發動機點火控制系統檢修發動機點火控制系統檢修發動機點火控制系統檢修/學習項目發動機電子點火控制系統檢修情景描述一輛雪鐵龍新愛麗舍轎車，進入修理廠，客戶反映該車發動機起動后怠速抖動，而且易熄火，行駛中故障指示燈點亮，車主反映該車加速性能不好。經維修班組長試車檢查判斷為電子控制點火系統故障，現需要維修技工根據維修手冊相關要求，在規定時間內對發動機電子控制點火系統進行檢修，檢修完成后自檢交付班組長驗收。學習目標1．電子點火系統的功用、分類及組成元件名稱；2．能敘述電子點火系統主要元件的結構及工作原理；3.按維修手冊規范檢測電子點火系統；4.懂得判斷元件的好壞；知識目標1．能敘述并執行發動機操作、設備運用、消防等安全操作規程；2．能找出電子點火系統組成元件的安裝位置；3．能按維修手冊要求規范對電子點火系統各元件進行拆裝、檢修，并判斷其性能好壞；4．能識讀點火系統電路圖，準確查找出故障原因，并對故障點進行修復；5．能在實施過程中記錄拆裝、檢測步驟等重要內容。技能目標1．能夠正確使用診斷儀器、工量具；2．掌握雪鐵龍電子點火系統的拆裝步驟和拆裝方式；3．能夠熟悉電子點火系統的檢測流程；4．熟悉電子點火系統各個技術參數；5．能夠判斷電子點火系統主要元件好壞，并記錄檢測結果。6.能識讀電子點火的電路圖，準確查找出故障原因，并對故障點進行修復；建議課時28課時學習過程(一）發動機電子點火控制系統基礎知識1．發動機點火系統的作用點火系統的功用是在汽缸內適時、準確、可靠的產生電火花，以點燃可燃混合氣，使汽油發動機實現做功。2．發動機點火系統的類型1)按照歷史發展按照歷史發展可以分為傳統點火系統、電子點火系統、微機控制點火系統三種類型，如圖4-1-1所示。傳統點火系統電子點火系統微機控制點火系統圖4-1-2點火系統的類型2)按照點火控制方式按照點火控制方式可以分為分組點火、獨立點火兩種類型，如圖4-1-3、圖4-1-4所示。圖4-1-3分組點火圖4-1-4獨立點火3．無分電器式的微機控制點火系統圖4-1-5無分電器獨立點火控制方式（二）電子控制無分電器點火系統1.點火模塊。控制汽車點火線圈工作的點火控制器俗稱點火模塊,點火線圈按ECU的指令，在指定的時刻、對應的工況所需能量而點火。有的點火模塊還提供給ECU反饋信號，供ECU判斷點火線圈工作是否正常，還有的反饋信號供ECU計算下一個導通脈沖寬度，點火模塊的作用是針對ECU輸出的點火正時信號IGT，間歇性地將初級線圈電流作用于點火線圈，并將點火確認信號IGF傳遞給ECU。雪鐵龍新愛麗舍點火控制模塊點火模塊與點火線圈組合有兩種類型：一類是點火模塊與ECU集成在一起，控制點火線圈點火的功率部件在ECU上，點火線圈上無點火模塊；另一類是點火模塊與點火線圈組合在一起，有一體式和分體式兩種類型，ECU只給控制信號。點火模塊實際是一個功率電子開關，控制點火的信號為方波或磁脈沖信號，輸送到點火模塊的信號輸入端，通過整形來驅動功率電子開關。用脈寬來控制功率電子開關的導通時間，導通后，點火模塊里的功率晶體管，切斷初級線圈的搭鐵，使繞在同一根鐵芯上的次級線圈感應出高壓，直接傳給火花塞，使火花塞點火。2.無分電器點火(DLI)系統又稱直接點火系統，一般由各傳感器、ECU、點火器、點火線圈、火花塞等組成。它取消了傳統點火系統或普通電子點火系統中的分電器總成（包括分火頭和分電器蓋等），直接將點火線圈次級繞組與火花塞相連接，即把點火線圈產生的高壓電直接送給火花塞進行點火。