的瞬间，点火线圈一次绕组中储存的能量，在互感作用下在次级绕组中产生15-20KV的高电压，高压电通过中心高压线传递给配电器，配电器根据各缸的工作次序，通过分缸高压线依次分配给各缸火花塞，火花塞将高压电引入气缸燃烧室，火花塞间隙击穿放电，点燃混合气。

初级电压

次级电压其工作过程可分为三个阶段⑴触点闭合，初级电流增长

⑵触点分开，次级绕组中产生高压电

⑶火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气

当断电器凸轮转过一定角度后顶开断电器触点，一次回路被切断，初级绕组电流急剧衰减，使磁通量发生变化，由于互感作用，在次级绕组中产生互感电动势，由于次级绕组的匝数远大于初级绕组，从而次级产生高电压，同时初级线圈产生很高的自感电动势，造成触点烧蚀，减缓触点断开速度，故而在初级线圈链接电容C1，减少烧蚀，加速断开触点。此外在高压导线与高压导线之间、高压导线与机体之间火花塞中心电极与侧电极之间分布电容C2，若次级电压不能击穿火花塞间隙，磁场全部转化为C1/C2电场能，火花塞放电首先依靠电容电场放电，其特点是：放电时间短，放电电流大。由于还有部分能量储存在铁芯中，此时放电阻力小，这部分能量形成“电感放电”时间长，电流小，电感放电时间越长，点火性能越好2．影响次级电压的因素⑴．发动机气缸数

⑵．火花塞积炭

⑶．电容值的大小

一般C1值在0．15～0．35μF之间为宜。一般为C2值在40－70μF之间为宜。⑷．触点间隙一般为0.35～0.45mm。⑸．点火线圈温度

三、传统点火系统各组件的构造1．点火线圈功用：点火线圈是将电源的低压电转变为高压电的基本元件。

（1）构造：初级绕组(0.5-1.0高强度漆包线200匝）、次级绕组（0.06-0.10mm漆包线2万匝）、铁芯接线柱、附加电阻、中央高压线插孔、胶木盖等。（2）原理：与自耦变压器类似（3）附加电阻的作用1)材料：用低碳钢制成(热敏电阻)2)特点：阻值随温度上升而增加。20℃时电阻为1.27-1.7Ω3)位置：点火开关与点火线圈之间4)作用：改善点火性能。①低速时通电时间长，阻值增大，限制电流，防止线圈过热②高速时通电时间短，阻值减小，保证电流，防止缺火5)两柱式点火线圈一般用附加电阻线，直接连接点火开关和点火线圈

（2）闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈，将初级绕阻和次级绕组都绕在口字形或日字形的铁芯上。初级绕组在铁芯中产生的磁通，通过铁芯构成闭合磁路。结构：用带气隙的“日”形或“口”形铁芯。初级绕组230-370匝，0.5-1.0mm漆包线绕制，次级绕组11000-26000匝，0.06-0.10mm漆包线绕制。特点：漏磁小，转换效率高(从60%提到70%)，无外壳，无绝缘盖，故易散热、结构简单、体积小、质量轻。

（3）点火线圈的检修

1.初级绕组的检查

用万用表测量点火线圈的两个低压接线柱（“+15”和“-”）间的电阻，应符合技术标准，否则说明有故障，应予更换，初级绕组的阻值一般为0.5-1Ώ（高能点火线圈）和1.5-3.0Ώ（普通点火线圈，若电阻为无穷大，则说明初级绕组断路；若电阻过小，则说明初级绕组短路。

（3）点火线圈的检修1.次级绕组的检查

同样可以利用测量电阻法来进行检查，具体方法是用万用表的一支表笔接点火线圈低压接线柱（“+15”和“-”）中的一个，另一表笔接点火线圈的高压插孔，次级绕组阻值一般为2.5-4.0KΏ(高能点火线圈）和6.0-8.0（普通点火线圈），若电阻为无穷大，则说明次级绕组断路；若电阻过小，则说明次级绕组短路。实车可以采用对比跳火法进行检测：将被检验的点火线圈与好的点火线圈分别接上进行比，看火花强度是否一样。

2．分电器分电器由断电器、配电器、电容器和点火提前机构等组成分电器的壳体由铸铁制成，下部压有石墨青铜衬套，分电器轴装在机油泵的顶端，利用速比1：1的斜齿轮由凸轮轴，轴在衬套内旋转。

分电器原结构(a)整体构造(b)内部构造

（1）断电器断电器装在固定板上，固定板上又装有活动板，其上装有触点副。触点由钨制成，一触点固定，另一触点活动。固定触点搭铁，它固定在活动板上，可借助转动偏心螺钉调整触点间隙。活动触点固定在触点臂的一端，臂的另一端有孔，套在销钉上。臂中部连有夹布胶木顶块，靠弹簧片压紧在凸轮上。触点臂经弹簧片和导线与壳体外面的绝缘接线柱连接。凸轮的凸角数和发动机的气缸数相同，凸轮与拨板制成一体，装在分电器轴上，经离心提前机构的离心重块由分电器轴驱动。

