第四章-电控点火系统

电控点火系

学习内容：项目1：电控发动机点火系统原理概述项目2：微机控制点火元件和系统检修项目3：发动机爆震控制系统的检修项目1：电控发动机概述【任务与要求】掌握电控发动机点火系统的功用；掌握汽油机对点火系统的要求；熟悉电控发动机点火系的的分类。【项目应用实例】：捷达王怠速不稳，加速排气管冒黑烟。故障现象：一辆捷达王轿车行驶里程约30000km，出现发动机怠速不稳，加速时排气管冒黑烟，百公里油耗超过20L。用V.A.G1551检查该车发动机控制单元的故障存储，显示“空气流量计信号不正常”、“节气门阀体超出调整范围”偶发生故障及“λ传感器对地短断路”永久性故障。【故障分析与排除】

用发动机综合检测仪检测发动机点火波形时，发现其点火波形有异常，高压点火电压约7.5KV左右。分析故障可能是点火线圈受热后出现匝间短路，造成点火电压偏低，从而使发动机燃烧不完全。更换一个新的点火线圈，发动机状况马上好转，怠速运转平稳，加油排气管也没有黑烟。用V.A.G1551检查没有故障存储。试车，故障排除。【点评】

点火线圈受热后出现匝间短路，不能储存足够的能量，使点火电压达不到额定电压，造成发动机燃烧不完全，而出现冒黑烟的故障。因此，发动机的点火系统必须能够提供足够高的点火电压和点火能量，才能击穿火花塞间隙，充分引燃可燃混合气。【引言】

发动机混合气燃烧不完全，废气缺氧，氧传感器输出低电压信号（0.45V以下）,一般情况下ECU认为是空气流量计故障，通过检查确认流量计或其他传感器工作良好时，就要考虑点火系是否工作正常。必备知识1、点火系的功用

根据发动机的不同工况，适时在汽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。2、点火系要求1．能产生足以击穿火花塞间隙的高电压2．火花应具有足够的点火能量3．点火时刻应适应发动机的工作情况3.1、按是否采用电子元件控制可分为：（1）传统点火系（2）电子点火系（3）微机控制点火系3、系统种类3.2、按信号发生器形式分类：（1）磁感应式（2）霍尔式（3）光电式磁感应式霍尔式光电式3.3、按有无分电器可分为：（1）有分电器分组（2）无分电器独立

分组点火独立点火分电器项目2：微机控制点火系统的检修【任务与要求】掌握微机控制点火系统的组成、作用与控制原理。掌握微机控制点火系统的检测方法。学习目标设计学习目标二：曲轴位置传感器的检测

学习目标一：微机控制点火系统故障诊断学习目标三：点火线圈的检测学习目标四：点火器的检测

学习目标五：点火正时检测学习目标六：点火系统的示波器检测学习目标一：微机控制点火系统故障诊断一、微机控制点火系统的组成

电源、传感器、ECU、点火器、点火线圈、分电器和火花塞等。必备知识微机控制点火系统的组成二、微机控制的点火系统的基本工作原理

发动机工作时，ECU根据传感器信号，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。当电路导通时，点火线圈初级电路导通。当初级电路被切断时，次级线圈中感应出高压，经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。工作原理基本点火电路三、有分电器点火系统三、无分电器点火系统1．同时点火方式（浪费火花的点火方式）双缸同时点火方式示意图（a）双缸点火时的放电电路；（b）高压二极管的作用；（c）4缸发动机的两个点火线圈2．单独点火方式

（1）有分电器点火系统故障诊断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为例说明电子点火系的故障诊断与维修。图4-33电子点火系的故障诊断1-分电器内霍尔信号发生器空气隙；2-旋具；3-霍尔信号传感器插接器；4-点火控制器；5-点火线圈；6-高压线第一步第二步第三步打开分电器盖，转动曲轴，使分电器转子缺口对正霍尔信号发生器。拔出分电器盖上的中央高压线，使其端部离汽缸体5～7㎜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的插入和拔出，模拟转子在间隙中的动作，观察高压线端有无跳火。操作步骤判断：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。微机控制点火系统故障诊断流程

2、无分电器点火系统故障诊断

曲轴位置传感器类型学习目标二：曲轴位置传感器的检测

磁脉冲式曲轴位置传感器1光电式曲轴位置传感器2霍尔式曲轴位置传感器3必备知识磁感应式霍尔式光电式【安装位置】曲轴、凸轮轴、飞轮或分电器处。两传感器有安装在一起的，也有分开安装的（1）电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器发动机转速↑→信号频率↑→信号振幅↑感应线圈正时转子磁铁(永久磁铁)NSNSNS磁铁信号转子ABC通过线圈的磁通量点火信号产生电压秃顶交流波形Ne信号：检测曲轴转角位置及发动机转速的信号。G信号：用于辨别气缸及检测活塞上止点位置。第一步：检查感应线圈1和2号端子的电阻，冷态1630-2740欧，热态2065-3225欧。该发动机曲轴位置传感器电路图如图a所示。第二步：检查曲轴位置传感器输出信号，拔下曲轴位置传感器的导线连接器，将示波器输入接线与导线连接器上1和2号端子示波器应有如图b所示波形，即1和2号端子间有脉冲信号输出。判断：无信号应进行第三步。

