電子點火系的結(jié)構(gòu)認知與檢修

電子點火系的結(jié)構(gòu)認知與檢修第1頁/共89頁一、電子點火系概述1、傳統(tǒng)點火系的缺陷（1）斷電器觸點容易燒蝕。（2）火花塞火花的能量提高受到限制。（3）對火花塞積炭和污染敏感。（4）高速時次級電壓降低。第2頁/共89頁2、電子點火系——指利用晶體三極管或晶閘管（可控硅）作為電子開關(guān)，根據(jù)點火器產(chǎn)生的點火脈沖信號，接通和斷開點火線圈初級電路的點火系統(tǒng)3、電子點火系的優(yōu)點（1）次級電壓高，火花能量大，點火時間精確。（2）對無線電干擾小，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小，使用維護方便。（3）可方便地增加其它的控制功能。第3頁/共89頁4、電子點火系的分類（1）按控制點火線圈初級電流的電子元件分晶體管點火系統(tǒng)晶閘管點火系統(tǒng)集成電路點火系統(tǒng)（2）按點火系統(tǒng)有無觸點分觸點式電子點火系統(tǒng)——有斷電器（基本被淘汰）無觸點電子點火系統(tǒng)——無斷電器（3）按信號發(fā)生器的原理分類霍爾式——桑塔納、捷達、奧迪100、紅旗7220電磁式——豐田、富康、北京2020、東風1092光電式——國產(chǎn)獵豹、日本三菱吉普（較少）（4）按點火能量的儲存方式分電感儲能式電子點火系統(tǒng)電容儲能式電子點火系統(tǒng)——賽車、高性能發(fā)動機第4頁/共89頁二、觸點式晶體管點火系統(tǒng)1、組成及工作原理第5頁/共89頁特點——用一大功率晶體管串聯(lián)在點火線圈初級繞組電路中，代替斷電器觸點，起開關(guān)作用；斷電器觸點則接在三極管基極電路中2、優(yōu)點（1）延長了觸點的使用壽命（三極管具有電流放大作用，流過觸點的電流非常?。＃?）次級電壓提高，點火能量增大（晶體管開關(guān)速度高）。（3）可采用原點火系的分電器。3、觸點式電子點火裝置的缺點觸點抖動、觸點間隙放電、觸點燒蝕等。第6頁/共89頁三、無觸點電子點火系統(tǒng)的組成及工作原理無觸點電子點火系——用點火信號發(fā)生器取代斷電器觸點，實現(xiàn)全電子觸發(fā)控制。便于在發(fā)動機各種轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)精確的實時控制，有利于改善發(fā)動機運行的動力性、經(jīng)濟性、排放性。第7頁/共89頁1、電子點火系統(tǒng)的組成——低壓電源（蓄電池）、點火信號發(fā)生器、電子點火器、點火線圈、配電器、火花塞、點火提前機構(gòu)、高壓導線第8頁/共89頁點火開關(guān)：作用是控制電路通電。電源：作用是供給電能點火線圈：作用是將12V低壓電變?yōu)?5～25KV高壓電。點火器：作用是控制初級電路通斷分電器：作用是提供點火信號；按順序分配火花到各缸；按發(fā)動機工況改變點火時間火花塞：作用是將高壓電引入氣缸并產(chǎn)生火花點燃混合氣。由信號發(fā)器、配電器。點火提前機構(gòu)組成第9頁/共89頁2、電子點火系的基本工作原理第10頁/共89頁大功率晶體管VT控制點火線圈初級繞組的搭鐵電路大功率晶體管大功率晶體管VT導通時，點火線圈初級電路接通，點火系統(tǒng)儲能大功率晶體管VT截止時，點火線圈初級電路斷路，次級繞組產(chǎn)生高壓電。第11頁/共89頁3、霍爾式電子點火系統(tǒng)——利用霍爾式點火信號發(fā)生器代替斷電器進行觸發(fā)的電子點火系。（1）組成——電源、點火開關(guān)、霍爾式點火信號發(fā)生器、點火器、點火線圈、配電器、高壓導線、火花塞等。第12頁/共89頁（2）霍爾效應式點火信號發(fā)生器基本工作原理（i）霍爾效應第13頁/共89頁（ii）霍爾效應式點火信號發(fā)生器的工作原理組成——觸發(fā)葉輪、霍爾集成塊、導板、永久磁鐵第14頁/共89頁（a）觸發(fā)葉輪葉片進入永久磁鐵和霍爾集成塊之間的空氣隙時：磁路被觸發(fā)葉片短路，沒有磁場加到霍爾元件上，霍爾元件不產(chǎn)生霍爾電壓，霍爾集成電路輸出級的晶體管處于截止狀態(tài)，信號發(fā)生器輸出高電位。（b）觸發(fā)葉輪葉片離開永久磁鐵和霍爾集成塊之間的空氣隙時：永久磁鐵產(chǎn)生的磁場，通過導磁板垂直加到霍爾元件上，霍爾元件產(chǎn)生霍爾電壓UH（mv級），霍爾集成電路輸出級的晶體管處于導通狀態(tài)，信號發(fā)生器輸出低電位。