作用：周期性的接通断开一次绕组，使初级电流发生变化，在点火线圈中生成次级电压。闭合角：传统点火系统中断电器闭合时相对曲轴的转角，可理解为初级线圈通电时间长短，所以闭合角的控制也就是初级电路通电时间长短的控制

（2）配电器配电器的作用是将高压电按发动机各气缸的点火顺序配送火花塞。1）组成：配电器盖和分火头2）结构：①分电器盖：由耐高温、高压的胶木制成，上有中央高压线插孔、分缸高压线插孔、炭柱等。②分火头：绝缘体和导电片。导电片距旁电极间有0.2-0.8mm间隙

（3）配电器的检修1.分电器盖的检查检查分电器盖性能是否正常时，主要检查两个方面：外观检查和绝缘检查。

外观检查：用一块干燥洁净的棉布将分电器盖擦拭干净后仔细观察，分电器盖应无裂纹及烧蚀现象，内部各电极应无明显磨损、腐蚀及烧蚀，否则应更换分电器盖，中心电极应无卡滞，若烧蚀磨损致使其长度减小2mm以上时，也更换。

绝缘检查：将高压触针分别插在分电器盖上的两个相邻的旁插孔内或中央插孔与旁插孔内进行试火，若有火说明绝缘损坏，应更换，也可以用万用表检测，阻值应为无穷大。

（3）配电器的检修2.分火头的检查分火头的检查包括外观检查、绝缘检查和分火头导电片电阻的检查

外观检查：分火头应无任何裂纹、烧蚀及击穿（分火头顶部金属有一些焦状物是正常的）

绝缘检查：将高压电源（10-20KV）的一根触针接分火头导电片，另一触针对准分点头座孔内，若有火花产生，则说明分火头漏电；也可以将分火头倒放在缸体上，用发动机高压电进行跳火实验；还可采用万用表检测，阻值应为无穷大，分火头导电片电阻检查时，可用万用表检查分火头顶部导电片电阻，应符合规定。分火头检查不符合要求应更换。

（3）电容器电容器由两条铝箔或锡箔组成，在两条箔带之间夹以绝缘蜡纸，然后卷成筒状在真空中抽去层间的空气，再经浸蜡处理后装在金属外壳中，其中一条箔带的底部与外壳紧密接触，另一条箔带则通过外壳绝缘的导电片由导线引出。

电容器1-蜡纸2-铝箔3-外壳4-引出线第三讲3月23周四16新能源二班第1-2节16新能源一班第5-7节

（4）点火提前机构离心提前机构当发动机转速低时，活塞往复运动速度慢，每一个工作行程的时间相对较长，若混合气的燃烧速度不变，此时点火提前角应该减小，避免混合气过早燃烧，反之，当发动机转速提高时，应增大点火提前角，因此离心点火提前机构动能就是在发动机转速发生变化时自动调节点火提前角

离心调节装置一般装在断电器固定板的下部，在分电器轴上固定有托板，两个重心块分别套在托板的柱销上，可绕柱销转动，离心快的另一端由弹簧拉住，凸轮和拨块为一体活套在分电器上端，而拨块的孔则插在离心块的销钉上。

当发动机转速升高时，在离心力的作用下，重块克服弹簧力向外甩开，销钉推动拨板及凸轮沿原来的旋转方向相对于轴转过一个角度，使凸轮提前顶开触点，点火提前角增大，转速降低时，弹簧将重块拉回，使点火提前角减小。

离心式点火提前装置的检查1.离心块的检查

离心块在轴上应转动自如，无卡滞，销钉与轴孔配合间隙应与规定相符，检查后应加机油润滑。

检查离心调节装置的弹簧拉力。可用弹簧秤检查，拉长4mm时，弹力应在4.5-10.5N之间。也可采用简易实用的方法测试，即在分电器上组装好离心式点火调节器，将分电轴固定好，然后捏住触发器或转子轴，沿工作时的转动方向拧到极限位置时松开，若转子或转子轴能自动回位，表示弹簧能起作用，否则说明弹簧失效，应更换新件。

②真空提前机构真空点火提前装置安装在分电器壳体的外侧，壳内有固定膜片，它以拉杆带动断电器活动底板转动，转动的最大角度由固定板上的长方孔所限制，膜片左方通大气，右方由弹簧顶住，并通过真空管与节气门后方的小孔连通。

当发动机负荷小时节气门开度小，小孔处的真空度较大，吸动膜片向右拱曲，拉杆拉动活动底板带动断电器触点副逆着分电器轴旋转一定角度，使触点提前接通，点火提前角增大，而当发动机负荷增大时，节气门开度增大，小孔处真空度减小，膜片在弹簧作用下向左拱曲，使点火提前角自动减小，怠速时，节气门接近全闭，此时小孔处于节气门上方，此处的真空度接近于零，于是弹簧推动膜片使点火提前角减小，甚至基本不提前。

真空提前装置的检查1.密封性检查在分电器检修中，应检查真空点火提前装置的密封性，可以使用真空泵和真空表检查漏气量，当真空度为33.2kPa时，在1min内，真空度降低不得大于3.32kPa，在无仪器时，可用嘴吮吸检查，若漏气，应更换总成。

