模块五 点火系统 单元1 传统点火系统 单元2 电子点火系统 单元3 微机控制点火系统 单元4 点火系统的检修

§单元1 传统点火系统 掌握传统点火系统的组成及工作原理。 认识点火系统常见零部件, 并掌握其结构原理。 了解影响汽油机点火性能的因素。

一、传统点火系统的组成及工作原理 当发动机工作时, 点火开关处于ON 挡, 接通点火线圈一次绕组的电路。一次绕组电流通路为: 蓄电池正极→熔断丝→点火开关→附加电阻→点火线圈“ + ” →点火线圈“ - ” →分电器低压接线柱→断电器触点→搭铁→蓄电池负极。 断电器触点在分电器轴的带动下, 分电器凸轮凸角顶开断电器活动触点, 断开点火线圈一次绕组电流。此时, 点火线圈二次绕组便产生一个很高的互感电动势, 形成点火高压电。该高压电从点火线圈高压接线柱, 通过中央高压线, 送到分电器的高压线插孔, 再送到分火头。分电器带动分火头旋转, 高压电击穿分火头导电片与分电器盖旁电极之间的空气间隙,通过各缸高压线, 送到各汽缸火花塞点火。 传统点火系统

二、传统点火系统主要零部件的结构原理 1.点火线圈 点火线圈由一次绕组、二次绕组、铁心组成的升压器。 点火线圈 开磁路点火线圈

2.分电器 分电器总成包括断电器、配电器、电容器和点火提前装置。 分电器 分电器结构

3.火花塞 4.高压导线 火花塞的作用是将高压电引进发动机燃烧室,在电极间形成火花, 以点燃可燃混合气。 火花塞结构 高压导线由中央高压线和各缸高压线组成。中央高压线用于将点火线圈产生的高压电送到分电器盖插孔, 各缸高压线用于将点火高压电从分电器盖的旁电极插孔传至火花塞。 高压导线

三、影响汽油机点火性能的因素 1.火花塞状况 2.点火线圈状况 3.点火闭合角 （1）火花塞积碳 （2）火花塞间隙不当 当点火线圈因长时间使用老化后,会使线圈电阻变大, 造成点火性能下降。 3.点火闭合角 点火闭合角是指点火系统工作时一次线圈通电时间所对应的曲轴转角。此角度越大, 点火线圈充磁越多, 在二次绕组上产生的二次电压也会越大。对于传统点火系统, 发动机汽缸数越多, 点火闭合角越小; 断电器触点间隙越大, 点火闭合角也越小, 都会使点火性能下降。但对于电子和电控点火系统, 点火闭合角可通过点火器自动调整, 所以不会对点火性能造成很大的影响。

4.点火提前角 汽油机的最佳点火提前角一般为10°~ 35°。 5.其他因素 蓄电池电压、发动机温度、汽缸密封性和混合气浓度。

§单元2 电子点火系统 了解电子点火系统的种类及特点。 掌握磁脉冲式电子点火系统的工作原理。 掌握霍尔式电子点火系统的工作原理。 §单元2 电子点火系统 了解电子点火系统的种类及特点。 掌握磁脉冲式电子点火系统的工作原理。 掌握霍尔式电子点火系统的工作原理。 掌握光电式电子点火系统的工作原理

一、电子点火系统概述 1.按储能方式分类 2.按有无电器触点分类 3.按信号发生器类型分类 电子点火系统又称半导体点火系统，是利用半导体器件作为开关，接通和切断一次电流的点火系统。 1.按储能方式分类 可分为电感储能点火系统和电容储能点火系统两大类。 2.按有无电器触点分类 可分为有触点电子点火系统和无触点电子点火系统。 3.按信号发生器类型分类 可分为磁脉冲式、霍尔式、光电式、电磁振荡式等, 其 中磁感应式和霍尔式应用最多。

二、无触点电子点火系统 4.按控制方式分类 可分为普通电子点火系统和微机控制点火系统两类。 无触点电子点火系统也称晶体管辅助电子点火系统。在其分电器中用晶体三极管取代白金触点起开关作用, 并采用信号发生器的脉冲信号来触发晶体三极管, 取代了传统点火中凸轮的作用。 无触点式电子点火系统的原理图