葉片不停的轉(zhuǎn)動，信號發(fā)生器輸出一個矩形波信號，作為控制信號給點火器。由點火器控制初級電路的通斷。第15頁/共89頁霍爾信號發(fā)生器的輸出信號

第16頁/共89頁（3）霍爾式電子點火器的工作原理基本功能——開關(guān)功能第17頁/共89頁（i）觸發(fā)葉輪葉片進入永久磁鐵和霍爾集成塊之間的空氣隙時（不產(chǎn)生霍爾效應），霍爾集成電路輸出級的晶體管處于截止狀態(tài)，信號發(fā)生器輸出高電位，點火器末級大功率三極管VT導通，接通初級電路。（儲能）初級電路：蓄電池“+”極——點火開關(guān)——點火線圈初級繞組——點火器大功率晶體管VT——電阻Rs——搭鐵——蓄電池負極（ii）觸發(fā)葉輪葉片離開永久磁鐵和霍爾集成塊之間的空氣隙時（產(chǎn)生霍爾效應），霍爾集成電路輸出級的晶體管處于導通狀態(tài)，信號發(fā)生器輸出低電位，點火器末級大功率三極管VT截止，斷開初級電路，次級線圈產(chǎn)生高電壓。（火花塞跳火）第18頁/共89頁其它功能（1）點火線圈的限流控制——放大比較器（2）閉合角控制——導通時間控制，減小初級電路的接通時間（3）停車斷電保護——停車一段時間后，切斷點火線圈初級電流第19頁/共89頁（4）霍爾式電子點火系的特點1、無磨損部件，不受灰塵、油污的影響，工作可靠性好。2、無調(diào)整部件，不需調(diào)整，小型堅固，壽命長。3、輸出脈沖電壓大小與發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關(guān)，點火正時控制精度高。4、

價格較高第20頁/共89頁4、磁脈沖式電子點火裝置——利用磁脈沖點火信號發(fā)生器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的斷電器，實現(xiàn)電子觸發(fā)控制。（1）磁感應式電子點火系的基本組成第21頁/共89頁系統(tǒng)的組成電源點火開關(guān)附加電阻點火線圈點火器配電器信號發(fā)生器火花塞第22頁/共89頁（2）磁脈沖式式點火信號發(fā)生器的工作原理磁脈沖式點火信號發(fā)生器工作原理圖

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1）組成：見圖信號轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、鐵心、傳感線圈）2）

