项目二汽油发动机电控点火系统认识与检修.

项目二汽油发动机电控点火系统认识与检修一、项目要求在现代汽油发动机中，汽缸内的可燃混合气是采用高压电火花点燃的。为了在汽缸中产生高压电火花，必须采用专门的点火装置，即点火系统。点火系统是发动机中最重要的系统之一，点火质量的高低直接影响着发动机的性能。发动机许多常见的故障都是由点火系统引起的，在实际维修中，有很大比例的发动机故障都存在于点火系统中。电控点火系统主要控制发动机的点火时刻（点火提前角）、点火持续时间和爆燃。完全满足汽油发动机对点火系统的要求，能够使发动机的动力性、经济性达到最佳，同时使排放污染最少。点火系统常见的故障有点火系不工作、点火时间过早、点火过迟和火花塞故障，该项目通过对点火系统故障的诊断、拆卸、检修、安装调整过程的介绍，使读者掌握点火系统的组成和工作原理等方面理论知识的同时，具备对发动机的点火系统常见故障进行分析与排除的能力。【知识要求】1．了解点火系统的作用和点火系统控制2．掌握点火系统的组成和工作原理3．掌握传统点火系统的各零部件的结构及工作原理4．掌握电子点火系统的各元器件的结构及工作过程5．掌握点火电路的分析与检测方法6．了解传统点火和电子点火的区别7．了解点火提前角的控制原理重点掌握内容：点火系统的组成和工作原理、电子点火系统的各元器件的结构及工作过程。【能力要求】1．能检测并判断点火提前角的大小，并能进行调整2．能正确检查点火的高低压电路，并能对常见故障进行检修二、相关知识（一）汽油发动机电控点火系统组成和功能1．汽油发动机电控点火系统组成2．汽油发动机电控点火系统的工作过程图2-1电控点火系统的组成示意图（二）汽油发动机电控点火系统的分类汽油发动机电控点火系统可分为两类：有分电器式和无分电器式。1．有分电器式汽油发动机电控点火系统有分电器式汽油发动机电控点火系统的主要由电源、传感器、ECU、点火控制器、点火线圈、分电器和火花塞组成，如图2-2所示。图2-2有分电器式电控点火系统组成示意图2．无分电器式汽油发动机电控点火系统无分电器式汽油发动机点火控制系统由电源、火花塞、点火线圈、点火器、传感器和ECU组成，如图2-3所示。图2-3无分电器式汽油发动机电控点火系统组成根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同，无分电器式汽油发动机电控点火系统又可分为两个活塞位置同步缸共用一个点火线圈的同时点火方式和每缸一个点火线圈的独立点火方式。（1）同时点火方式双缸同时点火时，高压电的分配有二极管分配和点火线圈配电两种形式。1）二极管分配式2）点火线圈配电式（2）独立点火方式（三）汽油发动机电控点火系统零部件1．电源（1）蓄电池1）蓄电池在汽车上的功用2）蓄电池的类型3）蓄电池的结构4）蓄电池的工作原理图2-4铅蓄电池的结构1—负极柱2—加液孔盖3—正极柱4—穿壁连接5—汇流条6—外壳7—负极板8—隔板9—正极板（2）发电机1）交流发电机的构造图2-5JF132型交流发电机的组件1—后端盖2—电刷架3—电刷4—电刷弹簧压盖5—硅二极管6—散热板7—转子8—定子总成9—前端盖10—风扇11—带轮2）交流发电机的工作原理图2-6交流发电机工作原理图图2-7三相桥式整流电路中的电压、电流波形2．点火线圈点火线圈由初级绕组、次级绕组和铁芯等组成。（1）点火线圈的分类按磁路的结构形式不同，可分为开磁路式点火线圈和闭磁路式点火线圈。1）开磁路点火线圈图2-8开磁路点火线圈1—“−”接线柱2—一次级绕组引出头及弹簧3—橡胶罩4—高压阻尼线5—高压线插座6—螺母及垫片7—绝缘盖8—橡胶密封圈9—螺钉及螺母10—附加电阻盖11—附加电阻瓷质绝缘体12—附加电阻及接线片13—固定夹14—初级绕阻15—次级绕阻16—绝缘纸17—铁芯18—瓷绝缘体19—沥青材料20—外壳21—导磁钢套当初级电流通过开磁路点火线圈时，使铁芯磁化，其磁路如图2-9所示，从图可见，磁蹄的上下部分是从空气中通过的，因此漏磁较多，能量损失大。