汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)原理與檢修（微課視頻版） 第2版 課件 項(xiàng)目三 電控點(diǎn)火系統(tǒng)

項(xiàng)目三電控點(diǎn)火系統(tǒng)【情境導(dǎo)入】

2019年4月14日，車主趙先生把他的新款寶來(lái)轎車拖到4S店，說(shuō)是發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)無(wú)著火跡象。經(jīng)初步診斷為電控點(diǎn)火系統(tǒng)故障，為此維修人員必須掌握汽車電控點(diǎn)火系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)原理，掌握電控點(diǎn)火系統(tǒng)的診斷方法。你準(zhǔn)備好了嗎？單元一概述一、點(diǎn)火系統(tǒng)的基本要求1、能產(chǎn)生足以擊穿火花塞兩電極間隙的電壓2、電火花應(yīng)具有足夠的點(diǎn)火能量3、點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況相適應(yīng)4、持久耐用二、點(diǎn)火系統(tǒng)的功用點(diǎn)火系統(tǒng)的基本功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況和使用條件下，在氣缸內(nèi)適時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地產(chǎn)生電火花，以點(diǎn)燃可燃混合氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)作功。三、點(diǎn)火系統(tǒng)的類型發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)，按其組成和產(chǎn)生高壓電方式的不同可分為：1、傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)是通過(guò)點(diǎn)火線圈和斷電器將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再由分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。2、電子點(diǎn)火系統(tǒng)電子點(diǎn)火系統(tǒng)則通過(guò)點(diǎn)火線圈和由半導(dǎo)體器件（晶體三極管）組成的點(diǎn)火控制器將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姡偻ㄟ^(guò)分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。3、電控單元（微機(jī)）控制點(diǎn)火系統(tǒng)電控單元控制點(diǎn)火系統(tǒng)與上述兩種點(diǎn)火系統(tǒng)相同，也是通過(guò)點(diǎn)火線圈將電源的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姡儆煞蛛娖鲗⒏邏弘姺峙涞礁鞲谆鸹ㄈ?.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成電源供給點(diǎn)火系統(tǒng)所需的電能，由蓄電池和發(fā)電機(jī)提供。點(diǎn)火線圈將電源12V的低壓電變成15～20kV的高壓電。分電器包括斷電器、配電器、電容器、機(jī)械真空點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)裝置和真空點(diǎn)火提前裝置等部分。四、傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與工作原理火花塞（1）斷電器接通與切斷點(diǎn)火線圈初級(jí)電路。（2）配電器將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓按點(diǎn)火的順序送至各缸的火花塞。（3）電容器減小斷電器觸點(diǎn)火花，延長(zhǎng)觸點(diǎn)使用壽命并提高次級(jí)電壓。（4）機(jī)械真空點(diǎn)火提前裝置和真空點(diǎn)火提前裝置隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和汽油辛烷值變化改變點(diǎn)火提前角。將高壓電引入氣缸燃燒室產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合氣。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的初級(jí)電路。附加電阻改善點(diǎn)火性能和起動(dòng)性能。2.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，斷電器軸連同凸輪一起在發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，斷電器觸點(diǎn)交替地閉合和打開(kāi)。當(dāng)觸點(diǎn)閉合時(shí)，接通點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組的電路；當(dāng)觸點(diǎn)分開(kāi)時(shí)，切斷初級(jí)繞組的電路，使點(diǎn)火線圈的次級(jí)繞組中產(chǎn)生高壓電；當(dāng)火花塞的電極間隙被擊穿時(shí)，產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合氣。（1）觸點(diǎn)閉合，產(chǎn)生初級(jí)電流（2）觸點(diǎn)分開(kāi)，次級(jí)繞組中產(chǎn)生高壓電（3）火花塞電極間隙被擊穿，產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合氣五、電子點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與工作原理圖

