模塊五 點火系統(tǒng)

單元1傳統(tǒng)點火系統(tǒng)單元2電子點火系統(tǒng)單元3微機控制點火系統(tǒng)單元4點火系統(tǒng)的檢修模塊五點火系統(tǒng)掌握傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成及工作原理。認識點火系統(tǒng)常見零部件,并掌握其結(jié)構(gòu)原理。了解影響汽油機點火性能的因素?！靻卧?傳統(tǒng)點火系統(tǒng)一、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成及工作原理傳統(tǒng)點火系統(tǒng)當發(fā)動機工作時,點火開關(guān)處于ON擋,接通點火線圈一次繞組的電路。一次繞組電流通路為:蓄電池正極→熔斷絲→點火開關(guān)→附加電阻→點火線圈“+”→點火線圈“-”→分電器低壓接線柱→斷電器觸點→搭鐵→蓄電池負極。斷電器觸點在分電器軸的帶動下,分電器凸輪凸角頂開斷電器活動觸點,斷開點火線圈一次繞組電流。此時,點火線圈二次繞組便產(chǎn)生一個很高的互感電動勢,形成點火高壓電。該高壓電從點火線圈高壓接線柱,通過中央高壓線,送到分電器的高壓線插孔,再送到分火頭。分電器帶動分火頭旋轉(zhuǎn),高壓電擊穿分火頭導電片與分電器蓋旁電極之間的空氣間隙,通過各缸高壓線,送到各汽缸火花塞點火。1.點火線圈二、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)主要零部件的結(jié)構(gòu)原理點火線圈由一次繞組、二次繞組、鐵心組成的升壓器。點火線圈開磁路點火線圈2.分電器分電器分電器結(jié)構(gòu)分電器總成包括斷電器、配電器、電容器和點火提前裝置。3.火花塞火花塞火花塞結(jié)構(gòu)4.高壓導線高壓導線火花塞的作用是將高壓電引進發(fā)動機燃燒室,在電極間形成火花,以點燃可燃混合氣。高壓導線由中央高壓線和各缸高壓線組成。中央高壓線用于將點火線圈產(chǎn)生的高壓電送到分電器蓋插孔,各缸高壓線用于將點火高壓電從分電器蓋的旁電極插孔傳至火花塞。1.火花塞狀況三、影響汽油機點火性能的因素2.點火線圈狀況3.點火閉合角（1）火花塞積碳（2）火花塞間隙不當

當點火線圈因長時間使用老化后,會使線圈電阻變大,造成點火性能下降。點火閉合角是指點火系統(tǒng)工作時一次線圈通電時間所對應的曲軸轉(zhuǎn)角。此角度越大,點火線圈充磁越多,在二次繞組上產(chǎn)生的二次電壓也會越大。對于傳統(tǒng)點火系統(tǒng),發(fā)動機汽缸數(shù)越多,點火閉合角越小;斷電器觸點間隙越大,點火閉合角也越小,都會使點火性能下降。但對于電子和電控點火系統(tǒng),點火閉合角可通過點火器自動調(diào)整,所以不會對點火性能造成很大的影響。4.點火提前角5.其他因素汽油機的最佳點火提前角一般為10°~35°。蓄電池電壓、發(fā)動機溫度、汽缸密封性和混合氣濃度?！靻卧?電子點火系統(tǒng)了解電子點火系統(tǒng)的種類及特點。掌握磁脈沖式電子點火系統(tǒng)的工作原理。掌握霍爾式電子點火系統(tǒng)的工作原理。掌握光電式電子點火系統(tǒng)的工作原理電子點火系統(tǒng)又稱半導體點火系統(tǒng)，是利用半導體器件作為開關(guān)，接通和切斷一次電流的點火系統(tǒng)。一、電子點火系統(tǒng)概述1.按儲能方式分類可分為電感儲能點火系統(tǒng)和電容儲能點火系統(tǒng)兩大類。2.按有無電器觸點分類可分為有觸點電子點火系統(tǒng)和無觸點電子點火系統(tǒng)。3.按信號發(fā)生器類型分類