三、磁脉冲式电子点火系统 1.电磁式信号发生器 信号发生器的结构 点火信号发生器原理 1—信号转子　2—信号发生器输出插接器 3—传感器线圈　4—钩状铁心 5—永久磁铁　6—分电器轴 点火信号发生器原理 a) 靠近时　b) 对正时　c) 离开时 1—转子　2—感应线圈　3—铁心　4—永久磁铁

2.点火器及控制电路 电子点火器的作用是将点火信号整形、处理后控制一次绕组电路上三极管的导通与截止, 从而形成一次电流的通断。当发动机工作时, 分电器轴转动, 磁脉冲式点火信号发生器产生交变的点火信号电压,并输入电子点火器中, 电子点火器使点火线圈一次回路断路, 点火线圈二次绕组产生出点火高压, 通过分火头、旁电极、高压线送至火花塞, 形成电弧放电(点火)。

四、霍尔效应式电子点火系统 1.霍尔效应的定义 霍尔效应是磁电效应的一种, 当电流I 通过放在磁场中的半导体基片(称为霍尔元件) 且电流方向和磁场方向垂直时, 在垂直电流和半导体基片的横向侧面上即产生一个电压, 这个电压称为霍尔电压。当磁场强度变化时,霍尔电压也随之变化。 霍尔效应原理

2.霍尔信号发生器 霍尔效应式信号发生器的组成和原理 a) 结构　b) 触发叶轮的叶片进入空气隙　c) 触发叶轮的叶片离开空气隙 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 3.点火控制器 霍尔式电子点火系统中的点火控制器具有开关功能(接通和切断点火线圈一次绕组电路)、限流控制功能、闭合角控制功能和停车断电保护功能等。 桑塔纳轿车点火控制器

4.控制电路及工作过程 发动机工作时, 霍尔效应式点火信号发生器产生脉冲点火信号电压, 并输入电子点火器中, 电子点火器使点火线圈一次回路断路, 点火线圈二次绕组产生出点火高压, 通过分火头、旁电极、高压线送至火花塞, 形成电弧放电(点火)。 霍尔效应式电子点火系统的原理图

五、光电式无触点电子点火系统 1.光电式信号发生器 光电式电子点火系统是利用光敏元件(光敏三极管或光敏二极管) 的光电效应原理, 制成光电式点火信号发生器, 借光束进行触发产生点火信号, 输给电子点火控制器以达到控制 点火的目的。 1.光电式信号发生器 光电式信号发生器装于光电式分电器内, 主要由遮光盘(转子)、光源和光接收器(定子) 等组成。 光电式信号发生器的结构 1—遮光盘　2—分火头　3—光源　4—光接收器

2.点火控制器及控制电路 信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间, 由分电器轴带动旋转。当信号盘的转动挡住发光二极管的光线时, 光敏二极管截止, 控制电路输出低电平; 当缝隙对准发光二极管和光敏二极管时, 光线照到光敏二极管上, 控制电路输出高电平。 光电效应式电子点火系统原理图

§单元3 微机控制点火系统 掌握微机控制点火系统的组成和工作原理。 掌握有分电器点火与无分电器点火系统的区别。 了解避免爆震发生的方法。

一、微机控制点火系统的组成 主要由各种传感器、ECU、电子点火器、点火线圈、分电器总成、火花塞、高压导线及低压导线等组成。与传统点火系统和电子点火系统相比, 区别主要在于控制点火线圈一次绕组通断电的方式不同。 水温传感器 　ECU 电子点火器 点火线圈

二、主要传感器 1.水温传感器 一般安装在发动机出水管或水套上。其作用是把发动机冷却水温度转化为电量信号, 并输入ECU, 用以修正喷油量、修正点火提前角、控制怠速控制阀动作。 水温传感器 2.曲轴位置传感器 用于提供点火时刻(点火提前角)、确认曲轴位置的信号, 检测基准缸活塞上止点、曲轴转角及发动机转速。通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 曲轴位置传感器

3.爆震传感器 4.节气门位置传感器 爆震传感器安装在发动机缸体上，用来测定发动机有 无爆震现象。当发动机产生爆震时用来调整点火提前角。 节气门位置传感器安装在节气门体上, 它实质上是一只可变电阻器, 其电阻器的转轴与节气门联动, 可将节气门开度信号转化为电量信号, 并输入ECU。 节气门位置传感器