電子點(diǎn)火系統(tǒng)的組成1.電子點(diǎn)火系統(tǒng)的組成電子點(diǎn)火系統(tǒng)主要由電源（蓄電池和發(fā)電機(jī)）、點(diǎn)火線圈、帶有信號(hào)發(fā)生器的分電器、火花塞、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)和點(diǎn)火控制器等部件組成。電控單元控制點(diǎn)火系統(tǒng)主要由電源（蓄電池和發(fā)電機(jī)）、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、傳感器和各種控制開(kāi)關(guān)、電控單元、點(diǎn)火控制模塊、點(diǎn)火線圈以及火花塞等部件組成。1、各種傳感器和各種控制開(kāi)關(guān)傳感器信號(hào)主要是用來(lái)檢測(cè)與點(diǎn)火有關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況信息，并將檢測(cè)結(jié)果輸入電控單元，作為計(jì)算和控制點(diǎn)火時(shí)刻的依據(jù)；而各種控制開(kāi)關(guān)信號(hào)則用于修正點(diǎn)火提前角。2、電控單元電控單元控制點(diǎn)火系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，電控單元既是燃油噴射控制系統(tǒng)的核心，也是點(diǎn)火控制系統(tǒng)的核心。3、點(diǎn)火控制模塊點(diǎn)火控制模塊根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能又稱點(diǎn)火電子組件、點(diǎn)火器或功率放大器，是電控單元控制點(diǎn)火系統(tǒng)的功率輸出極，它接受電控單元輸出的點(diǎn)火控制信號(hào)并進(jìn)行功率放大，以便驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火線圈工作。分電器電子點(diǎn)火系統(tǒng)分電器中裝有點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器、配電器、真空和離心點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置等。點(diǎn)火控制器點(diǎn)火控制器的作用是根據(jù)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器輸入的電壓脈沖信號(hào)，及時(shí)地接通和切斷點(diǎn)火線圈的初級(jí)回路，使點(diǎn)火線圈的次級(jí)產(chǎn)生高壓。單元二

電控點(diǎn)火系統(tǒng)的基本組成及工作原理一、電控單元控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成信號(hào)輸入裝置電控單元ECU點(diǎn)火控制器點(diǎn)火線圈火花塞二、電子控制點(diǎn)火提前角的控制過(guò)程點(diǎn)火提前角及其影響因素圖

壓力與點(diǎn)火時(shí)刻的關(guān)系最佳的點(diǎn)火提前角不僅應(yīng)保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性都達(dá)到最佳，還必須保證排放污染最小。混合氣在氣缸內(nèi)燃燒，當(dāng)最高燃燒壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后10°左右時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率最大。圖中A是氣缸內(nèi)不燃燒時(shí)的壓力波形，以上止點(diǎn)為中心左右對(duì)稱。B、C、D分別是不同點(diǎn)火時(shí)刻的燃燒壓力波形。在c時(shí)刻點(diǎn)火，燃燒壓力做功最多（陰影部分）。在b時(shí)刻點(diǎn)火，最大燃燒壓力最高，但是卻發(fā)生了鋸齒波形的爆震。1.點(diǎn)火提前角控制圖

點(diǎn)火提前角的計(jì)算實(shí)際點(diǎn)火提前角=初始提前角+基本點(diǎn)火提前角+修正點(diǎn)火提前角（或延遲角）（1）初始提前角在起動(dòng)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低（通常在500r／min以下），由于進(jìn)氣歧管壓力信號(hào)或進(jìn)氣量信號(hào)不穩(wěn)定，點(diǎn)火時(shí)間固定在初始點(diǎn)火提前角。此時(shí)的控制信號(hào)主要是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和起動(dòng)（2）基本點(diǎn)火提前角

在正常運(yùn)行工況運(yùn)行時(shí)，ECU根據(jù)進(jìn)氣歧管壓力信號(hào)（或進(jìn)氣量信號(hào)）、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)、空調(diào)開(kāi)關(guān)信號(hào)、爆震信號(hào)等確定基本點(diǎn)火提前角。（3）點(diǎn)火提前角的修正ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、怠速穩(wěn)定性、空燃比反饋?zhàn)龀鳇c(diǎn)火提前角的修正。2.點(diǎn)火導(dǎo)通角（通電時(shí)間）控制圖

