汽车电器教案(点火系统).doc

课程名称汽车电器构造与维修课题名称实训五、 车辆发动机抖动故障授课时间授课地点授课时数讲授示范学生实 操学生实操考核授课班级第7周汽车负一楼实训场地10.52.521651Z4Z51651D2、169701教 学目 的要 求知识目标1了解汽车点火系统的结构、特点、型号。2了解工作原理，训练逻辑思维的能力、想象能力。3. 了解点火系统常见故障及其排除方法能力目标1掌握汽车点火系统的结构、特点、型号。2能正确的检测汽车火花塞、电子点火模块。3能在实车进行点火系统的检查和更换。素质目标1形成良好的纪律观念，遵守行业法律法规；2树立工具、设备使用的安全意识；3形成良好的团队协作精神；4锻炼组织沟通能力，能够与团队其他成员协同解决问题；5培养良好的5S习惯教学重点1点火系统的结构、特点、工作原理。3. 点火系统影响因素、使用、维护和故障诊断方法。教学难点1. 汽车点火系统的故障分析与检测方法。2. 能在实车进行喇叭的检查和更换。教学策略教学方 法 分组讨论法 案例教学法 任务教学法 教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。教学资 源教师准备学生准备1.器材：整车6辆（3辆2013款科鲁兹 3辆2014款新桑塔纳）1.穿好工作衣（整理仪容仪表）2.耗材：汽油、抹布3.资料：维修手册（2013款科鲁兹 3辆2014款新桑塔纳）2.汽车电器构造与维修教科书、练习册、笔记本、笔4.工量具：世达工具、连接线、万用表、试灯、示波器巡 回指 导内 容1. 讨论、提问、操作。每组67人。2.点火系统整体结构、功能及原理。3.火花塞、点火线圈的拆解及检测方法。授课过程教 师 活 动学 生 活 动一组织学生站队、收手机、行上课礼、做好考勤、宣布课堂纪律。课堂情况（考勤表）授课班级应到人数实到人数请假人数旷课人数课堂情况记录2 导入新课：案例：为什么我们发动机气缸的气体会被点燃呢？火花是从哪里来的呢？怎么传输到我们的火花塞上的呢答：汽油机气缸内被压缩的可燃混合气是靠高压电火花点燃的，而产生的电火花是由点火系统实现的。点火系的作用是将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并按照发动机的做功顺序与点火时间的要求，适时、可靠地配送给各缸的火花塞，在其间隙处产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气活动一：查找资料了解点火系统的功用答：汽车电子点火系统与传统点火系统一样均采用点火线圈储能和升压。所不同的是电子点火系统用晶体三极管的导通和截止来控制点火线圈初级电流的通断。晶体三极管的导通和截止则是受点火信号传感器（俗称“点火信号发生器”）产生的电信号控制的。活动二：查找资料了解点火系统的结构、分类1组织学生认识点火系统：答：电子点火系统按发展进程通常可分三个不同时代的产品：第一代电子点火系。保留了真空、离心点火提前装置及分火头式配电装置，用点火信号传感器取代了传统点火系统中的断电触点，增加了一个电子点火模块。由于取消了断电触点，习惯上称“无触点电子点火系统”。第二代电子点火系统。在无触点点火系统的基础上，保留分火头配电装置，用无运动关系的电子控制单元（ECU）取代了离心、真空点火提前装置，在电子控制单元中贮存了发动机任一工况下的最佳点火提前角数据，故称“无机械提前电子点火系统”，也称“数字式电子点火系统”。第三代电子点火系统。