情境三汽车点火供油故障的检修点火.ppt

情境三汽车点火供油故障的检修子情境一汽车点火故障的检修 导入案例 一辆捷达轿车发动机工作时 排气管排出黑烟 发动机运转不均匀 并发出有节奏的 突突 声 甚至放炮 分析故障原因 学习目标 知识目标 1 掌握传统点火系的作用 组成 电路及工作原理 2 掌握电子点火系的结构及常见故障的现象 判断 原因及排除方法3 掌握微机控制点火系统结构及相关传感器与执行器的检测方法4 掌握电控燃油供给的结构及与之相关的传感器 执行器的结构 线路控制 能力目标 1 能对发动机无高压电故障部位作出正确判断和处理 2 能对点火有关的部件进行测量 3 能对电控燃油供给相关的传感器 执行器引起的故障作出判断和测量 相关知识学习 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 一 点火系的作用 二 点火系的要求 1 能产生足以击穿火花塞间隙的电压 1 火花塞电极间隙大小和形状火花塞电极的间隙越大 击穿电压越高 电极尖端棱角分明 击穿电压低 影响击穿电压的大小的因素有 2 气缸内混合气体的压力和温度混合气的压力越大 温度越低 其密度就越大 离子自由运动距离就越短 不易发生碰撞电离 击穿电压就越高 3 电极的温度和极性火花塞电极的温度越高 电极周围的气体密度越小 击穿电压就越低 针状的中心电极为负极且温度较高时 击穿电压就较低 4 发动机的工作情况 发动机在起动和急加速时击穿电压高 全负荷且稳定工作状态时击穿电压较低 混合气过稀和过浓时击穿电压都会升高 此外 发动机的功率 压缩比以及点火时刻等因素也影响击穿电压的高低 2 电火花应具有足够的能量发动机正常工作时 由于混合气压缩终了的温度接近其自燃温度 仅需要1 5mJ的火花能量 但在混合气过浓或是过稀时 发动机起动 怠速或节气门急剧打开时 则需要较高的火花能量 3 点火时刻应适应发动机的工作情况对于多缸发动机 点火系应按发动机的工作顺序进行点火 通常六缸发动机的点火顺序为1 5 3 6 2 4 四缸发动机的点火顺序为1 3 4 2或1 2 4 3 点火提前角 从火花塞发出电火花开始至活塞到达上止点为止的一段时间内曲轴转过的角度 点火提前过小 活塞到达上止点时才点火 则混合气的燃烧主要在活塞下行过程中完成 燃烧过程在容积增大的情况下进行 炽热的气体与气缸壁接触的面积增大 转变为有效功的热量相对减少 气缸内最高燃烧压力降低 导致发动机过热 功率下降 点火提前过大 混合气的燃烧完全在压缩过程进行 当活塞到达上止点之前即达最大 活塞受到反冲 发动机作负功 不仅使发动机的功率降低 并有可能引起爆燃和运转不平稳现象 加速运动部件和轴承的损坏 最佳点火提前角 燃烧最大压力出现在上止点后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 最佳点火提前角影响因素很多 最主要的因素是发动机转速 负荷 冷却液温度及燃油品质等 当发动机转速一定时 随着负荷的加大 节气门开度增大 进入气缸内的可燃混合气量增多 则压缩终了时混合气的压力和温度增高 同时 残余废气在气缸内所占的比例减小 混合气燃烧速度加快 点火提前角应适当减小 反之 发动机负荷减小时 点火提前角则应适当增大 当发动机节气门开度一定时 随着转速增高 燃烧过程所占曲轴转角增大 这时 应适当加大点火提前角 即点火提前角应随转速增高适当加大 汽油的辛烷值越高 抗爆性越好 点火提前角可适当增大 以提高发动机的性能 辛烷值较低的汽油抗爆性差 点火提前角则应减小 汽车上所采作的点火系统大多数为电感储能的点火系统 三 点火系的组成 主要由 蓄电池点火开关点火线圈分电器断电器火花塞等部件组成 蓄电池点火系的基本工作原理 任务一 普通电子点火故障检修 一 普通电子点火系的组成 普通电子点火系主要由蓄电池 点火线圈 分电器 点火器和火花塞等部件组成 各部件的作用 蓄电池或发电机供给点火系统的低压电能 标准电压一般是12V 