項目五微機控制點火系統(tǒng)的維修

1、 主編：孟慶雙【項目描述】 汽車點火系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、晶體管點火系統(tǒng)和微機控制點火系統(tǒng)三個階段。微機控制點火系統(tǒng)的發(fā)展又經(jīng)歷了微機單獨控制和微機集中控制(集點火、噴油、排放控制、防盜、自診斷等功能于一體的發(fā)動機管理系統(tǒng)，能對點火和噴油同時進行精確控制)兩個階段。微機控制的點火系統(tǒng)由傳感器、發(fā)動機ECU和點火執(zhí)行器三部分組成?，F(xiàn)代電噴發(fā)動機大多采用微機集中控制，點火和噴油所用的傳感器大部分是共用的，只有爆燃傳感器屬于點火系統(tǒng)專用。微機控制點火系統(tǒng)能在不同負荷和轉(zhuǎn)速條件下提供最佳的點火提前角、最佳點火電壓和最佳點火持續(xù)時間，提高了發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和可靠性，改善了排放性能。微機控制

2、點火系統(tǒng)的維修主要包括系統(tǒng)的檢測與維護、點火系統(tǒng)各元件及其電路的檢測及故障診斷等?！局R要點】1.識記微機控制點火系統(tǒng)的組成和系統(tǒng)電路。2.理解點火提前角控制、閉合角控制和爆燃控制的基本原理。3.識記傳感器和點火線圈等元件的主要性能參數(shù)指標。4.理解常見故障的檢測、試驗及分析思路?！炯寄芤c】1.能夠按照微機控制點火系統(tǒng)維修的基本程序?qū)嵤┳鳂I(yè)。2.能夠?qū)鞲衅?、點火線圈、火花塞和高壓線等元件進行檢測、診斷和試驗。3.會查閱相關(guān)資料。【知識準備】1.微機控制點火系統(tǒng)的分類2.微機控制點火系統(tǒng)的控制功能(1)點火提前角控制1)起動時點火提前角的控制。2)起動后點火提前角的控制。 修正點火提前角是發(fā)

3、動機ECU根據(jù)冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器和節(jié)氣門位置傳感器等信號確定的點火提前角。修正點火提前角包括發(fā)動機暖機修正、怠速穩(wěn)定性修正、過熱修正、空燃比反饋修正和爆燃修正等，見表5-1。3)最大和最小點火提前角的控制。(2)閉合角控制(3)爆燃控制表5-1點火提前角的修正1.有分電器式點火系統(tǒng)(1)組成有分電器式微機控制點火系統(tǒng)主要由各種傳感器、發(fā)動機ECU、點火器、點火線圈、分電器、高壓線和火花塞等組成，如圖5-1所示。(2)基本工作過程圖5-1有分電器式微機控制點火系統(tǒng)的組成圖5-2富康1.6L乘用車TU5JP發(fā)動機點火系統(tǒng)的組成2.雙缸同時點火系統(tǒng)(1)組成富康1.6L乘用車TU5JP

4、4發(fā)動機裝備了BOSCH MP5.2電子控制系統(tǒng)，其點火系統(tǒng)采用了點火線圈同時點火方式，主要由凸輪軸位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、爆燃傳感器、發(fā)動機ECU、點火線圈、高壓線和火花塞等組成，如圖5-2所示。圖5-3點火線圈雙缸同時點火系統(tǒng)(2)基本工作過程點火線圈雙缸同時點火方式是每兩個氣缸的火花塞配備一個點火線圈，即兩個火花塞共用一個點火線圈，兩個氣缸同時點火，如圖5-3所示。3.單獨點火系統(tǒng)(1)組成豐田卡羅拉1ZR-FE型發(fā)動機采用的單獨點火系統(tǒng)主要由凸輪軸位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、爆燃傳感器、發(fā)動機ECU、帶點火器的點火線圈和火花塞等組成，如圖5-4所示。圖5-4豐田卡羅拉乘用車點火

5、系統(tǒng)圖5-5單獨點火系統(tǒng)的工作原理(2)基本工作過程單獨點火系統(tǒng)的工作原理如圖5-5所示，發(fā)動機ECU根據(jù)凸輪軸位置信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號及發(fā)動機做功順序控制VT1、VT2、VT3、VT4的導(dǎo)通與截止，從而在各缸點火線圈二次繞組中感應(yīng)出高壓電，直接導(dǎo)入火花塞跳火。圖5-6爆燃傳感器的安裝位置1.爆燃傳感器(1)爆燃傳感器的安裝位置爆燃傳感器通常安裝在發(fā)動機氣缸體上，如圖5-6所示。其作用是將發(fā)動機由于爆燃產(chǎn)生的振動信號轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送到發(fā)動機ECU，ECU對該信號進行濾波處理并判定有無爆燃。圖5-7爆燃傳感器的外形(2)爆燃傳感器的結(jié)構(gòu)爆燃傳感器主要有電感式和壓電式兩種，其中壓電式爆燃傳感器又