作用：產(chǎn)生點火控制信號，送到點火器3）安裝位置：安裝在分電器中原來安裝斷電器觸點的活動底板上。第24頁/共89頁第25頁/共89頁特點——點火信號的電壓隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高，點火信號電壓增大發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低，點火信號電壓減小第26頁/共89頁（3）磁脈沖式電子點火器的工作原理第27頁/共89頁（i）點火信號發(fā)生器輸出正向脈沖時，VT2導通VT2導通→VT3截止→VT4導通→VT5導通→初級電路接通。（ii）點火信號發(fā)生器輸出負向脈沖時，VT2截止VT2截止→VT3導通→VT4截止→VT5截止→初級電路斷開→產(chǎn)生次級高壓電。（iii）其他元件作用VT1——溫度補償R3、VD3——電源穩(wěn)壓VD1、VD2——信號穩(wěn)壓VD4——保護VT5被高壓擊穿C1——信號濾波C2——電源濾波R4——正反饋電阻，加速VT2的導通和截止第28頁/共89頁（4）磁脈沖式點火系統(tǒng)的工作原理當分電器旋轉(zhuǎn)時，磁脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生信號電壓，經(jīng)脈沖信號放大器放大后，推動大功率晶體管管工作，控制點火線圈初級繞組的接通和斷開，使次級繞組產(chǎn)生高壓電，通過火花塞跳火產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣。

（5）磁感應式電子點火系的特點（1）結(jié)構(gòu)簡單，便于批量生產(chǎn)。（2）耐高溫，適合在各種環(huán)境下工作。（3）低速時信號較弱，影響控制精度。（4）點火開關(guān)接通時，點火線圈中就有初級電流。第29頁/共89頁4.光敏式電子點火系（1）光敏式點火裝置的組成第30頁/共89頁（2）光敏式信號發(fā)生器的工作原理第31頁/共89頁采用光電式點火信號發(fā)生器產(chǎn)生點火信號，控制電子點火器和點火系的工作。

