任务6 微机控制点火系统电路分析与检测剖析

任务6微机控制点火系统电路分析与检测任务目标6.1微机控制点火系统的分析6.2有分电器的微机控制点火系统电路分析与检测6.3无分电器的微机控制点火系统电路分析与检测6.4任务实施6.5评价反馈任务目标【任务目标】1.理解微机控制点火系统的组成与工作原理。2.掌握有分电器微机控制点火系统电路的分析与检测3.掌握无分电器微机控制点火系统电路的分析与检测6.1微机控制点火系统的分析1.微机控制点火系统的组成微机控制点火系统主要由各种传感器、电控单元ECU、执行器（点火控制器、点火线圈以及火花塞）等组成6.1微机控制点火系统的分析2.微机控制点火系统的分类（1）有分电器的微机控制点火系统有分电器的微机控制点火系统仍保留分电器（实质上是指配电器），又称为非直接点火系统6.1微机控制点火系统的分析（2）无分电器的微机控制点火系统无分电器的微机控制点火系统又称直接点火系统或全电子化点火系统，它去掉了传统点火系统的分电器，因此不存在分火头和旁电极间的跳火问题，在没有高压线的系统中，还避免了电子干扰，减少了点火能量的损失，但无分电器的微机控制点火系统的点火线圈数量比有分电器的点火系统要多。根据微机控制点火系统的点火线圈高压电分配方式的不同，无分电器的微机控制点火系统可分为双缸同时点火、二极管配电点火、独立点火方式6.1微机控制点火系统的分析双缸同时点火方式6.1微机控制点火系统的分析双缸同时点火方式是指将两个活塞同时到达上止点位置的汽缸（一个为压缩行程的上止点，另一个为排气行程的上止点）分为一组，共用一个点火线圈，系统中点火线圈的总数量等于汽缸数的一半。当ECU发出指令使点火控制组件的驱动晶体管VT1截止时，点火线圈N1一次电流切断，高压电直接加在发动机第1缸和第4缸火花塞电极上；当驱动晶体管VT1截止时，点火线圈N2一次电流切断，高压电直接加在第3缸和第2缸火花塞电极上，使两个汽缸同时跳火。双缸同时点火时，一个汽缸处于压缩冲程末期，是有效点火；另一个汽缸处于排气冲程末期，是无效点火，但所耗能量很低。双缸同时点火方式的结构和控制电路较简单，所以应用较多，但由于仍然存在点火线圈与火花塞之间的高压线，能量损失略大。6.1微机控制点火系统的分析二极管配电点火方式•二极管配电点火方式，四个汽缸共用一个点火线圈，利用四个二极管的单向导电性交替完成对1、4缸和2、3缸的配电过程。•与双缸同时点火的微机控制过程基本相同。工作时，VT1控制点火线圈初级电路N1的通断，VT2控制点火线圈初级电路N2的通断，在次级线圈N3中产生方向相反的感应电动势，分别构成“N3→VD1→火花塞1→火花塞4→VD4→N3”和“N3→VD3→火花塞3→火花塞2→VD2→N3”两条回路，从而实现1、4缸和2、3缸的交替点火控制。6.1微机控制点火系统的分析其主要特点是：各缸均有一个点火线圈，即点火线圈的数量与汽缸数一致。由于每缸都有各自独立的点火线圈，所以即使发动机的转速很高，点火线圈也有较长的通电时间（闭合角大），可提供足够高的点火能量。6.2有分电器的微机控制点火系统电路分析与检测1.点火系统电路分析皇冠3.0轿车2JZ-GE型发动机微电脑控制点火系统6.2有分电器的微机控制点火系统电路分析与检测电路工作原理：（1）发动机控制微电脑ECU。发动机控制微电脑的作用是利用其电子点火提前(ESA)控制系统对点火提前角和通电时间进行控制。发动机运转时，控制微电脑ECU根据发动机转速和负荷信号确定基本点火提前角，再根据进气温度和冷却液温度等传感器送来的信号对基本点火提前角进行修正，从而确定最佳点火提前角，并向点火控制器发出点火控制信号，以实现对点火系统的控制。（2）曲轴位置和转角传感器。曲轴位置和转角传感器的作用是用来检测活塞上止点位置和曲轴转角，并将信号传送给发动机控制微电脑ECU，从而确定点火基准，控制点火时间和喷油正时，并计算发动机转速。