汽车电气设备与维修第5章.ppt

1 1项目五 个人电子银行与电子支付任务任务1 晶体管点火系统的故障诊断晶体管点火系统的故障诊断任务任务2 微机控制点火系统的故障诊断微机控制点火系统的故障诊断拓展知识拓展知识项目小结项目小结2 2　　　　【学习目标】【学习目标】　　(1) 了解点火系统的功用和分类　　(2) 熟悉点火系统的组成与工作原理　　(3) 熟悉点火系统各主要元件的作用、结构组成与工作原理　　(4) 掌握电子点火系统的线路连接和电路分析　　(5) 熟悉微机控制点火系统点火提前角的控制方法　　(6) 掌握电子点火系统的故障诊断和排除方法项目五项目五 点火系统的检修点火系统的检修3 3　　(7) 能进行微机控制点火系统的故障诊断分析和排除　　(8) 能通过检测设备，对点火系统常见故障进行正确的诊断与排除4 4　　　　【任务描述与解析】　　【任务描述与解析】　　一辆北京切诺基吉普车采用的是磁感应式电子点火系统，发动机不能启动，初步检查，发现高压无火，判断点火系统有故障现要求对点火系统各元件进行检测，记录检测数据，并判定各元件的性能，排除故障　　要准确合理地检修点火系统故障，必须熟悉点火系统结构原理和具体的点火系统类型；必须清楚不同类型点火系统的控制原理和检修思路。

任务任务1 晶体管点火系统的故障诊断晶体管点火系统的故障诊断5 5　　【相关知识】　　【相关知识】　　一、点火系统概述　　一、点火系统概述　　　　1．点火系统的作用与要求．点火系统的作用与要求　　在汽油发动机中，汽缸内被压缩后的可燃混合气是靠电火花点燃的点火系统的作用就是把汽车电源系统提供的低压电转变成高压电，并按发动机汽缸工作顺序适时地引入汽缸，形成电火花，点燃混合气，从而使发动机正常工作　　点火系统应在发动机各工况和使用条件下，都能保证可靠而准确地点燃可燃混合气点火系统必须符合以下三个基本要求6 6　　1) 能产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压　　电火花是在火花塞两电极之间由于高压放电而产生的能使火花塞两电极间产生电火花所需要的高电压，称为击穿电压作用于火花塞两电极间的电压通常为20 kV～30 kV　　2) 电火花应具有足够的点火能量　　要使可燃混合气被点燃，电火花必须具有足够的点火能量7 7　　3) 点火时刻应适应发动机的各种工况　　发动机的点火时刻用点火提前角表示点火提前角是指火花塞跳火时的曲柄位置与活塞上止点时曲柄位置的夹角点火系统必须能自动调节点火提前角，使点火时间能适应发动机的各种工况。

8 8　　　　2．点火系统的类型及发展．点火系统的类型及发展　　按照点火系统控制初级电路的方式不同，汽车点火系统可以划分为传统点火系统、晶体管电子点火系统和微机控制点火系统三类汽车点火系统的分类如图5.1所示9 9图5.1　汽车点火系统的分类1010　　1) 传统点火系统　　传统点火系统也称蓄电池点火系统、触点式点火系统传统点火系统的结构如图5.2所示1111图5.2 传统点火系统结构1212　　传统点火系统已被新型的电子点火系统和微机控制点火系统所取代1313　　2) 晶体管电子点火系统　　电子点火系统是利用晶体三极管或者晶闸管作为开关，接通与断开点火线圈初级电流的点火装置，解决了传统点火系统工作时触点火花较大而带来的一系列问题在无触点电子点火系统中，信号发生器取代了凸轮触点机构，利用电子控制的方法使点火线圈的初级电流间歇流动，从而在点火线圈次级产生点火高压 　　无触点电子点火系统可以按照信号发生器的工作原理不同，分为磁感应式、光电式、霍尔效应式等几种类型无触点电子点火系统的结构如图5.3所示1414图5.3 无触点电子点火系统结构1515　　3) 微机控制点火系统　　20世纪70年代末期，以微机控制点火时刻的电子控制系统开始在汽车上使用。

这种点火系统解决了传统分电器真空和离心点火提前调节装置不能适应发动机工况和状态改变时对点火提前角的实际需要的问题，使发动机的油耗和排污进一步降低目前，微机控制点火系统是最先进的点火系统，在实际中的应用也越来越普遍，其结构如图5.4所示1616图5.4 无分电器的微机控制点火系统1717　　微机控制点火系统废除了真空和离心式点火提前装置点火提前角由微机控制，将点火提前到发动机刚好不至于产生爆燃的范围按照有无分电器分类，微机控制点火系统可分为微机控制的有分电器电子点火系统和微机控制的无分电器电子点火系统两种1818　　二、传统点火系统的组成及工作原理　　二、传统点火系统的组成及工作原理　　　　1．传统点火系统的组成．传统点火系统的组成　　传统点火系统的组成如图5.5所示，主要由电源、点火开关、点火线圈、断电器、配电器、电容器、火花塞、高压导线、附加电阻等组成1919图5.5　传统点火系统的组成2020　　　　2．传统点火系统的工作原理．传统点火系统的工作原理　　在传统点火系统中，蓄电池或发电机供给12 V低电压，经点火线圈和断电器转变为高电压，再经配电器分送到各缸火花塞，使电极间产生电火花。

传统点火系统的工作原理如图5.6所示2121图5.6 传统点火系统的工作原理2222　　发动机工作时，断电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转断电器凸轮转动时，断电器触点交替地闭合和打开　　触点闭合时，点火线圈初级绕组中的初级电流按指数规律增长，触点打开后，初级电流迅速降到零，在初级绕组和次级绕组中都产生感应电动势由于次级绕组匝数多，因此可产生高达15 kV～20 kV的互感电势2323　　高压电路在触点从闭合到断开瞬间以点火线圈次级绕组为高压电源，以火花塞电极间隙为负载，火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃可燃混合气发动机工作期间，断电器凸轮每转一周，各缸按点火顺序轮流点火一次2424　　三、点火系统主要零件的结构　　三、点火系统主要零件的结构　　　　1．点火线圈．点火线圈　　点火线圈由初级绕组、次级绕组和铁芯组成传统触点式点火系统基本上都使用开磁路的点火线圈，闭磁路点火线圈多用于电子点火系统　　(1) 开磁路点火线圈开磁路点火线圈的结构如图5.7所示，它的上端装有胶木盖，其中央凸出部分为高压插孔，其余的接线柱为低压接线柱根据低压接线柱的数目不同，点火线圈有两接线柱和三接线柱之分。

2525图5.7 开磁路点火线圈的结构2626　　(2) 闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈的结构如图5.8所示与开磁路点火线圈相比，闭磁路点火线圈具有漏磁少、能量损失小、转换效率高、体积小、质量轻和散热容易等优点，因此已在电子点火系统中广泛应用2727图5.8 闭磁路点火线圈2828　　　2．分电器．分电器　　传统分电器由断电器、配电器、电容器和点火提前调节机构组成，如图5.9所示2929图5.9　传统分电器结构示意图3030　　1) 断电器　　断电器是一个串联在点火线圈初级绕组电路中，用以控制低压电流的开关设备，由活动触点、固定触点及凸轮组成，其作用是周期性地接通和切断点火线圈低压电路　　2) 配电器　　配电器安装在断电器上方，由胶木制的分电器盖和分火头组成，其作用是按发动机点火顺序将高压电分配到各缸火花塞上分火头插装在凸轮的顶端，和凸轮一起旋转，其上有金属导电片配电器常见故障有分电器盖或分火头裂损、受潮或绝缘击穿，会导致发动机不能启动3131　　3) 电容器　　电容器的作用是：当触点分开时可减小触点间的火花，防止触点烧蚀；同时提高次级电压　　电容器常见的故障有绝缘击穿(导致短路或漏电)以及内部引出线断路。

可用万用表或试灯法检查　　4) 点火提前角调节机构　　为了保证发动机在任何工况下都能实现最佳点火，在分电器中设置了离心点火提前机构和真空点火提前机构3232　　(1) 离心点火提前机构离心点火提前机构的功能是在发动机转速发生变化时自动调节点火提前角它通常装在断电器固定底板的下部，结构如图5.10所示在分电器轴上固定有托板，两个重块分别套在托板的柱销上，重块另一端由弹簧拉住，凸轮和拨板为一体，套在分电器轴的上端，而拨板两端的孔则插在离心块的销钉上　　随着发动机转速升高，重块的离心力增大，克服弹簧拉力绕柱销转动一角度，销钉推动拨板，使凸轮沿旋转方向相对于轴转过一角度，点火提前角增大转速下降时，弹簧将重块拉回，使提前角自动减小3333图5.10 离心点火提前机构3434　　(2) 真空点火提前机构真空点火提前机构的功能是在发动机负荷变化时，自动调节点火提前角它安装在分电器壳体的外侧，其内部构造及工作原理如图5.11所示壳内装有膜片，将其内部分成两个腔室，位于分电器壳体一侧的腔室与大气相通，另一腔室用管子接到化油器下体空气管上的一个专设的小通气孔，该孔在节气门怠速开度时，处于节气门正前方，与怠速过渡喷孔邻近，膜片中心固装着拉杆，拉杆的另一端固装一销钉，断电器活动底板就套装在拉杆的销钉上，因此拉杆运动可带动断电器活动底板转动。

3535　　当发动机负荷小时，节气门开度小，小孔处真空度较大，吸动膜片，拉杆推动活动板带着触点副逆着凸轮旋转方向转动一定角度，使点火提前角增大节气门开度大(负荷增大)时，小孔处真空度降低，膜片在弹簧力作用下，使点火提前角自动减小怠速时，节气门接近全闭，小孔处于节气门上方，真空度几乎为零，使点火提前角很小或基本不提前，以保证怠速稳定运转　　点火提前机构常见故障有离心提前机构弹簧失效及真空提前机构膜片破裂、断电器活动底板卡滞等3636图5.11 真空点火提前机构的工作原理3737图5.12 火花塞的结构3838　　　3．火花塞．火花塞　　1) 火花塞的构造　　火花塞的作用是将点火线圈产生的高压电引入发动机的燃烧室，在其电极间隙中形成电火花，以点燃可燃混合气　　火花塞的结构如图5.12所示，在钢质壳体5的内部固定有陶瓷绝缘体2在绝缘体中心孔的上部装有金属杆3，金属杆上端有接线柱1，用于连接高压导线，下部装有中心电极9金属杆3与中心电极9之间用导电玻璃6密封，铜制内垫圈4和8起密封和导热作用壳体5上部的外侧制成六角平面，以便于拆装，下部的螺纹安装在发动机汽缸盖的火花塞孔内，壳体下端固定有弯曲的侧电极10。

3939中心电极和侧电极一般都是分别采用不同的镍锰合金或贵金属合金制成的，具有良好的耐高温、耐腐蚀性能火花塞的电极间隙一般为0.6 mm～0.7 mm采用高能电子点火装置时，其火花塞间隙可增大至1.0 mm～1.2 mm4040　　2) 火花塞的热特性　　火花塞的热特性是指火花塞发火部位吸收热量并向发动机冷却系统散热的能力要使火花塞正常工作，其绝缘体裙部的温度应保持在500℃～600℃，使落在绝缘体上的油滴立即烧掉，不致形成积炭这个温度称为火花塞的“自净温度”如果绝缘体裙部的温度低于自净温度，那么就会引起火花塞积炭；若温度过高，则混合气与炽热的绝缘体接触时，会引起炽热点火而产生“早燃”、“爆燃”等现象因此，火花塞的热特性必须与发动机相适应，以保证火花塞在发动机内良好工作4141　　火花塞的热特性主要取决于绝缘体裙部的长度绝缘体裙部长的火花塞的受热面积大，传热距离长，散热困难，裙部温度高，称为“热型”火花塞；反之，裙部短的火花塞，吸热面积小，传热距离短，散热容易，裙部温度低，称为“冷型”火花塞热型火花塞适用于低压缩比、低转速、小功率的发动机；冷型火花塞适用于功率大、转速高和压缩比大的发动机。