蓄電池電壓與通電時(shí)間的修正曲線初級(jí)電路被斷開(kāi)瞬間，初級(jí)電流所能達(dá)到的值即斷開(kāi)電流與初級(jí)電路接通的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，只有通電時(shí)間達(dá)到一定值時(shí)，初級(jí)電流才可能達(dá)到飽和。而次級(jí)電壓最大值是與斷開(kāi)電流成正比的。因此必須保證通電時(shí)間能使初級(jí)電流達(dá)到飽和。但如果通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，點(diǎn)火線圈又會(huì)發(fā)熱并使電能消耗增大。蓄電池的電壓變化也將影響初級(jí)電流。3.爆震控制采用帶有反饋控制功能的點(diǎn)火提前控制系統(tǒng)。在缸體或靠近燃燒室的地方安裝一個(gè)爆震傳感器。它能將發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí)產(chǎn)生的壓力波轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸送給ECU；ECU中的點(diǎn)火提前角反饋控制電路根據(jù)爆震傳感器傳來(lái)的反饋信號(hào)來(lái)調(diào)整點(diǎn)火提前角，以保證在任何工況下的點(diǎn)火提前角都處于接近發(fā)生爆震的最佳角度。爆震控制的方法三、電控點(diǎn)火系統(tǒng)高壓電的分配方式1、帶分電器電控單元控制點(diǎn)火系統(tǒng)的控制方式圖

豐田汽車帶分電器電控單元控制點(diǎn)火系統(tǒng)的控制方式2、無(wú)分電器電控單元控制點(diǎn)火系統(tǒng)的控制方式無(wú)分電器點(diǎn)火方式中區(qū)分為：同時(shí)點(diǎn)火方式單獨(dú)點(diǎn)火方式二極管分配方式。（1）同時(shí)點(diǎn)火方式圖

兩個(gè)氣缸同時(shí)點(diǎn)火放電電路該點(diǎn)火系中，點(diǎn)火線圈直接與火花塞連接，點(diǎn)火線圈的次級(jí)繞組有兩個(gè)高壓輸出端，次級(jí)繞組利用高壓線將兩個(gè)氣缸的火花塞，通過(guò)它們的接地點(diǎn)串聯(lián)成一個(gè)閉合回路，一個(gè)點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電可以向兩個(gè)氣缸的火花塞提供，如圖所示。點(diǎn)火線圈對(duì)處于壓縮行程上止點(diǎn)和排氣上止點(diǎn)兩個(gè)氣缸同時(shí)點(diǎn)火.經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)連接圖

同時(shí)點(diǎn)火方式點(diǎn)火線圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

別克君威點(diǎn)火線圈實(shí)物圖以別克君威3.0L點(diǎn)火線圈為例分析：對(duì)1、4缸進(jìn)行同時(shí)點(diǎn)火，第1缸壓縮上止點(diǎn)時(shí)，第4缸則是排氣上止點(diǎn)，此時(shí)第1缸是有效點(diǎn)火，第4缸則是空火，即無(wú)效點(diǎn)火，由于第4缸里的壓力比第1缸低得多，只需很少放電能量就能保證高壓電通過(guò)。曲軸轉(zhuǎn)過(guò)360°后，情況正好相反，第4缸是有效點(diǎn)火，第1缸是空火。同時(shí)點(diǎn)火只適合氣缸數(shù)為偶數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，即4、6、8個(gè)氣缸時(shí)才能采用。（2）單獨(dú)點(diǎn)火方式圖

