項目二 汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)認(rèn)識與檢修

項目二汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)認(rèn)識與檢修一、項目要求在現(xiàn)代汽油發(fā)動機中，汽缸內(nèi)的可燃混合氣是采用高壓電火花點燃的。

為了在汽缸中產(chǎn)生高壓電火花，必須采用專門的點火裝置，即點火系統(tǒng)。點火系統(tǒng)是發(fā)動機中最重要的系統(tǒng)之一，點火質(zhì)量的高低直接影響著發(fā)動機的性能。

發(fā)動機許多常見的故障都是由點火系統(tǒng)引起的，在實際維修中，有很大比例的發(fā)動機故障都存在于點火系統(tǒng)中。電控點火系統(tǒng)主要控制發(fā)動機的點火時刻（點火提前角）、點火持續(xù)時間和爆燃。

完全滿足汽油發(fā)動機對點火系統(tǒng)的要求，能夠使發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性達到最佳，同時使排放污染最少。點火系統(tǒng)常見的故障有點火系不工作、點火時間過早、點火過遲和火花塞故障，該項目通過對點火系統(tǒng)故障的診斷、拆卸、檢修、安裝調(diào)整過程的介紹，使讀者掌握點火系統(tǒng)的組成和工作原理等方面理論知識的同時，具備對發(fā)動機的點火系統(tǒng)常見故障進行分析與排除的能力。【知識要求】1．了解點火系統(tǒng)的作用和點火系統(tǒng)控制2．掌握點火系統(tǒng)的組成和工作原理3．掌握傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的各零部件的結(jié)構(gòu)及工作原理4．掌握電子點火系統(tǒng)的各元器件的結(jié)構(gòu)及工作過程5．掌握點火電路的分析與檢測方法6．了解傳統(tǒng)點火和電子點火的區(qū)別7．了解點火提前角的控制原理重點掌握內(nèi)容：點火系統(tǒng)的組成和工作原理、電子點火系統(tǒng)的各元器件的結(jié)構(gòu)及工作過程?！灸芰σ蟆?．能檢測并判斷點火提前角的大小，并能進行調(diào)整2．能正確檢查點火的高低壓電路，并能對常見故障進行檢修二、相關(guān)知識（一）汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)組成和功能1．汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)組成2．汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)的工作過程圖2-1電控點火系統(tǒng)的組成示意圖（二）汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)的分類汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)可分為兩類：有分電器式和無分電器式。1．有分電器式汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)有分電器式汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)的主要由電源、傳感器、ECU、點火控制器、點火線圈、分電器和火花塞組成，如圖2-2所示。圖2-2有分電器式電控點火系統(tǒng)組成示意圖2．無分電器式汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)無分電器式汽油發(fā)動機點火控制系統(tǒng)由電源、火花塞、點火線圈、點火器、傳感器和ECU組成，如圖2-3所示。圖2-3無分電器式汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)組成根據(jù)點火線圈的數(shù)量和高壓電分配方式的不同，無分電器式汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)又可分為兩個活塞位置同步缸共用一個點火線圈的同時點火方式和每缸一個點火線圈的獨立點火方式。（1）同時點火方式雙缸同時點火時，高壓電的分配有二極管分配和點火線圈配電兩種形式。1）二極管分配式2）點火線圈配電式（2）獨立點火方式（三）汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)零部件1．電源（1）蓄電池1）蓄電池在汽車上的功用2）蓄電池的類型3）蓄電池的結(jié)構(gòu)4）蓄電池的工作原理圖2-4鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)1—負(fù)極柱2—加液孔蓋3—正極柱4—穿壁連接

