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汽车发动机电控技术,项目六 汽油发动机电控点火系统的结构与检修,项目六 汽油发动机电控点火系统的结构与检修,项目六 汽油发动机电控点火系统的结构与检修,项目六 汽油发动机电控点火系统的结构与检修,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,图6-1 火花塞击穿电压与其电极间隙的关系,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,而混合气的压力与温度，直接影响混合气密度，从而间接影响火花塞的击穿电压，如图6-2所示。,图6-2 混合气压力对火花塞击穿电压的影响,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,图6-3 火花塞击穿电压与电极温度的关系,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,（4）发动机的工况。随着发动机工况的不同，其击穿电压也不相同，如图6-4所示。,图6-4 火花塞击穿电压与发动机工况的关系1起动； 2加速； 3最大功率的稳定状态,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,（5）混合气空燃比。混合气空燃比对火花塞击穿电压的影响如图6-5所示，混合气过稀和过浓时击穿电压都会升高。,图6-5 混合气空燃比对火花塞击穿电压的影响,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,要使混合气可靠点燃，除了需要足够高的击穿电压外，火花塞产生的电火花还应具有一定的能量。电火花的能量用公式表示为电火花的能量=火花塞电极间的电压火花塞电极间流过的电流电火花持续时间一般情况下，电火花的能量越大，混合气的着火性能越好。发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度接近其自燃温度，因而所需的火花能量很小（15 MJ）。因而所需的点火能量最高。另外，为了提高发动机的经济性和排气净化度，当采用空燃比=1.21.25的稀薄混合气时，也需增加火花能量。考虑上述情况，为了保证可靠点火，火花塞一般应保证有5080 MJ的点火能量，起动时应产生大于100 MJ的火花能量。,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,首先，汽油机点火系统应按发动机的工作顺序进行点火。一般四缸发动机的点火顺序为1243或1342，直列六缸发动机的点火顺序为153624或142635，V形八缸发动机的点火顺序为18436572。其次，为提高汽油机的动力性，降低燃油消耗，减少有害物质的生成量，必须使点火系统在最有利的时刻点火。点火过迟，热传导损失增加，转变为有效功的热量相对减小，造成发动机过热，功率下降；点火过早，发动机的负功增加，引起爆燃和运转不平稳现象，加剧发动机运动部件和轴承的磨损。,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,如图6-6所示。因此，发动机应在最有利的时刻点火。在汽油机工作过程中，点火系统点燃混合气的时间一般用点火提前角表示。,图6-6 点火时间与气缸压力的关系,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,（1）点火提前角对发动机动力性和经济性的影响。从提高发动机的动力性和经济性的角度来说，点火提前角有一个最佳值，即最佳点火提前角。从气缸内混合气燃烧的过程来看，最佳点火提前角应使得当活塞运行至上止点时，混合气燃烧的火焰约为半个燃烧室空间，此时气缸内的压力最高。如果点火过早，点火时混合气的压力还比较低，同时燃烧最大压力产生的时刻在活塞上止点之前，这样的燃烧压力不仅不能提高发动机的动力性，而且会对活塞上行产生较大的阻力。另外，如果点火时间过早，会使气缸内未燃烧的混合气因高温高压的作用而自行燃烧，这样便产生了爆燃。,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,因此，点火提前角必然对燃烧后废气中污染物的浓度产生一定的影响。碳氢化合物和氮氧化合物的排放浓度与点火提前角的关系曲线如图6-7所示。,图6-7 碳氢化合物和氮氧化合物的排放浓度与点火提前角的关系曲线,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,（3）发动机不同工况对点火提前角的要求。