電控點火系統(tǒng)的組成與工作原理

1、電控點火系統(tǒng)的組成與工作原理 傳統(tǒng)點火系統(tǒng) 電子點火系統(tǒng) 微機點火系統(tǒng)1 微機控制的點火系統(tǒng)即電控點火系統(tǒng)，廢除了真空和離心式點火提前裝置。點火提前角由微機控制，從而使發(fā)動機在各種工況下都具有最佳的點火提前角，提高了發(fā)動機的動力性和經濟性，且保證排放污染最小。微機控制點火系統(tǒng) ESA21、組成：（1）傳感器： 凸輪軸/曲軸位置傳感器、空氣流量計或進氣歧管壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、爆震傳感器等。（2）發(fā)動機控制器ECU：（3）點火執(zhí)行器： 點火模塊、大功率三極管、點火線圈、分電器、火花塞。 一、微機控制點火系統(tǒng)的組成和工作原理3一、微機控制點火系統(tǒng)的基本組成42、工作原理：

2、 在發(fā)動機工作過程中，各個傳感器將檢測到的反映發(fā)動機運行狀況的信號輸送至ECU。 ECU根據各傳感信號確定出最佳點火提前角，并在適當時刻向點火控制器發(fā)出點火信號。 點火控制器通過其內部的功率三極管控制點火系初級電路周期性通斷，點火線圈產生高電壓，使火花塞跳火，點燃缸內的可燃混合氣。一、微機控制點火系統(tǒng)的組成和工作原理53、點火控制主要信號：G信號：判缸信號。Ne信號：曲軸轉角信號。IGT信號：ECU向點火器中功率晶體管發(fā)出的通斷 控制信號。IGF信號：完成點火后，點火器向ECU輸送的點火 確認信號。一、微機控制點火系統(tǒng)的組成和工作原理64、微機控制點火系的類型：（1）有分電器式（2）無分電器式

3、 同時點火 二極管分配式 點火線圈分配式 獨立點火。一、微機控制點火系統(tǒng)的組成和工作原理7豐田皇冠3.0轎車2JZ-GE發(fā)動機點火系原理圖： 二、有分電器電控點火系統(tǒng) DI8豐田皇冠3.0轎車2JZ-GE發(fā)動機點火系： 該發(fā)動機曲軸位置傳感器裝在分電器內，其中G1、G2耦合線圈和G轉子產生G1、G2信號，用來確定活塞上止點的位置；Ne耦合線圈和Ne轉子產生Ne信號，用來確定曲軸轉速。 二、有分電器電控點火系統(tǒng) DI9工作原理： 發(fā)動機工作時，ECU根據發(fā)動機轉速和負荷等傳感器信號確定出最佳點火提前角，根據曲軸位置傳感器信號確定出各缸活塞的位置，并在適當時刻向點火器輸出點火信號IGT，控制點火線

4、圈初級電路周期性地通斷，從而在次級繞組中產生高壓電，再由配電器分配到各缸點火。 在點火過程中，初級電路每通斷一次，點火器都會向ECU反饋一個點火確認信號IGF。 當ECU連續(xù)6次收不到IGF信號時，便判定點火系有故障，控制噴油器停止噴油。二、有分電器電控點火系統(tǒng) DI10 無分電器點火系又叫直接點火系。它徹底取消了傳統(tǒng)點火系中的分電器，分電器原有的功能（斷電、配電、點火提前）由電子控制裝置和傳感器來完成。利用電子分火控制技術將點火線圈產生的高壓直接送給火花塞進行點火。 無分電器點火系有兩種類型：同時點火方式；獨立點火方式。三、無分電器電控點火系統(tǒng) DLI11 兩個氣缸共用一個點火線圈，該點火線

