汽车电气设备构造与检修课件：点火系统检修

汽车电气设备构造与检修

点火系统检修

点火系统检修学习目标☞知识目标

1．了解汽车计算机控制点火系统的控制内容；

2．掌握迈腾B8车型点火系统的电路组成及工作过程；

3．掌握汽车点火系统常见故障的排除方法。☞技能目标

1．能对迈腾B8车型点火系统电路进行详细的分析；

2．能使用专用工具对点火系统主要部件进行检修；

3．能使用专用工具排除汽车点火系统常见故障。建议课时4课时。

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一、理论知识准备

1．计算机控制点火系统的控制内容

1）点火提前角（点火时刻）的控制

点火提前角的大小对发动机功率、油耗、排放、爆燃、行驶特性等都会产生较大的影响，而影响点火提前角的因素有很多，因而为满足各种工况下的最佳点火提前角，使点火提前角适应发动机所有工况，需经大量试验获得最佳数据，并将此数据存在ECU的存储器中，以便发动机工作时供ECU采用，ECU综合各种传感器输入的信息，从存储器中选出最佳的点火提前角，再根据曲轴位置传感器判别曲轴位置，然后控制大功率管的导通和截止，即控制点火线圈低压电流的断续。

（1）原始点火提前角。为了确定点火正时，ECU须根据上止点位置确定点火的时刻，一般发动机点火系统的正时记号位于压缩行程上止点前8°～12°，ECU计算点火正时时，就把这一点作为参考点。这个角度就称为原始点火提前角。

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（2）点火提前角的计算。发动机工作时，ECU根据空气流量（或进气歧管压力）和发动机转速，从存储器存储的数据中找到相应的基本点火提前角，再根据其他参数如发动机水温、进气温度、节气门开度、爆燃等加以修正，计算出最佳点火提前角。最佳点火提前角＝原始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角

（3）点火提前角控制。点火提前角控制有两种工作情况：一是起动期间的点火时间控制；二是起动后发动机正常运转期间的点火时间控制。

①起动期间点火时间控制。在起动期间，发动机转速较低，由于空气流量或进气歧管压力信号不稳定，点火时间固定在原始点火提前角8°～12°，与发动机工况无关，此时控制信号主要是发动机转速和起动开关信号。

②起动后点火时间控制。起动后点火时间控制分为怠速点火提前角控制和正常行驶点火提前角控制。

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发动机在怠速工况运行时，节气门传感器怠速触点闭合，此时ECU根据发动机转速和空调开关是否接通确定点火提前角。在此工况的控制信号有：节气门位置信号、发动机转速信号、空调开关信号等。

发动机在正常运行工况下行驶时，节气门位置传感器的怠速触点（IDL）断开，ECU根据转速信号和空气流量计（或进气歧管压力）信号，在存储器中找到此工况相应的点火提前角，然后再根据有关的传感器信号确定修正点火提前角。在此工况下的控制信号有：空气流量计或进气歧管压力信号、发动机转速信号、节气门位置信号以及爆燃信号、进气温度信号、冷却液温度信号等。

（4）点火时刻优化控制。点火时刻优化控制的基本准则是使发动机在任何工况下的功率、燃油消耗和废气排放特性达到最佳，但也有适当的侧重。例如，在怠速工况下，点火提前角首先应使有害气体排放量最低，然后考虑怠速稳定与怠速油耗；在部分负荷工况下，点火提前角应突出动力性和经济性；而在全负载运行时，点火提前角的重点是提高最大转矩和避免产生爆燃。

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2）通电时间（或闭合角）的控制

通电时间是指大功率管的导通时间，即点火线圈初级绕组的通电时间。它直接影响点火线圈产生的二次电压和火花能量。当通电时间过短时，初级绕组电流未达到饱和即断开，次级线圈产生的电压和火花能量就达不到额定值；当通电时间过长时，初级绕组电流达到饱和后仍长时间通电，会使点火线圈发热并使电能消耗过大。因此要控制一个最佳的通电时间，兼顾上述两方面的要求。此外，蓄电池的电压也会影响初级绕组的电流值。为此，需要一个根据发动机转速和蓄电池电压进行通电时间（或闭合角）的控制装置，以保证点火能量不变。当蓄电池电压不变时，大功率管的导通时间也是不变的，在ECU内的存储器内储存有大功率管的导通时间；当蓄电池电压变化时，应对通电时间做适当的修正。ECU可以从存储器中查出导通时间，对通电时间加以修正。