当发动机运行工况不同时，进入气缸的可燃混合气的浓度、温度、燃烧最高压力等诸多因素都要产生变化，而这些因素对点火时刻提出了不同的要求。,发动机转速变化对点火提前角的要求。发动机转速越高，最佳点火提前角越大。因为在混合气空燃比不变的情况下，混合气从点燃到燃烧压力最大所用的时间变化不大，在发动机转速升高后，在同一时间内，曲轴转过的角度大，所以，最佳点火提前角增大。,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,发动机负荷对点火提前角的要求。当发动机转速不变时，随着负荷的增大，最佳点火提前角逐渐减小。因为发动机负荷增大时，节气门开度增大，吸入气缸内的混合气数量增多，压缩行程终了时的压力和温度增高，残留废气数量相对减少，对混合气的冲淡作用降低。因此，燃烧速度加快，从点火到燃烧压力最大点的时间相对缩短，最佳点火提前角减小。,汽油的辛烷值对最佳点火提前角的影响。汽油抗爆性能是由汽油的品质决定的，常用辛烷值表示。汽油的牌号越高，辛烷值就越高，其抗爆性就越好。抗爆性好的汽油在使用中产生爆震燃烧的倾向小。因此，可以选择有利于燃烧的较大点火提前角。,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,而电控点火系统可对点火提前角实施自动控制，即可根据发动机的工况对点火提前角进行适时控制，从而最大限度地改善发动机的高速性能，提高其动力性和经济性，减少排放污染。其特点是：在所有的工况及各种环境条件下，均可自动获得理想的点火提前角，从而使发动机在动力性、经济性、排放性及工作稳定性等方面均处于最佳，在整个工作范围内，均可对点火线圈的导通角进行控制；可使线圈中存储的点火能量保持恒定不变；采用闭环控制技术后，可使点火提前角控制在刚好不发生爆震的临界状态，以此获得较高的燃烧效率，有利于发动机各种性能的提高。,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,图6-8 有分电器式电控点火系统的组成1、2凸轮轴/曲轴位置传感器； 3空气流量计（或进气管绝对压力传感器）； 4冷却液温度传感器；5节气门位置传感器； 6起动开关； 7空调开关； 8车速传感器； 9、10输入回路；11A/D转换器； 12输出回路； 13存储器； 14恒定电压电源；15点火器； 16点火线圈； 17分电器,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,（2）无分电器式电控点火系统。无分电器式电控点火系统用电子控制装置取代了分电器，没有分电器盖和分火头等装置。它利用电子分火控制技术将点火线圈产生的高压电直接输送给火花塞进行点火，点火线圈的数量比有分电器式电控点火系统多。无分电器式电控点火系统的组成如图6-9所示。,图6-9 无分电器式电控点火系统的组成,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,电控点火系统的点火方式可分为独立点火方式和分组同时点火方式。（1）独立点火方式（或直接点火方式）电控点火系统。无分电器独立点火方式电控点火系统电路如图6-10所示。其特点是每个气缸火花塞上都单独配有一个点火线圈，即点火线圈的数量与气缸数相等。,图6-10 无分电器独立点火方式电控点火系统电路1点火线圈； 2火花塞； 3点火器； 4ECU； 5传感器,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,由于每个气缸都有各自独立的点火线圈，因而即使发动机的转速很高，点火线圈也有足够的通电时间，以保证足够高的点火能量。无分电器独立点火方式电控点火系统与有分电器式电控点火系统相比，在发动机转速和点火能量相同的情况下，单位时间内通过点火线圈一次绕组回路的电流要小得多，点火线圈不易发热，且点火线圈的体积可以非常小，一般直接将其压装在火花塞上，因此可省去高压导线和分电器，能量传导损失小，漏电损失小，因机械磨损而发生故障的情况也得到极大的改善。除此之外，由于各缸的点火线圈和火花塞由金属层包覆，屏蔽了大部分电磁干扰，提高了汽车各电控系统工作的可靠性，但其结构和控制电路较复杂。,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,（2）分组同时点火方式电控点火系统。分组同时点火方式电控点火系统一般是将各缸火花塞两两分组，每次点火都是同组的两缸火花塞同时进行。其中一缸是有效点火，成对的另一缸为排气行程，是无效点火。其电控系统电路如图6-11所示。