在无机械提前装置基础上，取消分火头式配电装置，直接用数个点火线圈或二极管分配高压电控制火花塞跳火，这种电子点火系统称“无机械配电器点火系统”或“电子配电点火系统”。 活动三：了解点火系统的工作原理当发动机曲轴转动时，点火信号传感器产生了对应气缸压缩终了的正时点火脉冲信号。此脉冲信号经电子点火模块信号放大、波形整理、直流放大后，控制串联在点火线圈初级回路中的大功率三极管的导通和截止。三极管导通时，点火线圈初级电流形成回路，点火线圈贮存一定的磁场能；在三极管由导通转变为截止瞬间，点火线圈初级电流的骤然消失，使得次级线圈感应出20000V25000V的高电压；高压电根据点火顺序分配给工作缸火花塞跳火，点燃气缸中的可燃混合气。由于三极管处于开关特性下工作时，具有翻转速度快、翻转过程电路无机械中断、不会产生电火花的特点，因此使得电子点火系统具有点火能量高，低高速点火稳定性好，次级电压上升快，对火花塞积炭不敏感，故障少、寿命长、对无线电干扰少的优点。随着汽车技术的发展，电子点火系统还可实现初级电流导通角控制、点火提前角控制、爆燃限制、点火系统故障自诊断等功能。图（a） 磁感应式分电器主要部件分解图片图（b）磁感应式电子点火系统线路图图3-45 解放CA1092汽车电子点火系统工作原理图图A桑塔纳轿车用霍尔式电子点火系统接线图图B 桑塔纳轿车用霍尔式电子点火系统工作原理图图C 霍尔式分电器分解图图D霍尔式点火信号传感器结构 活动四：点火系统检测与调整答：霍尔效应式电子点火系统要求：拆装、调整霍尔效应式电子点火系统的主要组件。学生23人一组，单独完成。对象：霍尔式分电器（桑塔纳轿车）。工具：万用表、连接导线、电工通用工具操作过程：在拆装和调整霍尔式分电器之前，要用典型电子点火系的电路原理图对照实、实做的汽车电路，掌握其组成和相应组件的结构及系统的工作过程，再实施拆装、调整的操作。（1）点火系统组成 霍尔效应式电子点火系统广泛应用于桑塔纳、奥迪轿车及488型汽油机上。上海桑塔纳轿车用霍尔式电子点火系统，如图3-55所示。系统由电源、点火开关、电子点火模块、高能点火线圈、霍尔式分电器总成及火花塞等部件组成。（2）点火系工作过程 上海桑塔纳轿车用霍尔式电子点火系统工作原理，如图3-56所示。接通点火开关ON档或ST档：发动机曲轴带分电器轴转动时，信号传感器转子叶片交替穿过霍尔元件气隙。当转子叶片进入气隙时，霍尔信号传感器输出11.1V11.4V的高电位，高电位信号通过电子点火模块中的集成电路使大功率三极管V导通饱和，接通点火线圈初级电流，点火线圈铁心储存磁场能；当转子叶片离开霍尔元件气隙时，霍尔信号传感器输出0.3V0.4V的低电位，低电位信号通过电子点火模块使大功率三极管V截止，初级电流的骤然消失使次级感应出大于20000V高压电；配电器将高压电按点火顺序准时地送给各工作缸供火花塞跳火。（3）点火系统主要部件结构及其拆装调整 分电器总成 霍尔式分电器总成主要由霍尔式信号传感器、配电器、真空点火提前装置和离心式点火提前装置组成。上海桑塔纳轿车用霍尔式分电器的解体顺序，如图3-57所示。拆下分电器盖的固定夹，依次取下分电器盖、分火头和防尘罩拆下挡圈，轻轻取下定位销，用专用拉器（或用两把螺丝刀小心对撬）取下转子。拆下分电器盖固定夹（记住方向要求）。将霍尔信号发生器同插接器一起取下。拆下真空点火提前装置固定螺钉，取下真空点火提前装置。拆下垫圈，拆下底板固定螺钉，取下底板、螺钉、复位弹簧。拆下分电器凸轮轴中心油毡，拆出连轴螺钉，取下复位弹簧、凸轮轴、离心块。拆出分电器轴下端横销，取下联轴节、垫圈及分电器轴。装复时，按上述相反顺序进行。在各运动配合部位添加适当润滑脂。