項目八電控點火系統(tǒng)的檢修圖8-1電控點火系統(tǒng)的分類學(xué)習(xí)任務(wù)一電控點火系統(tǒng)的認識一、點火系統(tǒng)的功用

是保證發(fā)動機在各種工況和使用條件下，氣缸內(nèi)都能適時、準(zhǔn)確、可靠地產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣使發(fā)動機運轉(zhuǎn)對外輸出動力。二、電控點火系統(tǒng)的分類

根據(jù)點火線圈的數(shù)量和高壓電分配方式的不同，電控點火系統(tǒng)可分為：

單獨點火方式和同時點火方式2種。圖8-1電控點火系統(tǒng)的分類1.單獨點火方式：其特點是每個氣缸有一個點火線圈，即點火線圈的數(shù)量與氣缸數(shù)相等。由于每個氣缸都有各自獨立的點火線圈，所以即使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速很高，點火線圈也有足夠的通電時間，以保證足夠高的點火能量。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速和點火能量相同的情況下，單位時間內(nèi)通過點火線圈初級繞組回路的電流要小得多，點火線圈不易發(fā)熱，且點火線圈的體積又可以非常小巧，一般直接將點火線圈壓裝在火花塞上。。2.同時點火方式：其特點是活塞同時到達上止點位置的兩個氣缸（一個為壓縮上止點，另一個為排氣上止點）共用一個點火線圈，即點火線圈的數(shù)量等于氣缸數(shù)的一半。點火線圈的高壓線直接與火花塞相連，一個點火線圈連接兩個缸的火花塞，兩缸工作相位相差360°曲軸轉(zhuǎn)角。圖8-2點火系統(tǒng)的組成1.監(jiān)測發(fā)動機運行狀況的傳感器；主要傳感器有曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、空氣流量計、冷卻液溫度傳感器、爆震傳感器。執(zhí)行器包括點火線圈和火花塞等。2.處理信號和發(fā)出點火指令的ECU；3.點火執(zhí)行器等組成。點火系統(tǒng)的組成曲軸位置傳感器（Ne）：用于探測發(fā)動機轉(zhuǎn)速（計算、確定點火提前角）及曲軸轉(zhuǎn)角（確定一缸上止點，確定點火時刻）。凸輪位置傳感器（G）：采集凸輪軸位置信號來辨認氣缸和行程，以便ECU識別1缸壓縮行程上止點，從而進行點火時刻控制和爆燃控制。爆震傳感器（KNK）：是探測發(fā)動機的爆震情況，ECU據(jù)該信號對點火提前角進行修正，實現(xiàn)點火提前角閉環(huán)控制?？諝饬髁坑嫞菏菣z測并向ECU輸送進氣量信號，以便確定基本點火提前角。節(jié)氣門位置傳感器：是探測節(jié)氣門的開啟角，提供負荷信號用于確定點火提前角。冷卻液溫度傳感器（THW）：是探測發(fā)動機冷卻液溫度，用于修正點火提前角。點火控制器又稱點火模塊：是微型計算機控制點火系統(tǒng)的功率輸出極，它接收ECU輸出的點火控制信號并進行功率放大，以便驅(qū)動點火線圈工作?；鸹ㄈ菏钱a(chǎn)生電火花，引燃空氣-燃油混合氣。發(fā)動機ECU：是點火控制的核心，它存儲有監(jiān)控和自檢等程序外，還存儲有該發(fā)動機各種工況下的最佳點火提前角。它接收多個傳感器發(fā)送來的信號，按內(nèi)存的程序計算出最佳點火提前角，并向點火執(zhí)行器發(fā)出點火指令。圖8-3點火電控器的工作原理點火電控器的工作原理