在实际的控制中，ECU是将导通时间转换成曲轴转角进行控制的，因此通电时间控制又常称闭合角控制。

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3）爆燃控制

为了获得最大的动力性和最佳的经济性，需要增大点火提前角。但点火提前角过大，又会引起爆燃。对于上述问题，计算机控制点火系统增加了爆燃控制。爆燃传感器安装在汽缸体上，其实物如图4-13所示，其原理是利用压电晶体的压电效应，把爆燃时传到汽缸体上的机械振动转换成电压信号输入ECU，ECU把爆燃传感器输出的信号进行滤波处理并判断有无爆燃及爆燃的强度。爆燃强，推迟点火的角度大；爆燃弱，推迟点火的角度小。每次调整都以一固定的角度递减，直到爆燃消失为止。而后又以一固定的角度提前，当发动机再次出现爆燃时ECU又使点火提前角再次推迟，调整过程如此反复。图4-13爆燃传感器实物

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2．迈腾B8车型点火系统电路分析及检修

1）迈腾B8车型点火系统电路分析。

如图4-14所示，迈腾B8车型中装备了4个带功率输出级的点火线圈，分别为N70、N127、N291和N292。图4-14迈腾B8车型点火系统电路

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以点火线圈N70为例，介绍点火系统工作过程：

点火线圈N70的T4u/1端子直接连接在发动机缸体上，是点火线圈的搭铁线路；T4u/2端子连接至发动机控制单元J623，是点火控制线路，发动机控制单元J623通过该线路控制初级线圈的闭合和断开，从而在次级线圈中产生高压电；T4u/3端子也是点火线圈搭铁线路；T4u/4端子为点火线圈供电线路，该线路通过部件供电继电器J757进行供电。

当钥匙转到点火挡时，发动机控制单元J623控制发动机部件供电继电器J757工作，蓄电池的电流经过熔断丝架B上SB16熔断丝，发动机部件供电继电器J757开始给点火线圈N70供电。

当钥匙转到起动挡时，发动机控制单元J623通过发动机转速传感器G28、凸轮轴位置传感器G40传递来的信号，判断1缸上止点位置，当1缸位于压缩上止点附近点火位置时，发动机控制单元J623通过T105/76至T4u/1间线路控制点火线圈N70工作，点火线圈次级线圈产生的高压电从点火线圈N70输送到火花塞Q23，击穿火花塞间隙，产生电火花，点燃1缸内的可燃混合气，1缸开始工作。

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2）点火线圈检测（以点火线圈N70为例）

点火线圈N70由发动机部件供电继电器J757给T4u/4端子供电，并通过T4u/1端子搭铁，形成回路。点火线圈常见故障有：点火线圈供电线路断路、供电线路虚接、信号线路断路、信号线路虚接、搭铁线路断路、搭铁线路虚接和点火线圈本身损坏等故障。

（1）点火线圈供电电源线路检查。

打开点火开关，使用万用表测试点火线圈N70的T4u/4端子对搭铁电压，正常值应为蓄电池电压，如测得值为0V或0V至蓄电池电压间任意数值，应检查点火线圈T4u/4端子上游线路（发动机部件供电继电器J757和J757/87端子至T4u/4间线路）。

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（2）点火线圈供电搭铁线路检查。

打开点火开关，使用万用表测试点火线圈N70的T4u/1端子和T4u/3端子对搭铁电压，正常值应为0V，如测得值为0V至蓄电池电压间任意数值，则可能搭铁线路虚接，需关闭点火开关，断开T4u插接器，使用万用表测试T4u/1端子和T4u/3端子对搭铁线路电阻，判断是否存在虚接，如线路虚接，应更换线路。

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（3）点火线圈信号线路检查。

打开点火开关，起动发动机，使用示波器，测试点火线圈N70的T4u/2端子对搭铁电压波形，正常波形应如图4-15所示。

如测试波形与标准波形不一致，则可能为点火线圈信号线路故障或发动机控制单元J623故障。可通过示波器测试发动机控制单元J623侧T105/76端子对搭铁电压信号，来判断故障点。如测试波形正常，则可能为发动机控制单元J623插接器T105/76端子至点火线圈N70插接器T4u/2端子间线路故障，如测试异常，则故障可能为发动机控制单元J623本身故障。图4-15点火线圈信号线波形

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3）火花塞的检查

火花塞常见的检查方法有直观观察法、火花塞间隙检查法和就车检测法。

直观观察法：查下火花塞，观察火花塞颜色，如火花塞前端颜色为赤褐色或铁锈色，则说明火花塞正常；如火花塞前端有油渍，则说明火花塞间隙失调、此缸供油过多或点火线路故障；如火花塞前端为黑色，并有较多炭状物质，则说明火花塞燃烧不好，积炭严重；如火花塞前端起疤、有黑色裂纹、破裂、电极烧融，则说明火花塞已损坏。

火花塞间隙检查法：可使用火花塞厚薄规测量火花塞间隙，火花塞间隙一般为0.9～1.3mm，如过大或过小，可适当调整火花塞间隙值，也可直接更换。火花塞间隙过大会造成跳火能量不够，间隙过小容易聚集积炭和油泥，容易造成电极短路和断路。

