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第页1教学目标知识目标：了解点火系统的工作原理，掌握点火系统的组成、工作过程和检修的方法。能力目标：能熟练使用汽车电气常用检修仪器，具备点火系统的检测能力。素质目标：遵守6S操作规程；同学之间团结、协作，互帮互助、共同提高！教学重点点火系统检测方法教学难点点火系统的组成、工作过程和维修和检修的方法。教学手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学学时12学时教学内容与教学过程设计注释第页2项目四汽车点火系统的故障检俢任务一微机控制电子点火系统的结构检修〖任务描述〗发动机点火系统要在合适的时刻产生电火花点燃混合气。若点火系统有故障，造成发动机不能正常运行甚至无法起动。为了能够诊断与修复点火系统故障，就必须熟悉点火系统的组成和连接。〖情境导入〗桑塔纳时代超人轿车故障现象为冷车不易起动，怠速不稳。要完成该检修任务，要求首先应熟悉微机控制电子点火系统功能和工作原理，能识读点火系统的电路图并在此基础上完成电路故障诊断与修复。〖理论学习〗一、点火系统的功能1.提供高电压2.提供足够的火花能量与持续时间3.提供最佳的点火时刻点火时刻对发动机工作性能的影响比较大，要求点火系统能提供最佳点火时刻。点火过迟和点火过早不利影响如下：（1）点火过迟（点火提前角小）如果活塞在到达压缩上止点时点火，那么混合气体在活塞下行时才燃烧，使气缸内压力下降，同时由于燃烧的炽热气体与缸壁的接触面积增大，热损失增加，发动机过热，从而使发动机效率下降，油耗增加。（2）点火过早（点火提前角大）如果点火过早，混合气体在活塞上行时完全燃烧，活塞在到达上止点前，缸内达到最大压力，使活塞上行的阻力增加，从而使发动机效率下降，产生爆震现象。二、发动机点火系统的分类图4-1发动机点火系统的类型三、微机控制点火系统的组成传统点火系统和普通电子点火系统均采用机械调节装置调节点火提前角，机械装置反应慢，控制精度低，越来越不能满足现代发动机的需要。随着微机技术的发展，在70年代中期，汽车上开始普遍应用微机控制点火系统。微机控制电子点火系统的组成如图4-2所示，由电源、传感器、电子控制单元(ECU)、点火器、分电器、高压线及火花塞等组成。该系统根据明确学习任务，在任务驱动下开始教学。结合发动机的工作过程，讲解点火系统的功能，分析点火提前角过大、过小的不利影响。介绍点火系统的分类。与传统点火系统相比，讲解电子点火系统的优越性。第页3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，点火时刻更准确，使发动机性能更加优越。图4-2微机控制电子点火系统的组成(1)电源：给点火系统提供供电电源。(2)传感器：检测发动机工况，是电控单元计算点火提前角的依据。(3)电控单元：点火系统中的控制元件。它不断地采集各传感器的信号，按程序进行运算、判断，向执行器发出点火控制信号。(4)点火器：是执行元件，将电控单元输出的点火信号进行功率放大，再驱动点火线圈工作。同时还具有闭合角控制、恒流控制、点火监视等功能。(5)点火线圈：它是由初级绕组和次级绕组组成的升压变压器，其作用是产生火花塞跳火的高电压。(6)分电器：其作用是在只有一个点火线圈的电路里将点火线圈产生的高压电按点火顺序依次分配至各缸火花塞。(7)高压导线：其作用是传递高压电。(8)火花塞：作用是将点火线圈所产生的脉冲高压电引进燃烧室，利用电极产生的电火花点燃混合气，完成燃烧。点火系统由高压回路和低压回路组成，如图4-3所示。低压电路是由电源、传感器、电控单元、点火器、点火线圈的初级绕组等组成。高压电路由点火线圈次级绕组、高压导线、火花塞等组成。高压电路又叫二次电路。低压回路路径如下：蓄电池正极→点火开关→点火线圈一次绕组→点火器→搭铁→蓄电池负极。高压电路路径为：二次绕组→火花塞→搭铁→二次绕组。点火系统工作过程：电流通过一次绕组时，在铁心中产生磁场。