點火電控器的作用：是根據(jù)ECU的點火信號（IGt）導(dǎo)通和斷開點火線圈的初級回路的電流。ECU：供給點火控制器的點火信號IGt是一種電壓為5V的矩形脈沖信號，使晶體管開關(guān)電路導(dǎo)通或截止，當(dāng)IGt信號由5V變?yōu)?V時，晶體管開關(guān)電路截止，切斷點火線圈的初級電流，從而在次級線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，使火花塞點火。圖8-4點火控制器的IGt和IGf信號點火電控器的工作原理ECU供給點火控制器的點火信號Igt：是一種電壓為5V的矩形脈沖信號，如圖8-4a所示，使晶體管開關(guān)電路導(dǎo)通或截止，當(dāng)IGt信號由5V變?yōu)?V時，晶體管開關(guān)電路截止，切斷點火線圈的初級電流，從而在次級線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，使火花塞點火。

有些發(fā)動機點火控制器還能產(chǎn)生點火確認信號（IGf信號）,如圖8-4b所示，點火控制器每完成對點火線圈的初級電流的導(dǎo)通或截止控制時，都會向ECU返回1個點火確認信號（IGf信號），ECU據(jù)此確認點火控制器已完成點火控制，其工作狀態(tài)正常。不同車型發(fā)動機點火控制器點火信號IGf產(chǎn)生的方式不同，其特征也不一樣?，F(xiàn)在的點火控制器是以初級電流達到某一值來觸發(fā)IGf信號，以脈沖信號由5V（12V）變?yōu)?V作為確認點火的標(biāo)志。圖8-5最佳點火提前角及其三維控制模型電控點火系統(tǒng)的控制策略發(fā)動機各種工況下的最佳點火提前角：必須通過試驗來確定其三維控制模型。裝用電控點火系統(tǒng)時，將發(fā)動機各種工況下的最佳點火提前角都預(yù)先存儲在ECU內(nèi)，發(fā)動機工作時，ECU則根據(jù)各種傳感器的信號來分析發(fā)動機的工況，并確定最佳的點火提前角，再通過執(zhí)行元件以最佳點火提前角來控制發(fā)動機工作。圖8-6電控點火系統(tǒng)的點火提前角控制在發(fā)動機啟動時、怠速時和啟動后，電控點火系統(tǒng)對點火提前角的控制方法是不同的：圖8-7火花塞的構(gòu)造火花塞的功用：是將點火線圈產(chǎn)生的高壓電引入燃燒室，并在電極間產(chǎn)生電火花以點燃混合氣?；鸹ㄈM成：主要由中心電極、側(cè)電極、殼體和瓷絕緣體等組成，其構(gòu)造如圖8-7所示。圖8-8火花塞絕緣體裙部火花塞的熱特性：

火花塞絕緣體裙部的溫度對其工作性能有很大的影響。

溫度過低，落在火花塞絕緣體裙部上的汽油或潤滑油容易形成積炭，導(dǎo)致火花塞漏電而不跳火；

溫度過高，則容易引起發(fā)動機早燃和爆燃。火花塞絕緣體裙部溫度保持500～700℃時，既能使落上的油粒立即燃燒，又不至于引起發(fā)動機早燃和爆燃，該溫度稱為火花塞的自潔溫度?；鸹ㄈ^緣體裙部越長，受熱面積大而傳熱距離長，工作時溫度就高，稱為熱型火花塞；火花塞絕緣體裙部短，則受熱面積小而傳熱距離短，工作溫度低，稱為冷型火花塞。圖8-9火花塞故障火花塞常見故障：

是絕緣體裂損、電極燒蝕、積炭、電極間隙失準(zhǔn)等。工作條件良好的火花塞上面會有少量積炭，一般呈淡棕褐色或者灰色。圖8-10火花塞間隙檢查火花塞間隙檢查與調(diào)整：

火花塞間隙可用專用量規(guī)或厚薄規(guī)檢查，間隙調(diào)整應(yīng)用專用工具彎曲側(cè)電極來調(diào)整，不能扳動或敲擊中心電極。調(diào)整多極性火花塞間隙時，應(yīng)盡可能使各側(cè)電極與中心電極間隙一致。