組成：轉(zhuǎn)盤、光觸發(fā)器：發(fā)光二極管、光敏二極管

缺點：抗污能力差，對分電器的密封要求高，應用不廣泛。光電感應原理：利用光敏二極管的光敏效應制成；當光敏二極管接收到光線時，光敏二極管導通；當光敏二極管沒接收到光時，就截止。第32頁/共89頁光電感應式傳感器的安裝位置一般安裝在分電盤上（如右上圖）；也有的直接安裝在凸輪軸前端（如右下圖）。第33頁/共89頁遮光盤、發(fā)光二極管和光敏二極管實物圖光電感應式傳感器的組成第34頁/共89頁四、電子點火系統(tǒng)的主要元件1.點火信號發(fā)生器1）磁感應式；2）霍爾式；3）光電式；4）電磁振蕩式電子點火器與點火信號發(fā)生器是配套使用的。點火信號發(fā)生器一般安裝在分電器內(nèi)，電子點火器一般安裝在分電器外或其它部位。2.電子點火器電子點火器是電子點火系的核心部件，主要用于控制點火線圈初級電路的通斷輔助功能——限流控制、導通角控制、停車斷電控制、過電壓控制等第35頁/共89頁3.分電器——把點火線圈次級線圈產(chǎn)生的高壓電引入到各缸火花塞4.點火線圈——將12V的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)?5~20kV的高壓電（變壓器功能），儲存點火能量按磁路的結(jié)構(gòu)形式不同，點火線圈可分為：（1）開磁路式點火線圈——廣泛應用于傳統(tǒng)點火系統(tǒng)。（2）閉磁路式點火線圈——廣泛應用于無觸點式電子點火系統(tǒng)。第36頁/共89頁（1）開磁路式點火線圈第37頁/共89頁（2）閉磁路點火線圈——口字型或日子型鐵芯（a）漏磁少，磁路的磁阻小→能量損失小。（b）絕緣性好，密封性好，結(jié)構(gòu)緊湊。第38頁/共89頁5.火花塞——產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣（1）火花塞的構(gòu)造（i）基本組成接線螺母1——接高壓線絕緣體2金屬桿3導電玻璃6——密封金屬桿與中心電極殼體5中心電極10側(cè)電極9內(nèi)墊圈4、8——密封、導熱（ii）火花塞間隙一般為0.6~0.7mm，電子點火系中可達1.0~1.2mm。第39頁/共89頁火花塞的結(jié)構(gòu)1、接線螺母2、高氧化鋁陶瓷絕緣體3、商標4、鋼質(zhì)殼體（六角形）5、內(nèi)墊圈（密封導熱）6、密封墊圈7、中心電極導電桿8、火花塞裙部螺紋9、電極間隙10、中心電極和側(cè)電極11、型號12、去干擾電阻提高對點火系電磁干擾的抑制能力第40頁/共89頁（2）對火花塞的要求（1）能承受沖擊性高壓（30000V）的作用。（2）能適應溫度的劇烈變化（50~2000℃）。（3）能承受沖擊性高壓（6~7MPa）的作用。（4）火花塞電極應采用難熔、耐蝕的材料。第41頁/共89頁（3）火花塞的熱特性當火花塞絕緣體裙部溫度保持在500~600℃（自凈溫度）時，火花塞工作良好?；鸹ㄈ^緣體裙部溫度取決于火花塞的受熱情況和散熱條件?；鸹ㄈ臒崽匦灾饕獩Q定于絕緣體裙部的長度,用熱值表示熱值數(shù)越高，散熱性越好；熱值為小數(shù)字時是熱型火花塞，熱值為大數(shù)字時是冷型火花塞。若火花塞經(jīng)常因積碳斷火，則表示火花塞太冷，熱值過高；若火花塞經(jīng)常熾熱點火，則表示火花塞太熱，熱值過低類型裙部長度散熱裙部溫度應用熱型火花塞長困難高低壓縮比、低轉(zhuǎn)速、小功率的發(fā)動機冷型火花塞短容易低高壓縮比、高轉(zhuǎn)速、大功率的發(fā)動機第42頁/共89頁火花塞的散熱第43頁/共89頁熱型和冷型火花塞第44頁/共89頁火花塞的型號E4T1989年標準：1—表示火花塞結(jié)構(gòu)類型和主要型式尺寸。2—表示火花塞熱值。3—表示火花塞派生產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征，發(fā)火端特征材料特性及特殊技術(shù)要求。123第45頁/共89頁6.點火提前機構(gòu)（1）離心提前機構(gòu)發(fā)動機轉(zhuǎn)速↑→離心力↑→重塊向外甩開→凸輪沿原旋轉(zhuǎn)方向相對于分電器軸朝前轉(zhuǎn)過一個角度→觸點提前斷開→點火提前角↑反之，點火提前角↓。在低速范圍內(nèi)，只有細彈簧起作用，點火提前角增大得較快；在高速范圍內(nèi)，兩根彈簧同時起作用，點火提前角增大比較平穩(wěn)。第46頁/共89頁（2）真空提前機構(gòu)當發(fā)動機負荷很小時，節(jié)氣門開度小→真空度↑→拉桿拉動活動底板帶動觸點逆凸輪旋轉(zhuǎn)方向相對分電器軸朝后轉(zhuǎn)過一定角度→觸點提前開啟→點火提前角↑；反之，點火提前角↓。