点火线圈将12V的低压电变成15 20KV的高压电 分电器主要由信号发生器 配电器和点火提前机构组成 信号发生器产生点火信号 配电器将点火线圈产生的高压电 按照发动机的工作顺序送至各缸的火花塞 点火提前机构随发电机转速 负荷和汽油辛烷值的变化改变点火提前角 点火器将信号发生器产生的信号放大 最后控制大功率三极管的导通与截止 达到控制点火线圈初级电流通断的目的 火花塞将高压电引入燃烧室产生电火花点燃混合气 点火开关控制点火系统初级电路 还可以控制仪表电路和起动继电器电路等 普通电子点火系由信号发生器产生触发或控制点火的信号 经过点火器内部的放大等电路 最后控制大功率三极管的导通与截止 来控制点火线圈初级电流的通断 当初级电流被切断时 次级绕组中产生高压 通过配电器送达各缸的火花塞上 点燃可燃混合气 二 普通电子点火系的工作过程 分电器的组成由信号发生器 配电器 离心点火提前装置组成 三 主要部件的结构和维修 1 分电器 作用 产生信号电压并输送给点火控制器 通过点火控制器来控制点火系的工作 类型 磁感应式 霍尔式 光电式 1 信号发生器 磁感应式信号发生器结构 信号转子 永久磁铁 感应线圈和支座架等 工作原理 霍尔信号发生器 基本原理当电流通过放在磁场中的半导体基片 且电流方向和磁场方向垂直时 在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压 这个电压称为霍尔电压 组成 由与分电器轴制成一体的触发叶轮 霍尔集成电路 带导磁板的永久磁铁及专用插座等组成 工作过程 霍尔电压的信号较弱 仅为mV级 必须对其进行放大 经放大后的信号控制输出端三极管的导通与截止 当霍尔元件不产生霍尔信号时 输出端的三极管处于截止状态 由点火器输入的检测信号处于高电平 接近电源电压 约9V左右 当霍尔元件产生霍尔信号时 输出端的三极管处于导通状态 由点火器输入的检测信号处于低电平 约0 4V左右 光电感应式信号发生器 组成 主要由发光元件 光敏元件和遮光转子组成 工作原理 发光元件和光敏元件位置相对 分别位于遮转子的两侧 遮光转子固定在凸轮轴上 与凸轮轴一同旋转 当遮光转子挡住发光元件的光线时 光敏元件截止 控制电路输出低电平 作用 将高压电按点火顺序分配至火花塞 组成 配电器装于信号发生器的上部 由分电器盖 分火头组成 2 配电器 分电器盖常用的检查方法有外观检查和高压电检查两种方法 直观检查时可将分电器盖从分电器上拆下 并用一块干燥的棉纱布擦净 目测检查分电器盖是否有裂纹和碳径 若有应予以更换 检查分电器盖内的炭精是否磨损过短 弹簧是否折断 分火头检查 分火头技术状况的检查方法有直观检查和高压电检查两种方法 直观检查时 应目测分火头表面是否有裂纹 金属导电片是否有烧蚀 脏污现象 轻微烧蚀时用细纱纸打磨 若有裂纹或金属导电片烧蚀严重 应更换新件 3 离心调节器 作用 在转速变化时 利用离心力自动使信号发生器提前产生点火信号来调节点火提前角 结构 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 重块的另一端由弹簧拉向轴心 信号发生器的转子与拨板一起套在分电器轴上 拨板的两端有长形孔 套于离心块的销钉上 工作过程 1 点火提前角无需调整时 离心调节器处于不工作位置 两离心块在拉簧作用下抱向轴心 2 当发动机转速升高时 两离心块在离心力作用下向外甩开 离心块上的销钉拨动拨板和信号发生器转子 顺着分电器轴的旋转方向相对于轴转动一个角度 提前产生点火信号 点火提前角增大 转速越高 离心块离心力越大 点火提前角越大 3 转速降低 点火提前角减小 作用 在发动机负荷变化时 自动调节点火提前角 结构 装于分电器壳体一侧 在外壳内固定有弹性金属片制成的膜片 膜片中心一侧与拉杆固连 另一侧压有弹簧 拉杆由壳底座孔中伸出 与底板相连 拉动底板带着信号发生器的定子相对于轴产生角位移 4 真空调节器 工作过程 当发动机负荷较小时 节气门开度也小 