　　对于火花塞的热特性，我国是以绝缘体裙部的长度来标定的，并分别用热值来表示，见表5.1火花塞的热特性选用的是否合适的判断方法是：如果火花塞经常由于积炭而导致断火，则表示它偏冷，热值选用过高；如果发生炽热点火(易引起爆燃或回火现象)，则表示偏热，热值选用过低4242　　表5.1 火花塞裙部长度与热值4343　　四、电子点火系统　　四、电子点火系统　　　1．电子点火系统的组成及基本工作原理．电子点火系统的组成及基本工作原理　　普通电子点火系统一般由电源、点火开关、点火线圈、电子点火器、无触点分电器、火花塞等组成，如图5.13所示其中，无触点分电器主要由信号发生器、配电器和点火提前调节装置组成配电器和点火提前调节装置与传统分电器类似，信号发生器有霍尔效应式、磁感应式、光电式等4444图5.13 无触点电子点火系统的组成4545　　普通电子点火系统的基本工作原理如图5.14所示，转动的分电器根据发动机做功的需要，使点火信号发生器产生某种形式的电压信号(有模拟信号和数字信号两种)，该电压信号经电子点火器大功率晶体管前置电路的放大、整形等处理后，控制串联于点火线圈初级回路的大功率晶体管的导通和截止。

大功率晶体管导通时，点火线圈初级电路导通，点火系统储能；大功率晶体管截止时，点火线圈初级电路断路，次级绕组产生高电压4646图5.14 电子点火系统的基本工作原理4747　　　　2．磁感应式电子点火系统．磁感应式电子点火系统　　磁感应式无触点电子点火系统也叫磁脉冲式无触点电子点火系统，它用磁脉冲信号发生器代替传统的断电器，当分电器旋转时，磁脉冲信号发生器产生信号电压，经脉冲信号放大器放大后，推动大功率管工作，控制点火线圈初级绕组电路的通断，使次级绕组产生高压电，通过火花塞跳火点燃混合气4848　　1) 丰田汽车用无触点电感储能磁感应式电子点火系统　　丰田汽车装用的20R型发动机点火系统采用无触点电感储能磁感应式电子点火系统，解放CA1092型汽车电子点火系统也是采用的磁感应式无触点电子点火装置此系统主要由磁脉冲式分电器、脉冲信号放大器(电子点火器)、高能点火线圈、火花塞等组成磁脉4949图5.15 磁感应式信号发生器的基本结构5050　　冲式分电器内没有触点，而是装用了一个磁脉冲式点火信号发生器　　磁感应式信号发生器用于产生点火控制信号，装在分电器内的底板上，如图5.15所示。

它由装在分电器轴上的信号转子、永久磁铁、铁芯和绕在铁芯上的传感线圈等组成信号转子由分电器轴驱动，转子上的凸齿数与发动机汽缸数相等　　磁感应式点火信号发生器是利用电磁感应原理工作的，当通过传感线圈的磁通发生变化时，在传感线圈内便产生交变电动势信号发生器的工作原理如图5.16所示5151图5.16 磁感应式信号发生器的工作原理5252　　点火信号发生器的信号转子由分电器轴带动旋转，信号转子随分电器旋转一周，传感线圈上产生的脉冲信号个数正好与汽缸数相同电子点火器组装在一个小盒内，其基本电路如图5.17所示它利用信号发生器产生的电压信号控制三极管VT2的导通与截止，从而控制大功率管VT5的导通与截止，使点火线圈工作5353图5.17 丰田汽车磁感应式电子点火系统电路5454　　2) 电子点火系统的主要元件　　电子点火系统与传统点火系统相比，主要区别在于点火信号发生器和电子点火器(点火模块)电子点火器和点火信号发生器是配套使用的，点火信号发生器一般安装在分电器内　　磁感应式无触点分电器总成的结构组成如图5.18所示，与传统的分电器相比，只是由点火信号发生器取代了断电器，并取消了电容器。

5555图5.18 磁感应式无触点分电器总成5656　　　　3．霍尔效应式电子点火系统．霍尔效应式电子点火系统　　若点火系统的信号发生器是应用霍尔效应原理制成的，以霍尔信号发生器进行触发，则称为霍尔效应式电子点火系统它由内装霍尔信号发生器的分电器、点火控制器、点火线圈和火花塞组成图5.19所示为桑塔纳轿车霍尔效应式电子点火系统，与霍尔信号发生器相匹配的点火控制器一般都制成集成电路形式，该点火装置仍然采用传统的离心和真空点火提前机构5757图5.19 桑塔纳轿车霍尔效应式电子点火系统图5858　　1) 霍尔信号发生器　　霍尔信号发生器装在分电器内，其示意图和基本结构如图5.20所示，它由触发叶轮和霍尔传感器组成触发叶轮和传统分电器的凸轮一样，套装在分电器轴的上部，由分电器轴带动旋转，又能相对分电器轴做少量转动，以保证离心调节装置正常工作触发叶轮的叶片数与汽缸数相等，其上部套装分火头，与触发叶轮一起转动5959图5.20 霍尔信号发生器6060　　霍尔传感器由带导板(导磁)的永久磁铁和霍尔集成块组成，触发叶轮的叶片在霍尔集成块和永久磁铁之间转动霍尔集成块包括霍尔元件和集成电路，霍尔信号发生器工作时，霍尔元件产生的霍尔电压UH约为20 mV，信号很微弱，还需由集成电路进行信号处理。

霍尔元件产生的霍尔电压信号(UH)经过放大、脉冲整形，最后以整齐的矩形脉冲波输出，输出可达几百毫伏　　霍尔信号集成块的原理框图如图5.21所示6161图5.21 霍尔信号集成块的原理框图6262　　霍尔信号发生器是一个有源器件，霍尔信号集成块的电源由点火器提供霍尔集成电路输出级的集电极为开路输出形式，其集电极的负载电阻设置在点火器内霍尔信号发生器有三根引出线，且与点火器件相连接，其中一根是电源输入线，一根是霍尔信号输出线，一根是接地线　　霍尔信号发生器的工作原理如图5.22所示触发叶轮旋转时，每当叶片进入永久磁铁与霍尔集成块之间的空气隙时，霍尔集成块中的磁场即被触发叶轮的叶片旁路(或称为隔磁)，如图5.22(a)所示这时霍尔元件不产生霍尔电压，集成电路输出级的晶体管处于截止状态，信号发生器输出高电位6363图5.22 霍尔信号发生器的工作原理6464　　当触发叶轮的叶片离开永久磁铁与霍尔元件间的空气隙时，永久磁铁的磁通便通过霍尔集成块和导板构成回路，如图5.22(b)所示这时霍尔元件产生霍尔电压，集成电路输出级的晶体管处于导通状态，信号发生器输出低电位　　由此可见，叶片进入空气隙时信号发生器输出高电位；叶片离开空气隙时信号发生器输出低电位。

触发叶轮每转一周，便产生与叶片数相等个数的霍尔脉冲电压UH信号发生器输出方波中，高、低电位的时间比由触发叶轮叶片的分配角(叶片宽度)决定桑塔纳轿车用分电器高、低电位的时间比为7∶3点火器依据信号发生器输入的方波信号进行触发，并控制点火系统工作6565　　2) 点火器的功能和基本电路　　现以桑塔纳轿车为例介绍霍尔效应式点火电子组件的结构与性能　　桑塔纳轿车点火电子组件的基本电路如图5.23所示，点火电子组件中的核心部件是L497双列直插式点火集成块6666图5.23 桑塔纳轿车点火电子组件的基本电路6767　　桑塔纳轿车用的霍尔效应式电子点火系统中的点火器，除具有接通和切断初级电路的开关功能外，还具有其他许多功能，如限流控制、闭合角控制、停车断电保护等，因而使该点火系统具有更多的优越性，如点火能量高，且在怠速至高速的整个发动机转速范围内基本保持恒定；高速不断火；低速耗能小；启动可靠等　　桑塔纳轿车点火器的外形如图5.24所示6868图5.24 桑塔纳轿车点火器的外形图6969　　(1) 基本功能桑塔纳轿车电子点火系统的基本原理电路如图5.25所示接通点火开关，发动机转动时，分电器开始转动，当霍尔信号发生器的触发叶轮进入空气隙时，霍尔信号发生器输出高电位，通过导线6和3输入点火电子组件。

此时，点火器通过内部电路，适时地驱动点火器末级VT大功率管导通，接通初级电路其电路是：蓄电池“+”极→点火开关→点火线圈初级绕组W1→点火器→搭铁→蓄电池“-”极当触发叶轮的叶片离开空气隙时，霍尔信号发生器输出的信号下跳为低电位，当该信号通过点火器插座⑥和③进入点火器时，点火器末级大功率管VT立即截止，切断点火线圈初级电路，次级绕组产生高压电7070图5.25 桑塔纳轿车电子点火系统基本原理电路7171图5.26 点火线圈限流控制电路的原理7272　　(2) 点火线圈的限流控制为了增大初级电流，保证发动机在任何工况下都能实现稳定可靠的高能点火，一般匹配一种专用高能点火线圈，其线圈初级绕组的电阻R1较小，一般为0.5～0.8 Ω，桑塔纳轿车采用0.65 Ω　　在点火电子组件内设置有点火线圈限流控制保护电路，其目的是将初级电流限制在某一值并保持恒定不变因此，又称其为恒流控制电路7373　　点火线圈限流控制电路的原理如图5.26所示图中，RS为点火初级线圈电流的采样电阻，当RS电阻值一定时，其上的电压降与通过点火线圈的初级电流成正比采样电阻压降值反馈到点火集成块中的限流控制电路，使限流控制电路工作，保持点火线圈的初级电流恒定不变。

　　(3) 闭合角控制传统点火系统中的闭合角是指断电器触点闭合期间分电器凸轮转过的角度，即初级电路接通期间分电器轴转过的角度在电子点火系统中，闭合角又称导通角，是指点火电子组件末级大功率三极管导通期间，即初级电路接通期间分电器轴转过的角度7474　　对霍尔效应式电子点火系统而言，如果不加装闭合角控制电路，则闭合角是由分电器内信号发生器触发叶轮的分配角决定的，在发动机转速变化时，其闭合角也将始终保持不变闭合角控制的初级电流波形如图5.27所示7575图5.27 闭合角控制的初级电流波形7676　　由图5.27(b)所示可以看出，如果闭合角保持不变，则低转速时初级电路接通时间较长，高转速时初级电路接通时间较短导通时间tb与分电器转速成反比然而在电源电压一定时，由于初级电流从零上升到限流值的时间t1是一个定值，它不随转速变化，所以必然形成低转速时限流时间t2长，高转速时限流时间t2短的现象如果转速过高，则t2为0，甚至达不到限流值，导致出现点火能量不足或断火现象7777　　为了保证点火系统有足够的点火能量和次级电压，如果满足高转速时初级电流能上升到限流值并能稳定一定时间，则会出现低转速时限流时间t2过长的现象，这样将造成点火线圈、点火器中的大功率管VT过度发热而加速损坏，同时也会形成电能浪费。