5、圈的高壓電同時送往兩缸的火花塞，同時跳火。1、同時點火方式：12 同時跳火的兩缸必須滿足如下條件： 當一缸處于壓縮行程上止點時，另一缸處于排氣行程上止點。曲軸旋轉一圈后，兩缸所處的行程正好相反。 如6缸發(fā)動機，第一缸與第六缸、第二缸與第五缸、第三缸與第四缸共用一個點火線圈，火花塞串聯，同時點火。 同時點火系的高壓配電方式有兩種： 二極管分配方式、點火線圈分配方式。1、同時點火方式：13（1）二極管分配方式： 1、同時點火方式：14結構特點： 有兩個初級繞組和一個次級繞組（4缸發(fā)動機），次級繞組的兩端分別通過高壓二極管與4個火花塞形成回路。 當發(fā)動機點火順序為1-3-4-2時，1缸和4缸、2缸和

6、3缸分別配對，同時點火。 點火器內部有兩個功率三極管，分別控制點火線圈中的兩個初級繞組。1、同時點火方式：15工作原理： 當1、4缸點火觸發(fā)信號輸入點火器時，功率三極管VT1截止，初級繞組A斷開，在次級繞組中產生電動勢e1，在該電動勢作用下，二極管VD1、VD4正向導通，1、4缸火花塞跳火；VD2、VD3反向截止，2、3缸不跳火。 當2、3缸點火觸發(fā)信號輸入點火器時，功率三極管VT2截止，初級繞組B斷開，在次級繞組中產生電動勢e2，在該電動勢作用下，二極管VD2、VD3正向導通，2、3缸火花塞跳火；VD1、VD4反向截止，1、4缸不跳火。1、同時點火方式：16（2）點火線圈分配方式： 1、同時

7、點火方式：17結構特點： 在6缸發(fā)動機上共有3個獨立的點火線圈，每個點火線圈向配對的兩個火花塞供電。 點火器中功率三極管的數量與點火線圈的數量相同，每個功率三極管控制一個點火線圈工作。1、同時點火方式：18工作原理： 發(fā)動機工作時，ECU向點火器輸出點火控制信號，點火器按點火順序依次控制功率三極管導通或截止，使初級電路周期性地通斷，點火線圈周期性地產生高壓，高電壓使配對的兩缸火花塞跳火。 1、同時點火方式：19豐田皇冠轎車無分電器同時點火系：20結構特點： G1信號產生于第六缸活塞到達壓縮上止點附近； G2信號產生于第一缸活塞到達壓縮上止點附近； G1、G2信號相隔1800（曲軸轉角為3600

8、）。 Ne轉子每轉一圈，產生24個脈沖信號，每個脈沖信號占用的正時轉子角度為150（曲軸轉角為300）。豐田皇冠轎車無分電器同時點火系：21 IGdA、IGdB信號是根據G1、G2和Ne信號向點火器輸送的判缸信號。 點火器根據IGdA、IGdB信號的狀態(tài)決定接通哪條初級電路。豐田皇冠轎車無分電器同時點火系：IGdA為0、IGdB為1VT1導通，1缸或6缸點火。IGdA為1、IGdB為0VT2導通，2缸或5缸點火。IGdA為0、IGdB為0VT3導通，3缸或4缸點火。22IGT為點火信號： 是ECU根據G1、G2、Ne信號輸出的點火信號。以G1為基準可以利用Ne信號計算出其后3個缸（6、2、4）

9、的點火時刻。以G2為基準可以利用Ne信號計算出其后3個缸（1、5、3）的點火時刻。將這6個缸的點火信號以脈沖的形式輸出即為IGT信號。豐田皇冠轎車無分電器同時點火系：23 一個氣缸配一個點火線圈，該點火線圈產生的高壓只送往這一個缸。2、獨立點火方式：241、功用： 根據ECU輸入的指令，按點火順序控制各個點火線圈工作，同時向ECU輸送點火確認信號IGF。 一、點火器252、構造： 各種發(fā)動機的點火器內部結構不一樣。 有的只有大功率三極管，單純起開關作用（奧迪200、日產公司ECCS系統(tǒng)）； 有的除起開關作用外，還有氣缸判別、閉合角控制、恒流控制、安全信號等電路（豐田TCCS系統(tǒng)）； 有的發(fā)動機