图2-9开磁路点火1—磁力线2—铁芯3—初级绕组4—次级绕组5—导磁钢套2）闭磁路点火线圈图2-10闭磁路点火线圈1—初级绕组2—次级绕组3—铁芯4—正接线柱5—负接线柱6—高压接线柱7—磁力线（2）点火线圈的型号代号12345用途单、双缸发动机4、6缸发动机4、6缸发动机带附加电阻6、8缸发动机带附加电阻6、8缸发动机代号6789用途8缸发动机以上无触点分电器高能其他（包括3、5、7缸）表2-1点火线圈的分组（用途）代号3．点火器（1）点火器的功能（2）基本电路图2-11桑塔纳轿车点火器的外形图图2-12L497点火集成块图2-13霍尔电子点火系统原理电路图4．分电器分电器包括传统分电器（有触点分电器）和无触点分电器。下面分类介绍这两种分电器。（1）传统分电器①断电器。②配电器。③电容器。④点火提前角调节机构。图2-14分电器结构示意图1—联轴节2—电容器3—触点及断电器底板组成4—凸轮5—分火头6—分电器盖7—分电器壳体8—真空提前调节器9—油杯10—接线柱11—活动触点臂12—固定触点及支架13—偏心螺钉14—活动底板15—油毡及夹圈16—触点臂弹簧片17—螺母18—弹簧19—真空提前调节器外壳20—真空提前调节器膜片21—拉杆图2-15电容器a．离心点火提前机构。b．真空点火提前机构。c．辛烷值选择器。图2-16离心点火提前机构1—凸轮固定螺钉及垫片2—凸轮3—拨板4—分电器轴5—离心重块6—弹簧7—托板8—销钉9—柱销图2-17真空点火提前机构工作原理图1—分电器壳体2—活动板3—触点副4—拉杆5—膜片6—弹簧7—真空连接管8—节气门9—凸轮（2）无触点分电器无触点分电器主要由信号发生器、配电器和点火提前调节装置组成。信号发生器有霍尔式、磁脉冲式、光电式、电磁振荡式等。霍尔式无触点分电器的结构如图2-18所示。图2-18霍尔式无触点分电器结构1—触发叶轮2—霍尔传感器3—真空点火提前调节装置4—分电器外壳5—托盘6—分火头图2-19霍尔效应式点火信号发生器的组成和原理1—触发叶轮2—霍尔集成块3—信号触发开关4—永久磁铁5—导磁板6—导线图2-20磁脉冲式点火信号发生器的工作原理1—传感线圈2—永久磁铁3—信号转子图2-21光电式点火信号发生器结构1—分火头2—光源3—光接收器4—遮光盘5．火花塞（1）火花塞的工作条件及其要求火花塞在发动机上的作用，主要是在发动机燃烧室中形成火花放电，使可燃混合气着火燃烧。火花塞的工作坏境十分恶劣，它承受着很大的机械、化学及电的负荷，因此必须能够承受冲击性高电压的作用，能够承受温度的强烈变化，具有良好的热特性和足够的机构强度。火花塞的电极应采用难熔、耐蚀的材料制成。（2）火花塞的构造和类型图2-22火花塞的构造1—接线柱2—绝缘体3—金属杆4—垫圈5—壳体6—导电玻璃7—多层密封垫圈8—内垫9—侧电极10—中心电极图2-23常用火花塞的结构类型（3）火花塞的型号代表字母螺纹规格安装座型式螺纹旋合长度/mm壳体六角对边/mmAM10×1平座12.716CM12×1.25平座12.717.5D平座1917.5EM14×1.25平座12.720.8F平座1920.8（G）平座9.520.8（H）平座1120.8（Z）平座1119J平座12.716表2-4火花塞结构类型代号代表字母螺纹规格安装座型式螺纹旋合长度/mm壳体六角对边/mmKM14×1.25平座1916L矮型平座9.519（M）矮型平座1119N矮型平座7.819P锥座11.216Q锥座17.516RM18×1.5平座1220.8S平座19（22）T锥座10.920.8续表第2部分为阿拉伯数字，表示火花塞热值，如表2-5所示。裙部长度/mm15.513.511.59.57.55.53.5热值3456789热特性热冷表2-5火花塞裙部长度与热值6．传感器汽油发动机电控点火系统的传感器（包括各种开关）主要有：曲轴位置传感器、空气流量计（或绝对压力传感器）、水温传感器、进气温度传感器、氧（O2）传感器、节气门位置传感器、车速传感器、爆震传感器、空调开关信号等。