为此，设置闭合角控制电路由此可知，闭合角控制的实质是对大功率管VT导通时间(初级电路接通时间)的控制，控制其导通时间在一定范围内基本保持不变，以确保高转速时有足够的能量和次级电压，不至于发生断火，又能防止低转速时点火线圈和点火电子组件过度发热而损坏7878　　实现闭合角控制的方法和电路很多，在普通电子点火系统中，实用中较为理想的控制方案是：在发动机转速、电源电压、点火线圈特性变化时，控制点火器中大功率管VT的导通时间t2保持不变　　当发动机转速变化时，闭合角控制电路在低转速时使大功率管VT延迟导通，在高转速时则提前导通，从而实现大功率管导通时间t2基本保持不变，如图5.27(c)所示7979　　在电源电压一定的条件下，采用闭合角控制电路后，在转速变化时，其导通时间tb不再随发动机转速变化，但导通时间tb所占的分电器轴转角，即闭合角却是变化的，低转速时闭合角减小，高转速时闭合角增大，即闭合角随转速的升高而增大，所以常称该电路为闭合角控制电路　　(4) 停车断电保护汽车停驶时，如果点火开关未关断，霍尔信号发生器可能(随机地)输出高电位且保持信号不变，其结果将是使点火线圈初级绕组长期处于接通状态，会使点火线圈及点火器大功率管等加速损坏。

为了避免上述情况的发生，在点火器内设立初级电路自动切断电路，一般称为停车断电保护电路8080　　如汽车停驶中忘记关断点火开关，霍尔信号发生器会较长期地输出高电位，如果输出高电位的时间大于设定的时间Tp(一般为1 s～2 s)，则点火电子组件的内部比较器驱动级工作，驱动末级大功率管VT缓慢地截止，使点火线圈初级电流逐渐下降为0，从而避免点火线圈长期通电，保护点火线圈和点火电子组件不被烧坏缓慢切断初级电流的目的是防止电流变化太快，以免在汽缸内产生火花，而使发动机误发动　　(5) 其他功能该点火器除上述功能外，还有慢恢复控制、过压保护、反向保护等功能，具有一定的先进性8181　　3) 系统主要元件　　霍尔效应式无触点分电器的结构如图5.28所示，它与传统的分电器相比，只是用霍尔效应式点火信号发生器取代了断电器霍尔效应式无触点分电器的真空点火提前装置拉杆拉动的是装有霍尔传感器的托盘8282图5.28 霍尔效应式无触点分电器的结构8383　　　　4．光电式电子点火系统．光电式电子点火系统　　光电式无触点电子点火系统应用光电效应的原理，以发光元件、光敏元件和遮光盘组成光电脉冲信号发生器来产生点火脉冲信号电压，并经放大电路放大后，推动大功率管工作，控制点火线圈初级绕组电路的通断，使次级绕组产生高压电，最终达到控制点火的目的。

8484　　1) 光电式点火信号发生器　　光电式点火信号发生器由光触发器、遮光盘及放大器等部件组成，它是将传统分电器中的电容除去，以光电式点火信号发生器替换传统断电器，其他结构仍保持不变，点火线圈也可使用传统式点火线圈8585图5.29 光电脉冲产生的原理8686　　光电脉冲的产生原理如图5.29所示光源一般采用发光二极管，光接收器是一只光敏三极管，当有光线照射时，光敏三极管就能产生基极电流遮光盘安装在分电器轴上，位于分火头下面盘上缺口数目与汽缸数目相等，当遮光盘随分电器轴转动时，即按一定位置产生光电点火信号8787　　2) 光电式无触点电子点火控制器　　光电式无触点电子点火控制器的作用是把光接收器的信号电流放大，从而通过大功率三极管接通和切断点火线圈初级电流，使次级绕组产生高压电，其电路如图5.30所示8888图5.30 光电式无触点电子点火控制器8989　　【任务实施】　　【任务实施】　　一、点火系统主要部件的检修　　一、点火系统主要部件的检修　　点火系统元件在车辆使用中可能发生烧坏、磨损、积污、腐蚀、漏电、断路、短路等故障，必须及时检修才能保证车辆正常工作　　　　1．分电器的故障与检修．分电器的故障与检修　　1) 分电器的故障　　分电器常见故障有分电器盖或分火头裂损、受潮或绝缘击穿，这将引起发动机“断火”或者不能启动。

　　点火提前机构常见故障有离心提前机构弹簧失效及真空提前机构膜片破裂9090　　2) 分电器的检查　　检查分火头和分电器盖是否漏电可在汽车上利用点火线圈的高压电对准分火头进行跳火试验，如果能跳火，说明分火头漏电分电器盖如有裂损应更换　　3) 分电器的试验　　分电器试验的目的在于检查凸轮分火角均匀度以及点火提前机构的工作特性试验可在汽车电气设备万能试验台上进行，试验内容包括点火均匀性试验、离心提前机构试验和真空提前机构试验9191　　　　2．点火线圈的检修．点火线圈的检修　　点火线圈的主要故障有：初级或次级绕组断路、短路或搭铁，绝缘盖破裂，附加电阻烧断等实际工作时，点火线圈还常因过热而发生故障　　点火线圈检查与试验的方法如下：　　(1) 观看点火线圈的外表，若绝缘盖破裂或外壳碰裂，应予以更换　　(2) 用万用表测量点火线圈的初级绕组、次级绕组的电阻值，应符合技术标准，否则说明有故障，应予以更换9292　　(3) 检验点火线圈的发火强度检查点火线圈产生的高电压时，可与分电器配合在试验台上进行试验，也可用对比跳火法检验，将被检验的点火线圈与好的点火线圈分别接上进行对比，看其火花强度是否一样。

9393　　　　3．火花塞的故障及检修．火花塞的故障及检修　　火花塞的故障有积炭、积油、间隙过大、绝缘体出现裂缝、漏气和过热等　　火花塞积炭为热特性太冷、混合气体过浓或润滑油过多所致积炭将导致漏电，使点火线圈产生的高压降低，致使发动机停火或间歇断火　　火花塞积油常在长时间启动时发生，积留在电极间的油滴使火花塞的击穿电压增高，启动困难9494　　电极间隙过大常因电极烧蚀所致间隙过大，火花塞击穿电压增高，使点火线圈工作在过负荷状态，高速时易断火间隙过小则火花弱小，不能可靠点燃混合气火花塞电极间隙检查应使用火花塞电极间隙量规进行，如图5.31所示，不得使用普通塞尺火花塞的间隙因车型车种的不同而异，如果间隙不符合标准，应用专用工具弯曲侧电极进行调整9595图5.31 火花塞间隙的测量与调整9696　　火花塞密封垫圈损坏或安装太松时可能漏气火花塞热特性太热会产生炽热点火，导致敲缸　　火花塞的清洁和试验最好在专用的火花塞试验器上进行火花塞在使用中应定期更换，以确保点火系统的性能9797　　4．磁感应式电子点火系统的检修．磁感应式电子点火系统的检修　　1) 磁感应式点火信号发生器的检查　　磁感应式点火信号发生器的常见故障有信号感应线圈短路、断路；转子轴磨损偏摆或定子移动，使转子与定子间的间隙不当等。

　　(1) 检查转子凸齿与定子铁芯或凸齿之间的气隙，检测参数见表5.2　　(2) 检测感应线圈的电阻，并与标准值比较电阻值若为无穷大，则断路；电阻值若较小，则为匝间短路过大和过小都需要更换9898　　表5.2 磁感应式信号发生器检测参数99992) 点火控制器的检查　　以丰田车点火控制器为例，可按下述方法进行检查，如图5.32所示　　(1) 松开分电器上的线路插接　　(2) 接通点火开关，采用一个1.5 V的干电池，将它的正、负极分别接点火控制器的两输入线，如图5.32(a)、(b)所示，用万用表测量点火线圈“-”接线柱与搭铁之间的电压两次测量的结果应分别为1 V～2 V和12 V，否则说明点火控制器有故障100100图5.32 丰田车点火控制器的检查101101　　　5．霍尔效应式电子点火系统的检修．霍尔效应式电子点火系统的检修　　1) 霍尔信号发生器的检查　　测量信号发生器的输出电压关断点火开关，打开分电器盖，拔出分电器盖上的中央高压线并搭铁，将电压表的两触针接在插接件信号输出线(O)和接地线(-)接柱上，如图5.33所示然后按发动机转动方向转动曲轴，同时观察电压表上的读数，其值一般在0 V～9 V之间变化。

当分电器触发叶轮的叶片在空气隙时，其电压值为2 V～9 V；当触发叶轮的叶片不在空气隙时，其电压值为0.3 V～0.4 V若电压不在0 V～9 V之间变化，则应更换霍尔信号发生器102102图5.33 检查霍尔信号发生器输出电压103103　　上述电压表显示的数值，由于生产年代不同，内部电路参数不同，其电压值也有所不同，测试时应与同期生产的汽车进行对比判定104104　　2) 点火控制器的检查　　(1) 确认点火器电源电路是否正常关断点火开关，拔下点火器的插接件，利用万用表测量线束插头的4和2接柱之间电压接通点火开关，电压表测得的电压值应该约为蓄电池电压，否则应找出电源断路故障并予以排除　　(2) 确认点火器工作性能关闭点火开关，连接好点火控制器插接件，拔出中心高压线并接上火花塞，搁在汽缸盖上；拔下分电器霍尔信号发生器插接件，然后用跨接线引出霍尔信号线；打开点火开关，将跨接线引出的霍尔信号线“搭铁/断开”连接变化，火花塞应该不断跳火，否则应更换点火控制器105105　　(3) 确认点火器向霍尔信号发生器输出电压值是否正常关断点火开关，将电压表的两触针接在霍尔信号发生器线束插头(+)和(-)接柱上，接通点火开关时，电压表测得的电压值应为5 V～11 V，如果低于5 V或为0，再用同样方法对点火器插接件中的接柱5和3进行测试，如果电压值为5 V以上，则说明点火器与信号发生器之间的线束有断路故障，应予以排除；如果电压值仍为5 V以下，则应更换点火器。

106106　　　　6．光电式电子点火系统的检修．光电式电子点火系统的检修　　1) 光电式点火信号发生器的检查　　光电式点火信号发生器的常见故障有光敏发光元件脏污、损坏，内部电路断路或接触不良等，使信号减弱或无信号产生，造成发动机不能工作　　光电式点火信号发生器的检测：打开分电器盖，检查光敏、发光元件表面是否脏污，线路连接是否良好如果无问题，则从发动机上拆下分电器总成和分电器线路插接器，用导线将插接器的两个电源端子(“+”与“-”)分别与蓄电池的正、负极相连(注意正、负极性不能接错)，将万用表设为直流电压挡，107107并将万用表的正表笔与插接器的信号输出端子相接，负表笔搭铁或接插接器的“-”端子，然后按分火头的旋转方向慢慢转动分电器轴，插接器信号输出端子的电压应在0 V～1 V之间摆动(不同的车型，具体摆动幅度稍有不同)，此时说明信号发生器良好；否则，需更换分电器108108　　2) 点火控制器的检查　　电子点火器常见故障大多由内部电子元器件短路、断路、漏电等原因而造成在确认点火信号发生器无故障的情况下，电子点火器的检测一般采用高压试火方法进行：拆下分电器总成，将分电器中央高压线拔出，高压线端距离缸体5 mm～8 mm，接通点火开关，按分火头的旋转方向转动分电器轴，观察中心高压线是否跳火。