10、不單設點火器，將大功率三極管組合在電子控制器中，由電子控制器直接控制點火線圈中的初級電流通斷（北京切諾基4.0L發(fā)動機）。 一、點火器263、檢查：（1）將點火線圈與點火器的導線連接器插接 好，用電壓表或示波器檢查發(fā)動機ECU端子 間的電壓，應符合要求： 一、點火器端子標準電壓條件+B接地914V點火開關“ON”IGT接地脈沖發(fā)生發(fā)動機工作IGF接地脈沖發(fā)生發(fā)動機工作27（2）檢查IGF的接地電壓。 拔下點火器的導線連接器，當點火開關位于“ON”位置時，用電壓表檢查發(fā)動機ECU的IGF端子與接地之間的電壓，標準電壓值為4.55V。(3)檢查IGT的接地電壓。 拔下點火器的導線連接器，當用起動機

11、帶動發(fā)動機時，用電壓表檢查發(fā)動機ECU的IGT端子與接地間的電壓，其標準電壓為0.51.0V。 一、點火器281、功用： 將火花塞跳火所需的能量存儲在線圈的磁場中，并將電源提供的低電壓轉變?yōu)樽阋栽陔姌O間產生擊穿點火的高電壓。 二、點火線圈292、構造： 二、點火線圈 高壓二極管的作用： 防止功率三極管導通時，因點火線圈磁通量變化而產生感生電動勢造成火花塞誤跳火的現象。303、檢查： 拔下點火線圈的連接線，用萬用表檢測點火線圈的電阻，其值應符合規(guī)定。 二、點火線圈311、功用： 根據發(fā)動機點火順序，將點火線圈產生的高電壓依次輸送給各缸火花塞。 三、分電器32四、點火控制電路33第五節(jié)微機控制點火

12、系統(tǒng)的檢修 微機控制的點火系統(tǒng)發(fā)生故障后，其點火線圈、點火器及高壓電路元件的測試方法，高壓電路及部分低壓電路的診斷方法與傳統(tǒng)觸點式點火系或普通電子點火系類似。這里著重介紹微機控制點火系統(tǒng)特殊的診斷與檢測方法。 一、點火波形分析 1點火次級高壓波形 (1)分電器點火次級多缸陳列波形 分電器點火次級多缸陳列波形用來檢查高壓線的點火高壓、能量、短路或斷路情況，或引起點火不良的火花塞。多缸陳列波形能比較各缸高壓值，判斷哪一缸點火高壓有故障。如圖817所示是分電器點火次級多缸陳列波形，示波器顯示屏按照點火順序從左到右依次顯示每個缸的點火波形。 觀察各缸的點火波形的幅值、頻率、形狀和脈沖寬度等是否一致。各

13、缸的點火峰值電壓(擊穿電壓)應相對一致，并基本相等，相互之間任何的差別都表明可能有故障。 如果各缸點火峰值都高，故障原因是中央高壓線斷路或未插好，混合氣過稀，各氣缸壓縮壓力過低；如果個別缸點火峰值高，故障原因是該缸高壓線斷路或未插好，火花塞燒壞或間隙過大等造成高壓線路電阻高；如果各缸點火峰值都低，故障原因是蓄電池電壓不足，低壓電路故障使低壓電流過小，點火線圈故障，中央高壓線短路，分電器蓋漏電，分火頭漏電，混合氣過濃；如果個別缸點火峰值低，故障原因是該缸分高壓線短路或漏電，火花塞間隙過小、積碳、污損、破裂或型號不對等。 3435(2)分電器點火次級單缸波形點火次級單缸波形主要用來分析單缸的點火閉

