項目二電控點火系統檢修點火系統的作用及分類2.1傳統點火系統及電子點火系統2.2電控點火系統的功能2.32.1點火系統的作用及分類2.1.1汽油機點火系統的作用

汽車發動機的工作循環由進氣、壓縮、做功與排氣四個行程組成。

汽油機就是采用高壓電火花點燃混合氣的點火方式。2.1.2汽油機點火系統的分類

發動機點火系統，按照其組成和產生高壓電方式的不同可分為傳統點火系統、電子點火系統、微機控制點火系統和磁電動機點火系統。2.1.3對點火系統的基本要求

點火系統應在發動機各種工況和使用條件下都能保證可靠而準確地點火。

為此點火系統應滿足以下基本要求。 1．能產生足以擊穿火花塞兩電極間隙的電壓 2．電火花應具有足夠的點火能量 3．點火時刻應與發動機的工作狀況相適應2.2傳統點火系統及電子點火系統2.2.1傳統點火系統的組成

傳統點火系統主要由電源（蓄電池和發電機）、點火開關、點火線圈、電容器、斷電器、配電器、火花塞、阻尼電阻和高壓導線等組成，如圖2-2和圖2-3所示。圖2-2傳統點火系統的組成W1—初級點火線圈；W2—次級點火線圈圖2-3傳統點火系統的結構示意圖1．點火線圈（a）二接線柱式；（b）三接線柱式圖2-4點火線圈圖2-5閉磁路點火線圈1—次繞組；2—二次繞組；3—鐵心；4—正接線柱；5—負接線柱；6—高壓插孔2．分電器

分電路由斷電器、配電器、電容器、點火提前調節裝置等組成（見圖2-6）。圖2-6點火提前調節裝置3．斷電器

斷電器主要由斷電器凸輪、斷電器觸點、斷電器活動觸點臂等組成。4．配電器

配電器由分電器蓋和分火頭組成，用來將點火線圈產生的高壓電分配到各缸的火花塞。5．點火提前調節裝置

點火提前調節裝置由離心和真空兩套點火提前調整裝置組成，分別安裝在斷電器底板的下方和分電器的外殼上，用來在發動機工作時隨發動機工況的變化自動調整點火提前角。6．火花塞

火花塞由中心電極和側電極組成，安裝在發動機的燃燒室中，用來將點火線圈產生的高壓電引入燃燒室，點燃燃燒室內的可燃混合氣（見圖2-7）。圖2-7火花塞類型圖2-8火花塞受熱示意圖2.2.2傳統點火系統的工作原理圖2-9傳統點火系統工作原理 知識拓展2-1電子點火系統的結構1．電子點火系統的特點與類型

（1）電子點火系統的特點。

這是因為電子點火系統具有以下優點。

①可以減少觸點火花，避免觸點燒蝕，延長觸點的使用壽命；有的還可以取消觸點，因而克服了與觸點相關的一切缺點，改善了點火性能。

②可以不受觸點的限制，增大初級電流，提高次級電壓，改善發動機高速時的點火性能。一般傳統點火系統的低壓電流不超過5A，而電子點火系統可提高到7～8A，次級電壓可達30kV。

③次級電壓和點火能量的提高使其對火花塞積炭不敏感，且可以加大火花塞電極間隙，點燃較稀的混合氣，從而有利于改善發動機的動力性、經濟性和排氣凈化性能。

④大大減輕了對無線電的干擾。

⑤結構簡單，質量小，體積小，使用和維修方便。

（2）電子點火系統的基本組成。

（3）電子點火系統的類型。

①霍爾式電子點火系統。

②磁感應式電子點火系統。

③光電式電子點火系統。圖2-10電子點火系統結構圖2．磁感應式電子點火系統

（1）磁感應式電子點火系統組成與工作原理。

（2）分電器總成。

①磁感應式信號傳感器。

②離心點火提前裝置。

③真空點火提前裝置。

④配電器。圖2-11解放CA1092型汽車電子點火系統1—蓄電池；2—點火線圈；3—點火控制器；4—火花塞；5—分電器；6—信號發生器；7—點火開關圖2-12磁感應式電子點火系統原理圖圖2-13磁感應式點火信號發生器結構1—分電器軸；2—爪形轉子；3—傳感線圈；

4—爪形定子；5—永久磁鐵；6—導磁板；7—底板圖2-14離心點火提前裝置結構與工作原理圖2-15真空點火提前裝置結構1—分電器外殼；2—信號發生器底板；3—信號發生器；4—拉桿；