（5）火花塞火花塞的功用是将点火线圈产生的脉冲高压电引入燃烧室，并在其两个电极之间产生电火花，以点燃可燃混合气。

1）受高压燃气冲击及发动机振动，故应有足够的机械强度。2)受冲击性高电压作用，故应有足够的绝缘强度。3)应能承受温度的剧烈变化。4)火花塞的电极应采用耐腐蚀材料。5)应有适当的电极间隙和安装位置，气密性要良好。1.火花塞的工作条件及对其要求：

1)组成：壳体、金属杆、绝缘体、中央电极、侧电极和垫片。2)电极间隙：指的是中心电极与侧电极之间的间隙。电极间隙过小：火花微弱，并且容易因产生积炭而漏电；电极间隙过大：所需的击穿电压增高，发动机不易起动，且在高速时易发生“缺火。一般的电极间隙为：0.6～0.8,现代的汽车甚至采用1.0～1.2，可以改善排气净化。2.火花塞的结构：

(1)热特性概念：火花塞瓷绝缘体裙部的炽热端的热量向发动机冷却系散发的性能。(2)自洁温度：500-600℃（火花塞在工作时，吸收的热量与散出的热量达到平衡状态，不形成积碳的温度，称为火花塞的自洁温度）过低—易产生积炭而造成火花塞漏电；过高—会引起可燃混合气自燃、爆震燃烧，甚至点燃进气冲程的可燃混合气而产生回火现象，造成发动机输出功率下降，甚至造成活塞顶烧熔。3.火花塞的热特性：

A.热型火花塞：裙部长的火花塞其受热面积大、散热困难、因此裙部温度高绝缘体裙部长(16-20mm)，适于低速、低压缩比的小功率发动机。B.标准型火花塞绝缘体裙部长度为11-14mmC.冷型火花塞：裙部短，吸热面积小，传热距离短，散热容易，裙部温度低，—绝缘体裙部短(<8mm)，适于高速高压大功率发动机(3)分类：

5.火花塞使用中常见的故障

为使落在绝缘体上的油滴立即烧去，火花塞工作时的温度达500℃

～750℃。表面带微黄色。

温度过高，混合气过稀时，将产生炽热点火。表面带白色。温度过低，点火能量不足，使火花塞积炭。表面带黑色。温度过低，混合气过浓，使火花塞产生油污染。表面带黑色并有油光。火花塞的检修1）清除火花塞积碳

火花塞积碳较多时，相当于在电极间隙处并联一个电阻，成为泄露电阻，使得次级电压不易建立，甚至造成发动机断火。清除火花塞积碳，不能使用钢丝等工具，以免损伤绝缘体，应当使用火花塞专用清洗设备2）火花塞间隙的调整

火花塞间隙一般为0.6-0.8mm，测量时用钢丝式专用量规，不得使用普通量规，火花塞间隙过小时，穿透电压下降，电火花强度变弱，当气缸新鲜混合气受废气冲淡的影响较大时，可能产生缺火现象，火花塞间隙不符合规定数值时，可以使用专用工具弯曲旁电极进行调整第四讲3月24周五16新能源二班第1-2节16新能源一班第3-4节点火系故障主要表现为无火、缺火，火花弱和点火不正时，将会造成发动机不能起动或运转不正常。（1）发动机不能起动

先按嗽叭或开大灯，确定电源供电是否正常。确知电源供电正常后，再判断故障是在高压电路还是在低压电路。打开发动机罩，拔出分电器中央高压线，使其距气缸体3mm～6mm，接通点火开关，摇转曲轴，察看火花情况：1）火花强。表示低压电路和点火线圈良好，故障在分电器和火花塞高压电路中。2）无火花。表明低压电路有短路、断路或点火线圈、中央高压线有故障。

传统点火系统常见故障（2）发动机运转不正常1）有一缸或几缸缺火。产生的原因多为高压分线漏电或脱落，分电器盖漏电，凸轮磨损不均，火花塞工作不良或不工作，分缸高压线顺序插错2）点火时间不当。3）高速不良。任务实施

1器材准备汽车整车（或发动机实验台）点火开关点火线圈分电器总成（触点式）火花塞高压导线附加电阻点火电容器汽车万用表点火正时灯手动真空泵手工具2实施步骤（1）判断故障是否出在点火系统从分电器盖的中心插座上拔下中央高压线，用十字改锥插入高压线插头，改锥金属杆距车辆某搭铁点3～6mm接通点火开关，转动发动机，观察高压线端的跳火情况，判断判断故障是否出在点火系统。注意：电子点火和微机控制点火系统严禁使用此种方法，否则可能对点火系统造成损坏。任务实施

（2）点火线圈的检查1）外观检查。2）绝缘性能检查。3）绕组电阻检查。4）附加电阻的检查。5）电源线路检查任务实施

（3）火花塞的检查1）火花塞的绝缘体不得有破裂，否则应予更换；火花塞的旁电极严重烧蚀时，应予更换新品。2）火花塞的绝缘体与壳体之间、绝缘体与旁电极之间，不得有严重积炭，否则应予清除或更换。3）检查电极间隙，应用火花塞专用量规进行测量和调整。火花塞电极间隙一般为0.7～1.0mm，采用高能点火的能到1.0～1.2mm。4）用万用表测量其绝缘电阻，阻值应不小于10MΩ。任务实施