可分為磁脈沖式、霍爾式、光電式、電磁振蕩式等,其中磁感應式和霍爾式應用最多。4.按控制方式分類可分為普通電子點火系統(tǒng)和微機控制點火系統(tǒng)兩類。二、無觸點電子點火系統(tǒng)無觸點電子點火系統(tǒng)也稱晶體管輔助電子點火系統(tǒng)。在其分電器中用晶體三極管取代白金觸點起開關(guān)作用,并采用信號發(fā)生器的脈沖信號來觸發(fā)晶體三極管,取代了傳統(tǒng)點火中凸輪的作用。無觸點式電子點火系統(tǒng)的原理圖1.電磁式信號發(fā)生器三、磁脈沖式電子點火系統(tǒng)

信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)1—信號轉(zhuǎn)子2—信號發(fā)生器輸出插接器3—傳感器線圈4—鉤狀鐵心5—永久磁鐵6—分電器軸

點火信號發(fā)生器原理

a)

靠近時b)

對正時c)

離開時1—轉(zhuǎn)子2—感應線圈3—鐵心4—永久磁鐵2.點火器及控制電路電子點火器的作用是將點火信號整形、處理后控制一次繞組電路上三極管的導通與截止,從而形成一次電流的通斷。當發(fā)動機工作時,分電器軸轉(zhuǎn)動,磁脈沖式點火信號發(fā)生器產(chǎn)生交變的點火信號電壓,并輸入電子點火器中,電子點火器使點火線圈一次回路斷路,點火線圈二次繞組產(chǎn)生出點火高壓,通過分火頭、旁電極、高壓線送至火花塞,形成電弧放電(點火)。1.霍爾效應的定義四、霍爾效應式電子點火系統(tǒng)霍爾效應原理霍爾效應是磁電效應的一種,當電流I通過放在磁場中的半導體基片(稱為霍爾元件)且電流方向和磁場方向垂直時,在垂直電流和半導體基片的橫向側(cè)面上即產(chǎn)生一個電壓,這個電壓稱為霍爾電壓。當磁場強度變化時,霍爾電壓也隨之變化。2.霍爾信號發(fā)生器

霍爾效應式信號發(fā)生器的組成和原理

a)

結(jié)構(gòu)b)

觸發(fā)葉輪的葉片進入空氣隙c)

觸發(fā)葉輪的葉片離開空氣隙1—觸發(fā)葉輪2—霍爾集成塊3—信號觸發(fā)開關(guān)4—永久磁鐵5—導磁板6—導線3.點火控制器桑塔納轎車點火控制器霍爾式電子點火系統(tǒng)中的點火控制器具有開關(guān)功能(接通和切斷點火線圈一次繞組電路)、限流控制功能、閉合角控制功能和停車斷電保護功能等。4.控制電路及工作過程霍爾效應式電子點火系統(tǒng)的原理圖發(fā)動機工作時,霍爾效應式點火信號發(fā)生器產(chǎn)生脈沖點火信號電壓,并輸入電子點火器中,電子點火器使點火線圈一次回路斷路,點火線圈二次繞組產(chǎn)生出點火高壓,通過分火頭、旁電極、高壓線送至火花塞,形成電弧放電(點火)。1.光電式信號發(fā)生器五、光電式無觸點電子點火系統(tǒng)

光電式信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)

1—遮光盤2—分火頭3—光源4—光接收器光電式信號發(fā)生器裝于光電式分電器內(nèi),主要由遮光盤(轉(zhuǎn)子)、光源和光接收器(定子)等組成。光電式電子點火系統(tǒng)是利用光敏元件(光敏三極管或光敏二極管)的光電效應原理,制成光電式點火信號發(fā)生器,借光束進行觸發(fā)產(chǎn)生點火信號,輸給電子點火控制器以達到控制點火的目的。光電效應式電子點火系統(tǒng)原理圖2.點火控制器及控制電路信號盤位于發(fā)光二極管和光敏二極管之間,由分電器軸帶動旋轉(zhuǎn)。當信號盤的轉(zhuǎn)動擋住發(fā)光二極管的光線時,光敏二極管截止,控制電路輸出低電平;當縫隙對準發(fā)光二極管和光敏二極管時,光線照到光敏二極管上,控制電路輸出高電平。§單元3微機控制點火系統(tǒng)掌握微機控制點火系統(tǒng)的組成和工作原理。掌握有分電器點火與無分電器點火系統(tǒng)的區(qū)別。了解避免爆震發(fā)生的方法。一、微機控制點火系統(tǒng)的組成水溫傳感器

