学习情境三：电控点火系统的检修

汽车发动机电控系统检修凯迪拉克cts-v黑钻情境三：电控点火系统的检修任务2：点火系故障检修情境描述4S店接到一辆别克君威轿车（2003款），2.5L、V6发动机。据车主反映，该车发动机动力不足，加速时放炮，故障灯常亮。请帮车主将故障排除。一、电控点火系统的功能点火控制功能点火提前角通电时间爆燃控制点燃混合气。预备知识起动：按ECU内存储的初始点火提前角对点火提前角进行控制。起动时的点火提前角一般是固定的，为10°左右。正常运转：ECU根据发动机的转速和负荷信号，确定基本点火提前角，并根据其他信号修正，以确定实际的点火提前角，并向电子点火控制器输出点火信号。1、控制点火提前角的基本方法基本点火提前角电控点火数据图发动机起动过程中，进气管绝对压力传感器信号或空气流量计信号不稳定，ECU无法正确计算点火提前角，一般将点火时刻固定在设定的初始点火提前角。此时的控制信号主要是发动机转速信号（Ne信号）和起动开关信号（STA信号）。1.1.起动时点火提前角的控制1.2.起动后基本点火提前角的确定发动机起动后怠速运转时，ECU根据节气门位置传感器信号（IDL信号）、发动机转速传感器信号（Ne信号）和空调开关信号（A／C信号）确定基本点火提前角。发动机起动后在除怠速以外的工况下运转时，ECU根据发动机的转速和负荷（单位转数的进气量或基本喷油量）确定基本点火提前角。起动时起动后基本点火提前角初始点火提前角修正点火提前角实际点火提前角点火正时控制起动点火控制起动后点火控制初始点火提前角基本点火提前角修正点火提前角预热修正过热修正怠速稳定修正爆燃修正其他修正等初始点火提前角•初始点火提前角由发动机的结构及曲轴位置传感器的安装位置决定，通常是固定值；•基本点火提前角是由电子控制单元根据发动机转速和负荷所确定的点火提前角，是发动机运转过程中最主要的点火提前角。•修正点火提前角是ECU根据对点火提前角有影响的因素进行的修正。不同的发动机控制系统中，对点火提前角的修正项目和修正方法也不同。修正方法有修正系数法和修正点火提前角法两种。主要修正项目有：（1）水温修正；（2）怠速稳定修正；（3）空燃比反馈修正。1.3.点火提前角的修正（1）水温修正水温修正又可分为暖机修正和过热修正。暖机修正：暖机过程中，随冷却水温的提高，点火提前角应适当减小。过热修正：冷却液温度过高时，点火提前角应适当增大。-40-20020406080冷却液温度/℃提前角暖机修正过热修正20406080100120冷却液温度/℃←推迟提前→IDL通IDL断ECU根据实际转速与目标转速的差来修正点火提前角，低于目标转速，应增大点火提前角，反之，推迟点火提前角。怠速稳定修正控制信号：发动机转速信号（Ne信号）、节气门位置传感器信号（IDL信号）、车速传感器信号（SPD信号）、空调开关信号（A/C信号）（2）怠速稳定修正空调断开空调接通与怠速目标转速的差值修正值由于空燃比反馈控制系统，是根据氧传感器的反馈信号调整喷油量的多少来达到最佳空燃比控制的，所以这种喷油量的变化必然带来发动机转速的变化。为了稳定发动机转速，点火提前角需根据喷油量的变化进行修正，如右图所示。（3）空燃比反馈修正在发动机工作时，必须保证点火线圈的初级电路有足够的通电时间。但如果通电时间过长，点火线圈又会发热并增大电能消耗。要兼顾上述两方面的要求，就必须对点火线圈初级电路的通电时间进行控制。2.通电时间控制而现代点火线圈初级电路的通电时间由ECU控制，根据发动机的转度信号和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时间），并控制点火器输出指令信号（IGt信号），以控制点火器中晶体管的导通时间。爆燃的危害会导致冷却液过热，功率下降油耗上升。控制方法推迟点火提前角，利用爆震传感器中的压电晶体的压力效应。3.爆燃的控制3.1.爆震控制•利用爆震传感器检测是否发生爆震，有爆震则推迟点火时刻，无爆震则提前点火时刻，使点火时刻在任何工况都保持最佳值，从而实现点火时刻闭环控制。3.2.爆震控制方法•在爆震判定期内，检测到爆震就推迟点火提前角，直至爆震停止，又以一定角度递增提前角，直至再次爆震。爆震传感器点火有爆震，推迟无爆震，提前ECU检测发动机的爆震信号，送到电脑，控制点火时刻，防止爆震，有爆震则推迟点火时刻，无爆震则提前点火时刻，使点火时刻在任何工况都保持最佳值。（爆震控制）共振型非共振型：压电式磁滞伸缩式压电式发动机气缸压力检测法发动机机体振动检测法燃烧噪声检测法3.3.爆震传感器的类型发动机振动传感器振动压电元件输出信号电压•压电式：当晶体受到外力作用时，晶体两表面产生电压，电压大小与外力大小成正比；外力撤去，晶体不带电。