5—匯流條6—外殼7—負(fù)極板8—隔板9—正極板

（2）發(fā)電機1）交流發(fā)電機的構(gòu)造圖2-5JF132型交流發(fā)電機的組件1—后端蓋2—電刷架3—電刷4—電刷彈簧壓蓋5—硅二極管

6—散熱板7—轉(zhuǎn)子8—定子總成9—前端蓋10—風(fēng)扇11—帶輪2）交流發(fā)電機的工作原理圖2-6交流發(fā)電機工作原理圖圖2-7三相橋式整流電路中的電壓、電流波形2．點火線圈點火線圈由初級繞組、次級繞組和鐵芯等組成。（1）點火線圈的分類按磁路的結(jié)構(gòu)形式不同，可分為開磁路式點火線圈和閉磁路式點火線圈。1）開磁路點火線圈圖2-8開磁路點火線圈1—“?”接線柱2—一次級繞組引出頭及彈簧3—橡膠罩4—高壓阻尼線5—高壓線插座

6—螺母及墊片7—絕緣蓋8—橡膠密封圈9—螺釘及螺母10—附加電阻蓋

11—附加電阻瓷質(zhì)絕緣體12—附加電阻及接線片13—固定夾14—初級繞阻

15—次級繞阻16—絕緣紙17—鐵芯18—瓷絕緣體19—瀝青材料

20—外殼21—導(dǎo)磁鋼套當(dāng)初級電流通過開磁路點火線圈時，使鐵芯磁化，其磁路如圖2-9所示，從圖可見，磁蹄的上下部分是從空氣中通過的，因此漏磁較多，能量損失大。圖2-9開磁路點火1—磁力線2—鐵芯3—初級繞組

4—次級繞組5—導(dǎo)磁鋼套

2）閉磁路點火線圈圖2-10閉磁路點火線圈1—初級繞組2—次級繞組3—鐵芯4—正接線柱

5—負(fù)接線柱6—高壓接線柱7—磁力線（2）點火線圈的型號代號12345用途單、雙缸發(fā)動機4、6缸發(fā)動機4、6缸發(fā)動機

帶附加電阻6、8缸發(fā)動機

帶附加電阻6、8缸發(fā)動機代號6789用途8缸發(fā)動機以上無觸點分電器高能其他（包括3、5、7缸）表2-1 點火線圈的分組（用途）代號3．點火器（1）點火器的功能（2）基本電路圖2-11桑塔納轎車點火器的外形圖圖2-12L497點火集成塊圖2-13霍爾電子點火系統(tǒng)原理電路圖4．分電器分電器包括傳統(tǒng)分電器（有觸點分電器）和無觸點分電器。

下面分類介紹這兩種分電器。（1）傳統(tǒng)分電器①斷電器。②配電器。③電容器。④點火提前角調(diào)節(jié)機構(gòu)。圖2-14分電器結(jié)構(gòu)示意圖1—聯(lián)軸節(jié)2—電容器3—觸點及斷電器底板組成4—凸輪5—分火頭6—分電器蓋

7—分電器殼體8—真空提前調(diào)節(jié)器9—油杯10—接線柱11—活動觸點臂

12—固定觸點及支架13—偏心螺釘14—活動底板15—油氈及夾圈

16—觸點臂彈簧片17—螺母18—彈簧19—真空提前調(diào)節(jié)器外殼

20—真空提前調(diào)節(jié)器膜片21—拉桿圖2-15電容器a．離心點火提前機構(gòu)。b．真空點火提前機構(gòu)。c．辛烷值選擇器。圖2-16離心點火提前機構(gòu)1—凸輪固定螺釘及墊片2—凸輪3—撥板4—分電器軸

5—離心重塊6—彈簧7—托板8—銷釘9—柱銷圖2-17真空點火提前機構(gòu)工作原理圖1—分電器殼體2—活動板3—觸點副4—拉桿5—膜片6—彈簧

7—真空連接管8—節(jié)氣門9—凸輪

（2）無觸點分電器無觸點分電器主要由信號發(fā)生器、配電器和點火提前調(diào)節(jié)裝置組成。信號發(fā)生器有霍爾式、磁脈沖式、光電式、電磁振蕩式等?；魻柺綗o觸點分電器的結(jié)構(gòu)如圖2-18所示。