三、微机控制点火系统的工作原理 发动机工作时, ECU 根据接收到的传感器信号, 按存储器中的相关程序和数据, 确定出最佳点火提前角和一次绕组通电时间, 并以此向点火器发出点火信号(IGT)。点火器根据指令, 控制点火线圈一次电路的导通和截止, 从而形成点火高压。当火花塞成功点火后, 便会有一个点火反馈信号IGF 给ECU。 若点火系统出现故障使火花塞不点火, 而曲轴位置传感器工作正常时, 喷油器会照常喷油, 造成汽缸内喷油过多, 结果会出现再起动困难或行车时三元催化反应器过热的现象。为了避免这种现象的发生, 当IGF 信号连续3 ~5 次没有送入ECU 时, ECU 则判断为点火系统故障而停止喷油。 微机控制点火系统的组成

四、微机控制点火系统的种类 1.有分电器电控点火控制系统 双缸同时点火方式 单缸独立点火方式

2.无分电器电控点火控制系统 该点火系统用电子控制装置取代分电器, 利用电子分火控制技术将点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进行点火。 (1) 双缸同时点火方式 其点火线圈采用小型闭磁路点火线圈, 二次线圈的两端分别与两个火花塞相连接, 点火线圈的数量等于汽缸数的一半。

(2) 单缸独立点火方式 其点火线圈与火花塞是制成一体的, 点火线圈的数量和汽缸数相等, 直接安装在汽缸盖上。

五、丰田TCCS 微机控制点火系统原理 发动机工作时, 曲轴位置传感器产生Ne 信号(转速)、曲轴位置信号G1 (第6 缸上止点) 和G2 (第1 缸上止点) (在图中包括在各传感器信号里), 并把信号传给ECU。ECU 根据G1、G2、Ne 信号, 判断发动机转速和曲轴位置, 并根据其他传感器信号, 确定点火时间和各缸的点火顺序, 向点火器输出点火信号IGT 和判缸信号IGdA、IGdB 三个信号。点火器内有汽缸判别、闭合角控制、恒流控制、安全信号等电路, 用于接收ECU 发出的IGT、IGdA、IGdB 信号, 并依次驱动各个点火线圈工作。另外, 它还向ECU 输入点火反馈信号(IGF)。当IGF 信号连续3 ~ 5 次没有送入ECU 时, ECU 则判断为点火系统故障而停止喷油, 使发动机熄火。 丰田TCCS 微机控制点火系统原理图

六、点火提前角控制 就丰田TCCS 系统而言, 实际点火提前角= 初始点火提前角+ 基本点火提前角+ 修正点火提前角。 初始点火提前角: 也称固定点火提前角。如丰田汽车的IG - GEL 发动机, 其值为上止点前10°。 基本点火提前角: 储存在ECU 的ROM 中, 是ECU 根据发动机转速信号和进气歧管压力信号(或进气量信号) 等确定的点火提前角。 修正点火提前角: 初始点火提前角和基本点火提前角相加得到的点火提前角, 必须根据水温、空燃比等相关因素加以修正。

七、爆震控制 1. 爆震的概念 爆震是汽油机的一种不正常燃烧现象。在火焰传播途中, 汽缸压力异常升高, 汽缸内一些地方的混合气在火焰未传播到时, 已经着火燃烧, 造成瞬时爆发燃烧, 这便是爆震。 2. 微机控制的防爆震 ECU 利用爆震传感器对点火提前角实行闭环控制。当ECU 检测出任何一缸产生爆震时, 便会减少这一缸的点火提前角, 次缸再产生爆震时, 同样减少点火提前角。减少至发动机不发生爆震时, 在一定的时间内, 维持当前的点火提前角。若爆震产生, 便减少点火提前角; 若无爆震产生, 则逐渐增大点火提前角, 一旦产生爆震,又恢复前述的反馈控制, 如此反复控制。