ECU主要由各種傳感器、ECU、電子點火器、點火線圈、分電器總成、火花塞、高壓導線及低壓導線等組成。與傳統(tǒng)點火系統(tǒng)和電子點火系統(tǒng)相比,區(qū)別主要在于控制點火線圈一次繞組通斷電的方式不同。電子點火器點火線圈1.水溫傳感器二、主要傳感器水溫傳感器2.曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器一般安裝在發(fā)動機出水管或水套上。其作用是把發(fā)動機冷卻水溫度轉(zhuǎn)化為電量信號,并輸入ECU,用以修正噴油量、修正點火提前角、控制怠速控制閥動作。用于提供點火時刻(點火提前角)、確認曲軸位置的信號,檢測基準缸活塞上止點、曲軸轉(zhuǎn)角及發(fā)動機轉(zhuǎn)速。通常安裝在曲軸前端、凸輪軸前端、飛輪上或分電器內(nèi)。3.爆震傳感器爆震傳感器4.節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器爆震傳感器安裝在發(fā)動機缸體上，用來測定發(fā)動機有無爆震現(xiàn)象。當發(fā)動機產(chǎn)生爆震時用來調(diào)整點火提前角。節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上,它實質(zhì)上是一只可變電阻器,其電阻器的轉(zhuǎn)軸與節(jié)氣門聯(lián)動,可將節(jié)氣門開度信號轉(zhuǎn)化為電量信號,并輸入ECU。發(fā)動機工作時,ECU根據(jù)接收到的傳感器信號,按存儲器中的相關(guān)程序和數(shù)據(jù),確定出最佳點火提前角和一次繞組通電時間,并以此向點火器發(fā)出點火信號(IGT)。點火器根據(jù)指令,控制點火線圈一次電路的導通和截止,從而形成點火高壓。當火花塞成功點火后,便會有一個點火反饋信號IGF給ECU。若點火系統(tǒng)出現(xiàn)故障使火花塞不點火,而曲軸位置傳感器工作正常時,噴油器會照常噴油,造成汽缸內(nèi)噴油過多,結(jié)果會出現(xiàn)再起動困難或行車時三元催化反應器過熱的現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,當IGF信號連續(xù)3~5次沒有送入ECU時,ECU則判斷為點火系統(tǒng)故障而停止噴油。三、微機控制點火系統(tǒng)的工作原理微機控制點火系統(tǒng)的組成四、微機控制點火系統(tǒng)的種類1.有分電器電控點火控制系統(tǒng)雙缸同時點火方式單缸獨立點火方式2.無分電器電控點火控制系統(tǒng)該點火系統(tǒng)用電子控制裝置取代分電器,利用電子分火控制技術(shù)將點火線圈產(chǎn)生的高壓電直接送給火花塞進行點火。(1)雙缸同時點火方式其點火線圈采用小型閉磁路點火線圈,二次線圈的兩端分別與兩個火花塞相連接,點火線圈的數(shù)量等于汽缸數(shù)的一半。(2)單缸獨立點火方式其點火線圈與火花塞是制成一體的,點火線圈的數(shù)量和汽缸數(shù)相等,直接安裝在汽缸蓋上。五、豐田TCCS微機控制點火系統(tǒng)原理豐田TCCS

微機控制點火系統(tǒng)原理圖發(fā)動機工作時,曲軸位置傳感器產(chǎn)生Ne信號(轉(zhuǎn)速)、曲軸位置信號G1(第6缸上止點)和G2(第1缸上止點)(在圖中包括在各傳感器信號里),并把信號傳給ECU。ECU根據(jù)G1、G2、Ne信號,判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速和曲軸位置,并根據(jù)其他傳感器信號,確定點火時間和各缸的點火順序,向點火器輸出點火信號IGT和判缸信號IGdA、IGdB三個信號。點火器內(nèi)有汽缸判別、閉合角控制、恒流控制、安全信號等電路,用于接收ECU發(fā)出的IGT、IGdA、IGdB信號,并依次驅(qū)動各個點火線圈工作。另外,它還向ECU輸入點火反饋信號(IGF)。當IGF信號連續(xù)3~5次沒有送入ECU時,ECU則判斷為點火系統(tǒng)故障而停止噴油,使發(fā)動機熄火。六、點火提前角控制就豐田TCCS系統(tǒng)而言,實際點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角。初始點火提前角:也稱固定點火提前角。如豐田汽車的IG-GEL發(fā)動機,其值為上止點前10°。基本點火提前角:儲存在ECU的ROM中,是ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和進氣歧管壓力信號(或進氣量信號)等確定的點火提前角。修正點火提前角:初始點火提前角和基本點火提前角相加得到的點火提前角,必須根據(jù)水溫、空燃比等相關(guān)因素加以修正。七、爆震控制1.