分电器轴轴向间隙不得超过0.25mm，转子叶片与霍尔元件间的气隙应均匀，分火头与分电器下轴之间应有一定可转动的角度。 霍尔式点火信号传感器 霍尔式点火信号传感器的结构，如图3-58所示，它主要由转子和定子组成。转子即触发叶轮，由分电器轴带动，其叶片数与发动机气缸数相等。定子永久磁铁、霍尔元件和导磁板等组成。带导磁板的永久磁铁与霍尔元件对置安装于分电器底板上，其间留有一定的气隙。触发叶轮的叶片可在气隙中转动。发动机运转时，触发叶轮随分电器轴转动；当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的气隙时，磁场便被触发叶轮 的叶片所短路，而不能通过并作用于霍尔元件上，因此，霍尔元件此时几乎不产生霍尔电压；当触发叶轮的叶片转离永久磁铁与霍尔元件之间的气隙时，永久磁铁的磁通便通过导磁穿过气隙作用于霍尔元件上，于是通电的霍尔元件便产生霍尔电压。发动机每完成一个工作循环，曲轴转两周，分电器轴及触发叶轮转一周，霍尔元件被交替地隔磁四次，因而随之产生四次霍尔电压。叶片位置、霍尔元件中的磁感应强度B和霍尔电压VH三者之间的关系，如图3-59所示。由于霍尔元件产生的霍尔电压为mV级，因此霍尔点火信号传感器输出的信号电压是把微弱的霍尔电压经放大、脉冲整形、变换后以矩形脉冲输出的电压。放大及转换信号由霍尔集成电路来完成。图3-60所示，为霍尔集成块内部电路原理及外部接线端。 霍尔集成块的工作过程如下：当叶片处在永久磁铁与霍尔元件之间的气隙时，霍尔元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路输出级的三极管V处于截止状态，其集电极电位高达11.1V11.4V，并由信号输出线输出，此时，信号发生器输出的是高电位。当叶片转离气隙时，霍尔元件产生霍尔电压，霍尔集成电路输出级的三极管V处于导通状态，其集电极电位很低为0.3V0.4V，点火信号传感器则输出低电位。 真空、离心点火提前装置 上海桑塔纳轿车用分电器中的真空、离心点火提前装置与解放CA1092汽车用磁感应式分电器的真空、离心点火提前装置结构原理基本相同。 配电器 配电器由分火头和分电器盖组成。分火头带抗干扰高压阻尼电阻，电阻值为1k0.4k。配电器高压导线接头也带阻尼电阻；中央高压线为0k2.8k，高压分线为0.6k7.4k，阻尼电阻的测量，如图3-61所示。上海桑塔纳轿车用霍尔式分电器性能的参数，见表3-5。 电子点火模块 桑塔纳轿车采用的电子点火模块内部为先进的混合集成电路。电路中的IC芯片较多采用意大利SGS-F公司生产的L482、L497等专用点火集成块。该电子点火模块具有恒能点火（初级电流恒定7.5A），闭合角控制、初级电流上升率控制、停车断电保护、过电压保护功能。 高能点火线圈 上海桑塔纳轿车配用专用高能点火线圈，其初级绕组的阻值应为0.50.76；次级绕组的阻值应为2.4k3.5k。 火花塞 上海桑塔纳轿车推荐使用型号为E6T(按JB2490-78标准型号为T4196J)的四侧电极火花塞，电极间隙为0.7mm0.9mm，更换周期为3000km。校正点火时间 上海桑塔纳轿车所用霍尔式电子点火装置校正点火时间的步骤如下：转动曲轴，使第一缸活塞到达压缩上止点位置。此时，飞轮上的上止点刻线与变速器壳观察窗孔指针对齐；正时齿形带轮上的标记与气门室罩盖底面平齐；机油泵驱动轴端的扁形缺口与曲轴中心线平行，如图3-62所示。将分电器插入安装孔中，并确保分电器下轴与联轴节安全啮合。逆时针旋转分电器外壳使转子叶片刚刚进入霍尔元件气隙，固定分电器外壳（正常情况下，分火头应与外壳上厂方所打的记号对正，如图3-63所示。