当点火器切断一次电路，一次绕组中的电流迅速下降到零，引起磁通突降，在一次绕组中产生自感电动势，达200～300V。在互感的作用下，在二次绕组产生的高压，达15～20kV。该电动势击穿火花塞间隙，产生电火花，点燃混合气。低压回路高压回路图4-3点火系统由高压回路和低压回路组成结合电喷发动机实物，讲解微机控制点火系统的工第页4四、微机控制点火系统的工作过程微机控制电子点火系统基本工作过程如图4-4所示，发动机运行时，电控单元不断地采集发动机的负荷、转速、冷却液温度等信号，按电控单元的程序进行运算、判断计算出最佳点火提前角和闭合角，以此向点火器执行器发出控制指令。图4-4微机控制电子点火系统基本工作过程〖实训指导〗一、点火线圈检测(1)外部检测目测点火线圈外观，若有绝缘盖破裂或外壳碰裂，就会受潮而失去点火能力，应予以更换。(2)初、次级绕组断路、短路检测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。(3)接线检查用万用表电阻档检查点火系统的接线情况，有无接错、漏接、接触不良的现象。(4)供电电压的检测用万用表直流电压档检测点火线圈供电线路的电压，应该为电源电压。二、火花塞检测火花塞是有使用寿命的，国产单电极火花塞经济寿命一般在1~1.2万公里，进口三电极火花塞经济寿命在2~3万公里，进口白金火花塞经济寿命较长，在3~5万公里。在拆卸火花塞时，必须做到以下几点：①使用火花塞套筒和棘轮，将每个火花塞拧松两圈。②采用压缩空气吹走火花塞座处的灰尘。③拆下火花塞，确保垫圈也一起被拆下。在安装火花塞时必须做到以下几点：①用干净的布擦掉火花塞座处的灰尘与润滑脂。②如果继续使用原来的火花塞，则要安装一个新的衬垫。③间隙不合适时，要调整火花塞间隙。火花塞电极间隙：1.0--1.1mm。④安装火花塞并用手拧紧。再使用扭力扳手拧紧火花塞，力矩大小依据厂家说明书的具体要求。三、高压线检测高压导线就是次级电路的导线，将高压送给火花塞。这些导线不是实心导线，它们是有纤维芯的导线，这些纤维芯在次级电路中起电阻器的作用。高压阻尼线的电阻值一般制成每米几千欧至几十千欧。高压导线的使用与维护，必须做到以下几点：①高压线总成的检测或更换时，应注意各组线的安装顺序。②高压线上不能有油污垢，有可能产生漏电现象。③高作过程。结合点火线圈结构图，分析点火线圈的检修方法。教师演示，再让学生自己动手尝试，掌握检修方法。第页5压线安装时，严禁折叠，会导致线芯折断或芯线阻值增大，造成火花弱。小结1、点火系统组成、作用。2、点火系统的分类。3、点火系统的工作原理。4、点火系统组成部件的检修方法。任务二微机控制电子点火系统的故障检修〖任务描述〗若点火系统故障，发动机不能正常运行甚至无法起动。为了能够诊断与修复点火系统故障，就必须熟悉点火系统的组成，掌握点火系统的电路原理，学会识读并分析点火系统电路；能根据电路原理制定点火系统常见故障诊断流程并对元部件进行检修。〖情境导入〗桑塔纳时代超人轿车故障现象为冷车不易起动，怠速不稳。要完成该检修任务，要求首先应熟悉微机控制电子点火系统功能和工作原理，能识读点火系统的电路图并在此基础上完成电路故障诊断与修复。〖理论学习〗一、微机控制点火系统的控制微机控制点火系统的控制包括点火提前角控制、闭合角控制和爆燃控制。1.点火提前角控制点火提前角火花塞电极间跳火开始时到活塞上行至上止点时曲轴所转过的角度。点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，热负荷、机械负荷、噪声和振动加剧。点火过迟，气体做功困难，油耗大，效率低，排气声大。不论点火过早或过迟，都会影响转速的提升。影响最佳点火提前角的因素很多，发动机转速和负荷是影响发动机点火提前角的主要因素。目前普遍采用的方法是通过发动机台架试验来获得发动机在不同转速、不同负荷时所对应的最佳点火提前角，以此获得三维点火正时脉谱图，如图所示。图4-5三维点火正时脉谱图点火提前角控制系统，因各制造厂家开发点火装置的型号不同而不同。点火提前角的控制一般分为起动时和起动后控制。