如果火花强，则说明电子点火器良好；如果不跳火或火花弱，则说明电子点火器有故障，应予以更换109109　　二、点火正时的检查与调整　二、点火正时的检查与调整　　正时灯是一种频率闪光灯，结构如图5.34所示每闪光一次，表示一缸的火花塞发火一次，因此闪光与一缸点火同步当正时灯对准发动机一缸压缩行程的上止点标记，并按实际跳火时间进行闪光时，若看到运转中的发动机在闪光的照耀下，其转动部分(飞轮或曲轴皮带盘)上的标记还未到达固定指针，则表明一缸活塞还未到达压缩行程的上止点，即点火时间需提前此时若调整正时灯电位器，使闪光时间推迟至转动部分上的标记正好对准固定指针，那么推迟闪光的时间就是点火提前的时间110110　　图5.34 点火正时灯111111　　测量时，先接上正时灯，将红色线接蓄电池正极，黑色线接蓄电池负极，信号线夹在第l缸高压线，再将传感器插接在一缸火花塞与高压线之间，并事先擦拭飞轮或曲轴皮带盘上一缸压缩行程的上止点标记，最好用粉笔或油漆将标记描白使发动机在怠速下稳定运转，打开正时灯并对准飞轮壳或机体前端面上的固定指针调正时灯电位器，使飞轮或曲轴皮带盘上的标记逐渐与固定指针对齐，此时表头的读数即为发动机怠速运转时的点火提前角。

用同样的方法可分别测出不同工况时的点火提前角测出的点火提前角若符合规定，则说明初始点火提前角调整正确，同时说明离心点火提前机构和真空点火提前机构工作正常调整完成后，还可以进一步进行路试检查112112　　三、晶体管点火系统的故障诊断　三、晶体管点火系统的故障诊断　　在普通桑塔纳汽车发动机或全车线路实验台上进行故障诊断，目的是掌握晶体管点火系统常见故障的检测方法和步骤　　　1．点火系统的组成与线路检测方法．点火系统的组成与线路检测方法　　桑塔纳轿车采用霍尔效应式无触点晶体管电子点火系统，它主要由蓄电池、点火开关、点火线圈、霍尔无触点式分电器、电子点火控制器、高低压导线及火花塞组成　　点火系统线路检测时使用万用表，采用逐点搭铁检测法可确诊断路部位；采用依次拆断检测法可确诊短路搭铁部位113113检测时，重点检测低压线路，包括点火控制器和霍尔信号发生器的检测；检测高压线路时，主要用万用表检测高压线的通断、阻值以及其连接接头情况114114　　　　2．晶体管点火系统故障诊断与排除的一般程．晶体管点火系统故障诊断与排除的一般程序序　　首先检查燃油、润滑油、冷却液是否缺少，蓄电池供电是否正常；接着判断故障是在低压电路还是在高压电路(可采用跳火检查来判断)；再进行低压电路故障的诊断与排除；最后进行高压电路故障的诊断与排除。

　　低压电路故障的诊断与排除包括：　　(1) 点火控制器的检查　　① 点火控制器电源电压检查拔下点火器连接器，把电压表接在插头的4、2引脚之间；点火开关置ON，测得电压应与蓄电池电压相接近115115　　② 点火控制器通断检查关闭点火开关，连接好点火控制器插接件，拔出中心高压线并接上火花塞，搁在汽缸盖上；拔下分电器霍尔信号发生器插接件，然后用跨接线引出霍尔信号线；打开点火开关，将跨接线引出的霍尔信号线“搭铁/断开”连续变化，火花塞应该不断跳火，否则应更换点火控制器　　③ 输出电压检查点火开关置OFF，将电压表接到霍尔信号发生器连接器(+)与(-)间；点火开关置ON，电压应不低于9 V116116　　(2) 霍尔信号发生器的检查　　① 点火开关置OFF；打开分电器盖，拔下分电器盖上的中央高压线并搭铁；将电压表两触针接在霍尔信号发生器连接器信号线(绿白线)和搭铁线(棕白线)间(或控制器插头3、6之间)　　② 点火开关置ON，转动发动机，观察电压表读数，当触发叶轮的叶片在空气隙时，其电压值为2 V～9 V；当触发叶轮的叶片不在空气隙时，其电压值为0.3 V～0.4 V若与标准不符，应更换霍尔传感器。

117117　　高压电路故障的诊断与排除包括：　　(1) 高压总线的整体电阻检查用万用表欧姆挡检查高压总线的电阻，应为0 Ω～2.8 kΩ，分火线的电阻应为0.6 kΩ～7.4 kΩ如果不在上述检查的范围内，则需调换高压线　　(2) 分火头及分电器盖检查先用万用表欧姆挡检查分火头的电阻，应为1 kΩ ± 0.4 kΩ，如果不符，则需调换然后进行跳火试验，将高压总线端头对正分火头，启动发动机进行跳火试验如果有火花，则分火头被击穿，需调换分火头；如果无火花，则表示分火头良好，需检查分电器盖是否有裂纹、龟裂等情况，如果有则调换分电器盖118118　　　　3．注意事项．注意事项　　因为无触点式点火系统点火线圈的次级电压很高，所以诊断操作时应防止高压电电击；同时，高压线连接必须牢固可靠，否则可能使分电器盖、分火头及点火线圈等因击穿而损坏安装接线时必须正确，特别应注意电源极性不可接反，否则极易损坏点火控制器119119　　　　【任务描述与解析】　　【任务描述与解析】　　一辆桑塔纳2000GSi轿车发动机不能启动，初步检查，发现高压无火，判断点火系统有故障要求对该车的点火系统进行检测，查出故障原因并进行修复；要求记录工作过程及检测数据，并写出工作报告。

任务任务2 微机控制点火系统的故障诊断微机控制点火系统的故障诊断120120　　要准确合理地检修点火系统故障，必须熟悉点火系统的结构原理和具体的点火系统类型桑塔纳2000GSi、帕萨特、奥迪A6、本田雅阁等轿车采用的微机控制电子点火系统与早期普通桑塔纳轿车采用的霍尔效应式电子点火系统在结构上和点火提前角的控制方式上区别很大，因此必须清楚不同类型点火系统的控制原理和检修思路121121　　【相关知识】　　【相关知识】　　一、微机控制点火系统的结构原理　　一、微机控制点火系统的结构原理　　　　1．微机控制点火系统的基本组成．微机控制点火系统的基本组成　　1) 有分电器微机控制点火系统的组成　　有分电器微机控制点火系统由低压电源、点火开关、发动机控制器ECU、点火控制器、点火线圈、分电器、火花塞、高压线和各种传感器等组成，如图5.35所示，各部分的功能见表5.3122122图5.35 微机控制点火系统的组成123123　　表5.3 有分电器微机控制点火系统各组成部分的功能1241242) 无分电器微机控制点火系统的组成　　无分电器微机控制点火系统即微机控制直接点火系统，简称DIS(Direct Ignition System)。

在DIS中，由于没有传统的分电器，各缸的火花塞直接与点火线圈次级绕组相连在微机的控制下，各次级绕组产生的高电压直接加到各缸的火花塞上，依照发动机的点火顺序，控制各缸火花塞点火　　DIS除了具有分电器微机控制点火系统的优点外，由于取消了分电器总成，其高压配电由原来的机械式改为电子式，所以还具有如下优点：125125　　(1) 取消了传统的分电器，节省了安装空间　　(2) 能量损失减少取消分电器之后，不存在配电器的分火头与旁电极间的跳火损失，因为高压电路引线减少，也就减小了点火能量的损失　　(3) 高速时点火能量有保证在DIS系统中，由于采用多个点火线圈轮流点火，所以每个点火线圈的初级绕组都有足够的通电时间即使在高速情况下，点火能量仍有保证，能适应当代各种高速发动机的点火要求126126　　(4) 电磁辐射减小　　无分电器点火系统自20世纪80年代问世以来，在美、日以及欧洲发达国家得到迅速发展和广泛应用无分电器微机控制点火系统由低压电源、点火开关、控制单元(ECU)、点火控制器、点火线圈、火花塞、高压线和各种传感器等组成，如图5.36所示有的无分电器微机控制点火系统还将点火线圈直接安装在火花塞上方，取消了高压线，如图5.37所示。

127127图5.36 无分电器点火系统组成(一)128128图5.37 无分电器点火系统组成(二)129129　　3) 微机控制点火系统的主要电路　　(1) 点火确认信号(IGf信号)发生电路当点火线圈初级电流切断时，产生反电动势，触发IGf信号发生电路，使其输出一个点火确认信号(IGf)给ECUIGf信号也称为点火安全信号　　在电喷发动机中，喷油器的驱动信号来自转速与曲轴位置传感器，如果点火系统出现故障，会使火花塞不能点火，而该传感器工作正常时，喷油器会继续喷油为避免这种现象的发生，当IGf信号连续3次～6次没有反馈给ECU时，ECU就判断此时发动机已熄火，130130并向EFI系统的喷油控制电路发出中断供油的指令，以防止浪费燃油、再启动困难以及行驶时三元催化转换器过热等现象的发生　　(2) 过电压保护电路当汽车电源供电电压过高时，该电路使点火器放大电路中的功率晶体管截止，以保护点火线圈与功率管　　(3) 闭合角控制电路闭合角控制电路可控制点火器中功率管的导通时间，即控制点火线圈初级电路的通电时间，以保证次级电路产生合适的点火高压131131　　(4) 锁止保护电路该电路也称为发动机停转断电保护电路。

如果发动机熄火而点火开关仍接通，在点火线圈和功率管的导通时间超过一预定值时，该电路控制功率管截止，切断初级电路的电流，以保护点火线圈和功率管不被发热烧坏，并避免不必要的电能消耗　　(5) 恒流控制电路保证在任何转速下，在极短的时间内，使点火线圈一次电流都能达到规定值(一般为6 A～7 A)，以减小转速对次级电压的影响，改善点火性能；同时，还可防止因初级电流过大而烧坏点火线圈132132　　(6) 加速状态检测电路当发动机转速急剧上升时，该电路对这种加速状态进行检测，并将检测到的状态信号输送给闭合角控制电路，使其中的功率管提前导通，以增大闭合角133133　　4) 微机控制点火系统的基本工作原理　　发动机运行时，ECU不断采集发动机的转速、负荷、冷却水温度、进气温度等信号，并与微机内存储器中预先储存的最佳控制参数进行比较，确定出该工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳导通时间，并以此向点火控制模块发出指令点火控制信号IGt是ECU向点火器中功率晶体管发出的通断控制信号　　点火控制模块根据ECU的点火信号指令，控制点火线圈初级回路的导通和截止当电路导通时，有电流从点火线圈中的初级线圈流过，点火线圈此时将点火能量以磁场的形式储存起来。

134134当初级线圈中的电流被切断时，次级线圈中将产生很高的感应电动势(15 kV～30 kV)，送到工作汽缸的火花塞，点火能量被瞬间释放，并迅速点燃汽缸内的混合气，发动机完成做功过程 　　此外，在带有爆震传感器的点火提前角闭环控制系统中，ECU还可以根据爆震传感器的输入信号来判断发动机的爆震程度，并将点火提前角控制在爆震界限的范围内，使发动机能获得最佳燃烧135135　　　2．微机控制的有分电器电子点火系统．微机控制的有分电器电子点火系统　　1) 有分电器微机控制点火系统的工作原理　　(1) 火花塞电火花的产生图5.38所示为丰田公司的一种有分电器微机控制点火系统的原理图，其曲轴位置传感器和转速传感器装于分电器壳内，与点火线圈、点火控制器组合为一体136136图5.38 有分电器微机控制点火系统原理图137137　　接通点火开关，电源电压加到点火控制器上启动发动机，各传感器开始将发动机的各种工况信息转换为电信号，并传递给微机控制单元微机控制单元将接收到的信号与只读存储器中储存的数据进行比较、计算后，输出点火信号至点火控制器，由点火控制器中的功率管接通和切断点火线圈的初级电路。