,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,图6-11 分组同时点火方式电控点火系统电路,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,串联在高压回路中二极管的作用是避免功率三极管导通时，由于点火线圈互感电动势所造成的火花塞误点火现象。当功率三极管导通时，磁场的变化如图6-12所示。,图6-12 功率三极管导通时的反电动势,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,为防止这种现象，在点火线圈的次级绕组中串联一只高压二极管，如图6-13所示。当功率三极管导通时，由于二极管的反向截止作用，1 000 V的高压电就无法使火花塞跳火。而功率三极管截止时，二极管正向导通，可使火花顺利点火。,图6-13 高压二极管的作用,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,电控点火系统按高压配电方式可分为机械高压配电和电子高压配电电控点火系统。（1）机械高压配电电控点火系统。机械高压配电电控点火系统用传统的配电器分配点火线圈产生的高压，因此这种改进型的微机点火控制系统还有配电器，但只相当于传统分电器中的配电功能。（2）电子高压配电电控点火系统。电子高压配电电控点火系统电路如图6-14所示，其特点是：4个气缸（四缸发动机）共用1个点火线圈，点火线圈为内装双一次绕组、双二次绕组的特制点火线圈，利用4个二极管的单向导电性交替完成对1缸和2缸、2缸和3缸的配电过程。,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,图6-14 电子高压配电电控点火系统电路,二极管配电点火方式的特性与同时点火方式相同，但对点火线圈要求较高，而且发动机的气缸数必须是数字4的整倍数，所以在应用上受到一定的限制。,任务一 汽油发动机电控点火系统概述,电控点火系统按是否有反馈控制可分为开环控制和闭环控制电控点火系统。（1）开环控制电控点火系统。微机点火控制系统中无爆震传感器，控制器只是以反映发动机工况、状态的各传感器信号对点火提前角进行控制。（2）闭环控制电控点火系统。微机点火控制系统中设有发动机爆震传感器，通过发动机爆震传感器反馈发动机爆震情况，做出点火提前角的修正控制。闭环控制电控点火系统可使点火提前角控制更接近爆震区，可更有效地发挥发动机的功率。因此，目前的微机点火控制系统大都采用闭环控制方式。,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,电控点火系统一般由四部分组成：电源和点火开关、检测发动机运行状况的传感器、处理信号并发出工作指令的ECU和执行ECU指令的执行器。电控点火系统的基本组成如图6-15所示。,图6-15 电控点火系统的基本组成,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,发动机工作时，ECU不断采集发动机的转速、负荷、冷却液温度、进气温度等信号，并根据存储器中存储的与点火提前角和初级电路导通时间有关的程度及数据，确定出该工况下的最佳点火提前角和点火线圈一次绕组通电时间，并根据冷却液温度和进气温度加以修正。再以曲轴位置传感器的点火基准信号为依据，向点火器发出控制信号。当点火线圈一次绕组回路被切断时，在点火线圈二次绕组中就会产生很高的互感电动势（1520 kV），经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。点火能量经火花塞电极瞬间释放，产生的电火花点燃气缸内的混合气，使发动机完成做功过程。,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,（2）点火提前角控制原理。点火提前角控制是电控点火系统最主要的控制功能，在此以日产公司ECCS系统为例，说明其控制原理。假设发动机在某工况下，ECU计算出的最佳点火提前角为上止点前40，点火提前角控制原理如图6-16所示。,图6-16 点火提前角控制原理,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,（3）控制信号。在电控点火系统工作中，ECU向点火器发出的控制信号有IGt和IGd两个信号。IGt信号是ECU向点火器中的功率晶体管发出的通断控制信号。IGd信号是在无分电器式电控点火系统中为保证点火顺序，ECU向点火器输送的判别气缸的信号，以便与G信号共同决定需点火的气缸。IGd信号存储在ECU内的存储器中，实际就是点火顺序信息。在采用分组同时点火方式的无分电器式电控点火系统中，IGd信号又分为IGdA信号和IGdB信号。分组同时点火方式是指给接近压缩上止点的气缸与接近排气上止点的气缸同时点火的方式，这种点火方式应用在部分无分电器式电控点火系统中，给接近压缩上止点的气缸点火是有效的，给接近排气上止点的气缸点火是无效的（不起作用）。