6.2有分电器的微机控制点火系统电路分析与检测（3）点火控制器。点火控制器相当于一只电子放大器和电子开关，其作用是根据发动机控制微电脑ECU发出的点火控制信号，使大功率三极管导通或截止，来控制点火线圈初级绕组电流的通断，并利用切断初级电流后初级产生的自感电动势，向发动机控制微电脑ECU传送点火确认信号，为发动机控制微电脑ECU的故障保护功能提供依据。如果发动机控制微电脑ECU未收到点火确认信号，便判断点火系统出现故障，控制喷油系统停止喷油。（4）点火线圈。点火线圈实际上是一只升压变压器，其作用是在发动机控制微电脑ECU和点火控制器的控制下，将低压电转变成供火花塞用的高压电后去点燃混合气体。6.2有分电器的微机控制点火系统电路分析与检测2.点火系统电路检测2JZ-GE型发动机采用丰田TCCS微电脑集中控制系统，具有故障自诊断功能。点火系统故障的检查主要是依靠点火控制器反馈给微电脑控制ECU的点确认信号IGf对点火系统进行监测。如果微电脑控制ECU连续5～6次没有收到IGf信号，即判定为点火系统产生故障，仪表板上的发动机故障警告灯就会点亮，并将故障代码储存在微电脑控制ECU的存储器内，同时输出控制指令使燃油喷射系统停止喷油。发动机故障警告灯除具有上述功能外，还可用来显示表明故障原因和部位的故障代码以及显示警告灯电路是否出现故障。6.2有分电器的微机控制点火系统电路分析与检测与点火系统有关的故障代码及其含义为：12—表明起动机接通2S以上，仍无曲轴转速信号和凸轮轴位置信号输送到ECU电控单元；13—表明发动机转速达到1000r/min以上或更高时，ECU未收到转速信号；14—表明点火信号异常，点火器连续6次没有信号输送至ECU。检修时可根据上述原因去查其相应的部位6.2有分电器的微机控制点火系统电路分析与检测检查方法与步骤：①从分电器盖上拔出中央高压线，使其端头与机体保持12.5mm的间隙，用起动机带动发动机曲轴运转，查看是否有火花出现。为防止喷油器喷出的燃油过多，每次测试不得超过2S。如果火花正常，则可进行第②步检查；如果火花不正常，则应进行第③步检查。②检查点火器与发动机微电脑控制单元ECU间的IGf信号线路是否断路或短路。如果检查IGf信号线路无故障，可拔开点火器线束连接器，接通点火开关，用万用表电压挡在线束侧检查微电脑控制单元ECU的IGf端与搭铁的电压是否为4.5～5V。如果电压值正常，应更换点火器试试。③检查点火线圈、点火器和分电器各接头有无松动、脱落或接触不良。6.2有分电器的微机控制点火系统电路分析与检测④如果上述检查正常，可再检查每根高压线的电阻，其电阻值应不大于25kΩ。如果测得高压线电阻值过大，应重换新的高压线；如果测得的电压值正常，则进入下一步的检查。⑤断开点火器线束连接器，用起动机带动发动机曲轴旋转，将万用表置于DC电压挡，在线束侧检查微电脑控制单元ECU连接器IGf端与接地间的电压，其正常值应为0.5～1V。如果测得的电压值正常，可进行第⑥步检查；如果测得的电压异常，则应进行第⑧步检查。⑥检查点火器电源电压是否正常，其正常值应为9～14V如检查9～14V电压异常，应检查点火器电源电路；如检查9～14V电压正常，可检查点火线圈初级电路有无断路或短路处。6.2有分电器的微机控制点火系统电路分析与检测⑦用万用表电阻挡检查点火线圈电阻。其正常值为：·初级线圈的冷态为0.35～0.55Ω；·初级线圈的热态为0.45～0.65Ω；·次级线圈的冷态为9～15.4kΩ；·次级线圈的热态为11.4～18.1kΩ。如果测得点火线圈电阻值正常，应更换点火器；如果测得点火线圈电阻值不正常，应更换点火线圈。⑧检查点火器与微电脑控制单元ECU间IGf信号电路有无断路或短路处。如果有故障，应检查连接导线和线束连接器。6.2有分电器的微机控制点火系统电路分析与检测⑨检查磁脉冲式曲轴位置传感器。