记住分火头朝向，盖上分电器盖，以分火头所指的旁插孔为第一缸，按1-3-4-2（顺时针）的顺序插好分缸线。并把中央高压线及霍尔点火信号传感器插接器插好。起动发动机，检查校正效果。在发动机水温正常、转速为85050r/min时，拔下并堵塞分电器真空管，其点火提前角应为6o1o。如不符合要求，可转动分电器外壳，使之达到规定值。校正后，应紧固分电器压板螺钉，装好分电器真空管。图E 霍尔式信号传感器的工作波形图F 霍尔集成块内部电路原理与外部接线端图G 阻尼电阻的测量图H 上海桑塔纳轿车发动机的正时记号活动六： 点火正时的检查与调整答：操作过程：检查点火正时是否准确，这关系到发动机的动力性和经济性的好坏。要使发动机获得最有利的点火提前角，平时须对断电器的点火装置经常检查，使之保持良好的技术状况，能随发动机工况（转速与负荷）的变化而做出相应变化；维修时，必须正确校准点火正时。（1）点火正时的检查 点火正时的检查方法一般有两种：动态正时法和静态正时法。 动态正时法：根据发动机的运转声响变化来检查点火正时。原地起动发动机，将发动机转速稳定在600800r/min左右。旋松断电器壳固定螺钉，用手轻轻按顺时针或逆时针方向旋动分电器壳体，倾听发动机转速和声响的变化。如果发动机转速突然增高或降低，应立即将分电器壳体慢慢地反向回转，直至发动机声音正常、运转稳定，然后旋紧分电器 体紧固螺钉。汽车在行驶中突然加速，试听发动机声响。当汽车在平路上用直接档以3080km/h的车速行驶时，突然踩下油门踏板，如点火正时准确，在突然加速时，可听到轻微的金属敲击声（爆震声），瞬时声响消失；如点火时间过早，则在突然加速时爆震声很大，且不消失；如听不到爆震声，且加油时转速提不高，则表明点火时间过迟。 静态正时法。发动机在不运转时进行点火正时的检查。将发动机摇至第一缸压缩行程终了后，观察飞轮上的记号与飞轮壳正时记号是否对正；同时观察断路器触点是否正好被顶开，分火头是否正对第一缸的高压线接头，若不符合应予以调整。（2）点火正时的校准操作步骤 先检查断路器触点间隙是否达到标准范围。触点间隙的大小，不但影响火花的强弱，而且影响触点封闭的早晚，也影响点火的时间。若在调整点火正时后，再去调整触点间隙，即使是微小的变化，都会破坏已调整好的点火时间。所以必须在调整点火正时前，调整断电路触点间隙，断电器触点的正常间隙为0.350.45mm。 用手柄摇转发动机，使第一缸活塞处于压缩行程上止点的位置。具体方法是先拆下第一缸的火花塞，用手指堵住气缸盖上的火花塞孔，摇转曲轴，当感到有较大气压时，查看正时标记或指针是否与规定的符号对准。解放牌汽车是使飞轮壳上的刻度线与飞轮上钢球对准飞轮壳上刻线，或是曲轴皮带轮上的缺口正好对准正时齿轮室盖上的凸筋。北京212及2020系列汽车是使曲轴皮带轮上的缺口对准正时齿轮室盖上的凸筋。 有辛烷值选择器的，应将辛烷值调整在“0”刻度位置上。 旋松断电器壳体上固定螺钉，并拔下分电器盖上的中央高压线，使其端头距缸体34mm。接通点火开关，然后将分电器外壳沿其轴的正常方向旋转，使触点闭合。再反向转动外壳。到总高压线端头和缸体之间跳火为止，此时触点刚刚处于分开的位置。 旋转分电器壳体上的紧固螺钉，装回火花塞，查看分火头所处的位置。将1缸高压线插入正对分火点的旁电极的插孔内，然后按断电器轴的旋转方向和点火顺序，依次插好各缸的高压线。一般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1-2-4-3或1-3-4-2。有与上述不同的