該系統的優點是：具有電子控制點火系統的全部優點，因廢除了分電器，所以節省空間；由于廢除了配電器，不會在分火頭與分電器蓋旁電極間產生火花，因此可有效降低點火系統對無線電的干擾，同時因點火系統高壓電路中阻抗減小，點火會更加可靠。(1)無分電器點火系統主要零部件的結構控制汽車點火線圈工作的點火控制器俗稱點火模塊，點火模塊有獨立安裝在發動機上的，也有與點火線圈組合成一體的。①獨立安裝在發動機上的點火模塊，如圖5-49所示。點火模塊實際是一個功率電子開關（圖5-50），控制點火的信號為方波或磁脈沖信號，輸送到點火模塊的信號輸入端，通過整形來驅動功率電子開關。用脈寬來控制功率電子開關的導通時間，導通后，點火線圈電流近似指數特性上升，導通時間長，斷電電流就大，以此來控制線圈的點火能量，用脈沖信號的后沿時刻控制功率電子開關的導通時刻，即控制點火時刻。有的點火模塊還提供給ECU反饋信號，供ECU判斷點火線圈工作是否正常，還有的反饋信號供ECU計算下一個導通脈沖寬度。②與點火線圈組合成一體的點火模塊。與點火線圈組合成一體的點火模塊的特點是每個點火線圈都有一個單獨的點火控制器，并且點火控制器和點火線圈集成一體，稱為點火線圈組件。點火線圈組件按點火方式的不同，可分為同時點火式點火線圈組件和單獨點火式點火線圈組件如圖5-51所示。如圖5-52所示，同時點火式點火線圈在每一次產生高壓時，同時供給兩個火花塞使用，即有二個汽缸同時點火，其中一個汽缸為壓縮行程，點燃混合氣，另一個汽缸為排氣行程。如圖5-53所示，單獨點火式點火線圈，即每一個缸配一個點火線圈，直接安裝在火花塞上方，這樣的形式省去了高壓線，點火能量損失少。高壓線部分安裝在發動機汽缸蓋上的金屬罩內，減少了對無線電設備的干擾。點火線圈安裝位置形式多樣，點火線圈大多安裝在發動機表面，用高壓線與火花塞相連，具體需參見各品牌及車型。舉例如圖5-54所示。▲圖5-55單獨點火式電子點火線圈結構圖以單獨點火式電子點火線圈組件為例，如圖5-55所示，它由點火控制器、初級繞組、次級繞組、鐵芯、彈簧、高壓端子、防護罩等組成。(2)無分電器點火控制系統的高壓配電方式無分電器點火控制系統的高壓配電方式有二極管分配式和點火線圈分配式兩大類。①二極管分配式。二極管分配式無分電器點火系統，采用同時點火方式，工作原理如圖5-56所示。▲圖5-56二極管分配式無分電器點火系統的工作原理點火順序為1、3、4、2的四缸發動機，當ECU接收到曲軸位置傳感器發出的相應信號時，會向點火器發出觸發點火信號，控制器的控制回路使VE截止，初級繞組A中的電流被切斷，在次級繞組中感應出下“+”上“一”的高壓電，經4缸和l缸火花塞構成回路，兩個火花塞均跳火，此時，1缸接近壓縮終了，混合氣被點燃，而4缸正在排氣，火花塞點空火，曲軸轉過1800后，ECU接到傳感器信號后再次向點火控制器發出觸發信號，VT．截止，初級繞組B中電流被切斷，次級繞組感應出上“+”下“一”的高壓電，并經2缸和3缸火花塞構成回路，同時跳火，此時3缸點火，2缸火花塞點空火。依次類推，發動機曲軸轉2各缸做功一次。②點火線圈分配式。點火線圈分配式無分電器點火系統是將來自點火線圈的高壓電直接分配給火花塞，有同時點火和單獨點火兩種形式。a．同時點火裝置。同時點火裝置是指兩個汽缸合用一個點火線圈，即一個點火線圈有兩個高壓輸出端，分別與火花塞相連，負責對兩個汽缸點火。下面以豐田皇冠汽車無分電器點火系為例分析其工作原理。曲軸位置傳感器及發動機轉速傳感器可輸出GiG2和Ne三個信號，用于判別汽缸，檢測曲軸轉角和確定初始點火提前角。Gi信號的作用是用來判別六缸壓縮行程上止點的位置。