§单元4 点火系统的检修 掌握点火系统主要部件的检修、调整及安装技能。 会正确使用与维护点火系统。 能诊断与排除点火系统的常见故障。

一、点火系统主要部件的检修 1.火花塞的检修 2.点火线圈的检修 拆下火花塞, 检查火花塞的螺纹及绝缘体有无损坏。如有异常, 应更换火花塞。 检查火花塞电极间隙 测量火花塞绝缘电阻 2.点火线圈的检修 用欧姆表测量点火线圈的电阻。一次绕组的电阻应为1.2 ~1.4 Ω，二次绕组的电阻应为6 ~8 kΩ。若测量的电阻不符合规定, 则需要更换点火线圈。同时应保证点火线圈绝缘盖板清洁、干燥，防止漏电。

3.高压回路部件的检修 检查分火头电阻 检查火花塞插头电阻 检查高压导线电阻 检查防干扰接头电阻 1—火花塞　2—高压导线　3—分电器　4—点火线圈 检查防干扰接头电阻

二、分电器的安装（点火正时） 飞轮和正时带轮的标记 V 形带轮上的正时记号 分火头与分电器壳体上标记对齐 凸轮轴正时带轮上的正时标记

三、点火正时的检测与调整 1.检查点火正时 2.调整点火正时 （1）一般检查 （2）使用点火正时仪V. A. G1367 检查 （3）路试检查 2.调整点火正时 （1）转动曲轴，使飞轮刻度线与壳体指针对齐。 （2）转动凸轮轴，使正时齿轮的标记与气门室罩底面平齐。 （3）矩形块场边与曲轴方向一致，分电器插入安装孔。 （4）插分缸线，中央高压线和霍尔发生连接器。 （5）起动发动机，调整点火时间。 （6）调整完毕，再次检查点火提前角是否符合要求。

四、点火系统的正确使用与维护 （1）在发动机起动和工作时，不要用手触摸点火线圈高压线和分电器等， 以免被电击。 （2）在检查点火系统电路故障时，不要用刮火的方式来检查电路的通断，这种做法容易损坏电子元器件，电路通断与否应该用万用表电阻挡来进行检查判断。 （3）进行高压试火时，最好用绝缘的橡胶夹子来对高压线进行试验，直接用手接触高压线容易造成电击。另一种避免电击的方法是： 将高压导线插入一只备用火花塞，再将火花塞外壳搭铁。从火花塞电极间隙观察是否跳火。 （4）在点火开关接通的情况下，不要做连接或切断线路的操作，以免烧坏控制器中的电子器件。

五、电控点火系统故障诊断与排除 1.常见故障现象 （5）在拆卸蓄电池时，必须确认点火开关和其他所有的用电设备及开关都已关闭，才可进行拆卸。 （6）安装蓄电池时，一定要辨清正负极，负极应搭铁。千万不能接错，蓄电池极性与线夹的连接一定要牢固，否则容易损坏电子设备。 五、电控点火系统故障诊断与排除 1.常见故障现象 发动机不能起动、冷起动困难、怠速运转不良、发动机运转不良、动力不足、爆燃现象等。

2.常见故障的原因 (1) 点火线圈及其电路有故障。 (2) 火花塞有故障。 (3) 霍尔传感器有故障。 (4) 电子点火器有故障。 (5) 曲轴位置传感器有故障。 (6) 爆震传感器有故障。 (7) 传感器线路或接头有故障。 (8) 装配错误。 (9) ECU 有故障。

3.电控点火系统常见故障的诊断流程

技能训练 一、实训内容 二、设备准备 三、实训要求 点火系统零部件检修 1. 火花塞的维护。 2. 点火线圈的检测。 3. 有阻抗的高压线的电阻。 二、设备准备 万用表、火花塞、点火线圈、阻尼高压线。 三、实训要求 1. 能按要求对汽车点火系统的零部件进行检修。 2. 能根据检测结果进行判断。 3. 符合安全文明操作。

技能训练 一、实训内容 二、设备准备 三、实训要求 点火系统故障诊断 1. 点火系统不点火的故障判断。 2. 点火系统火花弱的故障判断。 威驰汽车、点火系统示教板、万用表。 三、实训要求 1. 能分析故障原因并正确查找故障点。 2. 诊断分析过程符合逻辑。 3. 能维修排除故障。 4. 符合安全文明操作。