（4）配电器的检查1）目测检查分电器盖，若盖内脏污应时行清洁，若有裂纹应更换。2）检查分电器盖绝缘性能。分电器盖各插孔之间阻值应在500MΩ以上。3）检查分电器盖中央炭精柱及压紧弹簧有无损伤，与分火头导电片接触是否良好。4）检查分火头有无裂纹、导电片有无烧损、分火头套在分电器轴上是否松旷。5）检查分火头是否漏电。

任务实施

（5）点火正时的检查与调整1）预热发动机达到正常的工作温度。2）将转速表和正时灯接到发动机上。将转速表测试头连接到点火线圈负极接线柱上。3）检查并调整点火正时①从真空提前的膜片上脱开真空软管，在软管的端部塞上塞子；②找到点火正时检查标记位置，一般在曲轴皮带轮上或飞轮上；③使发动机在怠速下运行，用点火正时灯照射点火正时标记。观察点火正时读数（一般在0°～5°）。如不符合标准，可拧松分电器的螺栓，并转动分电器使之与正时标记对正。在拧紧分电器后再重新检查点火正时。4）将真空软管重新连接到分电器上，再次检查点火正时（10°左右）。5）如正时正确，则拆下转速表和正时灯，将车恢复原貌。任务实施

（6）检查点火提前装置

1)真空提前装置的检查2)离心提前装置的检查（7）检查高压导线

1）握住有橡胶套部分的高压导线，将其拔出。2）检查高压导线的端子，查看是否腐蚀、断裂或变形。若有按需要更换导线。3）检查高压导线的电阻。电阻应在规定范围内，否则更换。任务实施

作业1．简述汽车发动机对点火系的主要要求有哪些。（第6周作业）汽车发动机对点火系主要要求是：（1）点火系应能够产生足以击穿火花塞间隙的高电压为了确保在发动机各种工况下都能产生电火花，要求点火系必须能提供10～30KV的高电压。（2）火花塞产生的电火花应具有足够的能量光有足够高的电压而没有足够的点火能量也不能可靠的点火，一般要求火花的能量在80～100mJ。（3）点火的时间应能适应发动机的工作情况对于多缸发动机来说，点火系要按发动机的工作顺序依次为各个缸点火。点火时刻应在压缩行程上止点之前的某一位置，也就是点火相对于压缩上止点应有一定的提前，提前的多少取决于发动机的工况。（4）工作可靠在一些特殊的条件下，如热带、寒带、潮湿地带、空气稀薄的高原地区及工作条件较差的地区，点火系也必须能可靠地工作。第五讲3月27周一16新能源二班第1-2节16新能源一班第3-4节

第三节电子点火系统一、概述1．传统点火系统的缺陷在传统的点火系统里，断电器触点是最薄弱的环节，当断电器触点分开时，在触点之间产生火花，使触点氧化、烧蚀，因而断电器触点的使用寿命短，需要经常维护；触点火花的大小与初级电流的大小有关，使点火系统初级电流和次级电压的提高受到限制；

初级电流和次级电压的大小随着发动机的转速的升高和气缸数的增多而下降，使多缸发动机高速时工作不可靠；

当火花塞积炭时，因漏电次级电压低不能可靠地点火

在传统点火系统的基础上增加了点火信号发生器和点火控制模块

2.电子点火系统的优点（1）因为无机械触点或初级电流不经过触点，所以不存在触点氧化、烧蚀、变形、磨损等问题，使用中几乎不需要维修和经常换件。（2）用晶体管取代电器触点或初级电流不经过触点。这样可以增大初级断电电流值，减少点火线圈初级绕组匝数，减小初级电路的电阻，从而提高次级电压，有效地改善和保证点火性能。一般传统点火系统初级电流不超过5A，而晶体管点火装可提高7A-8A，次级电压可达30kV。（3）电磁能量得到充分利用，高电压形成迅速，火花能量大。由于无断电器触点或触点电流很小，根本不会因产生火花而消耗部分电磁能量，所以高压形成很快，使火花能量增大，提高了点火可靠性。传统点火系统高压电的形成时间需120μs-200μs，而半导体点火系统则只需80μs-100μs。

（4）减小了火花塞积炭的影响。半导体点火装置在火花塞积炭阻值达100kΩ的严重情况下，仍能维持可靠的点火特性。

（5）点火时间精确，混合气能得到完全燃烧，可以在稀混合气工况下正常点火，从而保证了发动机在降低油耗的基础上，减少废气污染，获得最好的动力性。（6）能适应现代高速高压缩比发动机的发展需求，有利于汽车的高速化。（7）对无线电干扰小，结构简单，重量轻、体积小，保养维修简便。

3．电子点火系统的类型目前在国内汽车上使用的电子点火系统分为：有触点半导体点火系统和无触点半导体点火系统两大类。无触点式电子点火系统按信号发生器原理不同又分为；磁脉冲式（又称为磁电式、磁感应式、发电式）、霍尔式、光电式和电磁式（即电磁振荡式）等多种形式。