14、合角(即點火線圈初級電路的通電時間)；分析點火線圈和次級電壓電路性能(觀察點火高壓擊穿電壓值、燃燒電壓值、點火時間等)；查出單缸混合氣空燃比是否正常(從燃燒線看)；分析電容性能；查出造成氣缸缺火的火花塞(從燃燒線看)。圖818為實測的點火次級單缸波形(圖中FIRE為擊穿電壓，BURN為燃燒電壓，DUR為閉合時間)。由于點火次級波形受發(fā)動機、燃油系統(tǒng)和點火條件的影響較大所以對檢測發(fā)動機機械部分、燃油系統(tǒng)及點火系統(tǒng)部件的故障是很有用的。通過觀察波形的特定點及特定段相應的變化，可判定該缸點火系統(tǒng)相應部件和系統(tǒng)的故障。顯示屏上顯示了波形各部分的判定參數。36 點火線圈初級通電：點火線圈初級開始通電，此

15、時在次級線圈會產生少許的振蕩。各缸應保持相對一致的波形下降沿，這表明各缸閉合角相同以及點火正時正確。 點火線：如果擊穿電壓太高，表明該缸高壓電路中存在著高電阻，常見的故障原因是分缸高壓線斷路、未插好或火花塞間隙過大；如果擊穿電壓過低，表明該缸高壓電路電阻低于正常值，常見的故障原因是高壓線漏電或火花塞污蝕、破裂或間隙過小。 跳火或燃燒電壓：即火花塞產生的火花燃燒混合氣時的電壓，各缸燃燒電壓保持相對一致，說明火花塞工作和各缸空燃比一致。如果混合氣太稀，燃燒電壓值就會降低。 燃燒線：跳火或燃燒線應十分“干凈”，即燃燒線上應沒有過多的雜波。過多的雜波表明該缸點火不良，其原因是點火過早、噴油器損壞、火花

16、塞臟污以及其他原因。燃燒線的持續(xù)時間與氣缸內混合氣濃度有關。燃燒線太長(超過2ms)表示混合氣濃，燃燒線太短(少于075ms)表示混合氣稀。 點火線圈振蕩：燃燒線后面最少有2個，最好35個的振蕩波，振蕩波過多或過少表明點火線圈或電容器不良。37(3)無分電器點火次級高壓波形、 圖819所示為無分電器雙缸同時點火系統(tǒng)(一個點火線圈給兩個氣缸點火)波形測試。采用示波器的兩個通道，以測試做功和排氣的點火波形。由于壓縮壓力的不同，其中做功的氣缸所需要的點火電壓較高。382點火初級波形 由于點火初級和次級線圈有互感作用，在次級線圈產生高壓時還會反饋給初級電路。點火初級波形如圖820所示。 點火初級陳列波

17、主要用于檢查火花塞、高壓線的短路或斷路故障，及火花塞是否污損。當點火次級不易測試時(例如，無火花塞高壓線的汽車)，就需測試點火初級波形。 讓發(fā)動機怠速運轉、急加速或路試汽車，使行駛性能或點火不良等故障現象再現，并確認各缸信號的幅值、頻率、形狀和脈沖寬度等是否一致。觀察各缸點火擊穿峰值電壓高度是否相對一致。如果一個缸的點火峰值電壓明顯比其他缸高出很多，則說明這個氣缸的點火次級線路中電阻過高，如點火高壓線開路或阻值太高；如果一個缸的點火峰值電壓比其他缸低，則說明點火高壓線短路或火花塞間隙過小、火花塞破裂或污濁。 點火初級單缸波形的測試內容、項目和方法與分電器次級單缸波形完全相同，只是測試時要確認一