节气门下方及管道的真空度增大 真空吸力吸引膜片压缩弹簧而拱曲 通过拉杆拉动底板带着信号发生器的定子逆着分电器轴旋转方向转动一定角度 提前产生点火信号 于是点火提前角增大 负荷越小 节气门开度也越小 真空度越高 点火提前角越大 反之 负荷变大则点火提前角减小 作用 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 类型 开磁路 闭磁路 1 开磁路点火线圈结构 主要由铁心 绕组 胶木盖 瓷杯等组成 2 点火线圈 铁心用硅钢片叠成 次级绕阻居内 初级绕阻居外 次级绕阻的一端连接在盖子高压插孔中的弹簧片上 另一端与初级绕阻的一端相连 初级绕阻的两端则分别连接在盖子上的低压接线柱上 绕阻与外壳之间装有导磁钢套并填满沥青或变压器 2 闭磁路点火线圈 结构 闭磁路点火线圈的铁心是 曰 字形或 口 字形 铁心内绕有初级绕阻 在初级绕组外面绕有次级绕组 其铁心构成闭合磁路 磁路中只设有一个微小的气隙 漏磁少 磁阻小 能量损失小 变换效率高 可使点火线圈小型化 点火线圈的型号 1 产品代号DQ表示点火线圈 DQG表示干式点火线圈 DQD表示电子点火系用点火线圈 2 电压等级1 12V 2 24V 6 6V 3 用途代号1 单 双缸发动机2 四 六缸发动机3 四 六缸发动机 带附加电阻 4 六 八缸发动机 带附加电阻 5 六 八缸发动机6 八缸以上的发动机7 无触点分电器8 高能9 其他 包括三 五 七缸 4 设计序号5 变形代号 3 火花塞 作用 将点火线圈产生的高压电引入发动机的燃烧室内 通过本身的间隙产生火花放电 点燃混合气 火花塞的工作条件及要求 1 混合气燃烧时 火花塞下部承受高压燃气的冲击 要求其必须有足够的机械强度 2 承受着交变的高电压 要求能承受30kv高压 3 不但耐高温 而且能承受温度剧变 不出现局部过冷或过热 4 要求火花塞耐腐蚀性好 5 要有合适的电极间隙和安装位置 气密性要好 火花塞的热特性 火花塞裙部温度保持在500 750 时 落在电极上的油滴会被立即烧掉 不会形成积炭 也不会产生炽热点火 则称此温度为火花塞的 自洁温度 火花塞温度低于500 时 则滴在电极的油滴会出现燃烧不完全的现象 火花塞的温度超过950 时 将会引起混合气的 早燃 因此 火花塞的工作温度应在950 以下 火花塞的工作温度与发动机的功率 转速 压缩比有关 还与火花塞本身的结构有关 在相同的工作条件下 火花塞的裙部越长 内径大 受热面积也越大 其吸收的热量多 因此工作温度高 反之 火花塞的裙部短 内径小 受热面积小 因而工作温度低 根据国家专业标准ZBT37003 89 火花塞产品型号编制方法 的规定 火花塞型号由三部分组成 第一部分为字母 表示火花塞的结构类型及主要型式尺寸 第二部分用阿拉伯数字表示火花塞的热值 数字越大 表示火花塞越 冷 热值 火花塞散掉所吸热量的程度 我国以火花塞绝缘体裙部的长度来标定火花塞的热特性 用阿拉伯数字表示热值的高低热值包括1 9九个数字 其中1 3为低热值 4 6为中热值 7 9为高热值 热值越高 散热越快 为冷型火花塞 热值越低 散热越慢 为热型火花塞数 第三部分用汉语拼音字母表示火花塞派生产品结构特征 发火端特征 材料特性及特殊技术要求 火花塞技术状况的检查电子点火系火花塞的间隙为0 8 0 9mm 微机控制电子点火系火花塞的间隙为1 0 1 1mm 如果间隙过小 发动机低速小负荷时会产生缺火现象 如间隙过大 易击穿点火线圈 且高速大负荷时易断火 使用过程中 须定期检查火花塞的间隙和性能 检查方法如下 拆下火花塞进行检查 根据其燃烧状态可以判断出火花塞的匹配情况及发动机的工作状态是否正常 火花塞常见故障有 过热 积炭 电极烧蚀 绝缘体破裂 侧电极开裂等 A良好 火花塞表面干净 颜色为棕色或黄色 黄白色均可 B熏黑积炭 火花塞表面发黑有积炭或油污 表明有问题C过热 火花塞表面有烧蚀斑点 颜色为白灰色 表明有问题 作用 按照信号发生器输入的点火信号接通或断开点火系统的初级电路 