,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,ECU根据G信号和Ne信号选择IGd信号状态，以确定给哪个气缸点火。以丰田车系无分电器式电控点火系统为例，ECU输出的点火控制信号如图6-17所示。,图6-17 丰田车系无分电器式电控点火系统中ECU输出的点火控制信号,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,（4）IGf信号。IGf信号是指完成点火后，点火器向ECU输送的点火确认信号。由于电控燃油喷射系统中喷油器的驱动信号也来自曲轴位置传感器，若点火系统故障使火花塞不能点火，曲轴位置传感器工作正常，喷油器仍会照常喷油。为了防止喷油过多而导致燃油浪费、发动机再起动困难或行车时三元催化转化器过热等现象的发生，特设定在完成点火过程后，点火器应及时向ECU返回点火确认信号（IGf信号）。发动机工作时，ECU向点火器发出点火控制信号（IGt信号）后，若有35次均收不到返回的点火确认信号（IGf信号），ECU便以此判定点火系统有故障，并强行停止电控燃油喷射系统继续喷油，使发动机熄火。,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,爆震控制系统是有爆震控制功能的电控点火系统中的一个组成部分，其组成如图6-18所示。爆震控制系统实际就是在电控点火系统的基础上增加爆震传感器，ECU根据爆震传感器信号对点火提前角进行闭环控制。,图6-18 爆震控制系统的组成1火花塞； 2分电器； 3点火器和点火线圈； 4其他传感器； 5ECU； 6爆震传感器,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,发动机工作时，其他因素导致气缸体产生机械振动是不可避免的，为防止爆震传感器误检测导致系统非正常工作和提高控制系统的可靠性，ECU内设有爆震信号识别电路，如图6-19所示。,图6-19 爆震信号识别电路,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,安装在气缸体或气缸盖上的爆震传感器检测发动机的机械振动，发生爆震时传感器产生的信号有较大的振幅，如图6-20所示。,图6-20 爆震传感器信号,任务二 汽油机电控点火系统的组成及工作原理,若滤波后的信号峰值电压值大于爆震强度基准值，则判定有爆震，反之则判定无爆震。ECU根据爆震信号超过基准值的次数来判定爆震强度，次数越多，爆震强度越大；次数越少，爆震强度越小，如图6-21所示。,图6-21 爆震强度的确定1爆震识别区间； 2爆震确定基准； 3爆震传感器输出信号；4爆震强度确定曲线,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,发动机不同工况下的最佳点火提前角必须通过试验来确定其三维控制模型，如图6-22所示。装用电控点火系统时，将发动机各种工况下的最佳点火提前角都预先存储在ECU内，当发动机工作时，ECU根据各种传感器的信号来分析发动机的工况，并确定最佳的点火提前角，然后通过执行元件以最佳点火提前角来控制发动机工作。,图6-22 点火提前角的三维控制模型,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,当发动机处于怠速工况时，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，如图6-23所示。如空调工作时，随着发动机怠速目标转速的提高，应适当增加点火提前角，以保证发动机运转速度的稳定。,图6-23 怠速运转时基本点火提前角的确定,任务三 电控点火系统的控制功能,当发动机处于怠速工况以外的其他工况时，ECU主要是依据发动机的转速和负荷（用进气量表示）确定基本点火提前角，ECU根据传感器的输出信号，利用查表法从中找出基本点火提前角的最佳值。,图6-24 基本点火提前角控制模型,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,点火提前角的暖机修正曲线如图6-25所示。修正曲线的形状与提前角的大小随车型不同而异。,图6-25 点火提前角的暖机修正曲线,任务三 电控点火系统的控制功能,发动机工作时，随冷却液温度的提高，爆震倾向逐渐增大。当冷却液温度过高时，为了避免产生爆震，应适当地修正点火提前角。点火提前角的过热修正曲线如图6-26所示。,图6-26 点火提前角的过热修正曲线,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,（2）怠速稳定修正。