圖2-18霍爾式無觸點分電器結(jié)構(gòu)1—觸發(fā)葉輪2—霍爾傳感器3—真空點火提前調(diào)節(jié)裝置

4—分電器外殼5—托盤6—分火頭圖2-19霍爾效應(yīng)式點火信號發(fā)生器的組成和原理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(dǎo)磁板6—導(dǎo)線圖2-20磁脈沖式點火信號發(fā)生器的工作原理1—傳感線圈2—永久磁鐵3—信號轉(zhuǎn)子

圖2-21光電式點火信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)1—分火頭2—光源3—光接收器4—遮光盤5．火花塞（1）火花塞的工作條件及其要求火花塞在發(fā)動機上的作用，主要是在發(fā)動機燃燒室中形成火花放電，使可燃混合氣著火燃燒?；鸹ㄈ墓ぷ鲏木呈謵毫樱惺苤艽蟮臋C械、化學(xué)及電的負(fù)荷，因此必須能夠承受沖擊性高電壓的作用，能夠承受溫度的強烈變化，具有良好的熱特性和足夠的機構(gòu)強度。

火花塞的電極應(yīng)采用難熔、耐蝕的材料制成。（2）火花塞的構(gòu)造和類型圖2-22火花塞的構(gòu)造1—接線柱2—絕緣體3—金屬桿4—墊圈

5—殼體6—導(dǎo)電玻璃7—多層密封墊圈

8—內(nèi)墊9—側(cè)電極10—中心電極圖2-23常用火花塞的結(jié)構(gòu)類型（3）火花塞的型號代表字母螺紋規(guī)格安裝座型式螺紋旋合長度/mm殼體六角對邊/mmAM10

×

1平座12.716CM12

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1.25平座12.717.5D平座1917.5EM14

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1.25平座12.720.8F平座1920.8（G）平座9.520.8（H）平座1120.8（Z）平座1119J平座12.716表2-4 火花塞結(jié)構(gòu)類型代號代表字母螺紋規(guī)格安裝座型式螺紋旋合長度/mm殼體六角對邊/mmKM14

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1.25平座1916L矮型平座9.519（M）矮型平座1119N矮型平座7.819P錐座11.216Q錐座17.516RM18

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1.5平座1220.8S平座19（22）T錐座10.920.8續(xù)表第2部分為阿拉伯?dāng)?shù)字，表示火花塞熱值，如表2-5所示。裙部長度/mm15.513.511.59.57.55.53.5熱值3456789熱特性熱冷表2-5 火花塞裙部長度與熱值6．傳感器汽油發(fā)動機電控點火系統(tǒng)的傳感器（包括各種開關(guān)）主要有：曲軸位置傳感器、空氣流量計（或絕對壓力傳感器）、水溫傳感器、進氣溫度傳感器、氧（O2）傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、爆震傳感器、空調(diào)開關(guān)信號等。三、項目實施（一）項目實施要求①通過該項目的實施，應(yīng)能夠?qū)c火系統(tǒng)進行拆裝與調(diào)整，并掌握點火系統(tǒng)故障的檢測步驟與排除方法。②該項目應(yīng)具備汽車點火系統(tǒng)，螺絲刀、扳手、萬用表等拆裝與檢修工具和汽車點火系統(tǒng)的電路圖等資料。（二）項目實施步驟1．故障診斷流程故障診斷流程圖如圖2-24所示。圖2-24點火系統(tǒng)故障診斷2．檢測方法（1）電源的檢查1）蓄電池技術(shù)狀況檢查①電解液液面的檢查。②電解液密度的檢查。