二、有触点电子点火系统有触点电子点火装置用减小触点电流的方法，减小触点火花改善点火性能，它是一种半导体辅助点火装置。

有触点电子体点火系统

三、无触点电子点火系统1．基本组成无触点电子点火系统利用传感器代替断电器触点，产生点火信号，控制点火线圈的通断和点火系统的工作，可以克服与触点有关的所有缺点，在国内外汽车上应用十分广泛。无触点电子点火系统主要由传感器（即脉冲信号发生器）和电子点火控制构成。

（a）零件分布图（b）原理简图无触点电子点火系统的基本组成

1-易熔丝2-点火开关3-附加电阻4-点火线圈5-分电器6-火花塞7-信号转子8-感应线圈9-点火控制器丰田20R型发动机用磁感应式

电子点火系统

基本组成:由磁感应式信号发生器、点火电子组件、分电器、火花塞、点火线圈等组成。1、磁感应式点火信号发生器

2、点火电子组件丰田20R型发动机用磁感应式电子点火系统1-磁感应式点火信号发生器；2-点火电子组件；3-分电器；4-火花塞；5-点火线圈

1、磁感应式点火信号发生器（1）磁感应式点火信号发生器1-传感线圈；2-永久磁铁；3-信号转子；4-铁心

（1）组成由信号转子、传感线圈、铁心、永久磁铁等组成。整个信号发生器装在分电器内。永久磁铁2和铁心4固定在分电器内，传感线圈1绕在铁心上。信号转子3由分电器轴带动，其上的凸齿数与发动机汽缸数相同。1、磁感应式点火信号发生器（2）a)靠近b)正对c)离开1-信号转子；2-传感线圈；3-铁心；4-永久磁铁磁感应式点火信号发生器工作原理（2）工作原理利用电磁感应原理。信号转子转动时，信号转子的凸齿与铁心的空气隙发生变化，使通过传感线圈的磁通发生变化，传感线圈便产生感应的交变电动势，感应电动势的大小与磁通变化率成正比，感应电流产生的磁通阻碍原磁通的变化。该交变电动势输入到点火器，以控制点火系统工作。不同转速下传感线圈磁通变化和感应电动势

左：低速右：高速工作过程：靠近时：信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间的空气隙越来越小，通过传感线圈的磁通逐渐增大，当信号转子转到某一位置I时，磁通变化率最大(a点)，其感应电动势最高。

正对时：信号转子继续转动，虽然磁通仍然增加，但磁通变化率减低，当信号转子凸齿的中心正对铁心的中心线时，空气隙最小，磁通最大，但磁通的变化率为零(b点)，因而传感线圈中的感应电动势亦为零。

离开时：转子继续转动，空气隙又逐渐增大，磁通逐渐减小，当信号转子转到某一位置Ⅱ时，磁通减小的变化率最大(c点)，线圈感应电动势(反方向)的绝对值最大。信号转子每转一圈产生四个交变信号。发动机转速升高，磁通变化率增大，感应电动势峰值也增大。

（3）优缺点结构简单，工作可靠，耐高温，适用于各种环境。但感应信号电压随发动机转速变化（0.1-100V），转速低时信号较弱。2、点火电子组件（点火器）（1）

丰田20R型发动机用磁感应式电子点火系统1-磁感应式点火信号发生器；2-点火电子组件；3-分电器；4-火花塞；5-点火线圈

（1）基本电路由三部分组成：点火信号检出电路(三极管VT2)；开关放大电路(三极管VT3、VT4)；大功率三极管VT5。（2）工作原理①点火器中各三极管作用VT1--发射极与集电极相连，相当于一个二极管，起温度补偿作用；VT2--触发管，起信号检测作用；VT3、VT4--放大作用，将VT2输出放大以驱动VT5；VT5--大功率管，控制初级电流的通断。

2、点火电子组件（点火器）（2）

丰田20R型发动机用磁感应式电子点火系统1-磁感应式点火信号发生器；2-点火电子组件；3-分电器；4-火花塞；5-点火线圈

（2）工作原理②接通点火开关SW（无信号输出）VT1、VT2导通，VT3截止，VT5、VT5导通，初级电路接通，在线圈中形成磁场。其电路是：蓄电池正极→点火开关SW→附加电阻Rf→点火线圈初级绕组→VT5（集电极、发射极）→搭铁→蓄电池负极。

（2）工作原理③起动发动机，分电器转动，信号发生器产生交变电动势信号传感线圈中产生正向信号电压时，VT1截止，VT2导通，VT3截止，VT4、VT5导通，初级电路仍然接通。传感线圈中产生负向信号电压时，VT1导通，VT2截止，VT3导通，VT4、VT5截止，初级电路切断，磁场迅速消失，次级绕组产生高压。④其它元件作用VD1、VD2--反向串联后与信号发生器传感线圈并联，高转速时，使传感线圈输出的正向和负向电压稳定在某一数值，保护VT2不受损害；VD3--与R4组成稳压电路，稳定VT1、VT2的电源电压；VD4--当VT5管截止时，将初级绕组的自感电动势限制在某一值内，保护VT5管；C1--消除点火信号发生器传感线圈输出电压波形上的毛刺，防止误点火；C2--与R4组成阻容吸收电路，吸收瞬时过电压，防止误点火；R3—正反馈电阻，作用是加速VT2（也即VT5）的翻转，从而减少VT5的翻转时间，降低VT5的温升。