当点火控制器中的大功率晶体管导通时，初级电路接通，在点火线圈中形成磁场当点火控制器大功率晶体管截止时，初级电路被切断，初级电流迅速下降，次级绕组中感应出高压电，进行点火138138　　曲轴每转两圈，各缸火花塞按点火顺序轮流跳火一次发动机工作时，上述过程周而复始，要停止发动机的工作，只要断开点火开关，切断初级电路，使火花塞不能跳火即可　　(2) 点火提前角的控制微机控制点火系统的点火提前角由三部分组成：初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角　　初始点火提前角是指曲轴位置传感器在发动机上固定后，由曲轴位置传感器的信号转子和曲轴的相对位置决定的点火提前角一旦曲轴位置传感器在发动机上固定，初始点火提前角就相应确定有些车型初始点火提前角可以通过人工“点火正时”进行少许调整，有的则不可调139139　　基本点火提前角是指在初始点火提前角的基础上，微机控制单元根据发动机转速和负荷(进气管压力或空气流量)大小自动使点火提前角进一步增大点火提前角增大的部分就是基本点火提前角　　修正点火提前角是指微机控制单元根据发动机冷却液温度、节气门开度、爆震传感器信号、氧传感器信号等参数确定出的点火提前角修正量。

　　由于初始点火提前角是固定的，所以微机控制点火正时的实质是根据发动机的运行工况和使用条件计算基本点火提前角、确定修正点火提前角，140140使实际点火提前角尽可能地与最佳点火提前角接近　　① 点火提前角的控制方式绝大多数车型都采用开环与闭环控制相结合的方式　　a．开环控制开环控制的基本点火提前角是用预先在台架上实验的方法测得的首先通过大量、反复的实验，测得发动机在各种转速和负荷下的最佳点火提前角，然后将最佳点火提前角随着转速和负荷变化的规律编制成三维控制图(称为点火提前角的脉谱图)将有关点火提前角脉谱图的数据(转速、负荷和对应的最佳点火提前角)存入微机控制单元的只读存储器(ROM)中141141工作时，计算机根据发动机的工况(转速、负荷)直接查出或由相应的经验公式计算出对应的基本点火提前角　　点火正时开环控制的修正提前角一般是采用实验方法和理论计算结合的方法获得的首先通过大量、反复的实验和理论计算，测得发动机冷却液温度、节气门开度等参数对最佳点火提前角的影响，参数不同时，对应的点火提前角修正值及对应的修正公式也不同将冷却液温度、节气门开度等参数及对应的点火提前角修正值和修正公式存入微机控制单元的只读存储器(ROM)中。

工作时，微机控制单元就根据冷却液温度、节气门开度等参数查找(或计算出)点火提前角修正值142142　　在得到基本点火提前角和修正点火提前角后，微机控制单元将初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角求和，得到适应当前工况的最佳点火提前角将最佳点火提前角存入读写存储器(RAM)中，然后根据发动机转速(或转角)信号和曲轴位置信号，确定最佳点火提前角对应的点火时刻，即初级电流的切断时刻　　b．闭环控制由于开环控制的精度随传感器工作状态的改变而改变，并且微机控制单元的ROM中所存数据无法适应最佳点火提前角随着发动机制造精度、磨损状况、使用条件的不同而变化的要求，使ROM中所存数据不能很好地适应发动机对最佳点火提前角的要求，143143造成发动机性能下降，以致微机控制点火正时的优势得不到“很好”的体现为此，对点火提前角还需要采取闭环控制方式，以在一定条件下和一定程度上解决上述问题　　闭环控制方式是根据发动机实际运行结果的反馈信息来控制点火提前角的，所以闭环控制又称为反馈控制闭环控制所用的反馈信息可以是发动机的爆震信号、氧传感器输出信号、转速信号或汽缸的压力信号等其中，利用发动机爆震信号作为反馈信息应用得最多。

　　采用爆震信号作为反馈信息的闭环控制方式在改善发动机动力性和经济性的同时，使发动机的排污性能有一定程度的下降但是实验表明，144144当发动机负荷低于一定值时，一般不会出现爆震此时，无法用爆震传感器信号对点火提前角进行闭环反馈控制　　利用发动机的爆震信号作为反馈信号来控制大负荷等工况下的点火正时，既有好的动力性，又避免爆震在怠速工况，则可以用发动机的转速信号作为反馈信息，维护怠速时的稳定运转但是一般情况下，应首先使有害气体的排放量最低，然后才考虑怠速稳定性和油耗中等负荷等工况，一般采用开环控制方式，以保证发动机有较好的综合性能，特别是保证经济性和排放水平最佳，但在此工况下一旦发生爆震，又会自动转入利用爆震信号作为反馈信息的闭环控制方式145145　　② 点火提前角的控制过程　　a．启动期间点火提前角的控制在启动期间，发动机转速较低(通常在500 r/min以下)，进气流量信号或进气歧管绝对压力信号不稳定，点火时刻一般都固定在某一个初始点火提前角，其值因发动机而异例如，桑塔纳轿车发动机固定在初始点火提前角12°，部分丰田汽车的TCCS系统固定在初始点火提前角10°146146图5.39 启动期间点火提前角的控制147147　　另外，有的发动机启动期间的点火提前角还考虑冷却液温度的影响。

例如，日产汽车ECCS系统，当水温在0℃以上启动时，其点火提前角固定在上止点前16°；而当水温低于0℃时，根据水温适当增大启动时的点火提前角，水温越低，点火提前角越大，最大可达24°，如图5.39所示　　启动期间，发动机主要根据启动开关、冷却液温度等确定点火提前角，然后根据曲轴位置和转速信号确定出与点火提前角对应的点火时刻148148　　b．启动后点火提前角的控制启动后，当发动机转速超过一定值时，ECU开始根据发动机转速和负荷(进气流量或进气歧管绝对压力和怠速时的空调开关通断)信号从存储器的标定数据中找到或计算出相应的基本点火提前角，再根据冷却液温度传感器、氧传感器、爆震传感器等输出的信号从存储器的标定数据中找到或计算出相应的修正点火提前角，最后得出实际点火提前角：　　实际点火提前角 = 初始点火提前角 + 基本点火提前角 + 修正点火提前角　　微机控制单元确定基本点火提前角的方法因节气门位置传感器中怠速触点(简称IDL)的状态不同而不同149149　　当微机控制单元检测到节气门位置传感器中的怠速触点处于闭合状态，即发动机处于怠速或减速工况运行时，ECU根据发动机转速和空调开关是否接通来确定基本点火提前角。

150150图5.40 怠速或减速工况下基本点火提前角的控制151151　　转速越低，基本点火提前角越小；转速越高，基本点火提前角越大，并且规定了怠速或减速工况下基本点火提前角的最大值和最小值如果空调开关接通，则怠速或减速工况下基本点火提前角的最小值增大，如图5.40所示　　当微机控制单元检测到节气门位置传感器中的怠速触点处于断开状态，即发动机处于正常工况运行时，ECU根据发动机转速和负荷(进气流量或进气歧管绝对压力或节气门开度)信号确定出这一工况对应的基本点火提前角　　微机控制单元确定修正点火提前角时主要包括五个方面：暖机修正、怠速稳定性修正、过热修正、空燃比(氧传感器信号)反馈修正和爆震反馈修正152152　　暖机修正：发动机冷车启动后，当冷却液温度较低时，应增大点火提前角；当冷却液温度高于一定值(如20℃)时，则不再进行修正，即点火提前角修正值为零暖机过程中，点火提前角修正值随冷却液温度变化的趋势如图5.41所示修正曲线的形状与提前角的大小因车型不同而异　　怠速稳定性修正：发动机在怠速运行期间，由于发动机负荷变化(如空调、动力转向等)而使转速改变，ECU随时调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。

ECU不断计算发动机的平均转速，当平均转速低于规定的怠速目标转速时，ECU根据两者的差值大小相应地增大点火提前角；当平均转速高于规定的怠速目标转速时，相应地推迟点火提前角153153提前角修正值的绝对值随着平均转速与目标转速差值的增大而增大，但是有一个限定值，即提前角修正值的绝对值不大于该限定值，当空调打开时，该限定值减小，如图5.42所示点火提前角的怠速稳定性修正一般是与怠速旁通空气量的调节同时进行的，这样有助于提高怠速转速的控制精度，提高怠速稳定性154154　　 图5.41 暖机时的点火提前角修正 155155 图5.42 点火提前角的怠速稳定性修正156156　　发动机过热修正：怠速触点(IDL)断开(即发动机处于怠速以上工况)时，如果冷却液温度过高，则为了避免爆震发生，应将点火提前角减小；怠速触点闭合(即发动机处于怠速或减速工况)时，如果冷却液温度过高，则为了避免发动机长时间过热，应将点火提前角增大发动机过热修正也有一个限定值，即提前角修正值的绝对值不大于该限定值，过热修正曲线的变化趋势如图5.43所示　　空燃比反馈修正：装有氧传感器的电控燃油喷射系统开始闭环控制时，ECU根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正。

157157随着修正喷油量的增加和减少，发动机的转速在一定范围内波动为了提高发动机转速的稳定性，在反馈修正供油量减少、混合气较稀时，适当地增大点火提前角；而在反馈修正供油量增加、混合气变浓时，再逐渐减小点火提前角修正值，当混合气浓度超过一定值时，点火提前角修正值变为零，如图5.44所示158158　　 图5.43 点火提前角的过热修正 159159 图5.44 点火提前角的空燃比反馈修正160160　　爆震反馈修正：当节气门开度增大到一定值，使节气门位置传感器的大负荷触点闭合，或发动机出现爆震时，ECU开始根据爆震传感器的信号进行闭环控制，其实际点火提前角的控制如图5.45所示当任何一缸产生爆震时，ECU立即以某一固定值(1.5°～2°曲轴转角)逐渐减少点火提前角，直至发动机不产生爆震为止在一定的时间内，先维持当前的点火提前角不变在此期间，若无爆震发生，则这段缓冲时间过后，又开始逐渐以同样的固定值增大点火提前角，直至爆震重新发生，再开始进行上述的反馈控制过程161161图5.45 点火提前角的爆震反馈修正162162　　为了防止在电缆断裂、传感器失灵、检测电路发生故障等意外情况时，发动机发生爆震无法控制，系统中一般装有安全电路。

一旦出现意外情况，安全电路就将点火提前角推迟到足以抑制爆震发生的某一定值，以保护发动机，同时接通警告灯，警告驾驶员爆震控制系统发生故障　　发动机正常运行期间，发动机曲轴每运转一周，ECU就计算并输出一次基本点火提前角和修正点火提前角，使实际点火提前角随着发动机工况的变化做出相应的改变163163但是，ECU计算出的实际点火提前角超过允许的最大或最小点火提前角时，发动机将难以正常稳定运转为此，有些计算机控制点火系统具有点火提前角限制功能，给定了基本点火提前角与修正点火提前角之和的最大值和最小值，当超出该范围时，ECU就以最大或最小点火提前角进行调整例如，丰田TCCS系统就具有点火提前角限制功能，其基本点火提前角与修正点火提前角之和的最大值和最小值分别为37°和 -10°164164　　(3) 初级电路导通角的控制对于常用的电感储能式电子点火系统来说，初级电路断开瞬间其电流所能达到的值与初级电路的通电时间有关对通电时间进行控制，就是对点火闭合角进行控制，在产生足够的次级高压的同时，还要防止因通电时间过长而使点火线圈过热而烧坏165165图5.46 初级电路导通角三维脉谱图166166　　闭合角的大小取决于发动机转速和电源供电电压的大小，在不同转速、不同供电电压下，都应保证有一定的初级断开电流。