第47頁/共89頁五、電子點火系統(tǒng)的正確使用、檢測與維修1.電子點火系統(tǒng)的正確使用（1）接線正確、牢固（2）拆卸、連接點火系統(tǒng)導線時，應先斷開點火開關(guān)（3）電子點火系的分電器、點火器、點火線圈不得隨意更換（4）電子點火系的電子元件不得隨意拆卸、焊接（5）檢查調(diào)整點火信號發(fā)生器的定子與轉(zhuǎn)子間的間隙（6）檢查調(diào)整火花塞間隙（7）及時清理火花塞積炭第48頁/共89頁2、電子點火系統(tǒng)的檢修（1）點火線圈的檢修（a）初級繞組的檢修——萬用表扳到RX1Ω擋，兩只表筆分別接點火線圈“+”、“—”接線柱，20℃時電阻為0.5~1.0Ω；傳統(tǒng)點火系1.5~3.0Ω（b）次級繞組的檢修——萬用表扳到RX1KΩ擋，兩只表筆分別接點火線圈的高壓插孔和“+”或“—”接線柱，20℃時電阻為2500~4000Ω；傳統(tǒng)點火系6000~8000Ω第49頁/共89頁（2）分電器的檢修（a）分電器軸的檢修——分電器軸的彎曲度、分電器軸與軸套的配合間隙（百分表）（b）配電器的檢修分火頭的檢修——燒蝕（細紗布打磨）、裂紋、導電片狀態(tài)分電器蓋的檢修——破損、裂紋、碳跡、電極燒蝕（細砂紙打磨）、碳柱過度磨損（c）離心提前裝置——一手握住分電器軸，另一手將信號轉(zhuǎn)子沿分電器軸工作時旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)到極限位置，松開時能迅速回位（d）真空提前裝置——用嘴吸真空管接頭，拉桿應隨之移動第50頁/共89頁（3）火花塞的檢修常見故障——積炭、積油；電極間隙不正確；絕緣體裂紋、漏電、過熱。（a）火花塞技術(shù)狀況檢查——跳火試驗（旋下火花塞，放在氣缸體上，接通起動開關(guān)，觀察火花）（b）火花塞絕緣電阻值檢查——萬用表扳到RX1KΩ擋，兩表筆分別接中心電極和高壓線插頭，電阻值為3~15KΩ（c）檢查調(diào)整電極間隙——用火花塞專用量規(guī)檢查調(diào)整標準間隙：桑塔納AFE型發(fā)動機為0.7~0.9mmAJR型電噴發(fā)動機為0.9~1.1mm切諾基吉普車為0.84~0.97mm第51頁/共89頁火花塞使用中常見的故障集炭燒蝕燒蝕第52頁/共89頁（4）點火信號發(fā)生器的檢修（a）霍爾式信號發(fā)生器的檢修（桑塔納轎車）——檢測前，先斷開點火開關(guān)，拆下分電器蓋，從分電器蓋上拔出中央高壓線并搭鐵（i）輸入電壓檢測——將直流電壓表正負表筆分別接信號發(fā)生器插座上的“+”、“—”端子；接通點火開關(guān)，電壓表示數(shù)為電源電壓（ii）輸出電壓檢測——斷開點火開關(guān)，將直流電壓表正負表筆分別接信號發(fā)生器插座上的“o”、“—”端子；接通點火開關(guān)，轉(zhuǎn)動觸發(fā)葉輪，電壓表示數(shù)高低電壓變換，低電壓約為0.4V高電壓約為9V第53頁/共89頁（b）磁感應式式信號發(fā)生器的檢修（切諾基吉普車）（i）信號發(fā)生線圈的檢查——萬用表扳到RX1Ω擋，兩只表筆分別接信號線圈兩端子，電阻為800~4000Ω（ii）信號轉(zhuǎn)子凸齒與線圈鐵心間的間隙——塞尺（厚薄規(guī)）標準值為0．2－0．4mm第54頁/共89頁（5）點火控制器的檢修——檢查有無明顯燒蝕（a）霍爾式點火控制器檢修（桑塔納轎車）——斷開點火開關(guān)，拔下分電器上信號發(fā)生器線束插頭，直流電壓表兩只表筆分別接點火線圈“+”、“—”接線柱，接通點火開關(guān)，電壓表示數(shù)為6V左右，1~2S內(nèi)降到0V第55頁/共89頁（b）磁感應式點火控制器檢修（切諾基吉普車）C1端子——搭鐵E1、E2端子——接12V蓄電池正極C4端子與蓄電池正極間——接2W/12V燈泡（測試燈）C2、C3端子——分別接2V直流電源正負極觀察燈泡發(fā)光情況，對調(diào)C2、C3與電源正負極的接線，觀察燈泡發(fā)光情況正常時，燈泡一次亮一次不亮第56頁/共89頁六、電子點火系統(tǒng)故障診斷與排除一般規(guī)律：1.先直觀檢查——接線、插接件連接是否可靠、電線是否老化破損、蓄電池技術(shù)狀況2.判斷故障點——高壓跳火法（從分電器蓋上拔出中央高壓線，使其端頭離缸體4~6mm，接通點火開關(guān)，轉(zhuǎn)動曲軸，觀察跳火情況）跳火正常，故障在高壓電路無火花，故障在低壓電路，應檢查點火信號發(fā)生器、點火控制器、點火線圈等第57頁/共89頁