2、点火电子组件（点火器）（3）信号发生器输出电压与三极管VT2、VT5以及次级电压U2关系：

传感线圈产生正向信号电压：VT1截止，VT2导通，VT3截止，VT4、VT5导通，初级电路接通。传感线圈产生负向信号电压：VT1导通，VT2截止，VT3导通，VT4、VT5截止，初级电路切断，磁场迅速消失，次级绕组产生高压。

VT1相当二极管起温度补偿作用

温度补偿作用：VT1--发射极与集电极相连，相当于一个二极管。VTl和VT2型号相同，高温时，由于VT2的开启电压Ube降低，使VT2提前导通而滞后截止，从而导致点火滞后。将温度特性与VT2相同的VTl和VT2并联，温度升高时，由于VTl管压降降低，使Up下降，正好补偿了温度升高对VT2的影响，使VT2的导通和截止时间与常温时基本相同。第六讲3月28周二16新能源二班第5-7节3月29周三16新能源一班第5-6节

3．霍尔式无触点电子点火系统霍尔效应式无触点点火系统，利用霍尔元件的霍尔效应制成传感器，在发动机运行时产生点火信号，控制点火系统的工作，它由霍尔传感器、分电器、点火线圈、点火控制器等组成。

霍尔效应式电子点火系霍尔效应

UH=RH/d*I*B式中，RH——霍尔系数；

d——半导体基片厚度；

I——电流；

B——磁感应强度。

霍尔分电器的结构主要由霍尔信号发生器、配电器、真空调节器、离心调节器等组成。缺口数与缸数相等

发动机不转动时，触发叶轮不动，无信号输出；发动机转动时，触发叶轮由分电器轴带动旋转。当叶片进入霍尔元件与永磁铁之间的空气间隙时，霍尔元件不受磁场作用，不产生霍尔电压；当缺口处于霍尔元件与永磁铁之间时，磁力线到达霍尔元件，在霍尔元件中产生霍尔电压，触发叶轮在旋转的过程中，叶片与缺口轮流进入霍尔元件与永磁铁之间的空隙，产生矩形电压信号，传送给电子点火器，触发其工作。

霍尔电子点火器一般由专用的点火集成块IC和一些外围电路组成，比较接近微机控制的点火系统，当触发叶轮的叶片进入空气隙时，信号发生器输出高压信号11-12V。使点火控制器集成短路末端大功率三极管VT导通，点火初级电路接通：蓄电池→初级线圈W1→点火控制器VT→搭铁；当触发叶轮离开空气隙时，低电压VT截止，断开初级线圈，次级线圈互感作用下产生高电压。霍尔式电子点火系的控制过程霍尔式电子点火系的控制过程一．点火控制（初级电流上升率的控制）该点火控制器如果检测到点火线圈初级绕组N1中的电流小于额定电流较多时，控制电路便迅速提高初级电流的上升率，使初级电流恒定在额定电流值(7.5A)，保证点火能量恒定。8端子：在输入的霍尔信号电压有高电平向低电平转换之前，如果线圈电流小于额定值的94%,变增大电流的上升斜率。二．导通角（闭合角）控制闭合角是指点火控制器中的末级大功率晶体管VT的导通时间。由于点火线圈采用了高能点火线圈，即初级绕组N1的电阻很小，阻值为0.52～0.76Ω，这样点火系初级电路的饱和电流可达20A以上，为防止初级电流过大烧坏点火线圈，点火控制器必须控制末级大功率VT的导通时间，使初级电流恒定在额定电流值，保证点火系的可靠工作。霍尔式电子点火系的控制过程R7、CT和内部电路导通时间基准定时电路3．停车断电保护当汽车发动机停止工作且点火开关仍接通时，若霍尔信号发生器输出的是高电压，则点火线圈初级绕组N1处于长时间通电状态，线圈易过热，蓄电池长时间放电。为免此情况，点火控制器内设有断电保护控制电路。当霍尔信号发生器输送给点火控制器高电压信号的时间比设定的时间长时(设定时间为1—2s)，断电保护控制电路将切断初级电流。霍尔式电子点火系的控制过程在汽车停驶、点火开关又未断开的情况下，CP电压升高，当达到一定值时，内部电路使达林顿三极管截止，初级电流下降到零。4.过电压保护对末级大功率晶体管VT进行电流过载保护及瞬间的反向过电压保护。霍尔式电子点火系的控制过程

4．光电式无触点电子点火系统安装在分电器轴上的遮光盘上，开有与发动机缸数相同的缺口，在遮光盘的上下两面分别装有发光二极管和光敏三极管，工作时遮光盘随分电器轴一起转动，当遮光盘遮住了发光二极管的光线而光敏三极管感受不到光线时，光敏三极管截止；当遮光盘的缺口转到装有光电元件的位置时，光敏三极管感受到发光二极管发出的光线时，光敏三极管导通，产生点火信号电压，输出到点火模块，点火模块根据该信号来控制点火线圈初级绕组通断产生次级高电压。