压电晶体爆震传感器失效动力下降爆震传感器发生故障时，ECU推迟各缸点火提前角约15°（M3.8.2）。3.4.爆震传感器的故障分析工作可靠，耐久性好，除非物理损坏，否则不会失效。常见失效形式：线路、传感器物理损坏传感器的固定力矩过大，不灵敏，点火提前角偏大，易爆震；固定力矩过小，过于灵敏，点火提前角偏小。1)万用表检测（桑塔纳2000）ΩVΩ3.5.爆震传感器的检修动态信号：拔下连接器，怠速（或敲击缸体），测量插座两接脚电压，应与规定相符（交流电压信号）。静态电阻：测量传感器电阻，应与规定相符（大于1MΩ或1、2、3间不导通）。线路检测：测量导线电阻，应为0Ω。2)示波器检测用木槌敲击传感器附近的缸体；应显示有一振动波形，敲击越重，振动幅度就越大；随车检测，信号波形的峰值电压和频率随发动机负载和转速的增加而增加；爆震传感器极耐用，最常见的失效方式是传感器不产生信号，波形显示一条直线，这通常是因为传感器被碰伤，造成物理损坏。案例1：爆震传感器插头脱落车型：丰田皇冠车故障：仪表板上“检查发动机”警告灯有时常亮，当常亮时加速无力。分析：爆震信号故障，ECU推迟点火，动力下降。检查：警告灯常亮，说明发动机控制单元已检查到有故障，读取故障码55，爆震传感器故障，检查爆震传感器线路，发现插头脱落，插上后再清除故障码，故障排除。车型：雪佛兰子弹头车故障：发动机动力不足，加速时放炮，故障灯常亮。首先调取故障码，43，爆震传感器故障。拔下爆震传感器插头，测量其电压为5v(点火开关打开)，正常；插上插头，再测其电压仍为5v（应为2.5V），不正常。在传感器旁轻轻敲击缸体，在信号端无交流电压(一般可产生2-4V交流电压)。测量传感器电阻为∞(应为3．0-4．5kΩ)，说明传感器开路。更换传感器，故障排除，车辆加速有力，并且再没发生放炮现象。分析：发动机的最佳工作状态是在临近爆震时刻。当爆震传感器故障，PCM设立故障码，同时将点火正时向后推迟10。发动机动力有所下降，如果急加速，就会产生放炮现象。案例2：爆震传感器损坏点火系检查基本步骤：检查控制点火的传感器：曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、转速传感器、空气流量计和进气压力传感器。火花塞跳火检查中央高压线跳火检查检查继电器和熔丝检查点火线圈检查点火器检查电脑检查点火正时检查火花塞、分电器、分缸线更换更换更换更换检查高压电路：检查低压电路：二、点火系统的故障诊断1.时代超人AJR发动机点火系检修•特点：无分电器同时点火系，点火顺序1342，有点火器，点火线圈与点火器制成一体。检修：1.高压线跳火检查2.点火模组的检查•次级线圈电阻：4kΩ～6kΩ•电源线：12V•搭铁线：0Ω•信号线：拔下点火模组连接器，二极管试灯接在连接器插头的1脚（3脚）与搭铁之间，起动发动机，试灯应闪亮。3.传感器4.ECU2.别克君威（2.5L）点火系统•特点：无分电器同时点火系统，点火顺序123456，三个点火线圈（分别控制1—4缸、2—5缸、3—6缸），有点火器ICM，点火线圈与点火器安装在一起，点火线圈可单独更换。•电路说明：C2/A搭铁；C2/B为点火开关控制的火线接脚，当点火开关接通时，该脚的电压为12V左右；C3/A为7X传感器的信号脚；C3/C为7X传感器的搭铁脚；C1/E为3X传感器的信号脚，IC模块由此向PCM发送3X信号；C1/F为3X传感器的搭铁脚，通过ICM搭铁，保证PCM与ICM之间可靠搭铁；C1/B为IC控制脚，PCM通过IC控制脚控制点火提前角和点火闭合角；C1/A为旁路控制脚，PCM通过旁路控制脚向ICM提供一控制电压，改变控制模式。•控制过程：1.旁路模式在起动初期(曲轴旋转的前一转或两转内)或PCM/ICM模块故障（DTCP1351、DTCP1352、DTCP1361或DTCP1362），ICM旁通电路电压为0V，ICM将IC控制电路搭铁，点火系统转换到旁路模式操作，即ICM独立于PCM控制点火，向点火系提供一固定点火提前角10°。2.IC模式起动后正常运转条件下，PCM向ICM旁通电路提供5V电压，点火系统转换到IC模式操作，即由PCM根据传感器和开关信号计算点火提前角和点火闭合角，经IC控制电路触发点火控制模块。•检修1.点火线圈次级绕组电阻：5~8kΩ•2.高压线电阻：1968Ω;•3.点火器：•电源线：点火开关ON，C2/B为12V•搭铁线：C2/A为0Ω•控制信号线：旁通电路电压为0V，IC控制为0；旁通电路为5V，IC控制有脉冲信号。4.传感器5.PCM三、任务实施教师活动：巡查指导，设备与车辆准备；学生活动：填写工作页，按操作工单完成故障排除。不当之处请多指教!