Gi信號線圈產生電壓波形的時刻設定在六缸壓縮行程上止點附近，因此只要Gi信號出現，發動機ECU即可斷定六缸處在壓縮行程上止點附近，其點火提前角和閉合角仍由ECU根據Ne信號決定。G2信號與Gi信號波形相同，但兩信號相隔1800（3600曲軸轉角）。因此其作用是判別一缸壓縮行程上止點的位置，即當G2信號出現時，表示一缸在壓縮行程附近，點火提前角和閉合角也由Ne信號決定。Ne信號轉子上有24個齒，每旋轉一周產生24個信號，其波形與Gi和G2信號波形相同。每個波形表示150轉角（300曲軸轉角），由于每波形表示的曲軸轉角過大，點火控制會引起較大誤差，因此需要通過轉角脈沖發生器將傳感器一圈用4個脈沖轉變成為1440個脈沖，即每個波形表示0.50曲軸轉角。實際點火控制就是以G信號為基準信號，根據Ne信號確定點火提前角的。發動機起動瞬間，若已超過Gi信號的產生期，而G2信號又未產生，此時無法判別汽缸，必須等到G信號產生判別汽缸后才能執行點火控制。發動機ECU通過曲軸位置傳感器接收到Gi、G2、Ne信號，向點火控制器輸出IGt、IGdA、IGdB三個信號。其中IGt信號是點火正時信號，IGdA和IGdB信號是ECU輸送給點火控制器的判斷信號，發動機ECU根據G，、G2、Ne信號，以確定各缸的點火順序。點火控制器中的汽缸判別電路根據輸入IGdA、IGdB信號狀態，判定哪條驅動電路接通，并將點火正時IGt信號送往與此驅動電路相連接的點火線圈，完成對某缸的點火。在點火系統完成正常點火的同時，電子點火系統器會向發動機ECU發出IGf點火確認信號，即將點火線圈初級電路通、斷的信號反饋給發動機ECU。在發動機工作過程中，當脈信號連續3~5次無反饋時，ECU則判斷為點火系統有故障，發出指令強制停止噴油器工作，以免造成缸內噴油過多再次起動困難或加大三元催化劑系統負荷。無分電器點火系統采用小型閉磁路點火線圈，次級線圈的兩端分別與兩個汽缸上的火花塞相連接。汽缸的組合原則為：其中一缸處在壓縮行程上止點時，另一缸處在排氣行程上止點，曲軸旋轉3600后兩缸所處的行程相反。六缸發動機的組合方式為：1、6缸一組，2、5缸一組，3、4缸一組，如圖5-58所示▲圖5-58豐田車系雙缸同時點火系統當點火線圈初級電路被切斷時，兩缸火花塞同時跳火，但由于壓縮缸的汽缸壓力較高，擊穿火花間隙放電較為困難，排汽缸的壓力接近大氣壓力，擊穿間隙易放電的原因，可以得知，雖是同時擊穿兩個間隙，但所需擊穿電壓增幅卻較小。b．單獨點火方式。單獨點火方式是指每個汽缸的火花塞上配用一個點火線圈，單獨對本缸進行點火，如圖5-59所示。每個火花塞都單獨配置一個點火線圈，其位置一般在火花塞的頂部，所產生的高壓電直接送給火花塞，因而取消了高壓線，避免了高壓線方面的故障，而且結構緊湊、安裝方便，因此，在現代汽車發動機上的應用日益廣泛。▲圖5-59各缸獨立點火系統的點火線圈單獨點火方式的優點有以下幾點：由于無機械分電器和高壓導線，因而能量損失、漏電損失小，各缸的點火線圈和火花塞均由金屬罩包覆，其電磁干擾大大減小。由于采用與汽缸數相同的特制點火線圈，該點火線圈的充、放電時間極短，能在發動機轉速高達9000r/min時，提供足夠的點火電壓和點火能量。由于無機械分電器，充分利用有限的空間將點火線圈安裝在雙凸輪軸的中間。（三）曲軸（凸輪軸）位置傳感器曲軸位置傳感器（CPS）需要進行檢測，就車檢測電源線是否有電，信號線是否有電壓輸出。如信號線無電壓輸出需拆下曲軸位置傳感器進行檢測，以判斷是曲軸位置傳感器出問題還是線路的問題。