爆震的概念爆震是汽油機的一種不正常燃燒現(xiàn)象。在火焰?zhèn)鞑ネ局?汽缸壓力異常升高,汽缸內(nèi)一些地方的混合氣在火焰未傳播到時,已經(jīng)著火燃燒,造成瞬時爆發(fā)燃燒,這便是爆震。2.

微機控制的防爆震ECU利用爆震傳感器對點火提前角實行閉環(huán)控制。當ECU檢測出任何一缸產(chǎn)生爆震時,便會減少這一缸的點火提前角,次缸再產(chǎn)生爆震時,同樣減少點火提前角。減少至發(fā)動機不發(fā)生爆震時,在一定的時間內(nèi),維持當前的點火提前角。若爆震產(chǎn)生,便減少點火提前角;若無爆震產(chǎn)生,則逐漸增大點火提前角,一旦產(chǎn)生爆震,又恢復前述的反饋控制,如此反復控制?！靻卧?點火系統(tǒng)的檢修掌握點火系統(tǒng)主要部件的檢修、調(diào)整及安裝技能。會正確使用與維護點火系統(tǒng)。能診斷與排除點火系統(tǒng)的常見故障。1.火花塞的檢修一、點火系統(tǒng)主要部件的檢修檢查火花塞電極間隙測量火花塞絕緣電阻2.點火線圈的檢修拆下火花塞,檢查火花塞的螺紋及絕緣體有無損壞。如有異常,應更換火花塞。用歐姆表測量點火線圈的電阻。一次繞組的電阻應為1.2~1.4Ω，二次繞組的電阻應為6~8kΩ。若測量的電阻不符合規(guī)定,則需要更換點火線圈。同時應保證點火線圈絕緣蓋板清潔、干燥，防止漏電。檢查防干擾接頭電阻

檢查高壓導線電阻1—火花塞2—高壓導線3—分電器4—點火線圈3.高壓回路部件的檢修檢查分火頭電阻檢查火花塞插頭電阻凸輪軸正時帶輪上的正時標記分火頭與分電器殼體上標記對齊二、分電器的安裝（點火正時）飛輪和正時帶輪的標記V形帶輪上的正時記號2.調(diào)整點火正時（1）轉(zhuǎn)動曲軸，使飛輪刻度線與殼體指針對齊。（2）轉(zhuǎn)動凸輪軸，使正時齒輪的標記與氣門室罩底面平齊。（3）矩形塊場邊與曲軸方向一致，分電器插入安裝孔。（4）插分缸線，中央高壓線和霍爾發(fā)生連接器。（5）起動發(fā)動機，調(diào)整點火時間。（6）調(diào)整完畢，再次檢查點火提前角是否符合要求。三、點火正時的檢測與調(diào)整1.檢查點火正時（1）一般檢查（2）使用點火正時儀V.A.G1367

檢查（3）路試檢查四、點火系統(tǒng)的正確使用與維護（1）在發(fā)動機起動和工作時，不要用手觸摸點火線圈高壓線和分電器等，

以免被電擊。（2）在檢查點火系統(tǒng)電路故障時，不要用刮火的方式來檢查電路的通斷，這種做法容易損壞電子元器件，電路通斷與否應該用萬用表電阻擋來進行檢查判斷。（3）進行高壓試火時，最好用絕緣的橡膠夾子來對高壓線進行試驗，直接用手接觸高壓線容易造成電擊。另一種避免電擊的方法是：

將高壓導線插入一只備用火花塞，再將火花塞外殼搭鐵。從火花塞電極間隙觀察是否跳火。（4）在點火開關(guān)接通的情況下，不要做連