使点火线圈次级绕组产生点火高压电 现代汽车点火器广泛采用了集成电路 内部电路非常复杂 一旦损坏 只能更换 基本功能电路 4 点火器 1 初级电路导通状态 发动机起动后 信号发生器不断发出交变电压信号 当信号电压为上 下 时 信号电压与P点电压叠加后使Q点电压上升 当Q点电压超过了三极管导通电压时 三极管便由截止状态转为导通状态 初级电路被接通 流经点火线圈初级绕组的电流经过三极管搭铁 2 初级电路截止状态 当信号电压为如图所示的方向时 信号电压与P点电压叠加后使Q点电压下降 当Q点电压降至三极管截至电压时 三极管由导通状态转为截止状态 切断了初级电路 点火线圈的次级绕组便感应出高压电动势 作用 将点火线圈的高压电送至分电器盖的中央插孔 再从分电器盖的旁电极插孔传至火花塞 类型 普通铜芯线 高压阻尼线高压阻尼线具有一定的电阻 能抑制和衰减点火系产生的高频电磁波 减轻对无线电设备的干扰 5 高压线 四 点火正时的检查与调整 为保证气缸中的混合气在正确的时间被点燃 在安装分电器或更换燃油品种时 要靠人工确定和调整初始点火提前角 通常将这一工作称为点火正时 点火正时是否正确对发动机的性能影响很大 点火时间过早会造成发动机的爆震燃烧 使发动机局部过热 燃料消耗增加 功率下降 点火时间过晚会使发动机燃烧所产生的最大压力下降 功率降低 经济性下降 因此 在发动机的使用与维修中 要确保点火正时的准确 1 就车检查点火正时就车判断点火正时时 应使发动机处于正常工作温度 70 80 下怠速运转 当突然加速时 如果发动机速度急速提高并伴有短促而轻微的突爆声 轻微爆震 而后很快消失则为点火正时 如果发动机转速不能随节气门开大而增大 发动机发闷且排气管出现 突突 声 则为点火过迟 如果发动机出现严重的金属敲击声 即爆震 敲缸 则为点火过早 点火过早或过迟的一般调整方法是 松开分电器壳体固定螺栓 将分电器轴按顺时针或逆时针方向转动少许 直至调好点火正时 日本丰田MS75系列汽车磁感应式无触点电子点火系电路工作原理 五 磁感应式普通电子点火系典型电路 工作过程 1 接通点火开关4 VT1 VT2导通 VT3截止 VT4 VT5导通 初级电路接通 在线圈中形成磁场 其电路是 蓄电池正极 点火开关4 附加电阻Rf 点火线圈初级绕组 VT5 集电极 发射极 搭铁 蓄电池负极 2 起动发动机 分电器开始转动 信号发生器的传感线圈开始产生交变电动势信号 传感线圈中产生正向信号电压时 VT1截止 VT2导通 VT3截止 VT4 VT5导通 初级电路仍然接通 传感线圈中产生负向信号电压时 VT1导通 VT2截止 VT3导通 VT4 VT5截止 初级电路切断 磁场迅速消失 次级绕组产生高压 上海桑塔纳轿车电子点火系采用的是霍尔效应式电子点火系 主要包括装有霍尔效应发生器的分电器 点火器 高能点火线圈和火花塞等 六 霍尔效应式普通电子点火系典型电路 接通点火开关 起动发动机 分电器轴开始转动 当霍尔信号发生器的触发叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时 磁路被叶轮短路 无霍尔电压产生 霍尔信号发生器集成电路三极管截止 由点火器输入的检测信号电压处于高电平 接近电源电压约9V左右 点火器大功率三极管导通 接通初级电路 触发叶片离开永久磁铁与霍尔元件之间的气隙时 霍尔发生器产生霍尔电压 集成电路三极管导通 由点火器输入的检测信号电压处于低电平 约0 4V左右 点火器的大功率三极管截止 切断初级电流 次级绕组感应出高压电 通过配电器将此高压电送到需要点火气缸的火花塞 工作过程 任务二 微机控制点火系的故障诊断与排除 本节主要内容 传感器 电控单元 执行器 微机控制电子点火系由传感器 电控单元 执行器组成 微机控制电子点火系的组成 作用 检测与点火提前角有关的发动机工况信息 并将信息输入到电控单元 作为运算和控制点火时刻的依据 类型 曲轴转角传感器 曲轴基准位置传感器 进气压力传感器 