发动机在怠速过程中，负荷等因素的变化（如空调、动力转向等动作）会导致转速不稳。ECU必须根据实际转速与目标转速的差值动态地修正点火提前角，如图6-27所示，以便保持发动机在规定的怠速转速下稳定运转。,图6-27 点火提前角的怠速稳定修正曲线,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,图6-28 点火提前角的空燃比反馈修正曲线,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,发动机工作时，由于随蓄电池电压的降低，在相同的通电时间里，点火线圈一次电流所达到的峰值将会减小。因此，对通电时间进行控制，应随蓄电池电压的下降，适当增加通电时间，以保证断开点火线圈一次绕组回路时，能有足够大的一次电流。通电时间的蓄电池电压修正曲线如图6-29 所示。,图6-29 通电时间的蓄电池电压修正曲线,任务三 电控点火系统的控制功能,在电控点火系统中，点火线圈一次绕组的通电时间由ECU控制，通电时间控制模型如图6-30所示。,图6-30 通电时间控制模型,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,恒流控制电路如图6-31所示，恒流控制的基本方法是：在点火器功率晶体管的输出回路中增设一个电流检测电阻器，用电流在该电阻器上形成的电压反馈控制晶体管的基极电流，只要这种反馈为负反馈，就可使晶体管的集电极电流稳定，从而实现恒流控制。,图6-31 恒流控制电路1功率晶体管； 2偏流回路； 3过压保护回路； 4传感器； 5波形整流回路； 6通电率发生回路；7放大回路； 8点火器； 9通电率控制回路； 10恒流控制回路； 11电流检测电阻器,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,任务三 电控点火系统的控制功能,爆震控制过程如图6-32所示。爆震传感器安装在气缸体或气缸盖上，其功用是将爆震时传到气缸体或气缸盖上的机械振动转换成电压信号输送给ECU，ECU则根据此电压信号判断发动机是否发生爆震及爆震的强度。,图6-32 爆震控制过程,任务三 电控点火系统的控制功能,有爆震时，逐渐减小点火提前角（推迟点火），直到爆震消失为止；无爆震时，逐渐增大点火提前角（提前点火）；当再次出现爆震时，ECU又开始逐渐减小点火提前角。因此，爆震控制过程就是对点火提前角进行反复调整的过程。爆震控制实质上就是对点火提前角的反馈控制，爆震控制过程中点火提前角的变化如图6-33所示。,图6-33 爆震控制过程中点火提前角的变化,任务三 电控点火系统的控制功能,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,图6-34 整体式点火组件的组成1导线夹； 2电容器； 3垫片； 4点火器； 5分电器壳体； 6分电器电缆；7点火线圈； 8点火线圈防尘罩； 9分火头； 10分电器盖,任务四 电控点火系统主要元件的检修,在无分电器式电控点火系统中，点火器一般单独安装在点火线圈附近，如图6-35所示。在此系统中，点火器除需根据ECU的控制信号控制点火线圈一次绕组回路通或断，并向ECU发回点火确认信号以外，还必须根据ECU的控制信号控制各点火线圈的工作顺序，以保证发动机各气缸做功顺序。,图6-35 无分电器式电控点火系统中点火器的位置 1点火器； 2点火线圈,任务四 电控点火系统主要元件的检修,在使用中，接好点火线圈与点火器的线束连接器，用万用表或示波器检测发动机ECU相应端子间的电压，应符合表6-2规定的标准，否则说明点火器或ECU有故障。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,点火线圈是将电源的低压电转变成高压电的基本元件，按磁路的结构形式不同，开磁路点火线圈可分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种。（1）开磁路点火线圈。开磁路点火线圈的结构如图6-36所示。按接线柱数量不同，开磁路点火线圈可分为二低压接线柱式和三低压接线柱式两种。二低压接线柱点火线圈上有“+”“-”两个接线柱，其本身不带附加电阻器；三低压接线柱点火线圈有“-”“开关”“+开关”3个低压接线柱，并将附加电阻器跨接在“开关”与“+开关”两接线柱之间。