就车检查法：就车检查法即跳火法，可拆下火花塞，在汽缸外，连接上点火线圈，将火花塞电极压在发动机缸体上，起动发动机，检查火花塞跳火情况，如无火花或火花较弱，则说明火花塞不工作或工作不良。

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二、任务实施———点火系统工作不良引起的发动机某缸不工作故障排除

1．准备工作

（1）将实训车辆停放在检测区域。

（2）检查实训室通风系统设备工作是否正常。

（3）准备诊断仪、示波器、万用表、车辆挡块、翼子板布、三件套等。

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2．技术要求与注意事项

（1）在发动机起动和工作时，不要用手触摸点火线圈高压线，以免受电击。

（2）在检查点火系统电路故障时，不要用刮火的方式来检查电路的通断，否则容易损坏电子元器件。电路通断与否应该用万用表电阻挡来进行测量判断。

（3）进行高压试火时，最好用绝缘的橡胶夹子夹住高压线来进行试验，直接用手接触高压线容易造成电击。另外一种避免电击的方法是：将高压导线插在一只备用火花塞上，然后将火花塞外壳搭铁，观察火花塞电极间是否跳火。注意避免由于过电压而损坏电子点火控制器。

（4）在点火开关接通的情况下，不要做连接或切断线路的操作。以免烧坏控制器中的电子元器件。

（5）在拆卸蓄电池时，必须确认点火开关和其他所有的用电设备都已关闭，才能进行拆卸。

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（6）安装蓄电池时，一定要辨清正负极，千万不能接错，蓄电池极柱与线夹的连接一定要牢固，否则容易损坏电子设备。

（7）在用干电池模拟点火信号检查电子点火控制器时，测量动作要快，干电池连接的持续时间一般不要超过5s。

（8）霍尔效应式电子点火系统，在检查维修时可能会产生高压放电现象，造成对人身和点火系统本身的意外损害，所以必须注意以下几点：

①进行任何检查和维修前，应切断电源。

②当使用外接电源供维修使用时，应严格限制其电压不应大于16V。当电压达到16～16.5V时，接通时间不允许达到或超过1min。

③装用霍尔效应式电子点火系统的汽车被拖动时，应首先切断点火电源。

④引点火线圈负极接线柱不允许与电容相连。

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3．诊断步骤

大众迈腾B8发动机工作时严重抖动，怀疑是发动机其中某一缸没有工作，使用诊断仪读取故障码，读取数据流，发现第4缸没有点火，如图4-16所示。图4-16读取发动机数据———第4缸不工作

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（1）起动发动机，打开发动机舱盖，铺设翼子板布和前格栅布，使用数字万用表测量点火线圈N292的T4r/4端子对搭铁电压，测试电压值为14.1V，正常。

（2）使用数字万用表测量点火线圈N292负极T4r/1和T4r/3端子对搭铁电压，测试值为0V，正常。

（3）使用示波器测试点火线圈N292插接器T4r/2端子对搭铁电压波形，测试波形如图4-17所示，点火线圈信号线路正常。图4-17点火线圈N292插接器T4r/2端子对搭铁电压波形

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（4）初步判断点火线圈及线路正常，关闭点火开关，拆下4缸火花塞，对火花塞进行检查，发现火花塞正常，更换新的火花塞。

（5）如测试结果均正常，则拆下火花塞，对火花塞进行检查，发现火花塞正常，为进一步确认是否是火花塞的问题，将3缸火花塞与4缸火花塞进行了对调。

（6）装复3缸和4缸点火线路，起动发动机，故障依旧，读取数据流，依然是4缸缺火。

（7）经过判断故障部位可能为点火线圈本身，更换新的点火线圈，再次起动车辆，故障排除。

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（8）对故障的点火线圈进行检查发现，故障部位为点火线圈内部连接弹簧损坏，如图4-18所示。

（9）回收翼子板布和前格栅布，清洁场地。图4-18点火线圈故障

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三、评价与反馈

1．自我评价

（1）完成本学习任务后，回答以下问题：

①电子点火系统的组成是什么？________________________________________________________________。

②电子点火系统中ECU通过哪些传感器信号来判别汽缸位置？________________________________________________________________。

（2）更换迈腾B8火花塞操作过程中用到了哪些设备？________________________________________________________________。

（3）实训过程完成情况如何？________________________________________________________________。

（4）你认为自己的知识和技能还有哪些欠缺？________________________________________________________________。签名：______________年____月____日

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四、技能考核标准（表4-6）思考与练习

（一）填空题

1．传统点火系统由________、________、________、________、________、________、________、________组成。

2．点火线圈按磁路形式可分________和________两种。其作用是将蓄电池或发电机供给的低电压变成________。

3．火花塞根据热特性可分为________、________和________火花塞。

4．点火过早的主要现象是发动机出现的________的________的________。