随着发动机转速的升高，应适当增大闭合角当电压下降时，增大通电时间(闭合角)　　为了保证在发动机转速和蓄电池电压变化时，初级电路的断开电流基本恒定，通过计算和实验将初级电路导通角与发动机转速和电源电压的关系制成初级电路导通角脉谱图，如图5.46所示初级电路导通角脉谱图与发动机基本点火提前角脉谱图及其修正曲线一起存储在ECU的只读存储器中，在发动机工作期间，167167ECU根据蓄电池电压信号从存储器中查得所需的通电时间，再根据发动机转速换算成曲轴转角，以决定初级电路导通角的大小；由点火正时信号来控制初级电路的导通时刻，以保证在初级电路断开时达到必需的断开电流168168　　2) 有分电器微机控制点火系统的主要元件结构　　与晶体管点火系统相同的火花塞、高压线不再赘述，下面介绍有差异的部分　　(1) 微机控制单元微机控制单元主要包括：对曲轴位置和转速传感器、空调开关、启动开关等传感器输入的数字量信号进行调理的输入接口电路；将空气流量计、水温传感器等输入的模拟量信号转变为数字量的A/D转换器；完成信息采集控制、运算和处理的控制单元(中央处理器)CPU；用于存储标准数据和程序、备用程序及有关数据的只读存储器(ROM)；用于存储传感器采集的数据及运算结果的随机存储器(RAM)；169169将CPU指令输出给点火控制器等执行机构的输出接口电路；另外还有电源电路、备用电路等，如图5.47所示。

170170图5.47 有分电器微机控制点火系统的主要元件框图171171　　(2) 传感器各种车型点火系统所用的传感器的形式、数量各不相同，一般主要包括以下几部分：　　① 发动机曲轴位置、转速传感器和判缸信号传感器发动机曲轴位置、转速传感器和判缸信号传感器可以装于曲轴前端或中部、凸轮轴前端或后端、飞轮上方或分电器内常见的结构形式有光电效应式、磁感应式和霍尔效应式三种　　曲轴位置传感器用于反映活塞在汽缸中的位置，提供活塞上止点信号，以便确定各缸的点火时刻172172　　转速传感器向微机控制单元提供发动机转速(曲轴转角)信号，作为微机控制点火提前角、初级电路导通角与燃油喷射系统计算喷油量的主要依据　　判缸信号传感器用于区别到底是哪一个汽缸的活塞到达压缩行程上止点　　由于微机采样速度和运算速度非常快，所以可以使曲轴位置和转速传感器的采样间隔大大缩短，提高了转速的测量精度和对发动机控制的实时性173173　　多数有分电器微机控制点火系统的曲轴位置传感器、转速传感器和判缸信号传感器都装在分电器内，采用一个或两个同轴的信号转子触发例如，日产公司生产的在分电器内部的光电效应式曲轴位置和转速传感器及判缸信号传感器，采用一个信号转子触发，如图5.48所示。

174174图5.48 一个信号转子的传感器175175图5.49 信号转子的结构176176　　信号转子安装在分电器轴上，其外围有360条缝隙，使曲轴角度的采样间隔减小到2°的曲轴转角；信号转子外围稍靠内侧分布着6个间隔60°的条缝(对应6缸发动机)，用于产生曲轴位置信号其中，还有一个较宽的光孔用于判断第1缸活塞压缩上止点位置，如图5.49所示　　丰田公司的磁感应式曲轴位置和转速传感器及判缸信号传感器也都设置在分电器的内部，但采用两个信号转子触发177177它主要由上、下两部分组成，上面部分是判缸信号传感器，又称为G信号发生器，由G信号定时转子和检测线圈组成；下面部分是曲轴位置和转速传感器，又称为Ne信号发生器，由Ne信号定时转子和检测线圈组成，如图5.50所示　　也有的车辆曲轴位置传感器、转速传感器和判缸信号传感器分装在不同的位置，如部分切诺基轿车，其曲轴位置和转速传感器装在飞轮壳体上，而判缸信号传感器则装在分电器内178178图5.50 丰田系列轿车两个转子的信号传感器179179　　② 发动机负荷传感器发动机负荷传感器主要包括节气门位置传感器、空气流量传感器或进气歧管绝对压力传感器，另外还有空调开关和动力转向开关。

　　节气门位置传感器又称为节气门开度传感器，位于节气门处，用于检测发动机节气门的开度和状态，以电信号的形式输入微机控制单元该信号是控制发动机怠速、大负荷点火提前角和计算喷油量的主要依据之一　　空气流量计位于进气管中的空气滤清器与节气门之间，主要有叶片式、热线式和卡门旋涡式等，用于检测进入汽缸的空气量；180180进气歧管绝对压力传感器装在进气歧管上，用于检测进气压力的高低；空气流量计或进气歧管绝对压力传感器将空气流量转变为电信号输入微机控制单元，是控制点火提前角和计算喷油量的主要依据之一　　空调开关和动力转向开关向微机控制单元输入发动机负荷变化的信号，以便调整提前角　　③ 其他传感器为改善发动机的工作性能，还增加了一些其他传感器，以修正点火正时　　冷却液温度传感器，安装在发动机水套上，用于检测发动机冷却液的温度该信号是修正点火正时的依据之一181181　　爆震传感器，用于将汽缸体的振动信号转变为电信号后给微机控制单元，以便发生爆震时推迟点火时间，其结构如图5.51所示182182图5.51 电感式爆震传感器的结构及输出信号图183183　　氧传感器，装在发动机排气管上，用于空燃比反馈控制，在为空燃比提供反馈控制依据的同时，对点火提前角进行间接的反馈控制。

　　进气温度传感器，用于将空气的温度转变为电信号，以便微机控制单元准确计算空气质量，修正点火提前角(特别是大负荷时)和喷油量　　启动开关，向微机控制单元输入发动机启动信号，以便调整提前角　　另外，微机控制单元还不断检测蓄电池电压信号，作为控制初级电路导通角的主要依据之一184184　　(3) 点火控制器各种发动机的点火控制器的结构和功能不尽相同，简单的只有大功率晶体管，单纯起开关作用；复杂的除了大功率晶体管外，还有其他控制电路，不但起开关作用，还有恒流控制、汽缸判别、闭合角控制和点火反馈监视功能，向微机控制单元反馈点火信号，以便进一步控制燃油喷射　　点火控制器有的单独安装，有的与点火线圈固定在一起，还有的装在分电器内　　注意：有的发动机取消了点火控制器，将大功率三极管直接设在微机控制单元内185185　　(4) 点火线圈点火线圈多采用闭磁路形式，实现小型化有的与分电器合为一体，进一步减少了高压损失和无线电干扰　　(5) 分电器分电器取消了机械式的离心提前机构和真空提前机构，主要起分配高压电的功能186186　　　　3．微机控制的无分电器电子点火系统．微机控制的无分电器电子点火系统　　微机控制的无分电器点火系统次级电压的产生过程和点火提前角的控制与有分电器微机控制点火系统基本相同，下面重点介绍无分电器点火系统的高压配电类型和工作过程。

　　用点火线圈分配高压电，无分电器点火系统目前常采用以下两种方式：　　(1) 同时点火式，是指两个汽缸合用一个点火线圈，即一个点火线圈有两个高压输出端，分别与火花塞相连，负责对两个汽缸点火187187　　(2) 独立点火式，是指每个汽缸的火花塞上配用一个点火线圈，单独对本缸进行点火　　1) 同时点火式电子点火系统　　同时点火式是利用一个点火线圈对活塞接近压缩上止点和排气上止点的两个汽缸同时进行点火的高压配电方法其中，活塞接近压缩上止点的汽缸点火后，混合气燃烧做功，该汽缸火花塞产生的电火花是有效火花；活塞接近排气上止点的汽缸，火花塞产生的电火花是无效火花由于排气汽缸内的压力远低于压缩汽缸内的压力，188188排气汽缸中火花塞的击穿电压也远低于压缩汽缸中火花塞的击穿电压，所以绝大部分点火能量主要释放在压缩汽缸的火花塞上同时点火方式中，由于点火线圈远离火花塞，所以点火线圈与火花塞之间需要高压线连接同时点火式点火系统按照高压配电方式不同，可分为点火线圈分配式和二极管分配式两大类，前者应用更广泛　　点火线圈配电方式是一种直接用点火线圈分配高压电的同时点火方式几个相互屏蔽的、结构独立的点火线圈组合成一体，称为点火线圈组件。

1891894缸发动机的点火线圈组件有两个独立的点火线圈，如图5.52所示；6缸发动机的点火线圈组件有三个独立的点火线圈每个点火线圈供给配对的两个缸的火花塞高压电点火控制器中有与点火线圈数量相等的功率晶体管，各控制一个点火线圈的工作点火控制器根据ECU提供的点火信号，由汽缸判别电路按点火顺序轮流触发功率晶体管，使其导通或截止，以此控制点火线圈初级绕组的通断，产生次级电压而点火有些点火线圈分配式同时点火系统在点火线圈的次级绕组中串联了一个高压二极管，其作用是防止高速时因初级绕组导通而产生的次级电压形成误点火190190还有的无分电器点火系统点火线圈的次级绕组与火花塞之间的高压电路中留有3 mm～4 mm的间隙，其作用与次级绕组中串联的高压二极管的作用一样，是为了防止初级电路接通时的误点火191191图5.52　点火线圈配电方式192192　　二极管配电方式是利用二极管的单向导通特性，对点火线圈产生的高压电进行分配的同时进行点火的方式，如图5.53所示与二极管配电方式相配的点火线圈有两个初级绕组、一个次级绕组，相当于是共用一个次级绕组的两个点火线圈的组件次级绕组的两端通过四个高压二极管与火花塞构成回路，其中配对点火的两个汽缸的活塞必须同时到达上止点，即一个处于压缩行程上止点时，另一个处于排气行程上止点。

193193ECU根据曲轴位置等传感器输入的信号，经计算、处理后，输出点火控制信号，通过点火控制器中的两个大功率晶体管(VT1和VT2)，按点火顺序控制两个初级绕组的电路交替接通和断开当1、4缸点火触发信号输入点火控制器时，大功率晶体管VT1截止，初级绕组N1′断电，次级绕组产生虚线箭头所示方向的高压电动势，此时1、4缸高压二极管正向导通而使火花塞跳火当2、3缸点火触发信号输入点火控制器时，大功率晶体管VT2截止，初级绕组N1断电，次级绕组产生实线箭头所示方向的高压电动势，此时2、3缸高压二极管导通，所以2、3缸火花塞跳火194194图5.53 二极管配电方式195195　　二极管配电方式的主要特点是：一个点火线圈组件为四个火花塞提供高压，因此特别适合4缸或8缸发动机196196　　2) 独立点火式电子点火系统　　独立点火式是一个缸的火花塞配用一个点火线圈，单独向各缸直接点火，如图5.54所示各个单独的点火线圈直接安装在火花塞上各点火线圈的初级绕组分别由点火控制器中的一个大功率晶体管控制，整个点火系统的工作也是由微机控制单元控制的发动机工作时，微机控制单元不断检测传感器输入信号，根据存储器(ROM)存储的数据，计算并输出点火信号给点火控制器，点火控制器判断点火汽缸后由大功率晶体管控制初级电路的通断而点火。

197197图5.54 独立点火方式198198图5.55所示为奥迪5缸发动机无分电器点火系统的电路控制原理图该点火系统中的五个点火线圈分别由点火器N122和N127控制其中，N122控制1、2、3缸的点火，N127控制4、5缸的点火两个电子点火器由发动机ECU控制199199图5.55 奥迪5缸发动机无分电器点火系统的电路控制原理图200200　　绝大部分独立点火式的无分电器点火系统均采用无高压线的直接点火方式，直接点火可使高压电能的传递损失和对无线电的干扰降到最低水平　　此外，同时点火式只能用于汽缸数为偶数的发动机，而独立点火式则不受汽缸数的限制201201　　二、微机控制点火系统的故障诊断　　二、微机控制点火系统的故障诊断　　　　1．微机控制点火系统故障诊断与排除的一般．微机控制点火系统故障诊断与排除的一般方法方法　　微机控制点火系统的工作可靠性虽然提高，但是点火系统的故障仍是比较常见的，而且常见故障的现象和晶体管点火系统类似由于微机控制点火系统的组成、工作原理与传统点火系统、晶体管点火系统的有差异，发生故障的原因也不尽相同，因此诊断方法差异更大　　微机控制点火系统的故障原因除了点火控制器、点火线圈、配电器、高压线、火花塞发生故障外，还包括各种传感器及其线路连接异常或微机控制单元及其线路连接异常。