18、下閉合角是否隨發(fā)動機的負荷和轉速變化而改變。393點火正時信號波形 由ECU給點火器(點火模塊)或直接給點火線圈的點火正時信號含有初級點火閉合角和點火正時提前角的信息。在加減速時，點火正時信號的脈沖將發(fā)生改變。點火正時信號波形如圖821所示。 確定脈沖和脈沖之間幅值、頻率和形狀等的一致性。要求脈沖幅值足夠高，脈沖間隔時間和形狀一致。注意波形底部和頂部的直角以及幅值的一致性。供電電壓不變時，所有波形都應是等高的。確認波形底部電壓不應過高，否則可能表明搭鐵電阻過大或點火模塊、控制電腦的搭鐵不良。如果波形異常，應先檢查線路、接頭及示波器的連接。若發(fā)動機沒有起動，則只能看到一條平直的波形。40二、微機

19、控制有分電器電子點火系統(tǒng) 1豐田車系微機控制有分電器電子點火系的檢修 (1)分電器的檢修 采用了微機控制點火系統(tǒng)后，分電器在結構上大大簡化。在1VZFE和3VZFE型發(fā)動機上的曲軸位置傳感器(產生NE信號)安裝在曲軸皮帶盤上，凸輪軸位置傳感器(產生G1，G2信號)安裝在凸輪軸前端；2JzGE等發(fā)動機上的產生NE、G1和G2信號的傳感器都安裝在分電器中。 磁隙檢查 用厚薄規(guī)測量信號轉子與感應線圈凸出部分的間隙，如圖822所示。所有豐田車的間隙都是02-04mm，若間隙不符合要求，應修理或更換分電器殼體總成。 41檢查感應線圈阻值 用萬用表電阻擋分別測量感應線圈G1，G2和NE與G之間的電阻值，如

20、圖823所示。標準阻值見表85，若阻值不對，應更換分電器殼體總成。42 (2)點火系其他部件檢測 高壓線 測量高壓線的電阻值，最大應為25k。檢查高壓線有無龜裂、老化、漏電，否則會因絕緣不良而影響點火高壓與能量。 火花塞 檢查火花塞電極之間的間隙，應為10-11mm。用萬用表測量火花塞的絕緣電阻值，應為10M或更大。也可將發(fā)動機轉速迅速提高到4000rmin，連續(xù)五次，然后熄火。拆下火花塞檢查電極，若干燥，則說明火花塞可用；若潮濕，則需更換火花塞(檢查時噴油器霧化應良好，否則會造成火花塞潮濕)。 點火線圈的檢修如圖824所示，用萬用表電阻擋檢查點火線圈正極與負極端子之間的電阻(初級線圈電阻)。

21、正極與高壓線端子之間的電阻(次級線圈電阻)，數據見表864344(3)點火正時檢查與調整點火正時調整分基本點火正時調整及點火提前正時調整兩部分。調整基本點火正時時，將發(fā)動機運行至正常溫度，確認怠速穩(wěn)定正常，變速器置停車擋或空擋。然后按圖825(a)所示將轉速表測試棒接到診斷座的IG端子上。注意轉速表測試棒千萬不能接地，否則將損壞點火器或點火線圈。用導線跨接診斷座端子TEl和E1，使點火正時不受ECU控制，從而可檢查發(fā)動機的“基本點火正時”。按圖825(b)所示接上正時燈。正時燈電源線接蓄電池正極，感應夾夾在一缸高壓線上(2JZGE和2TzFE發(fā)動機)或六缸高壓線上(1UzFE發(fā)動機)。檢查點火

22、正時值是否符合規(guī)定(見表87)，若不符合，則松開分電器緊固螺母，慢慢轉動分電器，直到曲軸皮帶盤上的正時記號對準規(guī)定正時刻度，然后再擰緊分電器緊固螺母。點火正時記號如圖826所示。4546調整檢查點火提前正時時，可將跨接線拆下，此時在有提前功能的作用下，怠速時的點火提前正時應符合表87的規(guī)定，否則提前功能不良。 (4)故障分析 點火系故障碼 對點火控制系統(tǒng)的監(jiān)控主要靠點火器反饋給電腦的IGf方波信號。如果發(fā)動機ECu連續(xù)6次未接到反饋方波信號IGf，ECU即判定點火系統(tǒng)工作失常，因為已6次沒有給火花塞供應高壓電使其跳火，此時電腦的安全保護電路立即停止各缸噴油器噴油，發(fā)動機立即熄火。發(fā)動機ECU同