5—膜片；6—彈簧；7—真空連接管；8—節氣門（3）電子點火控制器。（4）點火線圈。圖2-16點火模塊內部電路1—磁感應傳感器；2—點火集成電路；3—點火線圈；4—點火開關；5—蓄電池；6—火花塞3．霍爾式電子點火系統圖2-17霍爾式電子點火系統電路圖2.3電控點火系統的功能2.3.1點火提前角的控制依據1．汽油機燃燒過程

（1）著火延遲期。

（2）明顯燃燒期。

（3）補燃期。圖2-18汽油機燃燒過程2．點火提前角對發動機性能的影響

點火提前角大小對汽油機爆燃傾向、示功圖上最高壓力點的位置有很大影響。

汽油機不同點火提前角時的示功圖，如圖2-19所示。圖2-19不同點火提前角時的示功圖3．影響點火提前角的主要因素

使用中最佳點火提前角隨著發動機工況的不同而不斷變化，影響它的因素有很多，如轉速、負荷、混合氣濃度等。

（1）發動機轉速。

（2）發動機負荷。

（3）燃料的性質。

（4）其他因素。2.3.2點火提前角的控制

在發動機正常工作的工況中，最佳點火提前角也可用公式表達為：

最佳點火提前角

=

初始點火提前角

+

基本點火提前角

+

修正點火提前角

1．初始點火提前角2．基本點火提前角

如果以圖的形式繪制出來便得到三維脈譜圖，如圖2-21（b）所示。圖2-20點火提前角的確定（a）點火提前角數據表模型（b）點火提前角三維脈譜圖圖2-21點火提前角基本值3．修正點火提前角

除確定基本點火提前角的轉速和負荷信號以外，其他對點火提前角有影響的因素均要納入到修正點火提前角中。

電控單元根據有關傳感器的信號，分別給出對應的修正值，它們的代數和就是修正點火提前角。

修正點火提前角所包含的修正值有暖機修正、過熱修正、空燃比反饋修正、怠速穩定性修正、爆燃修正等，具體內容如下。

（1）暖機修正。

（2）過熱修正。

（3）空燃比反饋修正。

（4）怠速穩定性修正。圖2-22暖機修正圖2-23過熱修正圖2-24空燃比反饋修正

圖2-25怠速穩定性修正2.3.3點火能量的控制1．通電時間控制

為了使混合氣可靠點燃，火花塞產生的火花應具備一定的能量。

按點火能量的儲存方式，汽油機點火系統可分為電感儲能式（電感放電式）和電容儲能式（電容放電式）兩大類。

對于電感儲能式電控點火系統，在點火線圈一定的條件下，點火能量的大小主要取決于初級電流的大小。2．點火線圈的恒流控制

在電控點火系統中，為了減小轉速對次級電壓的影響，提高點火能量，采用了初級線圈電阻很小的高能點火線圈，其初級電流最高可達30A以上。圖2-26閉合角控制的三維脈譜圖圖2-27恒流控制電路1—功率晶體管；2—偏流回路；3—過壓保護回路；

4—傳感器；5—波形整形回路；6—通電率發生回路；

7—放大回路；8—點火器；9—通電率控制回路；

10—恒流控制回路；11—電流檢測電阻2.4電控點火系統的組成與工作原理

現代轎車發動機上普遍采用的是電子控制點火系統。

電子控制點火系統可以使發動機在任何工況下均處于最佳點火提前時刻，實現最佳通電時間控制、點火提前角控制和爆燃反饋控制，使發動機在動力性、經濟性方面達到更高的水平，尾氣排放污染也得到了極大的控制，達到了當前的國Ⅲ甚至是國Ⅳ的排放標準。2.4.1電子控制點火系統的類型

電子控制式點火系統可分為兩大類：一類是有分電器式的電子控制點火系統，另一類是無分電器式的電子控制點火系統。2.4.2電子控制點火系統的組成

電子控制點火系統也稱微機（ECU）控制的點火系統，是現代轎車中廣泛應用的一種新型點火系統。

在宏觀上可以說電子控制點火系統由傳感器、ECU、執行器等組成。圖2-28電子控制點火系統的基本組成1．傳感器

對于電子控制點火系統來講，傳感器是比較重要的組成部分，它用來檢測與點火有關的發動機工況信息，并將檢測的結果輸送給電子控制單元ECU，ECU根據傳來的信號計算和控制點火時刻，并向相關的執行器發出指令，完成發動機的點火過程。2．電子控制單元