1)起动时点火提前角控制在起动时，发动机转速信号和进气流量信号不稳定，点火提前角采用固定值，即初始点明确学习任务，在任务驱动下开始教学。引导学生分析发动机在不同负荷和转速下点火提前角的调整趋势。第页6火提前角。电控单元根据转速信号和起动开关信号判定为起动工况，将点火提前角固定为一个设定值。2)起动后的点火提前角控制发动机起动后正常运行期间的点火提前角是由三部分组成，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，如图4-6所示。图4-6起动后的点火提前角(1)初始点火提前角初始点火提前角是原始设定并存储在发动机电控单元中的固定值，是由机械安装位置所确定的，又称固定点火提前角。一般为上止点前50～100。出现下列情况之一时，点火系统按初始点火提前角点火。①当发动机起动时（转速在400r／min以下）；②当检查连接器中T端子与E1端子短路，节气门位置传感器怠速触点闭合（车速在2km／h）；③当发动机电控单元出现故障，后备系统应急工作状态时。(2)基本点火提前角基本点火提前角在发动机在怠速和正常运行工况下控制是不同的。①怠速时，电控单元根据发动机的怠速转速、空调开关和动力转向开关等信号确定基本点火提前角。②正常运行工况下，电控单元根据发动机的转速和负荷的信号，通过查找三维点火正时脉谱图确定。(3)修正点火提前角修正点火提前角是电控单元根据其它传感器的参数确定的，如暖机修正、怠速稳定修正和爆燃修正等。①暖机修正暖机修正是电控单元根据冷却液温度传感器信号对点火提前角修正。如图4-7所示，温度低，燃烧速度慢，点火提前角应适当增大。冷却液温度高，混合气的燃烧速度快，为防止发动机过热，点火提前角适当减小。图4-7暖机修正第页7②过热修正过热修正过热修正是指发动机冷却液温度过高时，对点火提前角进行的修正。如图4-8所示，当发动机处于怠速运行工况时，若冷却液温度过高，为了避免发动机长时间过热，应增大点火提前角提高发动机怠速转速，从而提高水泵和冷却风扇的转速，加强冷却，降低发动机温度。当发动机处于正常运行工况时，若冷却液温度过高，为了避免爆燃，应减小点火提前角。图4-8过热修正③空燃比修正空燃比修正是指电控燃油喷射系统进行空燃比闭环控制时，根据空燃比的变化对点火提前角进行的修正。如图4-9所示，当喷油量减少而导致混合气变稀时，应适当地提前点火；当喷油量增大而导致混合气变浓时，推迟点火，有利于提高发动机转速的稳定性。图4-9空燃比修正④怠速稳定修正怠速稳定修正是指当发动机怠速时，电控单元根据发动机怠速转速的变化对点火时刻进行的修正。当发动机的实际转速低于目标转速，增大点火提前角。并且目标转速与实际转速的差值越大，则点火提前角修正量越大，使怠速保持稳定。⑤点火提前角极限值控制点火提前角极限值是指电脑对实际点火提前角大于允许的最大值或小于允许的最小值时，发动机将难以运行。点火提前角极限值控制是指电脑将基本点火提前角与修正点火提前角之和限定在一允许范围之内，一般最大提前角为350～450，最小提前角为100～00。当超过此范围时，电控单元设定的最大或最小点火提前角进行控制。⑥爆震修正爆震修正是电控单元根据爆震传感器信号对点火提前角修正。如图4-10所示，发生爆震，减小点火提前角；未发生爆震，增大点火提前角。力求使发动机工作在临界爆震状态。图4-10爆震修正2.闭合角控制第页8闭合角控制又称通电时间控制，是指点火线圈初级电流的通电时间。通电时间长，次级线圈产生的高压就高，所以要保证点火线圈初级回路有一定的接通时间。另外在微机控制点火系统中，为了减小转速对次级电压的影响，初级线圈采用了电阻很小的高能点火线圈，其饱和电流可达30A以上。为了防止初级电流过大烧坏点火线圈，点火线圈初级回路的接通时间不宜太长。控制闭合角既能改善点火性能，又能防止初级电流过大而烧坏点火线圈。当闭合角不变时，发动机转速或蓄电池电压变化会引起初级线圈通电时间的变化，从而引起次级电压变化。闭合角随发动机转速的增加而增大，随蓄电池电压的减小而增大。发动机工作时，电控单元依据发动机转速信号和蓄电池电压信号控制