【技师必看】电子点火系统检修

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电控点火系统的功能

点火提前角

• 点火提前角对发动机性能的影响

• 点火提前角是从火花塞发出电火花，到该缸活塞运行至压缩上止点时曲轴转过的角度。  

• 当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定时，汽油机功率和耗油率随点火提前角的改变而变化。对应于发动机每一工况都存在一个“最佳”点火提前角

• 适当点火提前角，可使发动机每循环所做的机械功最多（ 曲线阴影部分）

A-   不点火          

B-   点火过早 

C-   点火适当       

D-   点火过迟

• 最佳点火提前角确定依据

1. 发动机转速随着转速的升高点火提前角增大。采用电控点火系统，更接近理想的点火提前角。

2. 发动机负荷歧管压力高（真空度小、负荷大），点火提前角小，反之点火提前角大。采用电控点火（ESA）系统时，可以使发动机的实际点火提前角接近于理想的点火提前角。

3. 燃料性质，汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大，反之应减小。

4.其他因素    燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度。

• 控制点火提前角的基本方法

1.发动机起动时，按ECU内存储的初始点火提前角（设定值）对点火提前角进行控制。起动时点火提前角的设定值随发动机而异，对一定的发动机而言，起动时的点火提前角是固定的，一般为10°左右

2.发动机正常运转时（起动后），主ECU根据发动机的转速和负荷信号，确定基本点火提前角，并根据其他有关信号进行修正，最后确定实际的点火提前角，并向电子点火控制器输出点火执今信号，以控制点火系的工作。

• 起动时点火提前角的控制

发动机起动过程中，进气管绝对压力传感器信号或空气流量计信号不稳定，ECU无法正确计算点火提前角，一般将点火时刻固定在设定的初始点火提前角。此时的控制信号主要是发动机转速信号（Ne信号）和起动开关信号（STA信号）。

• 起动后基本点火提前角的确定

1. 发动机起动后怠速运转时，ECU根据节气门位置传感器信号（IDL信号）、发动机转速传感器信号（Ne信号）和空调开关信号（A／C信号）确定基本点火提前角。

2. 发动机起动后在除怠速以外的工况下运转时， ECU根据发动机的转速和负荷（单位转数的进气量或基本喷油量）确定基本点火提前角。

• 点火提前角的修正

不同的发动机控制系统中，对点火提前角的修正项目和修正方法也不同。修正方法有修正系数法和修正点火提前角法两种。主要修正项目有：

1.水温修正；

2.怠速稳定修正；

3.空燃比反馈修正。

通电时间控制

• 通电时间对发动机工作的影响

在发动机工作时，必须保证点火线圈的初级电路有足够的通电时间。但如果通电时间过长，点火线圈又会发热并增大电能消耗。要兼顾上述两方面的要求，就必须对点火线圈初级电路的通电时间进行控制。

• 通电时间的控制方法

 现代电控点火系统和传统的分电器不同，传统的点火线圈初级电路的通电时间取决于断电器触点的闭合角和发动机转速。而现代点火线圈初级电路的通电时间由ECU控制，根据发动机的转度信号和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时间），并控制点火器输出指令信号（IGt信号），以控制点火器中晶体管的导通时间。

• 点火线圈的恒流控制

1. 由于现代车采用了高能点火线圈，改善点火性能。为了防止初级电流过大烧坏点火线圈，在部分电控点火系统的点火控制电路中增加了恒流控制电路。

2. 恒流的基本方法是：在点火器功率晶体管的输出回路中增设一个电流检测电阻，用电流在该电阻上形成的电压降反馈控制晶体管的基极电流，只要这种反馈为负反馈，就可使晶体管的集电极电流稳定，从而实现恒流控制。

爆燃的控制

• 爆燃的危害  会导致冷却液过热，功率下降油耗上升。

• 控制方法  推迟点火提前角，利用爆震传感器中的压电晶体的压力效应。

点火系统的组成与工作原理

电控点火系统的类型

• .汽油机点火系统的类型：

1. 传统点火系统分为：

a．磁电机点火系统　

b．蓄电池点火系统。　缺点：高速易断火，不适合高速发动机；断电器触点易烧蚀，工作可靠性差；点火能量低，点火可靠性差。

2. 微机控制的点火系统  采用计算机根据各传感器信号对点火提前角进行控制。

• 电控点火系统的类型：有分电器和无分电器式

基本组成与工作原理

• 基本组成

如下图，一般由电源、传感器、ECU、点火器、点火线圈、分电器和火花塞组成

• 工作原理

发动机工作时，ECU根据接受到的传感器信号，按存储器中的相关程序和数据，确定出最佳点火提前角和通电时间，并以此向点火器发出指令。点火器根据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时，有电流从点火线圈中的初级电路通过，点火线圈将点火能量以磁场的形式储存起来。当初级电路被切断时，次级线圈中产生很高的感应电动势，经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。

