检查与维修电子控制点火系统

1学习任务学习任务 9 9 电控点火系统的检测与维修电控点火系统的检测与维修学习目标学习目标完成本学习任务后，你应当能1.回顾传统点火系统的基本组成及工作原理；2.叙述点火系统的发展历史及分类；3.叙述电控点火系统的组成与工作原理，对比电控点火系统各组成元件与传统点火系统各组成元件的异同；4.正确检查电控点火系统各组成元件及 IGT、IGF、G 信号的波形；5.能按照给定的排查计划排除电控点火系统的故障。建议完成本学习任务为建议完成本学习任务为 24 课时课时学习内容的结构学习内容的结构检查火花塞检查点火线圈排除电控点火系统火 花不良故障的程序检查分电器检查高压线电控点火系统的电路 图分析检查点火器电 控 点 火 系 统 的 检 测 与 维 修回忆传统点火系统的组成与工作原理点 火 系 统 的 发 展 与 分 类电控点火系统的组成与工作原理分 电 器火 花 塞点 火 线 圈高 压 线电控点火系统与传统点火系统的区别点 火 器认识晶体管点火系统认识电控点火系统2学习任务描述学习任务描述一台电控发动机由于火花塞的火花不良导致发动机性能故障,需对电控点火系统各元件及其电路进行检查，确定故障部位，并维修或更换。汽油发动机正常工作的三要素：良好的空气燃油混合气，足够高的气缸压缩压力，正确的点火时刻及强烈的火花。而点火系统的作用就是在最佳点火时刻产生强烈的电火花，点燃空气燃油混合气。一、学习准备一、学习准备（一）点火系统的发展与分类随着汽车发动机技术的高速发展，点火系先后经历了传统触点式点火系统、晶体管点火系统和计算机控制的电子点火系统 3 个阶段，其中电控点火系统又分为有分电器电控点火和无分电器电控点火两个阶段。*1.回忆传统触点式点火系统的组成与工作原理。1.根据图 9-1，参考相关书籍，将下列表格补充完毕。元件代号名称安装位置1蓄电池发动机舱左前234567图9-1 传统触点式点火系统32.对照图 9-1 将传统触点式点火系统各元件用导线连接起来。 任务完成3.打开点火开关，转动分电器轴，观察火花塞是否有火花？ 有 没有小提示小提示火花塞跳火时的点火电压在 10000V 左右，因此转动分电器轴时，手不能接触高压线、分电器盖、火花塞等部位。4.若断开点火开关与点火线圈之间的导线，重复步骤 3，观察火花塞是否有火花？ 有 没有5.若断开点火线圈与分电器之间的导线，重复步骤 3，观察火花塞是否有火花？ 有 没有6.拆下分电器上的中央高压线，让中央高压线直接连接一个火花塞，打开分电器盖。 任务完成7.转动分电器轴，当火花塞跳火时，观察断电器触点是否打开？每次跳火时，分电器的分火头是否改变？8.通过以上的实验，回忆传统触点式点火系统的点火线圈如何产生高压电，如何将产生的高压电分配到各个气缸的火花塞？*2.晶体管点火系统是由哪些元件组成，与传统点火系统有什么不同？4图 9-2 晶体管点火系统51.根据图 9-2，参考相关书籍，将下列表格补充完毕。元件代号名称安装位置1蓄电池发动机舱左前234562.晶体管点火系统的点火正时控制装置与传统触点式点火系统相同，不同的是晶体管点火系统用 取代了传统点火系中的触点，根据信号发生器产生的电信号来控制点火线圈初级电流的通断。小词典小词典点火正时：从点火开始到混合气完全燃烧大约需 2 毫秒，只要混合气浓度不变，这个时间就是不变的。而要获得最佳的发动机输出，最大燃烧压力应该在上止点后约 10°到达，因此火花塞必须在上止点之前跳火。这个时间上的配合就称作“点火正时”,“点火正时”往往用上止点前所对应的曲轴转角来表达，即“点火提前角” 。3.