三、项目实施（一）项目实施要求①通过该项目的实施，应能够对点火系统进行拆装与调整，并掌握点火系统故障的检测步骤与排除方法。②该项目应具备汽车点火系统，螺丝刀、扳手、万用表等拆装与检修工具和汽车点火系统的电路图等资料。（二）项目实施步骤1．故障诊断流程故障诊断流程图如图2-24所示。图2-24点火系统故障诊断2．检测方法（1）电源的检查1）蓄电池技术状况检查①电解液液面的检查。②电解液密度的检查。图2-25电解液液面高度的检查1—极板2—极板防护片3—容器壁4—玻璃管图2-26测量电解液密度1—吸嘴2—密度计3—玻璃管4—橡皮球③用高率放电计测量放电电压。④蓄电池开路电压的检查。2）发电机的检查图2-27高率放电计1—放电叉2—电压表3—放电电阻开路电压/V充电状态/%12.6或12.6以上10012.4～12.670～10012.2～12.450～7512.0～12.225～5011.7～12.00～2511.7或11.7以下0表2-6开路电压与充电状态的关系（2）点火线圈的检查（3）火花塞与高压线的检查（4）电子点火器的检查（5）点火系统的传感器的检查1）磁感应式点火信号发生器的检查①检查、调整信号转子凸齿与线圈铁芯间的间隙。②检测传感线圈的电阻值。图2-28磁感应式点火信号发生器的间隙调整2）霍尔效应式点火信号发生器的检查图2-29霍尔信号发生器输出电压检查1—分电器2—点火器3—点火线圈4—高压线5—搭铁3．检测与排查的注意事项为避免对人体或系统本身造成损害，在进行检修时，应注意以下几点。①如需拆、接点火系统的导线（包括拆、接测试仪器）时，应先关闭点火开关。②利用起动机带动发动机旋转，而又不想使发动机发动的情况下（如进行汽缸压检查时），应拔下分电器盖上的中央高压线，并将其搭铁。③如果点火系统有故障或被怀疑有故障，而又必须拖动汽车时，应先拆开点火器的插接件。④为防止对无线电干扰，应使用阻值为1k的高压导线、阻值为1k～5k的火花塞插头和阻值为1k的分火头。⑤使用带快速充电设备的启动辅助装置启动时，电压不得超过16.5V，使用时间不得超过1min。⑥在车上进行点焊式电焊作业时，应先拆去蓄电池的搭铁线。⑦清洗发动机时，必须关闭点火开关。4．故障检查实例图2-30桑塔纳轿车霍尔电子点火系统基本电路图注：①点火线圈“−”极引脚②搭铁端引脚③信号“−”极引脚④点火电子组件“+”极引脚⑤信号“+”极引脚⑥信号端引脚1）点火系统的检查2）点火线圈、高压导线和分火头的检查3）点火器的检查①确认点火器电源电路是否正常，关闭点火开关，拔下点火器的插接件，将万用表（电压挡）触针接在线束插头的“4”和“2”接柱上，接通点火开关，电压表测得的电压值应约为蓄电池电压。否则，应找出电源断路故障并予以拆除。②确认点火器工作性能，关闭点火开关，连接好点火器插接件，拔下分电器霍尔信号发生插接件，将电压表两触针接在点火线圈的“15”（或“+”）和“1”（或“−”）接柱上。当接通点火开关时，电压表的电压值应为2V～6V，并在1s～2s后降为零值，否则应更换点火器。③确认点火器向霍尔信号发生器输出电压值是否正常，关闭点火开关，将电压表的两触针接在霍尔信号发生器线束插头“+”和“−”接柱上。接通点火开关时，电压表测得的电压值应为5V～11V，如低于5V或为0V，再用同样方法对点火器插接件中的接柱“5”和“3”进行测试。若电压值为5V以上，则说明点火器与信号发生器之间的线束有断路故障，应予以排除；若电压值仍为5V以下，则应更换点火器。④采用旁路信号发生器进行判断。图2-31采用旁路信号发生器的方法1—跨接线2—信号线插头3—信号发生器插接件③黑红双色线是电源“+”极线⑤绿白双色线是信号端接线⑥棕白双色线是点火信号发生器的“−”极线4）霍尔信号发生器的检查图2-32检查霍尔信号发生器输出电压1—分电器2—点火器3—点火线圈4—中央高压导线5—发动机体5）爆燃传感器的检修在实际工作中，常采用模拟信