單獨(dú)點(diǎn)火式點(diǎn)火線圈單獨(dú)點(diǎn)火方式也稱獨(dú)立點(diǎn)火方式。這種方式是一個(gè)火花塞上配一個(gè)點(diǎn)火線圈。以別克君越點(diǎn)火系統(tǒng)為例：這種點(diǎn)火方式，點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電單獨(dú)地直接向每一個(gè)氣缸點(diǎn)火。該點(diǎn)火系統(tǒng)中，點(diǎn)火線圈、火花塞及控制用的功率管數(shù)目是一致的，如圖所示。（3）二極管分配點(diǎn)火方式圖

二極管分配點(diǎn)火系統(tǒng)原理圖二極管分配點(diǎn)火方式也屬于同時(shí)點(diǎn)火。該系統(tǒng)中的點(diǎn)火線圈有兩個(gè)初級(jí)繞組和一個(gè)次級(jí)繞組。兩個(gè)初級(jí)繞組A和B，分別由點(diǎn)火器中的一個(gè)功率管供電。一個(gè)次級(jí)繞組兩個(gè)高壓輸出端，每個(gè)輸出端各裝兩個(gè)高壓整流二極管；每個(gè)二極管通過(guò)高壓導(dǎo)線（或直接）分別通向1、2、3、4缸的火花塞。電控單元控制點(diǎn)火系統(tǒng)的基本檢查1、拆卸和安裝火花塞（1）拔出高壓線。拔高壓線時(shí)，注意施力，不可硬從高壓線上拉，如此很容易斷掉，須捏緊頭部稍微旋轉(zhuǎn)一下再拔出；并對(duì)各缸高壓線順序做好記號(hào)。

圖

火花塞套筒規(guī)格（2）選擇合適規(guī)格的火花塞套筒。根據(jù)火花塞規(guī)格，火花塞套筒可分為16”和21”兩種規(guī)格，少量其它規(guī)格套筒。（3）正確的姿勢(shì)和操作手法，是順利地拆出火花塞的前提。圖

火花塞故障（4）火花塞拆出后，可以觀察火花塞的電極判斷火花塞燃燒狀況。圖

火花塞間隙圖2厚薄規(guī)調(diào)整火花塞間隙火花塞間隙：火花塞間隙標(biāo)準(zhǔn)值是0.9-1.1mm，不同型號(hào)的略有區(qū)別（如圖）。必要時(shí)可以用厚薄規(guī)調(diào)整火花塞間隙（如圖2）。2、試高壓跳火圖

獨(dú)立點(diǎn)火試驗(yàn)（1）條件1）先拔掉燃油泵繼電器，切斷燃油；

2）確定發(fā)動(dòng)機(jī)體上無(wú)燃油，可燃物；

3）燃油油路無(wú)泄漏；

4）蓄電池電壓12V以上，起動(dòng)機(jī)工作正常。

（2）操作步驟1）從火花塞上拔出高壓線，獨(dú)立點(diǎn)火則拆下點(diǎn)火線圈；

2）由于不能直接對(duì)搭鐵試火，需要插上火花塞試驗(yàn)，如圖；

3）點(diǎn)火開(kāi)關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)機(jī)，觀察有無(wú)高壓火，火花強(qiáng)弱。

圖

正常火花圖

異?；鸹▓D

火花異常（3）高壓火的優(yōu)劣判斷3、點(diǎn)火線圈檢測(cè)初級(jí)線圈電阻次級(jí)線圈電阻冷態(tài)熱態(tài)冷態(tài)熱態(tài)0.35-0.55

0.45-0.65

5-15k

11-18k

圖

點(diǎn)火線圈檢測(cè)4、點(diǎn)火放大器檢測(cè)-端表筆+端表筆端子A端子B端子C電阻Ω結(jié)果電阻Ω結(jié)果電阻Ω結(jié)果端子A一一∞O.K.∞O.K.一一非∞或0NO非∞或0NO一一0NO0NO端子B∞NO一一∞NO非∞或0NO一一非∞或0NO0NO一一0NO端子C∞NO∞NO一一非∞或0NO非∞或0NO一一0NO0NO一一5、點(diǎn)火順序確定圖