断开分电器线束连接器，用万用表电阻挡测传感器各端子间的直流电阻，其正常值分别为：·G1与G-两端子问的冷态为125～200Ω；·G1与G-两端子问的热态为160～235Ω；·G2与G-两端子间的冷态为125～200Ω；·G2与G-两端子间的热态为160～235Ω；·NE与G-两端子间的冷态为155～250Ω；·NE与G-两端子问的热态为190～290Ω。断开分电器线束连接器，拆开分电器总成，用手转动分电器轴，,用万用表测传感器G1与G－两端子间、G2与G－两端子间和NE与G－两端子间应有脉冲信号输出。用专用厚薄规检查传感器信号转子凸起与感应线圈铁心之间的气隙，其值应为0.2～0.4mm。如果检查结果与上述规律不符，说明曲轴位置传感器有故障，应修理或更换分电器总成。6.3无分电器的微机控制点火系统电路分析与检测1.点火系统电路分析桑塔纳2000GSi型轿车AJR型发动机采用了直接点火系统，每两个气缸共用一个点火线圈，4个气缸共用两个闭磁路式点火线圈。两个点火线圈与点火控制器组装成一体，称为点火控制组件或点火动力组件，固定在发动机缸体上6.3无分电器的微机控制点火系统电路分析与检测两个线圈初级电路的接通与切断由点火控制器N122根据电控单元J220发出的指令进行控制。1、4缸共用一个点火线圈N128，初级电流由电控单元J220的端子“78”发出的信号进行控制；2、3缸共用一个点火线圈N，初级电流由电控单元J220的端子“71”发出的信号进行控制。当每个线圈初级绕组的电流切断时，次级绕组中产生的高压电同时分配到两个气缸的火花塞跳火。当点火开关接通时，15号电源线以及点火控制组件端子“2”电源接通，电控单元J22根据曲轴位置传感器等传感器信号控制点火当1、4气缸需要点火时，立即从控制端子“78”发出控制脉冲，使点火控制器N122中控制点火线圈N128的功率三极管截止，点火线圈N128的初级电流切断，其次级绕组中就会产生高压电并加到1、4气缸火花塞上同时跳火。当2、3气缸需要点火时，电控单元J220便从控制端子“71”发出控制脉冲，使点火控制器N122中控制点火线圈N的三极管截止，线圈N的初级电流切断，次级绕组产生高压电并加到2、3气缸火花塞上同时跳火。6.3无分电器的微机控制点火系统电路分析与检测2.点火系统电路检测（1）点火控制组件的检修桑塔纳2000GSi型轿车直接点火系统的点火线圈与点火控制器组装成整体组件，不能单独更换，只能总成更换。点火控制组件的检测方法与其他点火系统不同，检测条件是蓄电池电压必须高于11.5V，发动机转速传感器和凸轮轴位置传感器工作正常。①检查点火控制组件N152的电源电压检测时，从点火线圈组件上拔下四端子线束插头，将数字式万用表的两只表笔分别连接插头上的“2”端子与“4”端子，接通点火开关时，电源电压标准值应当大于或等于11.5V。如电源电压为零，说明点火控制组件至中央线路板(中央继电器盒)15号电源线之间的线路断路，应逐段进行检修。点火控制组件系插头上的端子“4”与中央线路板15号电源线之间的导线电阻值应小于1.5Ω。检测完毕断开点火开关。6.3无分电器的微机控制点火系统电路分析与检测②检查电控单元J220对点火控制组件的控制功能检查J220是否向N152发送控制脉冲信号。控制功能可用桑塔纳2000GSi型轿车专用检测仪器和工具检测，也可用发光二极管LED与串联510Ω/0.25W电阻组成的LED调码器检测。在检测过程中不要触摸点火控制组件及检测导线。检测时，首先拔下中央线路板上的燃油泵熔断丝S5(桑塔纳2000GSi为10A熔断处)，使燃油泵停止转动。拔下点火控制组件N152线束插头，将LED调码器分别连接线束插头“l”、“4”端子以及“3”、“4”端子，分别检测1、4缸和2、3缸点火线圈的控制信号。启动发动机时，如发光二极管闪亮，说明电控单元J220的点火控制功能正常。当点火系统发生故障时，如点火控制组件N152电源电压和电控单元J220的控制功能都正常，就说明点火控制组件N152有故障