202202　　微机控制的点火系统其实只是发动机电子控制系统中比例较小的一部分，大多数采用微机控制点火系统的发动机都设有故障自诊断系统，即发动机ECU具有自诊断功能当发动机不能启动或工作异常，怀疑是点火系统故障时，应首先利用发动机ECU的自诊断功能进行诊断和检查，必要时再进行人工诊断，最后通过人工检查查明故障部位和原因203203　　1) 利用发动机ECU的自诊断功能进行诊断　　所谓发动机ECU的自诊断功能，是指发动机ECU利用内部的自诊断系统，在发动机工作过程中时刻监视各个电子控制系统的传感器、执行器的工作状态，一旦发现某些信号失常，自诊断系统就会点亮仪表板上的“CHECK”或“CHECK ENGINE”指示灯(又称为发动机故障指示灯或检查发动机警报灯)，通知驾驶员出现故障；同时发动机ECU将故障信息以代码的形式存储起来，维修时技术人员可以通过发动机故障指示灯或专用仪器调取204204　　利用发动机ECU的自诊断功能诊断和检查故障的主要步骤如下：　　(1) 按规定步骤读取故障码可以就车调取故障码，也可以借助于解码器等一些检测设备不同的车，系统故障码的读取方法不同，如切诺基和克莱斯勒车系统是将点火开关5 s内开关3次，通过发动机检查指示灯闪烁显示故障代码的。

即使采用解码器，不同的车系统，故障码的读取方法也不同，应以相关维修手册为准205205　　(2) 根据故障代码，确定故障具体部位、原因，并予以排除维修人员读出故障代码后，可根据故障代码表查出故障的含义、类别以及故障范围一般情况下，故障代码只代表了故障类型及大致的范围，不能具体指明故障的全部原因，因此，必须以此为依据进行具体、全面的检查，找出故障并予以排除206206　　(3) 进行路试检查，确定故障彻底排除故障全部修理完以后，应进行路试检查路试中，发动机检查指示灯应指示正常，即当点火开关旋至接通位置且不启动发动机时，发动机检查指示灯点亮；启动发动机后，发动机检查指示灯熄灭，此时说明故障已经彻底排除若启动发动机后，发动机检查指示灯不熄灭，则说明电子控制系统还存在故障若出现原来的故障码，则说明故障部位未能彻底修理好；若出现新的故障码，则说明发生了新的故障，需要继续修理207207　　(4) 清除故障代码故障彻底排除后，电子控制系统虽然恢复正常工作，发动机检查指示灯也指示正常，但是故障代码仍然存储在存储器中，不会自行消掉，再读取故障代码时，这些故障代码会和新的代码一起显示出来，给诊断维修增加困难。

因此，在故障彻底排除且发动机检查指示灯指示正常后，应及时消除故障代码，方法为：将点火开关旋至断开位置；从发动机接线盒中拆下EFI熔断器，10 s之后便可清除储存在ECU中的故障代码另外，拆下蓄电池负极电缆10 s以上，也可清除故障代码，但同时也会把时钟、音响等其他数据清除掉如果为检修发动机而必须要拆开蓄电池负极电缆，则一定要先读取存储器中存储的故障代码和设置参数208208　　借助解码器进行诊断、清除故障码更方便　　清除故障码以后，要对车辆进行路试在路试中，发动机警报灯应指示正常209209　　2) 人工诊断　　当怀疑微机控制点火系统有故障或自诊断系统显示点火系统故障，需要人工诊断时，对于有分电器微机控制点火系统，一般从中央高压线的跳火试验开始首先，从分电器上取下中央高压线，接上一个新火花塞，转动曲轴，根据火花塞的跳火是否正常进行检查和维修在进行微机控制点火系统的故障诊断与排除时，应该在普通电子点火系故障诊断的基础上，增加传感器的检测与控制信号传输电路的检测　　对于某些间歇性故障，可以采用模拟方法进行诊断，如震动法、加热法、电器全部接通法、道路试验法等210210　　2．无分电器点火系统故障的诊断与排除．无分电器点火系统故障的诊断与排除　　无分电器点火系统的常见故障现象和有分电器微机控制点火系统一样，故障原因包括：点火控制器、点火线圈、高压线、火花塞发生故障，各种传感器及其线路连接和微机控制单元及其线路连接异常。

　　当发动机不能启动或工作异常，怀疑是点火系统故障时，应首先利用发动机ECU的自诊断功能进行诊断；再通过人工检查查明故障部位和原因具体利用自诊断功能和人工检查的方法和步骤可以参照“微机控制点火系统故障诊断与排除的一般方法”的有关内容211211　　由于高压配电方式和有分电器微机控制点火系统不同，个别汽缸工作不良(或不工作)故障的原因和诊断方法也相应存在一些差异如果只是为了判断个别汽缸工作是否正常，可以人为停止该缸喷油，根据该缸停止喷油前后发动机的转速变化进行判断但是若要具体确定个别汽缸不工作的故障原因，则需要采用高压线对缸体试火的方法下面简要介绍用高压线对缸体试火的方法检查各种无分电器点火系统发动机个别汽缸工作情况的方法212212　　1) 点火线圈配电方式　　由于采用点火线圈配电方式时，共用一个点火线圈的两个汽缸的火花塞同时跳火，所以，一次试火就可以检查出两个汽缸的工作情况　　具体方法为：使发动机中低速稳定运转，然后将某缸火花塞上的高压线拔掉，接上一个新火花塞进行跳火试验，根据转速变化情况(配合转速表测量)和跳火情况进行分析213213　　如果有火，则说明对应的点火线圈及其控制部分工作正常。

如果在高压线拔下后发动机转速没有变化，则说明包括断火缸在内的火花塞同时点火的两个汽缸不工作，需要检查两个汽缸的火花塞同时应注意检查在高压线试火前后发动机转速是否有变化及变化幅度大小如果试火过程中有火并且转速升高，但是没有升高到拔高压线前的转速，则说明包括断火缸在内的火花塞同时点火的两个汽缸工作正常；如果试火过程中有火并且转速升高到接近拔高压线前的转速，则说明与断火缸火花塞同时点火的另一个汽缸工作正常，断火缸工作不良或不工作，应检查火花塞；214214如果试火过程中有火但是转速几乎没有升高，则说明与断火缸火花塞同时点火的另一个汽缸工作不良或不工作，应检查该缸火花塞　　如果没有火花，则说明两个汽缸的高压线有断路故障或对应的点火线圈及其控制部分有故障，需要进一步诊断首先检查高压线是否正常，然后检查点火信号控制线路是否正常，如果线路正常而点火线圈仍无次级高压产生，则应用示波器检查微机控制单元、点火控制器和点火线圈之间的点火控制信号215215　　2) 二极管配电方式　　对于采用二极管配电方式的发动机，如果是火花塞缺火导致的个别汽缸工作不良，则主要原因除了是火花塞、高压线、点火线圈初级绕组、点火控制器、微机控制单元的相应部分发生故障或相应的点火信号控制电路连接不良外，还可能是高压二极管短路或断路。

　　一个高压二极管断路，就如同一根高压线断路一样，会导致火花塞同时跳火的两个汽缸不工作216216　　一个高压二极管击穿短路，不但会导致与该二极管相连的另一个高压二极管连接的火花塞不能正常跳火(在活塞接近压缩终了时，被短路二极管及其火花塞短路所致)，使对应汽缸的可燃混合气不能被点燃，而且会使短路二极管对应的汽缸在活塞接近下止点时至少多跳一次火(点火线圈另一个初级绕组感应的高压)这种情况下发动机一般无法启动217217　　3) 独立点火方式　　对于采用独立点火方式的发动机，如果是火花塞缺火导致的个别汽缸工作不良，则主要原因有火花塞、点火线圈、点火控制器、微机控制单元的相应部分发生故障或相应的点火信号控制电路连接不良　　采用单缸断油法或单缸断火法确定工作不良的汽缸后，可以卸下故障汽缸的点火线圈，将点火线圈输出端(必要时加导线或火花塞引出)距离缸体约10 mm，进行跳火试验的方法来判断218218　　　3．维修案例．维修案例　　案例：桑塔纳2000GSi型汽车AJR发动机因点火系统故障而不能启动　　1) 故障现象　　一辆桑塔纳2000GSi型汽车AJR发动机不能启动，经检查分析，确定为点火系统的故障导致发动机不能启动。

　　2) 电路原理图与主要部件的结构　　桑塔纳2000GSi型汽车AJR发动机采用了同时点火式无分电器微机控制点火系统它主要由传感器、ECU、点火线圈和火花塞等组成，电路原理如图5.56所示219219图5.56 桑塔纳AJR发动机无分电器微机控制点火系统220220　　(1) 霍尔传感器霍尔传感器安装在汽缸盖前端凸轮轴链轮之后，用于检测第一缸的上止点位置信号ECU通过62引脚向霍尔传感器1端提供电源；传感器3端通过ECU的67引脚搭铁；霍尔信号通过传感器2端传给ECU的76端子霍尔传感器的安装位置和插头端子如图5.57所示221221图5.57 霍尔传感器的安装位置和插头端子222222　　(2) 电控单元发动机电控单元(ECU)的插接器如图5.58所示，该插座有80个端头，利用一个52端子的插头和一个28端子的插头与其连接223223　　图5.58 发动机电控单元(ECU)插接器224224 图5.59 点火线圈总成225225　　(3) 点火线圈总成点火线圈总成安装在进气歧管内侧它由点火模块和两个点火线圈(一个为2、3缸点火，另一个为1、4缸点火)组成，如图5.59所示。

它的高压线插孔旁边有A、B、C、D标记，分别对应于1缸～4缸点火线圈总成2端与电源线15相连接获得12 V电压，4端搭铁ECU的71、78引脚与点火线圈1、3相连，控制点火模块，使点火线圈按顺序产生高压电　　(4) 火花塞火花塞电极间隙为0.9 mm～1.1 mm，火花塞插头电阻值为5 kΩ，火花塞拧紧力矩为30 N·m226226　　3) 点火系统的检修　　对点火系统进行全面检查时，一般按由易到难的次序，沿点火线路进行分段检查　　(1) 检查各部分线路接头有无松动、断路、短路现象　　(2) 检查点火线圈搭铁电路拔下点火线圈插头，如图5.60所示，用发光二极管(由一个发光二极管和串联的300 Ω电阻组成)连接蓄电池正极和插头4端子，发光二极管应亮；否则，应检查插头4端子与搭铁点之间的线路是否断路227227图5.60 点火线圈插头228228　　(3) 检查点火线圈供电电压拔下点火线圈插头，连接插头2端子与发动机搭铁点，发光二极管应发亮；否则，应检查插头2端子与电源线15脚之间线路是否接触不良或断路　　(4) 检查点火线圈工作情况拔下4个喷油器的导线插头和点火线圈上的插头，接通点火开关，用发光二极管连接插头1(或3)端子和发动机搭铁点，运转发动机数秒，发光二极管应发亮；否则，应检查点火线圈插头1、3端子与ECU的71、78引脚之间线路有无断路或短路。