缺口数量与缸数一致，光线被遮挡后产生高压电。

4．光电式无触点电子点火系统安装在分电器轴上的遮光盘上，开有与发动机缸数相同的缺口，在遮光盘的上下两面分别装有发光二极管和光敏三极管，工作时遮光盘随分电器轴一起转动，当遮光盘遮住了发光二极管的光线而光敏三极管感受不到光线时，光敏三极管截止；当遮光盘的缺口转到装有光电元件的位置时，光敏三极管感受到发光二极管发出的光线时，光敏三极管导通，产生点火信号电压，输出到点火模块，点火模块根据该信号来控制点火线圈初级绕组通断产生次级高电压。

缺口数量与缸数一致，光线被遮挡后产生高压电。

微电脑点火控制系统

微机点火控制系统在微电脑点火控制系统中,点火控制包括点火提前角的控制、通电时间控制和爆震控制等三方面,并具有三个特点:(1)在各种工况及环境条件下,一般可获得最佳点火提前角,从而使发动机在动力性、经济性、排放性及工作稳定性等方面均处于最理想的情况。（2）在全部工作范围内，一般可对点火线圈的导电时间进行控制，从而使线圈中存储的点火能量保持恒定不变。（3）通过采用闭环控制技术，可使各缸点火提前角控制在刚好不发生爆震的临界状态，从而获得较高的燃烧效率，有利于提高发动机的各种性能。

微机控制点火系统

丰田汽车微机控制点火系统

丰田汽车发动机微机控制系统，常称为TCCS系统，该系统除控制点火外，还对燃油喷射、怠速、自动变速等进行控制，此外还具有故障保险、设备功能以及自诊断功能等。丰田微机控制点火系统，其主要作用是控制点火提前角，称为ESA系统。系统工作时，电子控制器根据传感器输入的发动机工作信息，经过计算、处理、判断，输出控制信号到点火器。优点：不受机械调节装置的限制，在发动机任何工况下保证最佳的点火控制。组成：传感器、微机控制器、点火器一、传感器二、电子控制器三、点火器四、点火提前角控制

一、传感器曲轴位置传感器：曲轴转角（发动机转速）信号、活塞位置（上止点）信号空气流量计（绝对压力传感器）：进气量信号水温传感器：水温信号氧传感器：空燃比浓稀信号节气门位置传感器：节气门开闭或全开、全闭、加速信号车速传感器：车速信号空档开关：变速器空档信号点火开关：点火开关接通及起动信号空调器开关：空调信号蓄电池：电池电压信号进气温度传感器：进气温度信号爆震传感器：爆震信号