检修方法以磁脉冲式曲轴位置传感器为例进行检测（丰田5A发动机）操作

图a、曲轴位置传感器电路图图b、Ne信号的正常波形

第三步检查传感器线圈与信号转子的气隙，拆下分电器盖、分火头等，露出曲轴位置传感器如图c所示，用厚薄规测量信号转子与传感线圈凸出部分的空气间隙，应为0.2～0.4㎜；(a)检查初级线圈电阻。初级线圈电阻应为：

0.36~0.554欧姆（冷态）

0.45~0.65欧姆（热态）(b)检查次级线圈电阻。次级线圈电阻应为：9.0~15.4千欧姆学习目标三：点火线圈的检测初级线圈检查次级线圈检查学习目标四：点火器的检测

第一步：接通点火开关，用万能表测量1与4端子之间的电阻应为0.52～0.76Ω，2与4端子之间的电压应为12V，3与5端子之间的电压应为11～12V。第二步：慢慢转动分电器轴，测3与6端子之间的电压。判断：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。第三步：把万能表接在点火线圈的“+”与“-”接线柱上，接通点火开关，观察电压表读数。判断：若电压大于2V，且经1～2s后电压将为0，则点火线圈良好；否则，点火线圈有故障，应更换。操作1）霍尔效应式电子点火系点火控制器检测提示：如图所示为桑塔纳桥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“－”（绿色）；2—接电源负极（棕色）；3—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）。1-蓄电池；2-点火开关；3-点火线圈；4-点火控制器；5-霍尔信号发生器插接器；6-分电器；7-高压线2）电磁感应式电子点火系中的点火控制器检测

方法一：用干电池和试灯进行检查。步骤：将1.5V干电池（图4-39（a））交替地接在点火控制器两个输入端子时，试灯也随着交替地亮、灭；判断：否则点火控制器故障，应更换。方法二：用干电池和电压表进行检查。步骤：将电压表接点火线圈“一”接线柱，当干电池交替地接在控制器输入端时，电压表的读数应在1-2V和12V之间交替变化；判断：否则点火控制器故障，应更换。方法三：用电阻和试灯进行检查。步骤：将1kΩ电阻（图4-39(b)）接在点火控制器的输入端子,“2”，以“a”端触碰一下蓄电池负极时，试灯亮0.5s后熄灭；判断：否则为点火控制器故障，应更换。操作提示：磁脉冲式无触点点火系统中传感器输入信号为交变的电压信号，可以用1.5V干电池作为输入信号，用试灯或电压表检查控制器的状态，如图4-39所示。（a）用干电池和试灯；（b）用电阻和试灯。第一步：擦拭曲轴带盘或飞轮上的标记处，使标记清晰可见。第二步：起动发动机，使水温上升至70～80℃。第三步：预热后，检查发动机怠速是否在规定范围内。第四步：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。第五步：将正时灯的外卡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。第六步：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、桑塔纳等桥车对准飞轮上的标记）。学习目标五：点火正时检测判断：若正时灯闪光与正时标记正好对准，说明点火时刻正时；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。调整正时灯上电位计使两标记对齐，则正时灯上指示的读数即为发动机怠速时的点火提前角。操作1.标准次级点火波形学习目标六：点火系统的示波器检测2.常见单缸次级故障波形

图5喷油器工作不良图6初级电路接反

图7火花塞过热或气门漏气图8分电器盖或分火头松动

3.不同气缸次级点火电压波形的对比分析

多缸平列波（第三缸异常）多缸并列波

多缸重叠波

项目3：发动机爆震控制系统的检修【任务与要求】掌握爆震控制系统的组成、作用与控制原理。掌握爆震传感器的检测方法。爆震传感器的正确使用桑塔纳轿车爆震传感器的检修学习目标二学习目标一学习目标设计学习目标一：爆震传感器的正确使用

爆震控制系统的组成与工作原理发动机控制系统利用爆震传感器来监测发动机是否产生爆震，并根据传感信息，采取闭环反馈控制的方法修正点火提前角，使发动机工作在爆燃的边缘。带有发动机爆震控制（EDC，EngineDetonationControl）的点火提前角闭环控制系统由传感器、带通滤波电路、信号放大电路、整形滤波电路、比较基准电压形成电路、积分电路、提前角控制电路和点火控制器等组成。必备知识1.爆震控制系统的组成与爆震控制过程

(1)电感式爆燃传感器线圈铁心壳体永久磁铁谐振点频率f输出电压u0爆燃传感器至ECU压电元件膜片频率电压ECUKNK信号波形带开路/断路检测电阻的传感器（2）压电式爆燃传感器2．爆震的判断与爆震修正

ECU根据发动机的爆震程度修正点火提前角。当爆震程度强时，点火提前角的修正推迟角度大；当爆震程度弱时，修正的推迟角度小。电脑控制的每一次爆震修正都以一定的角度推迟点火。当爆震消失后，在一定的时间内，维持当前的点火提前角。在此期间，如果无爆震产生，则又逐渐增大点火提前角，一直到发动机再次出现爆震时，又恢复爆震的修正控制。

爆震传感器是发动机爆震控制系统必不可少的传感器，一旦爆震传感器信号异常，电控单元（ECU）就不能正确判定发动机是否发生爆震，爆震控制系统随着失效。因此，在使用中应当注意以下几点：（1）不同发动机使用的共振型爆震传感器不能互换使用。（2）非共振型爆震传感器的扭紧力矩不得随意调整，必要时应按《使用说明书》规定的数值进行调整。提示：传感器的输出特性出厂时都已