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,图6-36 开磁路点火线圈的结构1绝缘座； 2铁心； 3一次绕组； 4二次绕组； 5导磁钢套； 6外壳； 7低压接线柱“-”； 8胶木盖； 9高压接线柱； 10低压接线柱“+”或“开关”；11低压接线柱“+开关”； 12附加电阻器,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,当点火线圈的一次绕组电路接通时，铁心被磁化，其磁路如图6-37所示。由于磁路的上、下部分需经过空气，外围需经过壳体内的导磁钢套才能形成回路，铁心本身不能构成回路，所以称其为开磁路点火线圈。开磁路点火线圈的磁阻大，漏磁损失多，能量转换效率低。,图6-37 开磁路点火线圈的磁路1磁力线； 2铁心； 3一次绕组； 4二次绕组； 5导磁钢套,任务四 电控点火系统主要元件的检修,（2）闭磁路点火线圈。闭磁路点火线圈的结构和磁路如图6-38所示。闭磁路点火线圈的铁心为日字形，本身构成闭合磁路。为减少铁心的磁滞现象，在磁路中留有一个微小空气隙。闭磁路点火线圈的壳体内采用热固性树脂作为填充物，所以又称为干式点火线圈。,图6-38 闭磁路点火线圈的结构和磁路1铁心； 2低压接线柱； 3高压插孔； 4一次绕组； 5二次绕组,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,（3）绕组电阻的检查。用万用表电阻挡测量点火线圈一次绕组和二次绕组的电阻值，其阻值应符合规定，否则应更换该点火线圈。,（4）附加电阻器的检查。用万用表电阻挡测量附加电阻器的阻值，应符合规定，否则应更换该点火线圈。,（5）点火线圈性能的检查。点火线圈的性能应在专用的电器试验台上利用三针放电器进行测试。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,图6-39 分电器的组成1分电器盖； 2分火头； 3凸轮； 4触点及断电器底板总成； 5电容器； 6轴节； 7油杯；8真空提前机构； 9配电器壳体； 10活动底板； 11偏心螺钉； 12固定触点与支架；13活动触点臂； 14接线柱； 15拉杆； 16膜片； 17真空提前机构外壳； 18弹簧；19螺母； 20触点臂弹簧片； 21油毡及夹圈,任务四 电控点火系统主要元件的检修,配电器的作用是将点火线圈产生的高压电按发动机各气缸的点火顺序配送火花塞，其主要由分电器盖、分火头和高压线组成，配电器安装在断电器上方。分电器盖的中央有一高压线插孔，插孔内装有带弹簧的电刷，电刷靠其弹簧压在分火头的导电片上。分电器盖中央插孔的周围均布各缸高压分线插孔，插孔内有金属套与分电器盖内的旁电极连接，通过高压分线将各旁电极分别与各缸火花塞连接。分火头安装在凸轮顶端的点火信号发生器转子上，发动机工作时，分火头随点火信号发生器转子一起旋转。分火头的顶端铆有铜质导电片，分火头端部与旁电极有0.20.8 mm的间隙。当断电器触点打开时，点火线圈产生的高压电由分火头导电片跳至与其相对的旁电极，再经高压分线送至火花塞电极。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,图6-40 分电器盖绝缘性能的检查,任务四 电控点火系统主要元件的检修,（3）检查分电器盖中央高压线插孔内的电刷是否有弹性、有无卡滞或磨损，必要时更换该分电器盖。（4）检查分火头是否裂纹、导电片烧蚀、安装不稳固，必要时更换该分火头。（5）检查分火头是否漏电，常用方法如图6-41所示。,图6-41 分火头是否漏电的检查,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,离心式点火提前角调节器的作用是根据发动机转速的变化自动调节点火提前角。离心式点火提前角调节器安装在分电器内的底板下部，其结构如图6-42所示。,图6-42 离心式点火提前角调节器的结构1凸轮固定螺钉及垫圈； 2凸轮； 3拨板； 4分电器轴； 5离心飞块； 6飞块回位弹簧； 7托板； 8拨板销； 9销轴,任务四 电控点火系统主要元件的检修,离心式点火提前角调节器的托板固定在分电器轴上，托板上安装着两个离心飞块，离心飞块的一端套在托板上的销轴上，离心飞块可绕其销轴转动，两个离心飞块上各有一个拨板销，可以与拨板上的孔插接以驱动点火信号发生器转子。当发动机转速提高时，离心飞块在离心力作用下绕其销轴向外甩开，离心飞块上的拨板销推动拨板连同点火信号发生器转子顺其旋转方向相对分电器轴转过一定角度，相反，当发动机转速降低时，由于离心飞块的离心力减小，回位弹簧将离心飞块拉拢，点火信号发生器转子逆其旋转方向相对分电器轴转过一定角度，点火提前角自动减小。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,（1）检查离心飞块甩动是否灵活，离心飞块与销轴、拨板销与拨板配合是否正常，必要时进行检修或更换。,（2）用弹簧秤测量离心飞块回位弹簧的弹力，必要时更换离心飞块回位弹簧。