晶体管点火系统中的信号发生器的工作原理及结构类似于凸轮轴位置传感器，常用的类型有 、 和光电式三种，其中前两种应用更广泛。4.你们学校是否有采用晶体管点火系统的实验汽车(发动机台架)?如果有,是什么品牌的汽车?试例举几种采用晶体管点火系统的常见车型?*3.电控点火系统有几种？有哪些元件？与晶体管点火系统又有什么不同呢？1.认识有分电器式电控点火系统。61）根据图 9-3，参考相关书籍，将下列表格补充完毕。元件代号名称安装位置1分电器排气凸轮轴末端2345678点火开关92）有分电器式电控点火系统是在晶体管点火系统的基础上，根据各传感器传来的信号，通过发动机 控制点火正时和初级电流的通电时间，即增加了电控点火提前（ESA）功能，取消了离心式、真空式点火提前装置。3)有些有分电器式电控点火系统的点火线圈、点火器、分电器分开安装，有些的点火线圈安装在分电器内、点火器安装在分电器外，有些的点火线圈、点火器安装在分电器内。调查丰田皇冠 2JZ-GE、丰田威驰 5A-FE、本田雅阁 F23A 发动机分别属于哪一种？图 9-3 有分电器式电控点火系统72.认识无分电器电控点火系统。无分电器式电控点火系统又称为直接点火系统，完全取消了分电器，直接将点火线圈产生的高压电传递给火花塞，使其点火。这种点火系统消除了因分电器带来的缺陷，进一步提高点火性能，降低点火能量的损失，提高点火系统的可靠性和耐久性，在目前的汽油发动机中占主导地位。无分电器点火系统又分为双缸同时点火方式和单独点火方式两种。1）双缸同时点火方式。（1）根据图 9-4，参考相关书籍，将下列表格补充完毕。元件代号名称安装位置123（2）这种点火系统是在有分电器电控电火系统的基础上，取消了 ，将点火线圈产生的高压电通过 直接传递给火花塞。一般是 个气缸共用一个点火线圈，即一个点火线圈分别与 个火花塞相连。（3）这种点火系统的火花塞在 行程点火一次， 行程再点火一次。（4）试举出几款我国目前采用这种点火系统的常见车型。2）单独点火方式。图 9-4 双缸同时点火的无分电器电控点火系统（配示意简图）8（1）根据图 9-5，参考相关书籍，将下列表格补充完毕。元件代号名称安装位置12345（2）这种点火系统是在双缸同时点火的基础上，取消了 ，将点火线圈产生的高压电直接传递给火花塞。一般是 个气缸用一个点火线圈，即一个点火线圈与 个火花塞相连。（3）试举出几款我国目前采用这种点火系统的常见车型。*4.对比几种点火系统有什么区别？1.控制功能区别（在空格内填写部件名称）图 9-5 单独点火的无分电器电控点火系统9系统名称哪个部件控制初级电流通断哪个部件控制点火正时哪个部件分配高压电传统点火系统触点离心式、真空式点火提前装置分电器晶体管点火系统有分电器电控电火系统无分电器双缸同时点火系统无分电器单独点火系统2.结构对比（在空格内填写有无这种元件）火花塞高压线分电器点火线圈点火器ECU传统点火系统有有有有无无晶体管点火系统有分电器电控电火系统无分电器双缸同时点火系统无分电器单独点火系统（二）电控点火系统*5.电控点火系统有哪些元件组成？ 1.参照图 9-6（或老师提供的有分电器电控点火系统元件布置图） ，在汽车上找到电控点火系统的电子控制单元（ECU） 、点火器、分电器、火花塞、高压线、保险丝等组成元件。元 件系 统10图 9-6 丰田 5S-FE 发动机电控点火系统元件布置图图 9-7 有分电器电控点火系统控制原理图1-主继电器 3-空气流量传感器 5-温度传感器 4-基准位置传感器 5-转速传感器 6-ECU 7-EFI 控制 8-ESA 控制 9-点火信号 10-通电开始 11-点火正时信号(IGT) 13-点火控制模块 15-点火监视回路 14-闭合角控制 15-点火线圈 16-点火开关 17-蓄电池 18-至分电器 19-至发动机转速表112.