如果线路无故障，则应更换一个ECU再进行检查229229　　(5) 传感器等点火系统组件的检测当传感器组件发生故障时，应在蓄电池电压、燃油泵继电器和熔断丝都正常的情况下进行检测(用高阻抗数字式万用表，表内阻不小于　　10 kΩ)检测组件、插头端子及检测步骤见表5.4230230　　表5.4 点火系统组件的检测231231 如果检测组件电压不正常，应进行线路检修其方法是：断开点火开关，从ECU上拔下接线插头和所要测量组件的插头，检测连接线路的电阻检测时，为了避免损坏电子元件，要注意万用表量程必须符合测量条件，其测量项目应查阅有关维修手册如果被检测线路正常，而被检测组件电压或电阻值不正常，则故障在被检测组件或ECU232232　　4) 故障诊断注意事项　　当确定点火系统出现故障后，应进行全面检查AJR发动机的点火顺序为1－3－4－2，点火提前角由发动机控制单元ECU确定，不能调整在检修时要注意，点火线圈次级电压输出能力非常高，当发动机运转时，不要触摸或拔下高压线；绝不允许点火线圈在开路的情况下工作，要避免错接高压线，否则将极易损坏点火线圈和电子点火模块中的大功率三极管。

233233　　【任务实施】　　【任务实施】　　一、微机控制点火系统的主要零部件检修一、微机控制点火系统的主要零部件检修　　对于有分电器微机控制点火系统的主要零部件，其点火线圈、高压线等零部件可以直接用万用表进行检查，但有些零部件(如ECU和点火控制器)则难以单独检查，必须在车上或专用检测仪上与有关电路元件配合，在通电或运行状态下进行检查下面以凌志LS400轿车为例进行说明　　(1) 微机控制单元点火控制信号IGt和监视信号处理电路的检查234234由启动机带动发动机运转或怠速运行，用示波器或直流电压表检查微机控制单元的IGt端子与E1端子之间的电压，其波形应如图5.61所示，标准脉冲电压平均值为0.5 V～1.0 V如果IGt信号的波形或电压异常，则说明微机控制单元或曲轴位置传感器和转角传感器及其电路有故障235235图5.61 凌志LS400轿车发动机点火控制信号和监视信号波形236236　　拔开点火控制器与微机控制单元之间的插接件，将点火开关接通，用直流电压表检查微机控制单元的IGf端子与E1端子之间的电压，正常值应为4.5 V～5.0 V，否则说明微机控制单元的点火监视信号处理电路有故障。

　　在进行检查时，必须确保微机控制单元的搭铁端子E1与发动机机体之间搭铁良好237237　　(2) 点火控制器的检查检查点火控制器时，必须了解点火控制器的功能一般功能的检查方法和晶体管点火系统的方法相同，不同的是点火监视功能，其检查方法为：将点火开关接通，用直流电压表检查微机控制单元的IGf端子与E1端子之间的电压，正常值约为1.0 V　　由启动机带动发动机运转或怠速运行，用示波器或直流电压表检查微机控制单元的IGf端子与E1端子之间的电压，其波形应如图5.62所示，标准脉冲电压平均值约为0.5 V如果IGf信号的波形或电压异常，则说明点火控制器或电路有故障238238　　(3) 曲轴位置传感器(G信号)与转速传感器(Ne)的检查由启动机带动发动机运转或怠速运行，用示波器检查曲轴位置传感器和转速传感器的输出电压，正常波形应如图5.62所示如果无信号波形或波形异常，则说明曲轴位置传感器或转速传感器有故障239239图5.62 曲轴位置传感器(G信号)与转速传感器(Ne)输出波形240240　　拔开曲轴位置传感器与转速传感器的接插件，检查其传感线圈电阻，应符合规定值 　　(4) 节气门位置传感器的检查。

拔开节气门位置传感器的导线插头，用万用表检查节气门位置传感器接线柱之间的电阻各接线端子之间的电阻(或通断状态)应符合要求如图5.63所示，节气门在怠速位置时，端子1、2之间应导通；节气门不在怠速位置时，端子1、2之间应断开端子1、4之间电阻为定值，与节气门开度无关端子3、4和3、1之间的电阻随着节气门开度的变化而变化241241图5.63 发动机节气门位置传感器原理图242242　　在微机控制单元和线路连接正常的情况下，节气门位置传感器也可以通过测量有关端子之间的电压进行检查节气门在不同位置时，各端子之间的电压应符合要求 243243　　二、微机控制点火系统的故障诊断　　通过本任务可熟悉微机控制点火系统的结构组成及工作原理，掌握微机控制点火系统的故障诊断　　广州本田雅阁(ACCORD)2.3VTI-L型汽车F23A3发动机采用无机械提前式电子点火系统(有分电器的微机控制点火系统)，其原理电路简图如图5.64所示它主要由发动机控制电脑/动力系统控制模块(ECM/PCM)、曲轴位置传感器(CKP)、汽缸位置传感器(CYP)、上止点位置传感器(TDC)、点火器(ICM)、分电器、点火线圈、高压线和火花塞组成。

244244图5.64 本田雅阁微机控制点火系统原理简图245245　　对照图5.64，试回答如下问题：　　 该车点火系统的主要组成元件有： 　　② 分析点火系统的工作过程： 　　 如何分析由于点火系统的原因导致发动机无法启动的故障： 　　 根据故障，确定诊断流程： 　　 246246　　　　点火系统波形检测与分析　　对于点火系统故障造成的发动机工作不正常的故障，可以用示波器检测点火系统的初级和次级电压的波形变化进行诊断　　　　1．点火次级高压波形．点火次级高压波形　　对于独立点火和同时点火的具有高压线的发电机，单缸次级高压波形对故障分析很有帮助；对于各缸点火线圈直接点火，次级高压波形检测不到。

拓拓 展展 知知 识识247247　　检测点火次级高压单缸波形的主要作用是分析单个缸的点火闭合角，分析点火线圈和次级高压电路性能，查出单缸不合适的混合气空燃比(从燃烧线看)，检测造成汽缸失火的火花塞　　点火系统各部分工作都正常时，单缸次级波形如图5.65所示图中，波形上各点的意义如下：248248　　a——初级电路切断，次级电压急剧上升　　ab——击穿电压，应为6 kV～12 kV，且各缸之差不大于3 kV　　bc——电容放电　　cd——电感放电，称为火花线，应该在0.8 ms～2 ms之间　　e——火花消失后，剩余磁场能维持的衰减振荡，称为第一次振荡，通常应该有3个～5个振荡波形　　f——初级电路接通　　fg——初级电路接通后，初级电流增长引起的振荡，称为第二次振荡249249　　af——初级电路断开对应的角度(时间)　　fh——初级电路接通对应的角度(时间)，叫做闭合角，这段时间应超过4 ms250250图5.65 单缸标准次级波形251251　　单缸的初级波形形状和各部分含义与次级波形基本相同，但是波形对应的是点火线圈“-”接线柱和搭铁之间的电压；初级电路断开段比初级电路接通段略高一点；初级电路接通后，电压立即降为0，没有二次振荡，直到限流开始。

　　通过人为选择，只显示某一个汽缸的初级或次级波形，称为该缸的初级或次级直列波或选缸波形；将所有汽缸的初级或次级波形重叠放在一起形成的波形称为初级或次级重叠波；将所有汽缸的初级或次级波形按点火次序自下而上排列形成的波形称为初级或次级并列波；将所有汽缸的初级或次级波形按点火次序自左而右排列形成的波形称为初级或次级平列波252252　　通过单缸初级直列波可以诊断点火控制器搭铁不良、限流失效等故障　　并列波能显示出所有各缸波形，便于比较各缸闭合角大小、点火早晚等初级并列波如图5.66所示253253图5.66 初级并列波254254　　利用次级平列波，可以方便快捷地诊断点火系统次级电路的故障，反映点火线圈的最高次级电压、高压线插接是否正常、各缸火花塞的工作情况等　　6缸发动机标准次级平列波以及常见故障波形如图5.67所示　　(1)  6缸发动机标准次级平列波如图5.67(a)所示　　(2) 各缸点火电压均过高，可能是因为火花塞间隙调整过大或烧坏，或中央高压线插接不良或有断路，如图5.67(b)所示255255　　(3) 个别汽缸点火电压过高，如图5.67(c)中3、4缸所示，说明这些缸火花塞间隙过大或烧坏，或对应的分缸高压线插接不良，或有断路。

　　(4) 全部汽缸点火电压过低，可能是火花塞间隙过小或火花塞热值相对偏高造成火花塞积炭、油污等故障，或者误用普通高压线代替有阻尼高压线导致击穿电压降低，如图5.67(d)所示　　(5) 个别汽缸点火电压过低，如图5.67(e)中3缸所示，为这些缸火花塞间隙小或绝缘体有裂纹、积炭等256256　　(6) 为检查点火系统的发火性能，任意取下某缸火花塞上的分缸高压线，使其悬空，该缸点火电压立即升高至20 kV以上，说明点火系统的发火性能正常，如图5.67(f)所示　　(7) 取下某缸火花塞上的分缸高压线，使其悬空，该缸点火电压低于15 kV，说明点火线圈发火性能不好、分火头或高压线绝缘不良等，如图5.67(g)所示　　(8) 发动机高速运转时，各缸点火电压一致减小，但是保证在5 kV以上，说明点火系统高速工作正常，如图5.67(h)所示257257图5.67 6缸发动机次级平列波258258　　(9) 发动机转速较低时，各缸点火电压一致，转速升高后，个别汽缸点火电压高于其他各缸时，说明这些缸火花塞间隙较大并有轻微积炭，如图5.67(i)所示　　(10) 发动机转速升高后，个别汽缸点火电压过低(低于5 kV)，说明该缸火花塞间隙过小、脏污或绝缘体有细微裂纹，如图5.67(j)所示。

259259　　利用点火系统波形诊断点火系统故障时，只要注意测量发动机的单缸转速降，分别观察和分析不同转速和工况下的波形，就能很好地实现点火系统的快速就车诊断和检测，做到事半功倍260260　　　　2．点火初级低压波形．点火初级低压波形　　由于点火初级和次级线圈有互感作用，因而当继电器触点断开时，次级线圈感应出高压，在点火次级发生跳火状态时还会反馈给初级电路，如图5.68所示点火初级闭合角测试是初级低压波形中的一个重要数据，初级点火闭合角显示主要用于分析单个汽缸的点火闭合角(初级线圈通电时间)，确定平均闭合角的度数或毫秒数及分析点火线圈初级电路性能汽车示波器在显示屏上可以用数字显示出波形的特征值261261　　检测点火初级低压波形时，先使发动机怠速运转，再加速发动机或按照行驶性能出现故障或点火不良发生的条件来启动发动机或驾驶汽车，密切注意当发动机负荷和转速变化时闭合角的变化情况，核实初级点火闭合角是否在标准范围内262262图5.68 点火初级低压波形263263　　　　(1) 点火提前角应随发动机转速的提高而增大，随发动机的负荷增大而减小　　(2) 离心调节器可随发动机的转速提高而自动增大点火提前角。

　　(3) 真空调节器可随发动机的负荷增大而自动减小点火提前角　　(4) 热型火花塞适应于小功率、低速、低压缩比发动机；冷型火花塞适用于大功率、高速、高压缩比的发动机项项 目目 小小 结结264264　　(5) 常用的信号发生器有磁感应式、霍尔效应式和光电感应式几种形式　　(6) 磁感应式信号发生器为无源信号发生器、霍尔效应式和光电感应式信号发生器为有源信号发生器　　(7) 在进行点火系故障诊断时，应首先区分故障发生在低压电路还是高压电路，可用高压试火法进行区分　　(8) 微机控制点火系统主要包括与点火有关的各种传感器、电子控制器(ECU)、点火器、点火线圈、火花塞等　　(9) 微机控制点火系统的功能主要包括点火提前角、通电时间和爆燃控制等三个方面265265　　(10) 微机控制点火系统按有无分电器可分为有分电器式和无分电器式266266部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！。