現代汽車發動機大多數都采用集中控制系統，電子控制單元ECU扮演著主要角色。

電子控制單元ECU在發動機上的主要功能有控制燃油噴射的時刻和數量、控制點火的時刻與能量、測量進入氣缸的空氣量、診斷系統的故障并報警等。3．執行器

執行器主要包括點火控制器（有些車型已經集成到ECU中）、點火線圈、分電器（有些系統中已經沒有）及火花塞。2.4.3工作原理

電子控制點火系統的工作原理如圖2-29所示。圖2-29電子控制點火系統的工作原理1．點火提前角的控制圖2-30點火提前角與閉合角控制過程2．閉合角的控制

對閉合角進行控制時，在ECU的內存中存儲了根據發動機轉速和電源電壓確定的閉合角三維數據圖譜，如圖2-26所示。2.4.4有分電器點火系統圖2-31皇冠3.0L2JZ-GE發動機點火電路2.4.5無分電器點火系統1．同時點火2．通用凱越點火系統3．獨立點火4．豐田卡羅拉點火系統圖2-32無分電器電控點火系統的組成圖2-33無分電器的雙缸同時點火圖2-34通用凱越點火系統電路圖2-35無分電器式的獨立點火圖2-36無分電器式的獨立點火機構1—ECU；2—點火控制器；3—點火線圈；4—火花塞圖2-37卡羅拉轎車點火器電路原理2.5爆燃控制系統2.5.1爆燃危害與產生原因

爆燃是汽油機工作時的一種不正常燃燒現象，在正常火焰傳播的過程中，處在最后燃燒位置上的那部分未燃混合氣（常稱末端混合氣），進一步受到壓縮和熱輻射的作用，加速了先期反應。

汽油機運行時產生爆燃的具體原因通常有以下幾方面。

①積炭聚集過多。

②發動機過熱。

③燃油使用不當。2.5.2爆燃的控制與爆燃傳感器

點火提前角是影響爆燃的主要因素之一，推遲點火（即減小點火提前角）是消除爆燃的最有效措施。

利用缸體振動檢測方法監測爆燃時，所使用的爆燃傳感器安裝在發動機缸體上，常見的爆燃傳感器有兩種：一種是壓電式爆燃傳感器，另一種是磁致伸縮式爆燃傳感器。1．壓電式爆燃傳感器圖2-38爆燃控制系統組成與爆燃控制過程

目前，國內外大多數汽車微機控制點火系統都采用了非共振型壓電式爆燃傳感器。

壓電式爆燃傳感器的結構如圖2-39所示，主要由套筒底座、壓電元件、慣性配重、塑料殼體和接線插座等組成。圖2-39壓電式爆燃傳感器的結構

爆燃傳感器輸出信號與曲軸轉角的對應關系如圖2-41所示，傳感器的靈敏度約為20mV/g（g

=

9.8m/s2）。圖2-40轉速不同時壓電式非共振型爆燃傳感器的輸出波形圖2-41爆燃傳感器輸出信號的對應關系2．磁致伸縮式爆燃傳感器3．壓力檢測式爆燃傳感器

這種傳感器又稱為墊圈式爆燃傳感器，奧迪轎車采用過這種傳感器。圖2-42磁致伸縮式爆燃傳感器結構圖2-43墊圈式爆燃傳感器結構2.5.3爆燃的檢測與控制

其爆燃反饋控制過程可以用下列循環表示：

發動機出現爆燃（信號）→ECU→推遲點火→爆燃停止→ECU→點火逐步提前→出現爆燃，不斷往復，循環進行。

圖2-44所示為爆燃的判別與控制過程，在控制中，信號處理與發出是通過ECU進行的。圖2-44爆燃的判別與控制2.6訓練項目及技能、素質要求2.6.1訓練項目

本項目需實施的訓練項目如下：1．本項基本訓練項目項目2-1點火系統的檢查項目2-2點火模塊的檢修項目2-3點火波形及點火正時的檢查 項目2-4發動機爆燃控制系統檢修2．本項目綜合訓練項目項目2-5發動機不能起動故障的檢修項目2-6發動機運轉不穩、加速不良故障的檢修項目2-7發動機功率不足故障的檢修項目實施時參考學材進行。3．項目實施的主要內容

（1）點火系統基本元件的檢查，包括：點火線圈、火花塞、高壓線、分電器等。

（2）點火器或點火模塊的檢查，包括工作電源、控制信號、控制線路等。

（3）點火系統初級、次級電壓波形的測試，以及點火正時的檢查、調整。

（4）爆燃傳感器的電阻、信號波形、信號線路的檢查，利用故障診斷儀進行爆燃控制功