参照图 9-7，描述电控点火系统的控制过程。小词典小词典IGT：点火正时信号（丰田车用 IGT 表示） 。发动机 ECU 根据不同传感器的信号，计算出最佳的点火正时，并向点火器发送 IGT 信号，点火器根据接收到的IGT 信号断开点火线圈初级电流，使点火线圈产生高压电。IGF：点火确认信号（丰田车用 IGF 表示） 。当点火线圈的初级电流被断开时，点火器根据点火线圈产生的反电动势，向 ECU 发出一个 IGF 信号，ECU 接收到该信号后，便认为点火已成功。不是所有的车型都有点火确认信号。3.参照图 9-8（或老师提供的双缸同时点火电控点火系统元件布置图） ，在汽车上找到电控点火系统的各传感器、电子控制单元（ECU） 、点火器、点火线圈、火花塞、高压线等组成元件。124参照图 9-9（或老师提供的单独点火电控点火系统元件布置图） ，在汽车上找到电控点火系统的各传感器、电子控制单元（ECU） 、点火器、点火线圈、火花塞等组成元件。*6什么是点火线圈？电控点火系统采用了什么样的点火线圈？点火线圈可以将蓄电池供给的 12V 低压电转变为 15kv-20kv 的高压电，足以使火花塞电极间产生跳火。图 9-8 大众捷达五阀发动机电控点火系统元件布置图1- 活性炭罐的电磁阀 2- 空气流量计 3- 连接管加热电阻 4- 4 孔插头连接器 5- 节气门控制单元 6- 进气温度传感器 7- 喷油嘴 8- 发动机控制单元9- 冷却液温度传感器 10- 燃油压力调节器 11- 发动机转速传感器 12- 点火线圈13- 爆震传感器 1 14- 爆震传感器 2 15-火花塞 16-霍尔传感器（凸轮轴位置传感器）17- 活性炭罐13a)传统点火系统用点火线圈 b)有分电器式电控点火系统用点火线圈 c)双缸同时点火电控点火系统用点火线圈 d)单独点火电控点火系统用点火线圈图 9-10 点火系统用到的各种点火线圈的结构图 9-9 丰田花冠 1ZZ-FE 发动机电控点火系统元件布置图141.将图 9-10 中各种点火系统用点火线圈组成部分的名称写在序号后的空格中。1、 2、 3、 4、 2.电控点火系统采用的点火线圈是什么类型的点火线圈？ 闭磁路点火线圈 开磁路点火线圈这种点火线圈比起传统点火系统的点火线圈体积要小，但点火能量要高。3.你们学校实验车（发动机台架）的点火线圈安装在发动机的哪些部位？*7.什么是点火器？点火器的作用是按发动机电子控制单元（ECU）输出的点火信号（IGT）精确地中断流往点火线圈的初级电流。当点火时，点火器又将 1 个点火确认信号（IGF）输送给发动机的 ECU。如果发动机 ECU 未收到 IGF 信号，则可认定点火系统内存在故障，并停止燃油喷射。1.讨论发动机 ECU 未收到 IGF 信号，不停止燃油喷射，有什么害处？2.你们学校实验车（发动机台架）的点火器安装在汽车上的哪些部位？*8.火花塞的作用是什么？有几种火花塞？电控点火系统采用的火花塞有什么特点？火花塞的作用是利用点火线圈产生的高压电，在中心电极和侧电极（接地电极）之间产生火花，点燃气缸中已压缩的空气燃油混合气。1.在图 9-11 中标出火花塞的各组成部分名称。车型（发动机型号）安装位置车型（发动机型号）安装位置15电控点火系统所用到的火花塞与传统火花塞基本结构相同，但在火花塞间隙、电极形式等方面有所改进，图 9-12 是目前常用到的几种火花塞。小词典小词典火花塞间隙：火花塞侧电极和中心电极之间的距离。一般在 0.71.2mm 之间。此外，除