汽车发动机电控系统原理与检修（微课视频版） 第2版 课件 项目三 电控点火系统

项目三电控点火系统【情境导入】

2019年4月14日，车主赵先生把他的新款宝来轿车拖到4S店，说是发动机启动时无着火迹象。经初步诊断为电控点火系统故障，为此维修人员必须掌握汽车电控点火系统的组成和结构原理，掌握电控点火系统的诊断方法。你准备好了吗？单元一概述一、点火系统的基本要求1、能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压2、电火花应具有足够的点火能量3、点火时刻应与发动机的工作状况相适应4、持久耐用二、点火系统的功用点火系统的基本功用是在发动机各种工况和使用条件下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使发动机作功。三、点火系统的类型发动机的点火系统，按其组成和产生高压电方式的不同可分为：1、传统点火系统传统点火系统是通过点火线圈和断电器将电源提供的低压电转变为高压电，再由分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。2、电子点火系统电子点火系统则通过点火线圈和由半导体器件（晶体三极管）组成的点火控制器将电源提供的低压电转变为高压电，再通过分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。3、电控单元（微机）控制点火系统电控单元控制点火系统与上述两种点火系统相同，也是通过点火线圈将电源的低压电转变为高压电，再由分电器将高压电分配到各缸火花塞。1.传统点火系统的组成电源供给点火系统所需的电能，由蓄电池和发电机提供。点火线圈将电源12V的低压电变成15～20kV的高压电。分电器包括断电器、配电器、电容器、机械真空点火提前机构装置和真空点火提前装置等部分。四、传统点火系统的组成与工作原理火花塞（1）断电器接通与切断点火线圈初级电路。（2）配电器将点火线圈产生的高压按点火的顺序送至各缸的火花塞。（3）电容器减小断电器触点火花，延长触点使用寿命并提高次级电压。（4）机械真空点火提前装置和真空点火提前装置随发动机转速、负荷和汽油辛烷值变化改变点火提前角。将高压电引入气缸燃烧室产生电火花，点燃混合气。点火开关控制点火系统的初级电路。附加电阻改善点火性能和起动性能。2.传统点火系统的工作原理发动机工作时，断电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转。凸轮转动时，断电器触点交替地闭合和打开。当触点闭合时，接通点火线圈初级绕组的电路；当触点分开时，切断初级绕组的电路，使点火线圈的次级绕组中产生高压电；当火花塞的电极间隙被击穿时，产生电火花，点燃混合气。（1）触点闭合，产生初级电流（2）触点分开，次级绕组中产生高压电（3）火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气五、电子点火系统的组成与工作原理图

电子点火系统的组成1.电子点火系统的组成电子点火系统主要由电源（蓄电池和发电机）、点火线圈、带有信号发生器的分电器、火花塞、点火开关和点火控制器等部件组成。电控单元控制点火系统主要由电源（蓄电池和发电机）、点火开关、传感器和各种控制开关、电控单元、点火控制模块、点火线圈以及火花塞等部件组成。1、各种传感器和各种控制开关传感器信号主要是用来检测与点火有关的发动机工作状况信息，并将检测结果输入电控单元，作为计算和控制点火时刻的依据；而各种控制开关信号则用于修正点火提前角。2、电控单元电控单元控制点火系统是发动机集中控制系统的一个子系统，电控单元既是燃油喷射控制系统的核心，也是点火控制系统的核心。3、点火控制模块点火控制模块根据结构和功能又称点火电子组件、点火器或功率放大器，是电控单元控制点火系统的功率输出极，它接受电控单元输出的点火控制信号并进行功率放大，以便驱动点火线圈工作。分电器电子点火系统分电器中装有点火信号发生器、配电器、真空和离心点火提前调节装置等。点火控制器点火控制器的作用是根据点火信号发生器输入的电压脉冲信号，及时地接通和切断点火线圈的初级回路，使点火线圈的次级产生高压。单元二

电控点火系统的基本组成及工作原理一、电控单元控制点火系统的组成信号输入装置电控单元ECU点火控制器点火线圈火花塞二、电子控制点火提前角的控制过程点火提前角及其影响因素图