,（3）在专用试验台上检查离心式点火提前角调节器的性能（点火提前角调整量与转速之间的关系），若不符合规定，可拨动离心飞块回位弹簧支架以调整弹簧预紧力，必要时更换离心飞块回位弹簧。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,真空式点火提前角调节器安装在分电器壳外侧，其作用是根据发动机负荷的变化自动调节点火提前角。真空式点火提前角调节器的工作原理如图6-43所示。真空式点火提前角调节器的壳体内装有膜片，膜片左侧气室通大气，并用推杆将膜片与分电器内的活动底板连接，膜片右侧气室装有膜片回位弹簧，并通过真空管与化油器下体位于节气门附近的取真空口相通。且转动方向与点火信号发生器转子旋转方向相反，因而点火信号发生器产生脉冲信号的时刻提前，点火提前角增大；相反，发动机负荷增大时，膜片在膜片回位弹簧作用下向左拱曲，点火提前角减小。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,图6-43 真空式点火提前角调节器的工作原理1分电器壳体； 2分电器活动底板； 3触点； 4推杆； 5膜片；6回位弹簧； 7真空管； 8节气门； 9凸轮,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,图6-44 火花塞的结构1插线螺母； 2瓷绝缘体； 3金属杆； 4、8内垫圈； 5壳体； 6导体玻璃；7密封垫圈； 9侧电极； 10中心电极,任务四 电控点火系统主要元件的检修,火花塞的瓷绝缘体固定在钢制壳体内，以保证中心电极与侧电极之间绝缘。在瓷绝缘体中心孔中装有金属杆和中心电极，金属杆顶端与分高压线插线螺母相连，金属杆底端与中心电极之间用导体玻璃密封。中心电极用镍锰合金制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀和导电性能。壳体下端是弯曲的侧电极，它与中心电极之间保持一定的间隙，间隙的大小是由汽车制造厂决定的。火花塞壳体具有螺纹，用来将火花塞安装在发动机气缸盖上，铜制密封垫圈可起到密封和传热的作用。很多车用火花塞在其顶部的接线柱与中心电极之间有一个电阻器，这个电阻器能够减少射频干扰，从而避免收音机出现噪声。值得注意的是，来自射频干扰的电压也会干扰甚至损坏车载计算机。因此，如果汽车出厂时配有电阻型火花塞，那么更换火花塞时也必须选用电阻型的。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,爆震传感器按其工作原理不同可分为电感式和压电式两种类型。（1）电感式爆震传感器。电感式爆震传感器主要由铁心、永久磁铁、线圈及壳体等组成，其结构及输出信号如图6-45 所示。,图6-45 电感式爆震传感器的结构及输出信号1线圈； 2铁心； 3壳体； 4永久磁铁,任务四 电控点火系统主要元件的检修,电感式爆震传感器利用电磁感应原理检测发动机爆震。当发动机发生爆震时，铁心受震动而使线圈磁通发生变化，从而产生感应电动势。当电感式爆震传感器的固有振动频率与发动机爆震时的振动频率相同时，该传感器输出的信号电压最大。（2)压电式爆震传感器。压电式爆震传感器利用压电效应原理检测发动机爆震。其与其他压电式传感器一样，必须配合一定的电压放大器或电荷放大器，将信号放大并将高阻抗输入变换为低阻抗输出。按其结构不同，压电式爆震传感器又可分为共振型、非共振型和火花塞座金属垫型三种类型。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,压电式共振型爆震传感器的组成如图6-46所示，该传感器主要由压电元件、振子、基座、壳体等组成。压电元件紧贴在振子上，振子则固定在基座上。,图6-46 压电式共振型爆震传感器的组成1O形圈； 2接头； 3密封剂； 4壳体； 5引线；6基座； 7振子； 8压电元件； 9连接器,任务四 电控点火系统主要元件的检修,但当爆震发生时，振子与发动机共振，压电元件输出的信号电压有明显增大，易于测量。压电式非共振型爆震传感器的组成如图6-47所示。,图6-47 压电式非共振型爆震传感器的组成1引线； 2配重块； 3压电元件,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,压电式火花塞座金属垫型爆震传感器的安装位置如图6-48所示，此种爆震传感器是将压电元件安装在火花塞的垫圈处，每个气缸安装一个，根据各气缸的燃烧压力直接检测各气缸的爆震信息，并转换成电信号输送给ECU。,图6-48 压电式火花塞座金属垫型爆震传感器的安装位置1火花塞； 2爆震传感器,任务四 电控点火系统主要元件的检修,在爆震传感器完好的情况下，当发动机ECU通过爆震传感器检测到发动机出现爆震时，会减小点火提前角，以此来避免强烈的爆震发生。