1．速度傳感器曲軸（凸輪軸）位置傳感器是速度傳感器的一種,一般常見的速度傳感器有三種類型：電磁式、霍爾式及光電式，通常用于檢測發動機的轉速、自動變速器的車速、汽車的輪速等，。曲軸（凸輪軸）位置傳感器、車速傳感器和輪速傳感器所獲得的速度信號輸入ECU，以便使發動機控制系統、起動系統、ABS/ASR制動防滑控制系統、懸架系統、導航系統等各種裝置能正常工作。在現代電控發動機上，有些發動機將曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器制成一體，既用于發動機曲軸位置、活塞上止點位置的測定，又用于發動機轉速的測定。凸輪軸位置傳感器的類型和工作原理與曲軸位置傳感器相同。2．曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器(CPS)又稱發動機轉速傳感器，是發動機電子控制系統的主要部件，用于檢測曲軸轉角信號，也是測量發動機轉速的信號源。其作用是采集曲軸轉角和發動機轉速信號并輸送給ECU，以確定噴油時刻和點火時刻。曲軸位置傳感器一般安裝在曲軸前部、中部或飛輪上，如圖6-4-1所示。曲軸位置傳感器的安裝位置曲軸位置傳感器的安裝位置凸輪軸位置傳感器一般都用CIS表示。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識別氣缸1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動機起動時識別出第一次點火時刻。因為凸輪軸位置傳感器能夠識別哪一個氣缸活塞即將到達上止點，所以稱為氣缸識別傳感器。3．曲軸（凸輪軸）位置傳感器的類型曲軸（凸輪軸）位置傳感器有磁脈沖式（圖6-4-2）、（圖6-4-3）和光電式（圖6-4-4）三種類型。雪鐵龍愛麗舍發動機使用的是磁脈沖式曲軸位置傳感器。圖6-4-2磁脈沖式曲軸位置傳感器4．磁脈沖式曲軸位置傳感器的工作原理雪鐵龍愛麗舍發動機使用的是磁脈沖式曲軸位置傳感器系統，它包括一個曲軸位置信號盤和一個耦合線圈。信號盤有60-2個齒，安裝在曲軸上。耦合線圈由纏繞的銅線、鐵芯和磁鐵組成。圖6-4-3霍爾式曲軸位置傳感器圖6-4-4光電式曲軸位置傳感器1313--曲軸位置傳感器（發動機轉速傳感器）1115--凸輪軸位置傳感器（氣缸相位轉感器）圖6-4-5雪鐵龍愛麗舍轎車曲軸及凸輪軸位置傳感器電路圖。信號盤旋轉時，隨著每個齒經過耦合線圈，便產生一個脈沖信號。發動機每轉一圈，藕合線圈產生60-2個信號。ECU根據這些信號計算出曲軸位置和發動機轉速。使用這些計算結果，可以控制燃油噴射時間和點火正時。如圖6-4-5所示為雪鐵龍愛麗舍轎車曲軸及凸輪軸位置傳感器電路圖。二、任務準備1．所需的工量具及材料(1)設備：雪鐵龍愛麗舍拉轎車一輛。(2)工量具：數字式萬用表、試燈、10號T字桿、塞尺、解碼器一臺、32件套筒工具、內六角5mm、內六角4mm、13mm開口扳手、數字萬用表、一字螺絲刀、蓄電池及導線、博世KT720。(3)材料：雪鐵龍愛麗舍轎車維修手冊、教材、現代汽車技術工作室、配備多媒體教學設備和課桌椅、零件車、三角木、三件套、雪鐵龍愛麗舍轎車維修手冊、教材、現代汽車技術工作室、配備多媒體教學設備和課桌椅、工作臺、各種類型點火模塊、曲軸位置傳感器等。檢測流程分析1)拆裝程序安裝座椅套、轉向盤套、地板墊→放置車輪擋塊→打開發動機罩→安裝三件套→檢查油、水、電→檢查外觀、各插接器、各管接頭→讀取故障碼、數據流。