点火系统结构与检修

点火系统结构与检修项目四知识目标1．了解点火系的作用及类型。2．了解传统点火系统的组成、部件结构和工作原理。3．理解微机控制点火系统的组成、部件结构和工作原理。4．掌握微机控制点火系统的点火提前角和反馈控制的知识。5．掌握微机控制传统点火系统常见故障。6．掌握微机控制系统的典型故障分析及解决方法。能力目标1.能够拆装、检测与诊断点火系统各主要部件。2.能够分析点火系统控制电路。3.能够根据接线路连接点火系统电路。4.能够根据点火波形进行故障诊断。5．能够诊断、排除点火系统故障。案例引入一辆丰田卡罗拉轿车，在使用过程中出现发动机工作抖动、怠速不稳定，并且出现排气黑烟及油烟味浓的状况。同时发动机故障指示灯点亮。根据使用和维修经验，初步判断发动机一个气缸出现工作不良，点火系统工作出项异常。需对发动机点火系统进行检测和检修。任务一：点火系统主要元件故障鉴别及更换任务导入汽车发动机的点火有火花点火和压缩点火两种工作模式。汽油发动机属于火花点火式，发动机的点火依靠点火系统完成。点火系统是汽车电气系统的重要组成部分。现代汽车多数采用电感储能点火系统，其工作过程中完成电磁能量的转换并升高电压，使用电点火器件实现火花点燃混合气。随电子技术的发展，计算机控制的电子点火系统成为现代汽车点火系统的主要形式。这种形式的点火系统能够实现可靠、准确的点火，是发动机电子控制系统的重要组成部分。点火系统主要元件故障鉴别及更换1．发动机点火系统点火系统及作用气缸内的可燃混合气在压缩终了时由电火花点燃而开始燃烧，燃烧产生的强大的压力即推动活塞向下运动而作功。为此，汽油机设有能在气缸内产生电火花的系统，称为点火系统。点火系的作用是将蓄电池或发电机的低压电转变成高压电，再按照发动机的工作顺序适时将高压电分送给需要点火气缸的火花塞，产生电火花以点燃可燃混合气点火系统主要元件故障鉴别及更换1．发动机点火系统点火系统的主要类型磁电机点火系统磁电机点火系统是应用较早的一种火系统,特点是使用磁电机提供点火电压点蓄电池点火系统蓄电池点火系统由车载蓄电池或发电机提供电源，主要元件有蓄电池、点火开关、点火线圈、断电-配电器、火花塞。是使用广泛和长久的点火系统点火系统主要元件故障鉴别及更换1．发动机点火系统蓄电池点火系统类别电感储能点火系统电感储能点火系统的点火能量以磁场形式储存在点火线圈中，点火线圈是电能-磁能的转换元件，是点火能量的存储元件，同时也是电压提升元件。电容储能点火系统电容储能点火系统的点火能量以电场的形式存储在专门的储能电容器中。电容器是点火能量的存储元件，点火线圈是电压提升元件。点火系统主要元件故障鉴别及更换2．对点火系统的要求汽车点火系统在工作中必须满足以下要求：1）能产生足以击穿火花塞间隙的电压2）火花具有足够的能量3）点火时刻应适应发动机的工作情况火花塞电极击穿而产生火花时所需要的电压称为击穿电压。点火系产生的次级电压必须高于击穿电压。为了保证可靠点火，高能电子点火系一般应具有80~100mJ的火花能量发动机工作循环中，压缩行程活塞运动至接近上止点前点火，称为点火提前实践证明，点火提前角在上止点前10°~15°时，发动机的输出功率最大，此时所对应的点火提前角为最佳点火提前角。发动机点火系统必须能自动调整由于发动机工作状态变化时最佳点火提前角的变化，以适应发动机的工作。点火系统主要元件故障鉴别及更换3．蓄电池点火系统蓄电池点火系统的组成蓄电池为点火系提供电能点火开关接通或断开点火系系统电源点火线圈存储点火能量，并将蓄电池电压转变为点火电压断电器的作用是接通或切断点火线圈初级回路；配电器的作用是将点火线圈产生的高压电按发动机点火顺序分配至各缸火花塞火花塞将点火高压引入气缸燃烧室，并在电极间产生电火花，点燃混合气点火系统主要元件故障鉴别及更换3．蓄电池点火系统蓄电池点火系统原理蓄电池点火系统的工作过程分为三个阶段。1)断电器触点闭合，初级电流增长。断电器凸轮使触点闭合，初级电路通电,电流通过初级绕组时，在点火线圈铁芯形成磁场，电流转换为磁场能量存储。2)断电器触点分开，次级绕组产生高电压。