圖2-25電解液液面高度的檢查1—極板2—極板防護片3—容器壁4—玻璃管圖2-26測量電解液密度1—吸嘴2—密度計3—玻璃管4—橡皮球③用高率放電計測量放電電壓。④蓄電池開路電壓的檢查。2）發(fā)電機的檢查圖2-27高率放電計1—放電叉2—電壓表3—放電電阻開路電壓/V充電狀態(tài)/%12.6或12.6以上10012.4～12.670～10012.2～12.450～7512.0～12.225～5011.7～12.00～2511.7或11.7以下0表2-6 開路電壓與充電狀態(tài)的關(guān)系（2）點火線圈的檢查（3）火花塞與高壓線的檢查（4）電子點火器的檢查（5）點火系統(tǒng)的傳感器的檢查1）磁感應(yīng)式點火信號發(fā)生器的檢查①檢查、調(diào)整信號轉(zhuǎn)子凸齒與線圈鐵芯間的間隙。②檢測傳感線圈的電阻值。圖2-28磁感應(yīng)式點火信號發(fā)生器的間隙調(diào)整2）霍爾效應(yīng)式點火信號發(fā)生器的檢查圖2-29霍爾信號發(fā)生器輸出電壓檢查1—分電器2—點火器3—點火線圈4—高壓線5—搭鐵3．檢測與排查的注意事項為避免對人體或系統(tǒng)本身造成損害，在進行檢修時，應(yīng)注意以下幾點。①如需拆、接點火系統(tǒng)的導(dǎo)線（包括拆、接測試儀器）時，應(yīng)先關(guān)閉點火開關(guān)。②利用起動機帶動發(fā)動機旋轉(zhuǎn)，而又不想使發(fā)動機發(fā)動的情況下（如進行汽缸壓檢查時），應(yīng)拔下分電器蓋上的中央高壓線，并將其搭鐵。③如果點火系統(tǒng)有故障或被懷疑有故障，而又必須拖動汽車時，應(yīng)先拆開點火器的插接件。④為防止對無線電干擾，應(yīng)使用阻值為1

k的高壓導(dǎo)線、阻值為1

k～5

k的火花塞插頭和阻值為1

k的分火頭。⑤使用帶快速充電設(shè)備的啟動輔助裝置啟動時，電壓不得超過16.5

V，使用時間不得超過1

min。⑥在車上進行點焊式電焊作業(yè)時，應(yīng)先拆去蓄電池的搭鐵線。⑦清洗發(fā)動機時，必須關(guān)閉點火開關(guān)。4．故障檢查實例圖2-30桑塔納轎車霍爾電子點火系統(tǒng)基本電路圖注：①點火線圈“?”極引腳②搭鐵端引腳③信號“?”極引腳④點火電子

組件“+”極引腳⑤信號“+”極引腳⑥信號端引腳1）點火系統(tǒng)的檢查2）點火線圈、高壓導(dǎo)線和分火頭的檢查3）點火器的檢查①確認(rèn)點火器電源電路是否正常，關(guān)閉點火開關(guān)，拔下點火器的插接件，將萬用表

（電壓擋）觸針接在線束插頭的“4”和“2”接柱上，接通點火開關(guān)，電壓表測得的電壓值應(yīng)約為蓄電池電壓。否則，應(yīng)找出電源斷路故障并予以拆除。②確認(rèn)點火器工作性能，關(guān)閉點火開關(guān)，連接好點火器插接件，拔下分電器霍爾信號發(fā)

生插接件，將電壓表兩觸針接在點火線圈的“15”（或“+”）和“1”（或“?”）接柱上。當(dāng)接通點火開關(guān)時，電壓表的電壓值應(yīng)為2

V～6

V，并在1

s～2

s后降為零值，否則應(yīng)更換點火器。③確認(rèn)點火器向霍爾信號發(fā)生器輸出電壓值是否正常，關(guān)閉點火開關(guān)，將電壓表的兩觸針接在霍爾信號發(fā)生器線束插頭“+”和“?”接柱上。接通點火開關(guān)時，電壓表測得的電壓值應(yīng)為5