2)檢測程序讀取故障碼、數據流→點火線圈連接線→點火線圈元件→火花塞→ECM連接線→ECM→恢復設備→讀取故障碼、數據流。三、任務實施在進行發動機點火系統檢測作業之前，應首先在車輛維修手冊上找到“點火系統”這一節內容，根據維修手冊的提示和說明并結合實車進行分析和探討，制定正確合理的檢測方案。在檢測過程中，嚴格按照維修手冊的規范和要求進行操作，才能保證順利完成點火系統的檢測作業，同時在維修過程中遵守7S原則。（一）雪鐵龍愛麗舍轎車點火控制模塊拆裝與檢修點火控制模塊拆裝步驟如下：根據雪鐵龍愛麗舍轎車維修手冊點火控制模塊拆裝步驟如下：表6-4-1工具、材料檢查與準備，量具檢查與校對，對把汽車開到水平路面停放好，拉好駐車制動器；打開發動機罩，用支撐桿把發動機罩支撐好；用磁性護墊把左右翼子板、前保險杠墊好。2.拆下空氣濾芯器總成3.拆卸發動機飾板罩拆卸廢氣管5、拆卸點火模塊接線插座6、點火模塊插座7.拆卸點火模塊固定螺釘8.取出點火模塊根據雪鐵龍愛麗舍轎車維修手冊點火控制模塊檢測步驟如下：工具、材料檢查與準備，量具檢查與校對，對把汽車開到水平路面停放好，拉好駐車制動器；打開發動機罩，用支撐桿把發動機罩支撐好；用磁性護墊把左右翼子板、前保險杠墊好。端子：6543212.1135為點火模塊電路圖：6端子為搭鐵線；5端子為電源線；1、2、3、4端子為信號線3、測量電控模塊的靜態電壓：：1、2、3、4、5端子與搭鐵的電壓。測量點火控制模塊的動態電壓：1、2、3、4、5端子與搭鐵的電壓。用試燈筆測量各個端子的導電情況6.用萬用表測量各個端子與搭鐵的電壓：7.測量點火模塊的內阻：各個端子兩兩相測8、恢復設備，收拾工量具。清潔場地。雪鐵龍愛麗舍轎車曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器雪鐵龍愛麗舍轎車曲軸位置傳感器的特點見表6-4-1。雪鐵龍愛麗舍轎車曲軸位置傳感器的特點表6-4-1(1)曲軸位置傳感器的信號電壓隨著發動機轉速的增加而增大。(2)雪鐵龍愛麗舍轎車曲軸位置傳感器的故障碼為P0335、凸輪軸位置傳感器故障碼為P0075。(3)曲軸位置傳感器的故障部位可能是電路短路或斷路、曲軸位置傳感器損壞、電腦板問題。根據雪鐵龍愛麗舍轎車維修手冊曲軸位置傳感器檢測步驟如下。1.工具、材料檢查與準備，量具檢查與校對，對把汽車開到水平路面停放好，拉好駐車制動器；打開發動機罩，用支撐桿把發動機罩支撐好；用磁性護墊把左右翼子板、前保險杠墊好。拆下空氣濾芯器3.找到曲軸位置傳感器的安裝位置，位于飛輪與變速器附近拔出曲軸位置傳感器插頭2VNR5.測量曲軸位置傳感器1313線路好壞，用數字萬用表檢測曲軸位置傳感器1313插頭2VNR1號端--搭鐵之間的電阻正常為無窮大，插頭2VNR2號端--搭鐵之間的電阻正常為無窮大。6.打開電門，用數字萬用表檢測曲軸位置傳感器1313插頭2VNR1號端--搭鐵之間的電壓正常為2.51V，插頭2VNR2號端--搭鐵之間的電壓正常為2.51V。7.檢測曲軸位置傳感器（1313）的電阻是否正常，拆下曲軸位置傳感器。用數字萬用表檢測傳感器1端—2端的電阻，正常值為484?8、裝回曲軸位置傳感器（1313），并恢復好。插回曲軸位置傳感器1313插頭2VNR，使用博世汽車分析儀檢測曲軸位置傳感器波形是否正常，負表筆接2端線，正表筆接1端線，起動發動機運行，測量波形正常如下圖：10、恢復設備，收拾工量具。清潔場地。根據雪鐵龍愛麗舍轎車維修手冊凸輪軸位置傳感器檢測步驟