压力与点火时刻的关系最佳的点火提前角不仅应保证发动机的动力性和燃油经济性都达到最佳，还必须保证排放污染最小。混合气在气缸内燃烧，当最高燃烧压力出现在上止点后10°左右时，发动机的输出功率最大。图中A是气缸内不燃烧时的压力波形，以上止点为中心左右对称。B、C、D分别是不同点火时刻的燃烧压力波形。在c时刻点火，燃烧压力做功最多（阴影部分）。在b时刻点火，最大燃烧压力最高，但是却发生了锯齿波形的爆震。1.点火提前角控制图

点火提前角的计算实际点火提前角=初始提前角+基本点火提前角+修正点火提前角（或延迟角）（1）初始提前角在起动期间，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，点火时间固定在初始点火提前角。此时的控制信号主要是发动机转速信号和起动（2）基本点火提前角

在正常运行工况运行时，ECU根据进气歧管压力信号（或进气量信号）、发动机转速信号、节气门位置信号、空调开关信号、爆震信号等确定基本点火提前角。（3）点火提前角的修正ECU根据发动机冷却液温度、怠速稳定性、空燃比反馈做出点火提前角的修正。2.点火导通角（通电时间）控制图

蓄电池电压与通电时间的修正曲线初级电路被断开瞬间，初级电流所能达到的值即断开电流与初级电路接通的时间长短有关，只有通电时间达到一定值时，初级电流才可能达到饱和。而次级电压最大值是与断开电流成正比的。因此必须保证通电时间能使初级电流达到饱和。但如果通电时间过长，点火线圈又会发热并使电能消耗增大。蓄电池的电压变化也将影响初级电流。3.爆震控制采用带有反馈控制功能的点火提前控制系统。在缸体或靠近燃烧室的地方安装一个爆震传感器。它能将发动机爆震时产生的压力波转变成电信号输送给ECU；ECU中的点火提前角反馈控制电路根据爆震传感器传来的反馈信号来调整点火提前角，以保证在任何工况下的点火提前角都处于接近发生爆震的最佳角度。爆震控制的方法三、电控点火系统高压电的分配方式1、带分电器电控单元控制点火系统的控制方式图

丰田汽车带分电器电控单元控制点火系统的控制方式2、无分电器电控单元控制点火系统的控制方式无分电器点火方式中区分为：同时点火方式单独点火方式二极管分配方式。（1）同时点火方式图

两个气缸同时点火放电电路该点火系中，点火线圈直接与火花塞连接，点火线圈的次级绕组有两个高压输出端，次级绕组利用高压线将两个气缸的火花塞，通过它们的接地点串联成一个闭合回路，一个点火线圈产生的高压电可以向两个气缸的火花塞提供，如图所示。点火线圈对处于压缩行程上止点和排气上止点两个气缸同时点火.经发动机连接图

同时点火方式点火线圈内部结构图

别克君威点火线圈实物图以别克君威3.0L点火线圈为例分析：对1、4缸进行同时点火，第1缸压缩上止点时，第4缸则是排气上止点，此时第1缸是有效点火，第4缸则是空火，即无效点火，由于第4缸里的压力比第1缸低得多，只需很少放电能量就能保证高压电通过。曲轴转过360°后，情况正好相反，第4缸是有效点火，第1缸是空火。同时点火只适合气缸数为偶数的发动机，即4、6、8个气缸时才能采用。（2）单独点火方式图

单独点火式点火线圈单独点火方式也称独立点火方式。这种方式是一个火花塞上配一个点火线圈。以别克君越点火系统为例：这种点火方式，点火线圈产生的高压电单独地直接向每一个气缸点火。该点火系统中，点火线圈、火花塞及控制用的功率管数目是一致的，如图所示。（3）二极管分配点火方式图

二极管分配点火系统原理图二极管分配点火方式也属于同时点火。该系统中的点火线圈有两个初级绕组和一个次级绕组。两个初级绕组A和B，分别由点火器中的一个功率管供电。一个次级绕组两个高压输出端，每个输出端各装两个高压整流二极管；每个二极管通过高压导线（或直接）分别通向1、2、3、4缸的火花塞。电控单元控制点火系统的基本检查1、拆卸和安装火花塞（1）拔出高压线。拔高压线时，注意施力，不可硬从高压线上拉，如此很容易断掉，须捏紧头部稍微旋转一下再拔出；并对各缸高压线顺序做好记号。

图

火花塞套筒规格（2）选择合适规格的火花塞套筒。根据火花塞规格，火花塞套筒可分为16”和21”两种规格，少量其它规格套筒。（3）正确的姿势和操作手法，是顺利地拆出火花塞的前提。图