V～11

V，如低于5

V或為0

V，再用同樣方法對點火器插接件中的接柱“5”和“3”進行測試。若電壓值為5

V以上，則說明點火器與信號發(fā)生器之間的線束有斷路故障，應(yīng)予以排除；若電壓值仍為5

V以下，則應(yīng)更換點火器。④采用旁路信號發(fā)生器進行判斷。圖2-31采用旁路信號發(fā)生器的方法1—跨接線2—信號線插頭3—信號發(fā)生器插接件③黑紅雙色線是電源“+”極線⑤綠白雙色線是信號端接線⑥棕白雙色線是點火信號發(fā)生器的“?”極線4）霍爾信號發(fā)生器的檢查圖2-32檢查霍爾信號發(fā)生器輸出電壓1—分電器2—點火器3—點火線圈4—中央高壓導(dǎo)線5—發(fā)動機體5）爆燃傳感器的檢修在實際工作中，常采用模擬信號發(fā)生器動作來判斷其好壞，其方法如圖2-33所示。圖2-33檢測信號發(fā)生器1—分電器霍爾觸發(fā)開關(guān)2—小起子（或薄鐵板）3—信號發(fā)生器插接件

4—點火器5—點火線圈6—高壓導(dǎo)線7—發(fā)動機體5．調(diào)整①調(diào)整點火正時的條件如下。發(fā)動機溫度不低于80

℃。具有單個真空吸管的分電器，要拆掉真空管?；推髯栾L(fēng)門全開。②調(diào)試設(shè)備：使用點火測試儀或頻閃燈（或稱“點火正時燈”）進行檢查。如果使用上海大眾公司的VAG1367測試儀，則按圖2-34所示進行線路連接。圖2-34VAG1367測試儀連接線路圖③調(diào)整步驟：啟動發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)，點火角度檢測值應(yīng)在上止點前18°～22°之間，如果點火角度不正確，可轉(zhuǎn)動分電器外殼調(diào)整點火時間。④點火角度調(diào)整數(shù)據(jù)：上止點前20°1°。四、拓展知識直接點火系統(tǒng)，又叫無分電器點火系統(tǒng)，是最新的電控點火系統(tǒng)。

它完全淘汰了傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的分電器和高壓線，并將點火線圈縮小，直接安裝在各個汽缸的火花塞上。用ECU和晶體管點火器，通過普通電線，直接控制各個火花塞上的初級電流的通斷。

這樣，它就完全改變了汽車點火系統(tǒng)的面貌。它的優(yōu)點是完全取消了運動機件，減少了漏電環(huán)節(jié)，工作可靠，提高了點火能量，減輕了電磁干擾，使發(fā)動機結(jié)構(gòu)更為緊湊。它的缺點是成本昂貴，新式小型點火線圈性能尚未穩(wěn)定，目前難以普及。早在20世紀(jì)初，點火系統(tǒng)在汽車發(fā)動機上已開始應(yīng)用，從有觸點式、普通無觸點式、集成電路式，發(fā)展到現(xiàn)今的電控點火系統(tǒng)。電控點火系統(tǒng)可控制并維持發(fā)動機點火提前角在最佳范圍以內(nèi)，使汽油發(fā)動機的點火時刻更接近于理想狀態(tài)，進一步挖掘發(fā)動機的潛能。在電控點火系統(tǒng)中，目前出現(xiàn)了一種無分電器點火（DLI）系統(tǒng)，它取消了普通微處理器控制點火系統(tǒng)中的分電器，改由ECU內(nèi)部控制各缸配電。這樣點火線圈產(chǎn)生的高壓電，不需經(jīng)過分電器分配，直接就送至火花塞發(fā)生點火。

無分電器點火系統(tǒng)可消除分火頭與分電器蓋邊電極的火花放電現(xiàn)象，減少電磁干擾。

無分電器點火系統(tǒng)根據(jù)點火順序的不同，有兩缸同時點火和各缸獨立點火兩種。在兩缸同時點火方式中，每兩缸一組，合用一個