點火系故障表現(xiàn)為高壓線無火或者火弱，可分為低壓電路故障、高壓電路故障以及點火不正時故障，其故障部位及原因見圖。第58頁/共89頁知識鏈接第59頁/共89頁

進行點火系故障診斷時，可通過分缸線和中央高壓線試火，確定故障所在區(qū)域。若分缸線試火正常，則為火花塞故障或點火不正時；若分缸線火花不正常，則進行中央高壓線試火。若中央高壓線試火正常，則為高壓電路故障；異常則為低壓電路故障。第60頁/共89頁一、低壓電路故障1.故障原因低壓電路故障主要是線路斷路、短路或搭鐵及元件損壞。（１）點火開關(guān)損壞（斷路或搭鐵）。第61頁/共89頁第62頁/共89頁（2）

低壓線路斷路、搭鐵或連接器接觸不良。第63頁/共89頁（3）

點火線圈損壞（初級線圈斷路、短路）。第64頁/共89頁（4）

分電器固定底板搭鐵不良，搭鐵線松動或斷開，觸發(fā)輪搭鐵不良等。第65頁/共89頁（5）

點火控制器損壞、搭鐵不良或連接器接觸不良。（6）

點火信號發(fā)生器（傳感器）失效。第66頁/共89頁2.故障診斷（1）用試燈或萬用表等檢測低壓線路有無斷路、短路或搭鐵不良現(xiàn)象。（2）檢查點火開關(guān)是否良好。（3）檢查點火線圈。可采用試火法、測電阻法、換件比較法等。初級線圈電阻值一般為1.3-1.7Ω，次級線圈電阻值一般為10.7-14.5KΩ。同時應檢查點火線圈的絕緣性能。第67頁/共89頁（4）檢查點火控制器（點火器）。（5）檢查點火信號發(fā)生器。第68頁/共89頁二、高壓電路故障1.故障現(xiàn)象

低壓電路正常，中央高壓線無火或火弱。中央高壓線火花正常，而分缸線無火。分缸線火花均正常，卻難以發(fā)動或發(fā)動機動力下降。第69頁/共89頁2.故障原因（1）點火線圈次級線路斷路、插孔臟污、潮濕有水、漏電及性能下降等。第70頁/共89頁（2）高壓線及插頭不良，阻尼式高壓線端頭燒損或防干擾插頭損壞。第71頁/共89頁（3）分電器蓋漏電、竄電、電極燒蝕，中心炭棒卡滯、脫落、裂紋等。分火頭漏電、燒蝕、有裂紋。第72頁/共89頁（4）火花塞工作不良，如燒蝕、積炭、油污裂損、漏電及間隙不當、型號不符等。第73頁/共89頁3.故障診斷

利用中央高壓線和分缸線試火，若低壓電路正常，中央高壓線無火或火弱，故障主要在點火線圈和高壓線；若中央高壓線火花正常，而分缸線無火，故障主要在分電器蓋、分火頭和分缸線；若分缸線火花均正常，則故障在火花塞。第74頁/共89頁（1）檢測點火線圈（次極）的阻值和性能?？刹捎迷嚮鸱ê蜏y阻值法進行檢測。第75頁/共89頁（2）檢查高壓導線。檢查高壓導線外表絕緣層是否破損漏電，測量每根高壓線