6、分為共振型、非共振型和火花塞座金屬墊型三種。爆燃傳感器的外形如圖5-7所示。1)電感式爆燃傳感器。電感式爆燃傳感器由鐵心、永久磁鐵、線圈及殼體等組成，如圖5-8所示。它利用電磁感應(yīng)原理檢測發(fā)動機爆燃，當傳感器的固有振動頻率與發(fā)動機爆燃時的振動頻率相同而發(fā)生諧振時，傳感器的輸出信號電壓最大，如圖5-9所示。圖5-8電感式爆燃傳感器圖5-9電感式爆燃傳感器的信號波形圖5-10壓電式共振型爆燃傳感器的組成圖5-11壓電式共振型爆燃傳感器的信號波形2)壓電式共振型爆燃傳感器。壓電式共振型爆燃傳感器由壓電元件、振子、 基座和外殼等組成，如圖5-10所示。它利用壓電效應(yīng)原理檢測氣缸體的振動。爆燃發(fā)生時，若

7、發(fā)動機的振動頻率與振子的固有振動頻率相同，就會產(chǎn)生共振，壓電元件輸出的信號電壓會明顯增大，如圖5-11所示。圖5-12壓電式非共振型爆燃傳感器的組成3)壓電式非共振型爆燃傳感器。壓電式非共振型爆燃傳感器內(nèi)部無振蕩片，但設(shè)一個配重塊，以一定的預(yù)緊力壓在壓電元件上，如圖5-12所示。當發(fā)動機發(fā)生爆燃時，配重塊以正比于振動加速度的交變力施加在壓電元件上，壓電元件則將此壓力信號轉(zhuǎn)變成電信號輸送給ECU，如圖5-13所示。 火花塞的墊圈處，每缸一個，直接檢測各缸的燃燒壓力，并將其轉(zhuǎn)換成電信號輸送給ECU，如圖5-14所示。圖5-13壓電式非共振型爆燃傳感器的信號波形圖5-14壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳

8、感器2.點火器(1)點火器的功用不同的發(fā)動機點火器的結(jié)構(gòu)和功能不盡相同。如圖5 1中所示的點火器，只有一個大功率晶體管，單純起開關(guān)作用；而如圖5 33所示的點火器，除了大功率晶體管外，還有其他控制電路，不但起開關(guān)作用，還有恒流控制、點火正時控制和點火信號反饋控制等功能。圖5-33豐田卡羅拉1ZR-FE型發(fā)動機點火系統(tǒng)的控制電路圖5-28富康1.6L乘用車TU5JP發(fā)動機點火系統(tǒng)點火線圈的電路(2)點火器的分類根據(jù)點火器的安裝位置和組合方式不同，通常將點火器分為單獨安裝式(見圖5-1)、與點火線圈組合式(見圖5-33)、發(fā)動機ECU內(nèi)置式(見圖5-28)三種。3.點火線圈(1)點火線圈的作用點火

9、線圈的作用是將蓄電池或發(fā)電機輸出的低壓電(12V)轉(zhuǎn)變成足以擊穿火花塞間隙的高壓電(1525kV)。(2)點火線圈的結(jié)構(gòu)點火線圈是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，主要由鐵心、一次繞組和二次繞組等組成。按磁路形式不同，點火線圈可分為開磁路(見圖5-15)和閉磁路(見圖5-16)兩種。開磁路點火線圈已基本淘汰。1)雙缸同時點火的點火線圈。富康1.6L、桑塔納2000GSi(時代超人)等乘用車的點火線圈總成由兩個點火線圈組成，如圖5-16所示。圖5-16閉磁路點火線圈的結(jié)構(gòu)圖5-15開磁路點火線圈的結(jié)構(gòu)圖5-17豐田卡羅拉GL1.6AT乘用車點火線圈的組成2)單獨點火的點火線圈。豐田卡羅拉1.6AT GL等

10、乘用車點火線圈與點火器采用一體式結(jié)構(gòu)，如圖5-17所示。4.分電器(1)豐田皇冠3.0乘用車分電器豐田皇冠3.0乘用車2JZ-GE型發(fā)動機使用的分電器除具有高壓配電的功能外，還將曲軸位置傳感器(G1、G2)和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(Ne)安裝在其內(nèi)部，如圖5-18所示。圖5-18豐田皇冠3.0乘用車分電器(2)本田雅閣乘用車分電器本田雅閣乘用車配備的F23A系列發(fā)動機的分電器位于發(fā)動機的右側(cè)，由凸輪軸驅(qū)動，主要由分電器殼體、分電器軸、曲軸位置(CYP)傳感器、點火器(ICM)、分電器點火轉(zhuǎn)子及分火頭、分電器蓋和點火線圈等組成，如圖5-19所示。圖5-19本田雅閣乘用車分電器(F23A系列發(fā)動機)圖5-20高壓線5.高壓線 高壓線有中央高壓線和分缸高壓線之分，其作用是將