直列和V型發(fā)動(dòng)機(jī)（1）直列發(fā)動(dòng)機(jī)：靠近曲軸飛輪最前，為1缸。直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序1-3-4-2，6缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序1-5-3-6-2-4。（2）V列發(fā)動(dòng)機(jī)V型6缸發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸缸位如右圖，V型6缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序1-2-3-4-5-6。6、高壓線檢測(cè)高壓線電阻值在5—20千歐，為正常，線越長(zhǎng)，則電阻越大。電阻值測(cè)量方法如圖所示。7、點(diǎn)火正時(shí)調(diào)整僅對(duì)于分電器車型。如圖所示，松開(kāi)分電器固定螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)分電器外殼進(jìn)行調(diào)整：逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，點(diǎn)火提前；順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，點(diǎn)火推遲。如果拆卸過(guò)分電器，應(yīng)注意點(diǎn)火正時(shí)記號(hào)，步驟如下圖。拆卸分電器前，須做好正時(shí)記號(hào)。轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪，曲軸對(duì)準(zhǔn)正時(shí)記號(hào)凸輪軸齒輪記號(hào)對(duì)準(zhǔn)正時(shí)記號(hào)確定分火頭對(duì)準(zhǔn)一缸高壓線電控單元控制點(diǎn)火系統(tǒng)常見(jiàn)的故障診斷1、無(wú)高壓火故障A點(diǎn)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)電壓狀態(tài)故障OFF0V正常﹙下一步﹚ON0V或12V正常﹙下一步﹚OFF-ON3秒12V正常﹙下一步﹚START12V正常﹙下一步﹚START0V不正常檢查點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，保險(xiǎn)絲，電路以日產(chǎn)藍(lán)鳥(niǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)為例，帶分電器點(diǎn)火系統(tǒng)檢測(cè)方法如下：①測(cè)量點(diǎn)火線圈正極電源針腳A電壓是否為12V。②用試燈測(cè)量針腳A，在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON或START時(shí)，試燈亮。③用試燈短接點(diǎn)火線圈插頭針腳，啟動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，觀察試燈是否閃爍。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)試燈狀態(tài)狀態(tài)高壓火故障部位OFF不亮正常／﹙下一步﹚ON不亮正常／﹙下一步﹚START不閃爍不正常無(wú)高壓火點(diǎn)火模塊及線路START閃爍正常無(wú)高壓火點(diǎn)火線圈B-b之間電阻值狀態(tài)性質(zhì)故障點(diǎn)→0歐導(dǎo)通正常﹙下一步﹚→∞不通不正常B-b之間線路不良④測(cè)量點(diǎn)火線圈針腳B與點(diǎn)火放大器插頭針腳B之間是否導(dǎo)通。1#-c之間電阻值狀態(tài)性質(zhì)故障點(diǎn)→0歐導(dǎo)通正常﹙下一步﹚→∞不通不正常1#-C之間線路不良⑤測(cè)量點(diǎn)火功率放大器針腳C與發(fā)A動(dòng)機(jī)ECU1#針腳之間是否導(dǎo)通。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)C點(diǎn)電壓值狀態(tài)故障點(diǎn)→點(diǎn)火開(kāi)關(guān)OFF0V正常﹙下一步﹚點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON∝0V正常﹙下一步﹚發(fā)動(dòng)機(jī)怠速0V異常發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)動(dòng)機(jī)怠速0.3-0.5V正常﹙下一步﹚發(fā)動(dòng)機(jī)2000轉(zhuǎn)0V異常發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)動(dòng)機(jī)2000轉(zhuǎn)0.7-0.8V正常﹙下一步﹚⑥測(cè)量放大器插頭針腳C電壓值C端火花塞狀態(tài)性質(zhì)故障點(diǎn)無(wú)波形無(wú)高壓火不正常發(fā)動(dòng)機(jī)ECU有波形有高壓火正常-------有波形