当断电器凸轮将触点分开，初级绕组电路被切断。点火线圈初级绕组产生电动势3)火花塞放电点火线圈次级高压由高压导线送至发动机工作缸，击穿火花塞电极间隙，形成电火花，点燃混合气。点火系统主要元件故障鉴别及更换4．点火系统主要元件点火线圈点火线圈的作用是将低压电转变为15000～40000伏的高压电，以满足火花塞跳火的需要开磁路点火线圈两个接线柱的点火线圈。这种点火线圈取消了附加电阻，使用时+接线柱连接点火开关，附加电阻的功能由点火开关至+接线柱之间的附加电阻线替代点火系统主要元件故障鉴别及更换4．点火系统主要元件点火线圈闭磁路式点火线圈磁闭路点火线圈采用闭合式磁芯。磁芯材料的磁导率高，且磁路是闭合的。点火线圈初级绕组电流形成的磁场通过铁心形成闭合磁路，与开磁路式点火线圈相比，闭磁路式点火线圈具有漏磁少、转换效率高、体积小、质量轻、铁心裸露易于散热等优点点火系统主要元件故障鉴别及更换4．点火系统主要元件断电-配电器断电-配电器由断电器、配电器、电容器和点火提前调节机构等组成断电器断电器是一个串联在点火线圈初级绕组电路中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点火系统主要元件故障鉴别及更换4．点火系统主要元件断电-配电器配电器配电器盖分火头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。离心调节器离心调节器的作用是在转速变化时，利用离心力自动使断电器触点提前打开来调节点火提前角点火系统主要元件故障鉴别及更换4．点火系统主要元件断电-配电器真空调节器真空调节器的作用是在发动机负荷变化时，自动调节点火提前角。真空调节器装于分电器壳体一侧。其结构如图负荷变大则点火提前角减小负荷越小，节气门开度也越小，真空度越高，点火提前角越大点火系统主要元件故障鉴别及更换4．点火系统主要元件火花塞火花塞在发动机上的作用，是发动机工作过程中在燃烧室中形成火花放电，使可燃混合气着火燃烧1、接线螺母2、高氧化铝陶瓷绝缘体3、商标4、钢质壳体（六角形）5、内垫圈（密封导热）6、密封垫圈7、中心电极导电杆8、火花塞裙部螺纹9、电极间隙10、中心电极和侧电极11、型号12、去干扰电阻火花塞的构造火花塞的选用汽车火花塞的选用应根据发动机压缩比、转速及功率选择。热型火花塞用于低压缩比、低转速、小功率的发动机中；冷型火花塞用于高压缩比、高转速、大功率的发动机中。点火系统主要元件故障鉴别及更换实施项目一：点火线圈检测实施过程1．点火线圈初级绕组测试将万用表两表针分别接触点火线圈的“+”标记接线柱和“—”标记接线柱，测量点火线圈的初级绕组电阻检测仪连接条件测量值规定状态“+”---“—”0.8Ω小于1Ω2.点火线圈次级绕组测试将万用表两表针分别接触点火线圈的“—”标记接线柱和高压端接线柱，测量点火线圈的次级绕组电阻检测仪连接条件测量值规定状态“—”---高压柱3.3KΩ小于６KΩ点火系统主要元件故障鉴别及更换实施过程实施项目二：火花塞故障鉴别及更换拆卸点火线圈总成断开点火线圈的连接器插头拆点火线圈紧固螺栓和点火线圈拆卸火花塞点火系统主要元件故障鉴别及更换实施过程实施项目二：火花塞故障鉴别及更换检查火花塞目视检查火花塞检查火花塞螺纹和绝缘垫是否损坏。观察火花塞电极是否有湿碳痕迹。如有石炭痕迹，清洁并用压缩空气干燥处理检查火花塞电极间隙用塞尺测量火花塞电极间隙，火花塞最大间隙为1.3mm点火系统主要元件故障鉴别及更换实施过程实施项目二：火花塞故障鉴别及更换测量火花塞绝缘电阻值用兆欧表测量火花塞绝缘电阻，正常火花塞绝缘电阻值大于10MΩ。绝缘电阻值小于10MΩ应更换拓展与提升点火系统的发展1901年，德国波许公司发明高压磁电机点火装置。1905年，第一个蓄电池用于汽车，作为汽车照明电源使用。汽车点火系统受汽车电源的限制，最早采用磁电机点火系统。而后，蓄电池点火系统成功开发、应用于汽车。