有分电器电控点火系统

• 主要特点

只有1个点火线圈

• 组成

由凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、起动开关、空调开关、车速传感器。如图

1、2—凸轮轴／曲轴位置传感器

3—空气流量计或过气管绝对压力传感器

4—冷却液温度传感器　

5—节气门位置传感器

6—起动开关

7—空调开关

8—车速传感器

9、10—输入回路

11—A／D转换器　

12—输出回路

13—存储器

14—恒定电压电源

15—点火器

16—点火线圈

17—分电器

无分电器电控点火系统

• 独立点火

1. 一种是点火线圈共用一个点火器的；

2. 另一种是每个点火线圈都有一个单独的点火器，并且点火器和点火线圈集成一体。

a.6个点火线圈共用一个点火器

b.一个点火线圈一个点火器

• 同时点火方式

IGdA、IGdB信号是根据G₁、G₂和Ne信号向点火器输送的判缸信号。

点火器根据IGdA、IGdB信号的状态决定接通哪条初级电路

IGdA为0、IGdB为1——VT₁导通，1缸或6缸点火。

IGdA为1、IGdB为0——VT₂导通，2缸或5缸点火。

IGdA为0、IGdB为0——VT₃导通，3缸或4缸点火。

• 二极管配电点火方式

爆燃控制系统

• 识别根据安装在缸体上的爆燃传感器检测发动机不同频率范围内的机械振动，发生爆燃时传感器电压信号有叫大的振幅。

• 爆燃强度的确定

• ECU根据爆燃信号超过基准值的次数来判定爆燃强度，次数越多，爆燃强度越大，反之越小。

1、爆燃传感器 

2、ECU

3、其他传感器

4、点火器和点火线圈

5、分电器 

6、火花塞

电子点火系统的主要元件原理及检修

凸轮轴/曲轴位置传感器

• 凸轮轴/曲轴位置传感器的安装位置

1. 凸轮轴/曲轴位置传感器共同安装在分电器内

2. 凸轮轴/曲轴位置传感器共同安装在类分电器中：

3. 凸轮轴/曲轴位置传感器分别独立安装：

凸轮轴/曲轴位置传感器的类型

• 磁感应式

• 信号电压的检测

测量霍尔效应式传感器的输出电压。关闭点火开关，将分高压线搭铁，用数字万用表的两表笔接在传感器信号输出端子和接地端子上，然后按发动机转动方向转动发动机，电压表置于直流量程，观察电压表上的读数，其值一般在0-5V之间变化。当遮蔽板转到磁铁和霍尔元件之间时，其值为2-5V；当遮蔽板转离磁铁和霍尔元件时，其电压值为0.3-0.4V。若电压值不在0-5V之间变化，则应更换霍尔效应传感器。以上所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，其电压值有所同。测试值应与同期生产的汽车进行对比判定。

• 信号波形检测

1. 连接波形测试设备，起动发动机，怠速运转，而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等，获得波形

2. 波形分析：

a.形频率应与发动机转速相对应；

b.由于传感器供电电压不变，因此所有波峰的高度（幅值）均应相等

光电式曲轴位置传感器

光电式与霍尔效应式曲轴/凸轮轴位置传感器虽然原理不同，但一般都是包括一根电源线、一根新号线和一根搭铁线，信号都是数字方波信号，所以检测方法基本相同，但由于光电式传感器的遮光转盘缝隙很密，发动机转速又很快，只有用示波器才能准确地检测有用信息。另外光电式传感器如污染、有灰尘，就不能正常工作了。应彻底观察光电式传感器是否漏油，确保遮光转盘安装完好、密封盖不漏光。

磁控电阻式

• 一种方式是将嵌齿轮装在凸轮轴或曲轴上，由其驱动旋转，将永久磁铁和磁控电阻安装在嵌齿轮附近。

• 另一种方式是将永久磁铁做成磁环装在转轴上，将磁控电阻偏置在磁环附近，如图所示。两种结构都满足磁阻效应，都能产生转速信号。

车速传感器

• 安装位置：安装在组合仪表内、变速箱输出轴上。

• 类型：磁控电阻式、光电式、磁感应式。

爆震传感器

• ECU会根据爆震（KNK）传感器的信号对点火提前角实行反馈控制，以避免爆震。爆震传感器一般安装在发动机缸体上。

• 爆震传感器的类型：一般采用检测发动机振动的方法来判断有无爆震及爆震的强度。有电感式和压电式。压电式又有共振型、非共振型和火花塞型三种。

点火器

• 功能：根据ECU的指令，控制点火线圈初级电路的通电或断电，并在完成点火后向ECU输送点火确认信号。

• 结构：如下图

• 检测：用万用表或示波器检查发动机ECU相应端子间电压。 

点火控制电路

• 如上图为丰田皇冠3.0轿车点火控制电路。

• 维修时用万用表检测“＋B”端子和点火线圈的“＋”端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。怠速时检查点火器“IGT”端子与搭铁之间应有脉冲信号，检查ECU的“IGF”端子与搭铁之间应有脉冲信号。