如果爆震传感器损坏，发动机ECU就无法对爆震程度进行监控，从而错误地判断为未发生爆震，在这种情况下，发动机ECU就会增大点火提前角，导致发动机因爆震工作而粗暴抖动。爆震传感器工作情况的检查，可在发动机怠速工况时进行，方法是：拆开传感器线束连接器，用示波器检查传感器端子与搭铁之间的信号电压，应有脉冲信号输出；否则说明传感器不良，应更换新件。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,各车型的点火控制电路基本相同，丰田皇冠3.0轿车点火控制电路如图6-49所示。,图6-49 丰田皇冠3.0轿车点火控制电路,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,点火系统的所有诊断都应该从目视检查开始，主要检查系统是否具有以下故障：高压导线连接断开、松动或损坏，低压导线连接断开、松动或有脏污，初级电路的触发机构损坏或磨损，点火模块安装是否正常。在无分电器式或直接点火系统中，检查火花塞导线是否可靠地固定在点火线圈和火花塞上，若出现松动，就要检查其接线柱是否烧蚀；检查点火线圈接线柱的绝缘体有无裂纹或漏电现象；检查点火线圈与点火模块之间的连接导线是否松动或损坏；检查所有次级导线及其两端的绝缘套有无裂纹、磨损或硬化易碎的现象。如果出现上述现象，则更换它们。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,火花塞的检查和清洁内容如下：（1）拆下火花塞电缆。注意：自火花塞拉出火花塞电缆时，务必握住电缆盖拉而不要拉电缆本身。（2）使用专用工具拆下火花塞，如图6-50所示。,图6-50 拆卸火花塞,任务四 电控点火系统主要元件的检修,（3）检查有无烧坏的电极或损坏的绝缘体，检查烧痕是否均匀。（4）用钢丝刷或火花塞清洁工具清除积炭（见图6-51），用压缩空气从火花塞螺纹部吹尽沙砾。,图6-51 清洁火花塞,任务四 电控点火系统主要元件的检修,（5）用火花塞间隙规检查火花塞间隙是否在标准值范围内，标准值为1.1 mm（具体值参见相应车型的维修手册）。如果火花塞间隙不在标准值范围内，可弯曲接地电极加以调整并清洁发动机的火花塞孔，如图6-52所示。注意：不要让外部脏物进入气缸内。（6）使用专用工具安装火花塞，扭矩应符合规定值。,图6-52 测量并调整火花塞电极间隙,任务四 电控点火系统主要元件的检修,分电器的检查内容和方法如下：（1）高压分线的检查。先捏住各缸火花塞上高压分线的橡胶套，轻轻地将高压分线拔下来（不能使导线过分弯曲以免内部导体损坏），如图6-53所示。,图6-53 分电器上高压分线的拆卸,任务四 电控点火系统主要元件的检修,把分电器盖从分电器上取下，不拆高压分线，用万用表电阻挡测量不拆分电器盖时高压分线的电阻值（见图6-54），应不超过25 k；否则应检查接线端子，必要时可替换高压分线或分电器盖。,图6-54 检查高压分线的电阻,任务四 电控点火系统主要元件的检修,（2）检查分电器盖高压分线插孔中有无锈蚀或脏污，若有锈蚀或脏污应及时清除。检查分电器盖内的碳棒是否发卡或脱落，若有发卡或脱落应及时修复。如修复困难，应更换新件。,（3）检查分火头是否漏电。将分火头从分电器轴的顶端上拔下，空穴向上放在缸体上。将分电器盖上的中央高压线拔出，使高压线端头对准分火头的空穴，并相距6 mm。这时，打开点火开关，用手拨动断电器触点，使之开闭，若有火花跳过，则说明分火头击穿漏电。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,（4）检查分电器轴和衬套的磨损情况。分电器轴与衬套的配合间隙为0.020.04 mm。此间隙若大于0.07 mm，则应更换衬套。衬套与座孔为压配合，过盈量应为0.010.03mm。,（5）检查分电器轴是否弯曲或磨损过度。若有弯曲可校直，若磨损过度应更换新件。还要注意检查凸轮棱角的磨损情况。若各棱角的磨损量相差过大，将影响各缸的点火时间。因此，各棱角的磨损量相差不得大于0.05 mm。若各棱角磨损均匀，磨损量超过0.40 mm，也应更换新件。,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修,（7）检查信号转子与耦合线圈的间隙。用塞尺测量信号转子与耦合线圈铁心间Ne、G1、G2的间隙，如图6-55所示。间隙为0.20.4 mm，若不符合规定，则应更换分电器。（8）检查信号发生器（拾波线圈）的电阻，应符合规定值，否则应更换分电器。,图6-55 测量信号转子与耦合线圈的间隙,任务四 电控点火系统主要元件的检修,任务四 电控点火系统主要元件的检修