某些車型（如豐田）要求不能調(diào)整火花塞間隙，如間隙不合適則更換新的火花塞。豐田1ZR發(fā)動機的火花塞間隙標(biāo)準(zhǔn)值為1.0～1.1mm，最大使用間隙為1.3mm。學(xué)習(xí)任務(wù)二點火線圈的檢修圖8-11點火線圈的位置圖8-12帶功率輸出極的點火線圈的結(jié)構(gòu)點火線圈的功用：點火線圈是產(chǎn)生點火所需高壓電的一種變壓器，它可將12V的低壓電轉(zhuǎn)變成20～30kV的高壓電。帶功率輸出極的點火線圈：主要由外殼、插接頭、鐵芯、初級線圈、次級線圈、永久磁鐵、高壓二極管和抗干擾電阻等組成。圖8-12單獨點火點火線圈的工作原理圖8-13型發(fā)動機同時點火點火線圈的工作原理點火線圈的工作原理點火線圈組成：由初級繞組、次級繞組和鐵芯組成。初級回路：是由蓄電池供給12V電壓，然后經(jīng)過初級繞組、點火控制器功率三極管c、e極至發(fā)動機搭鐵；次級回路：是搭鐵至火花塞旁電極、中心電極、點火線圈次級繞組至搭鐵；發(fā)動機ECU通過控制點火控制器功率三極管的基極b來控制初級回路的通斷。點火線圈在初級回路斷開的瞬間次級回路才產(chǎn)生高壓。圖8-14邁騰轎車1.8L發(fā)動機點火線圈的電路邁騰轎車1.8L發(fā)動機點火線圈的電路共有4個端子：其中1號端子為主繼電器供電線，2號端子和4號端子為搭鐵線，3號端子為信號線。初級回路：為結(jié)點55供電到1號端子，經(jīng)過初級線圈、三極管ce端，通過2號端子至搭鐵；次級回路：為火花塞至次級線圈，通過4號端子至搭鐵。3號端子為信號線（即控制線），連接發(fā)動機控制單元J623，通過J623控制初級回路的切斷從而產(chǎn)生高壓電。圖8-15豐田車系四線帶反饋線的點火線圈的電路豐田車系四線帶反饋線的點火線圈的電路點火線圈共有4個端子：1號端子為供電線；2號端子為信號線；3號端子為反饋線；4號端子為搭鐵線。圖8-16點火線圈的數(shù)據(jù)流學(xué)習(xí)任務(wù)三曲軸位置傳感器的檢修圖8-17電磁式曲軸位置傳感器的位置及結(jié)構(gòu)曲軸位置傳感器的功用：曲軸位置傳感器（CrankshaftPositionSensor，CPS）又稱為曲軸轉(zhuǎn)角與發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器。其功用是采集曲軸轉(zhuǎn)動角度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號送給ECU，根據(jù)信號監(jiān)測到的曲軸轉(zhuǎn)角位置，確定第一缸壓縮上止點信號，作為控制點火時刻、點火提前角和噴油時刻的重要信號源；發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，可作為燃油噴射控制和點火控制的主控制信號。曲軸位置傳感器的分類按結(jié)構(gòu)形式和工作原理不同，曲軸位置傳感器可分為光電式、電磁式和霍爾式。目前廣泛采用的是電磁式和霍爾式曲軸位置傳感器。圖8-18電磁式曲軸位置傳感器的波形圖8-19曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器的電路邁騰B7L1.8L轎車的電磁式曲軸位置傳感器電路圖8-20電磁式曲軸位置傳感器的數(shù)據(jù)流圖8-21電磁式曲軸位置傳感器信號電壓檢測學(xué)習(xí)任務(wù)四