空气流量传感器 进气温度传感器 冷却液温度传感器 节气门位置传感器 爆震传感器等 1 曲轴转角 曲轴基准位置传感器作用 曲轴转角传感器可将发动机曲轴转过的角度变换成电信号输入到电控单元 电控单元根据此信号计算出曲轴转过的角度 也可根据此信号计算出曲轴的转速 传感器 曲轴基准位置传感器可在曲轴转至某一特殊位置时输出电信号 电控单元将此信号作为计算曲轴位置的基准点 并与曲轴转角信号一起计算出任意时刻曲轴所处的位置 常用的传感器型式有磁感应式 霍尔效应式和光电式 1 磁感应式曲轴位置传感器主要由磁性转子 永久磁铁 铁心 感应线圈等组成 磁感应式曲轴位置传感器检测 检测曲轴位置传感器连接器端子1与2之间的电阻 10 10 C时为1630 2740 50 100 C时为2065 3225 曲轴位置传感器配线侧连接器端子1和2与ECU配线侧连接器端子16 NE 和24 NE 应分别导通 2 霍尔效应式凸轮轴 曲轴位置传感器 主要由触发叶轮 霍耳集成电路 带导板的永久磁铁 底板等组成 2 爆震传感器爆震传感器用来检测发动机是否发生爆震 如果发动机发生爆震 电控单元将自动减小点火提前角 动画 发动机发生爆震的原因 1 点火角过于提前为了使活塞在压缩上止点结束后 一进入动力冲程能立即获得动力 通常都会在活塞达到上止点前提前点火 因为从点火到完全燃烧需要一段时间 而过于提早的点火会使得活塞还在压缩行程时 大部分油气已经燃烧 此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃 而造成爆震 2 发动机过度积碳发动机于燃烧室内过度积碳 除了会使压缩比增大 产生高压 也会在积碳表面产生高温热点 使发动机爆震 3 发动机温度过高发动机在太热的环境使得进气温度过高 或是发动机冷却水循环不良 都会造成发动机高温而爆震 4 空燃比不正确过于稀的燃料空气混合比 会使得燃烧温度提升 而燃烧温度提高会造成发动机温度提升 当然容易爆震 5 燃油辛烷值过低辛烷值是燃油抗爆震的指标 辛烷值越高 抗爆震性越强 压缩比高的发动机 燃烧室的压力较高 若是使用抗爆震性低的燃油 则容易发生爆震 爆震传感器安装时注意的问题 对于铝合金缸体 安装螺栓一般采用30mm长 铸铁缸体采用25mm长 安装力矩19 5 20 5Nm 对于只有一个爆震传感器发动机 四缸发动机一般安装在2 3间缸 三缸发动机一般按在2缸中央 注意不要让防冻液 机油 制动液 水长时间侵蚀 安装传感器时不能加垫片 爆震传感器出现故障时一般引起发动机加速不良 1 检测爆震传感器的电阻值 关闭点火开关 分别拔下I II号爆震传感器的3芯插头 用万用表的电阻档分别测量传感器接线端子与外壳之间的电阻值 应为无穷大 否则应更换爆震传感器 接着用万用表电阻档测量传感器2接线端子之间的电阻值 应符合要求 若电阻过大或过小 线束端子可能接触不良或存在断路 应及时排除 2 检测爆震传感器线束的导通性 关闭点火开关 分别拔下I II号爆震传感器的3芯插头 然后拔下ECU J220 的60芯插头 用万用表的电阻档分别测量I号爆震传感器3芯插座1 2 3号端子与ECU J220 的68 67及搭铁之间的电阻值 应均小于0 5 用万用表的电阻档分别测量II号爆震传感器3芯插座1 2 3号端子与ECU J220 的60 67及搭铁之间的电阻值 也应均小于0 5 如果电阻值过大或为无穷大 则线束与端子可能接触不良或存在断路 应及时排除 作用 接收各种传感器输入的信息 按照特定的程序进行判断 运算后 向点火器输出最佳点火提前角和点火线圈初级电路导通的时间控制信号 基本构成 电控单元 1 点火器作用 接受电子控制单元输出的指令进行工作 并对点火信号进行放大 驱动点火线圈工作 执行器 作用 接受电控单元的指令 具体执行某项控制功能 功能 起开关的作用 接通 切断点火线圈的初级电路 具有电流控制 闭合角控制 判别缸位 点火监视等功能 动画 2 点火线圈与微机控制电子点火系相匹配的点火线圈为专用