23、時點亮儀表板上的“CHECK”或“CHECK ENGINE”發(fā)動機故障指示燈，并向存儲器中存入14號故障碼(皇冠2JzGE發(fā)動機)。此故障碼所代表的故障范圍為點火器、點火線圈、分電器、ECU有故障，或者點火器和Ecu之間的IGf信號反饋線路斷路或短路。 高壓無火故障診斷 起動時拔下中央高壓線對缸體跳火，如果無火，檢測方法如下：口在點火線圈負極和搭鐵之間接一試燈，看試燈是否閃爍?？谌绻嚐糸W爍，說明點火線圈次級繞組和中央高壓線故障?？谌绻嚐舨婚W爍，用萬用表交流電壓擋或示波器檢查ECU端的曲軸位置傳感器NE和凸輪軸位置傳感器G1和G2信號是否正常。如果信號不正常，應檢查線圈、磁隙、導線和連接器。

24、口如果信號正常，可用萬用表直流電壓擋或示波器檢查起動時點火器端有無IGt信號。如果沒有IGt信號，應檢查點火器與ECU之間導線和連接器的導通情況及Ecu。47口若有IGt信號，用同樣方法檢查ECU端有無IGf方波信號。若有IGf信號，應檢查相關導線及連接器；若無IGf信號，則應檢查點火器的電源電壓、初級電路是否斷路或短路，若均正常，則應更換點火器。2其他車系基本點火正時的檢查與調整 由于車型不同，檢查調整基本點火正時角度的操作略有不同，現將幾種車型的操作方法簡述如下。 (1)三菱轎車 三菱車系在有分電器式點火系統(tǒng)中，由發(fā)動機ECu中引出一個端子接在調整接頭上，以供調整基本點火正時時使用。檢查時

25、，用跨接線連接調整接頭與車身搭鐵，此時發(fā)動機便在基本點火正時的狀態(tài)下工作。用正時燈檢查點火提前角，在600-850rmin時，基本點火提前角應為8。若不符合，可轉動分電器進行調整。 (2)本田轎車 本田轎車的點火正時記號多在曲軸皮帶盤上。檢查基本點火正時時，預熱發(fā)動機，用導線將雜物箱后維修插座(2孔)跨接；然后用正時燈檢查點火正時，皮帶盤上紅色標記和正時前蓋上標記應對齊。 F22B1(除KQ型)、F22B2和F2081發(fā)動機應為上止點前15(70050r/min時)。 (3)奧迪轎車 起動發(fā)動機怠速運轉至正常工作溫度，將發(fā)動機轉速反復3-4次提升至2100rmin，然后將水溫傳感器插頭脫開，用

26、正時燈檢查基本點火提前角，應為4-8。否則可轉動分電器進行調整。調整好后將水溫傳感器裝回，再讀取故障碼并將其清除48(4)美國通用車(HEI)點火系 發(fā)動機水溫正常時，跨接診斷連接器A和B端子，當發(fā)動機轉速在。700-800rmin時，點火提前角為8-10。(視車型略有不同)。若數值不符，可轉動分電器調整。調整后取下A和B端子的跨接線，否則會儲存故障碼。49無分電器點火系統(tǒng)的檢修如下： (1)點火系電源的測試 接通點火開關，蓄電池的電壓應送至點火線圈、點火器、ECU及各傳感器等元件。檢查時，先關閉點火開關，從點火線圈、點火器或傳感器上脫開電源插頭，用萬用表電壓擋測量線束側的插頭，其電源線應有蓄電池電壓。否則應檢查蓄電池至此元件之間的線路。 (2