凸輪軸位置傳感器的檢修圖8-22凸輪軸位置傳感器的位置及結(jié)構(gòu)凸輪軸位置傳感器的功用凸輪軸位置傳感器（CamshaftPositionSensor，CPS）又稱為氣缸識別傳感器（CylinderIdentificationSensor，CIS）。凸輪軸位置傳感器的功用是采集配氣凸輪軸的位置信號，并輸入ECU，以便ECU識別1缸壓縮上止點，從而進行順序噴油控制、點火時刻控制和爆燃控制。此外，凸輪軸位置信號還用于發(fā)動機起動時識別出第一次點火時刻。凸輪軸位置傳感器的分類按結(jié)構(gòu)形式和工作原理不同，凸輪軸位置傳感器可分為光電式、電磁式和霍爾式。目前廣泛采用的是電磁式和霍爾式曲軸位置傳感器。圖8-23凸輪軸位置傳感器的工作原理霍爾元件與永久磁鐵之間有間隙。

當(dāng)信號轉(zhuǎn)子隨凸輪軸一同轉(zhuǎn)動時，葉片隔板和窗口從霍爾集成電路與永久磁鐵之間的間隙中轉(zhuǎn)過。

當(dāng)信號轉(zhuǎn)子的葉片隔板進入間隙時，集成電路中的磁場被旁路，霍爾元件上沒有磁力線穿過，霍爾電壓為零，集成電路輸出三極管截止，傳感器輸出的信號電壓為高電位，約4.0V；

當(dāng)信號轉(zhuǎn)子的隔板離開間隙時，永久磁鐵的磁通經(jīng)導(dǎo)磁片和霍爾元件集成電路構(gòu)成回路，這時產(chǎn)生的霍爾電壓約為2.0V，集成電路輸出三極管導(dǎo)通，傳感器輸出的信號電壓為0.1V，為低電位。霍爾式凸輪軸位置傳感器組成：主要由霍爾傳感器和信號轉(zhuǎn)子組成。霍爾傳感器主要由轉(zhuǎn)子葉輪、永久磁鐵、霍爾元件組成，如圖8-22所示。信號轉(zhuǎn)子葉輪，安裝在進氣凸輪軸上，用螺栓和座圈固定。工作原理：圖8-24凸輪軸位置傳感器的波形圖8-25凸輪軸位置傳感器的電路寶來轎車1.6L發(fā)動機的凸輪軸位置傳感器G40電路圖8-26空氣質(zhì)量計蓄電池供電電壓檢測學(xué)習(xí)任務(wù)五爆震傳感器的檢修圖8-27爆震傳感器的位置爆震傳感器的功用：是把氣缸體上的振動轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送給ECU，以便ECU判斷有無爆震及爆震強度，從而修正點火提前角，防止發(fā)動機產(chǎn)生爆燃而降低輸出功率。有爆震則逐漸減小點火提前角，直到爆震消失為止。無爆震則逐漸增大點火提前角，當(dāng)再次出現(xiàn)爆震時，ECU又開始逐漸減小點火提前角。。爆震傳感器的分類：按結(jié)構(gòu)不同，可分為壓電式和電感式（磁致伸縮式）兩種。壓電式又分為共振型、非共振型和火花塞座金屬墊型三種。通常日產(chǎn)車采用磁致伸縮式爆震傳感器，大眾等國產(chǎn)車多采用壓電式爆震傳感器。爆震也叫爆燃：這種不正常燃燒使氣缸內(nèi)壓力產(chǎn)生沖擊，引起發(fā)動機機體震動或活塞敲缸，所以稱爆震。爆震會使發(fā)動機油耗增高、動力下降、排放惡化。圖8-28電感式爆震傳感器電感式爆震傳感器的工作原理電感式爆震傳感器組成：它由高鎳合金的鐵芯、永久磁鐵、感應(yīng)線圈、殼體等構(gòu)成。電感式爆震傳感器工作原理：當(dāng)機體振動時，鐵芯受到機體振動的影響，在傳感器內(nèi)產(chǎn)生軸向振動，使通過感應(yīng)線圈的磁通發(fā)生變化，在感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此電動勢即是爆震傳感器輸出電壓信號。圖8-29壓電式共振型爆燃傳感器共振型壓電式爆震傳感器：該傳感器由壓電元件、振子（振蕩片）、基座等構(gòu)成。壓電元件緊密貼合在振蕩片上