二、电子控制器

点火器的作用是根据电子控制器输出的指令（信号），通过内部大功率管的导通与截止，控制初级电流的通断完成点火工作。有些还具有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。三、点火器第七讲3月30周四16新能源二班第1-2节16新能源一班第5-7节电子点火系的形式较多，电路、原理差异较大，作用要求也各不相同，使用中应注意：（1）接线必须正确、牢固，插接器要插接良好。系统中的晶体管器件应安放在易于散热、通风良好的位置。（2）清洗发动机时，不得直接清洗半导体组件。（3）拆卸、连接点火系（包括高压线）及用仪器检测时，应先断开点火开关。同时，应谨慎使用“试火法”、“短路法”。（4）点火系中的分电器、点火控制器、高能点火线圈一般都是专用产品，不得随意替代。（5）需要焊接元器件时，应先用尖嘴钳夹住管脚，焊接速度应尽可能快，防止电烙铁热量损坏晶体管或集成块。第四节电子点火使用（6）进行高压试火时，最好将高压导线插入一只备用火花塞，然后将火花塞外壳搭铁。从火花塞电极间隙观察是否跳火。（7）在点火开关接通的情况下，不要做连接或切断线路的操作，以免烧坏控制器中的电子器件。（8）对于光电式的，不要轻易打开分电器盖子，若确需打开检查时，要注意避免尘土对发光二极管、光敏元件和遮光转子的污损。（9）在用干电池模拟点火信号检查电子点火控制时，测量动作要快，干电池连接的持续时间，一般不要超过5秒。一、点火线圈的检修(2)用万用表测点火线圈初次级绕组及附加电阻，应符合要求。①测初级绕组用R×1档，量初级绕组两接线柱间电阻值。电阻偏小或偏大时，应查型号是否正确。电阻为无穷大时，为断路。（桑塔纳为0.52-0.76Ω；红旗、奥迪为0.6-0.7Ω）(2)用万用表测点火线圈初次级绕组及附加电阻，应符合要求。②测次级绕组用R×100档，量“开关”与高压线插孔间电阻值。（桑塔纳为2.4-3.5kΩ；红旗、奥迪为2.5-3.5kΩ）③测附加电阻用R×1档，阻值应在0.3—1.8Ω之间。第五节电子点火装置的检修与试验(3)点火线圈绝缘情况试验：1)用试验台上点火线圈输出的高压电进行跳火试验，绝缘不合格须更换。2)用兆欧表500V测量时，阻值不小于200MΩ。(4)点火线圈发火强度试验：1)比较法检验：将待检点火线圈与标准点火线圈分别到点火系内作跳火试验，比较两者火花强度。2)三针放电检验：在汽车电器试验台上用三针放电器测量。要求：4-8缸机用点火线圈点火速度在21600次/min时、4-6缸用点火线圈点火速度在12600次/min时，跳火间隙≮7mm，且火花连续不间断。第五节电子点火装置的检修与试验发火性实验第五节电子点火装置的检修与试验(5)点火线圈高温性能检查：检查高温时就车的跳火强弱。若无火或火花弱，须予更换。(6)点火线圈比较简单的检测方法：直接给点火线圈初级绕组通断电，在断电的瞬间次级绕组将对地跳火。第五节电子点火装置的检修与试验检查绝缘体是否有裂纹、破损，中心电极和侧电极是否烧损。如有，应更换。螺纹部分损坏超过2牙者，应更换。二、火花塞的检修第五节电子点火装置的检修与试验检查火花塞电极间间隙：用火花塞塞尺测间隙一般为0.6～0.8mm。电子点火系中的火花塞电极间隙可达1～1.2mm。若不符合，可用钢丝式专用火花塞塞尺，小心地弯曲侧电极来调到标准值，但不能敲击侧电极来调整。第五节电子点火装置的检修与试验“+”极“-”极信号端子（一）霍尔式信号发生器的检修以桑塔纳轿车为例，霍尔信号发生器位于分电器内，引出的三根导线分别为：霍尔信号发生器的“+”极，红／黑色，接点火控制器5号端子；霍尔信号发生器的输出信号端子“S”，绿／白色，接点火控制器6号端子；霍尔信号发生器的“—”极，棕／白色，接点火控制器3号端子。用万用表测量霍尔信号发生器的“+”与“—”之间的电压应为11～12V；测量“S”与“—”之间的电压，当转子缺口对正霍尔元件的气隙时，应为0.3～0.4V，反之应为11—12V。第五节电子点火装置的检修与试验（二）磁感应式信号发生器的检修以与传统点火系的分电器相似，其不同点是：1)用塞尺测量转子爪与定子爪之间的间隙，其值一般应为0.3-0.5mm；丰田系列为0.2-0.4mm。过大不易起动发动机。第五节电子点火装置的检修与试验2)用万用表测量传感器线圈的电阻值，其值一般应为600Ω-800Ω；丰田系列为350Ω-400Ω。一般阻值越小感应电压越低。为防止干扰，有的车用屏蔽线将传感器信号送往电控单元。3)感应电压的测量将用万用表置于“~2V”挡，测量传感器线圈的两个端子，起动或用手转动分电器轴时，一般应有0.1-0.7V感应电压。如无电压，应予检修或更换。说明：久置的汽车可能会出现感应电压低的情况而造成起动困难，解决的方法是给其线圈通12V直流电充磁。第五节电子点火装置的检修与试验1、霍尔式点火控制器的检测检查点火控制器，必须要了解点火控制器的接线。以桑塔纳轿车为例，其点火控制器的接线如下：1—接点火线圈“—”(绿色)；2—接电源负极(棕色)；3一接霍尔信号发生器“—”(棕／白色)；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／白色)。四、点火控制器的检修第五节电子点火装置的检修与试验用万用表测量1与4端子之间的电阻为0.52—0.76；接通点火开关，测2与4端子之间的电压应为12V；测3与5端子之间的电压应为11—12V；测3与6端子之间的电压时，应慢慢转动分电器轴，其电压应0.3—0.4V与11—12V之间变化。用电压表接在点火线圈的“+”与“－”接线柱上，接通点火开关，观察电压表读数应大于2V，1—2S后，电压应降为0。若上述检测结果不正常，说明点火控制器有故障，应更换。第五节电子点火装置的检修与试验2、电磁感应式点火控制器的检测用一只1.5V的干电池代替信号发生器，接到点火控制器信号输入端子上，正接时，点火线圈的初级电路导通，用万用表测量点火线圈的“—”接线柱与搭铁之间的电压，应为1～2V；将电池的极性颠倒后，再进行测量，其值应为12V。若与上述不符，说明点火控制器有故障，应更换。第五节电子点火装置的检修与试验1-蓄电池；2-正时灯；3-信号线；4-中央高压线插孔；5-分缸高压线插孔图4-54正时灯的连接五、点火正时的调整与检测第五节电子点火装置的检修与试验第八讲3月31周五16新能源二班第1-2节16新能源一班第3-4节第六节电子点火系统故障诊断与排除点火系统故障一般会导致汽车不能起动、起动困难、怠速不稳、发动机动力不足、加速不良、易熄火等。诊断步骤：1.基本检查2.自诊断3.点火系统和零部件检测4.点火数据流、波形检测5.分析判断6.验证（排故、试车）一、点火系统故障诊断流程零部件名称功能零部件常见故障车辆故障现象火花塞以电极之间的电弧