早期应用于汽车的是传统点火系传统点火系它采用机械触点控制初级电流，当触点闭合时，点火线圈初级电路接通，储存能量；当触点打开时，点火线圈初级电路断开，在次级线圈中产生高电压，并经分电器加于火花塞，击穿火花塞拓展与提升点火系统的发展上世纪50年代以后，大功率晶体管应用成熟。随之出现有触电电子点火系。有触点电子点火系是汽车最早机电相结合的产品之一，其电路组成如图有触电电子点火系统保留了原分电器中的机械触点，增加了一个电子驱动电路，大功率开关晶体三极管串联在点火线圈初级电路中，机械触点接在三极管的基极电路中。当触点闭合时，大功率三极管导通，接通初级电路；当触点打开时，大功率三极管截止，断开初级电路，次级线圈产生高压电而点火。有触电电子点火系拓展与提升点火系统的发展无触点电子点火系统无触点电子点火系统是再后发展的电子点火系统。这个系统利用各种无触点点火信号发生器来产生点火触发信号，触发器形式主要有电磁感应式、霍尔效应式和光电触发式，触发信号由触发器独立产生，传输至电子驱动电路（点火器），由电子驱动电路中的大功率三极管替代断电器触点，控制点火线圈的初级电流变化，引其高压线圈产生高电压拓展与提升点火系统的发展微机控制电子点火系随着微处理机技术的发展，在70年代中期，汽车上开始应用微处理机控制点火。微机控制电子点火系的组成主要由电源、传感器、电控单元（ECU）、点火控制器、分电器、高压线、火花塞等组成。该系统根据各种传感器检测发动机工况信息，由控制单元对点火提前角和闭合角进行精确的控制，点火时机更准确、合理，使发动机性能更加优越任务二：微机控制点火系统的故障诊断任务导入微机控制点火系统是当今汽车点火系统的主流。由于采用计算机进行点火控制，使发动机在各种工况和使用条件下的点火提前角都与相应的最佳点火提前角比较接近，并且不存在机械磨损等问题，使发动机的性能得到进一步改善和更加充分的发挥。由于计算机控制系统具有故障自检和故障数据存储功能，可以使用专门的故障诊断设备进行故障数据的调取，其故障诊断具有高度的准确性。微机控制点火系统的故障诊断1．微机控制点火系统组成和功能微机点火系统与传统点火系统结构有较大差异，由传感器、控制器、执行器三个部分组成。控制器传感器点火控制器点火线圈火花塞+B传感器是将非电物理量转换电量的器件控制器的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令点火控制器控制点火线圈初级电流的通电和断电微机控制点火系统的故障诊断1．微机控制点火系统组成和功能传感器是将非电物理量转换电量的器件,作用是采集发动机即时工况并转换为电量传输至系统控制器.传感器与点火相关主要传感器及功能凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器用以检测发动机工作时凸轮轴位置，判别发动机工作循环的1缸上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。是点火控制的主控信号微机控制点火系统的故障诊断1．微机控制点火系统组成和功能与点火相关主要传感器及功能传感器曲轴位置传感器曲轴位置传感器又称为发动机转速与曲轴转角传感器。其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号，以便确定点火时刻和喷油量曲轴位置传感器空气流量传感器也称空气流量计，是电控发动机的重要传感器之一。它将吸入的空气流量转换成电信号送至电控单元(ECU），测定吸入发动机的空气流量。作为决定喷油量和点火时刻空气流量传感器微机控制点火系统的故障诊断1．微机控制点火系统组成和功能传感器与点火相关主要传感器及功能节气门位置传感器节气门位置传感器又称为节气门开度传感器或节气门开关，是用于检测发动机负荷状态的传感器，决定喷油量和点火时刻。另一功能是检测发动机是处于怠速工况还是负荷工况。节气门位置传感器通常与节气门制成一体，形成节气门组件微机控制点火系统的故障诊断1．微机控制点火系统组成和功能传感器与点火相关主要传感器及功能冷却液温度传感器却液温度传感器用于检测发动机冷却液温度，是检测发