火花塞故障（4）火花塞拆出后，可以观察火花塞的电极判断火花塞燃烧状况。图

火花塞间隙图2厚薄规调整火花塞间隙火花塞间隙：火花塞间隙标准值是0.9-1.1mm，不同型号的略有区别（如图）。必要时可以用厚薄规调整火花塞间隙（如图2）。2、试高压跳火图

独立点火试验（1）条件1）先拔掉燃油泵继电器，切断燃油；

2）确定发动机体上无燃油，可燃物；

3）燃油油路无泄漏；

4）蓄电池电压12V以上，起动机工作正常。

（2）操作步骤1）从火花塞上拔出高压线，独立点火则拆下点火线圈；

2）由于不能直接对搭铁试火，需要插上火花塞试验，如图；

3）点火开关运转起动机，观察有无高压火，火花强弱。

图

正常火花图

异常火花图

火花异常（3）高压火的优劣判断3、点火线圈检测初级线圈电阻次级线圈电阻冷态热态冷态热态0.35-0.55

0.45-0.65

5-15k

11-18k

图

点火线圈检测4、点火放大器检测-端表笔+端表笔端子A端子B端子C电阻Ω结果电阻Ω结果电阻Ω结果端子A一一∞O.K.∞O.K.一一非∞或0NO非∞或0NO一一0NO0NO端子B∞NO一一∞NO非∞或0NO一一非∞或0NO0NO一一0NO端子C∞NO∞NO一一非∞或0NO非∞或0NO一一0NO0NO一一5、点火顺序确定图

直列和V型发动机（1）直列发动机：靠近曲轴飞轮最前，为1缸。直列4缸发动机点火顺序1-3-4-2，6缸发动机点火顺序1-5-3-6-2-4。（2）V列发动机V型6缸发动机气缸缸位如右图，V型6缸发动机点火顺序1-2-3-4-5-6。6、高压线检测高压线电阻值在5—20千欧，为正常，线越长，则电阻越大。电阻值测量方法如图所示。7、点火正时调整仅对于分电器车型。如图所示，松开分电器固定螺栓，转动分电器外壳进行调整：逆时针方向转动，点火提前；顺时针方向转动，点火推迟。如果拆卸过分电器，应注意点火正时记号，步骤如下图。拆卸分电器前，须做好正时记号。转动飞轮，曲轴对准正时记号凸轮轴齿轮记号对准正时记号确定分火头对准一缸高压线电控单元控制点火系统常见的故障诊断1、无高压火故障A点点火开关状态检测电压状态故障OFF0V正常﹙下一步﹚ON0V或12V正常﹙下一步﹚OFF-ON3秒12V正常﹙下一步﹚START12V正常﹙下一步﹚START0V不正常检查点火开关，保险丝，电路以日产蓝鸟发动机为例，带分电器点火系统检测方法如下：①测量点火线圈正极电源针脚A电压是否为12V。②用试灯测量针脚A，在点火开关ON或START时，试灯亮。③用试灯短接点火线圈插头针脚，启动点火开关，观察试灯是否闪烁。点火开关试灯状态状态高压火故障部位OFF不亮正常／﹙下一步﹚ON不亮正常／﹙下一步﹚START不闪烁不正常无高压火点火模块及线路START闪烁正常无高压火点火线圈B-b之间电阻值状态性质故障点→0欧导通正常﹙下一步﹚→∞不通不正常B-b之间线路不良④测量点火线圈针脚B与点火放大器插头针脚B之间是否导通。1#-c之间电阻值状态性质故障点→0欧导通正常﹙下一步﹚→∞不通不正常1#-C之间线路不良⑤测量点火功率放大器针脚C与发A动机ECU1#针脚之间是否导通。点火开关C点电压值状态故障点→点火开关OFF0V正常﹙下一步﹚点火开关ON∝0V正常﹙下一步﹚发动机怠速0V异常发动机控制单元发动机怠速0.3-0.5V正常﹙下一步﹚发动机2000转0V异常发动机控制单元发动机2000转0.7-0.8V正常﹙下一步﹚⑥测量放大器插头针脚C电压值C端火花塞状态性质故障点无波形无高压火不正常发动机ECU有波形有高压火正常-------有波形