汽车电气设备维修(第3版)课件：点火系统检修

汽车电气设备维修（第3版）

活塞连杆组故障诊断与修复点火系统检修

任务要求

完成本学习任务后，你应该能：1.描述汽车电控点火系统基本组成；2.描述点火电路的结构特点；3.正确检测汽车点火电路各检测点；4.正确检修电控点火系统主要部件；5.简单分析点火系统常见故障原因。建议学时12

学时

任务描述

一辆大众迈腾轿车1.8CEAA型发动机运行中突然熄火，然后再也无法起动，检查后发现故障在发动机点火系统，通过对点火电路检测、诊断，确定了故障具体部位是带模块的点火线圈损坏，通过更换点火线圈，排除故障。

点火系统的作用是按照发动机的要求，产生电火花，点燃汽缸内的混合气。轿车上常见的点火系统是电控点火系统，它主要由火花塞、带模块的点火线圈、曲轴位置（发动机转速）传感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器和电控单元等组成，如图4-1所示。电控单元（ECU）依据曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器等传感器信号确定基本点火提前角，再依据冷却液温度传感器、爆震传感器等传感器进行修正点火提前角，电控单元最终确定最佳点火提前角，对点火模块发出命令，在点火线圈上得到执行，于火花塞上产生电火花，点燃发动机汽缸里的混合气。一、理论知识准备

一、理论知识准备图4-1电控点火系统组成

（一）电控点火系统1.执行元件点火线圈丰田卡罗拉汽车电控点火系统执行元件就是点火线圈，这个点火线圈每个汽缸一个，这种又称独立控制点火方式。它安装在火花塞上，并带有点火模块，是点火系统的主要部件，如图4-2所示。4个点火线圈连接器分别是B26、B27、B28、B29，各连接器所连接的4根导线的去向如图4-3所示。各点火线圈连接器端子1是电源正极线，端子4是电源负极线，端子3是点火正时控制线IGT，端子2是点火反馈信号线IGF。本书中连接器端子采用统一格式，如丰田卡罗拉发动机1缸点火线圈连接器B26，端子1统一记为B261。一、理论知识准备

（一）电控点火系统1.执行元件点火线圈

一、理论知识准备图4-2带模块的点火线圈及1缸连接器B26

（一）电控点火系统1.执行元件点火线圈

一、理论知识准备图4-3带模块的点火线圈电路控制图

（一）电控点火系统2.主要传感器1）曲轴位置传感器丰田卡罗拉磁感应式曲轴位置传感器的外形和结构如图4-4所示，主要包括触发轮转子、永久磁铁、感应线圈和支座等。传感器触发轮外圆上加工了若干齿与曲轴同步旋转，传感器固定在发动机机体上，磁头与触发轮齿保持1～2mm的间隙。触发轮齿依次通过磁头，使磁隙不断发生变化，通过感应线圈绕组的磁通量也不断发生变化，从而产生了交变的感应电动势，通过导线传给发动机电控单元（ECU），即告诉电控单元曲轴所在的位置、时刻等信息，作为主控信号，确定基本喷油量和基本点火提前角。曲轴位置传感器中的电磁线圈电阻值在1850～2450Ω，与电控单元的电路连接如图4-5所示。一、理论知识准备

（一）电控点火系统2.主要传感器1）曲轴位置传感器

一、理论知识准备图4-4磁感应式曲轴位置传感器

（一）电控点火系统2.主要传感器1）曲轴位置传感器

一、理论知识准备图4-5曲轴位置传感器电路图

（一）电控点火系统2.主要传感器2）凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号，并输入电控单元（ECU），以便电控单元识别汽缸压缩上止点，特别是1缸上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆震控制等。丰田卡罗拉1ZR发动机凸轮轴位置传感器布置在发动机缸盖上后端，如图4-6所示。它分为进气和排气凸轮轴位置传感器，它采用霍尔效应式。霍尔效应是当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应。丰田卡罗拉1ZR发动机凸轮轴位置传感器是可变配气系统VVT重要传感器，它与电控单元的电路如图4-7所示。一、理论知识准备

（一）电控点火系统2.主要传感器2）凸轮轴位置传感器

一、理论知识准备图4-6凸轮轴位置传感器外形和安装位置

（一）电控点火系统2.主要传感器2）凸轮轴位置传感器

一、理论知识准备图4-7凸轮轴位置传感器电路图

（一）电控点火系统2.主要传感器3）爆震传感器爆震传感器是反映点火提前角是否合适的主要部件，其功用是将爆震时传到气缸体上的机械振动转换成电信号传给电控单元，来判断发动机是否发生了爆震和爆震强度。电控单元依据爆震传感器的反馈信号来调整点火提前角，使用发动机保持在最佳点火提前角运行状态，以避免发动机出现爆震，改善发动机的工作性能。丰田卡罗拉发动机爆震传感器安装在发动机缸体的2、3缸之间，如图4-8所示，传感器的电阻值是120～280kΩ，与电控单元的连接如图4-9所示。一、理论知识准备

（一）电控点火系统2.主要传感器3）爆震传感器

一、理论知识准备图4-8爆震传感器外形和安装位置

（一）电控点火系统2.主要传感器3）爆震传感器

一、理论知识准备图4-9爆震传感器电路图

（二）点火系统故障检修发动机在运行过程中出现故障的50％都是由供油系统和点火系统引起的。通常情况下，发动机在运转中突然熄火并且不能起动或起动困难，多为点火系统故障。下面以丰田卡罗拉轿车为例，介绍点火系统故障诊断过程和方法。1.发动机不能起动的点火系故障检修1）故障现象起动发动机的时候发动机能被起动机正常带动转动，始终无法起动；除点火系统外的其他系统都正常工作；试验无高压电火花。2）故障分析根据故障现象，发动机曲轴能正常转动，说明起动系统包括蓄电池正常；始终无法起动就能肯定是有故障；除点火系统外的其他系统都正常工作，包括了发动机的进气、燃油供给、电控和发动机机械等都正常，进一步缩小了故障范围就在点火系统；试验无高压火花就再次印证了故障就在点火系统。一、理论知识准备

（二）点火系统故障检修1.发动机不能起动的点火系故障检修3）故障原因故障在点火系统，常见的原因有以下方面：点火线圈、火花塞和曲轴位置传感器故障。4）故障诊断（1）试火花。将火花塞拆下来逐缸试火，若无火花，可确定故障在点火系统；使用正常的火花塞试验，观察火花塞有无火花产生及火花状态，如图4-10所示，若此时仍无火花，说明点火系统除火花塞以外的部件可能有故障；将原车火花塞检测，或使用试验台试火，或在正常的车辆上试火，若火花正常，说明原车火花塞正常，若仍无火花或火花强度不够，则火花塞有故障，应更换火花塞。当确定火花塞无故障或更换火花塞后，发动机仍然存在故障，应做后面的诊断步骤。一、理论知识准备

（二）点火系统故障检修1.发动机不能起动的点火系故障检修4）故障诊断（1）试火花。（如果火花很强，呈蓝色，说明低压电路工作正常，如果无火花或火花很弱，说明低压电路有故障。）一、理论知识准备图4-10试火花

（二）点火系统故障检修1.发动机不能起动的点火系故障检修4）故障诊断（2）试验点火线圈。将各缸点火线圈拆下来，装到另一同型正常车辆上逐个试火，如图4-10所示，若无火花或火花不正常，说明点火线圈故障，应更换点火线圈；若火花正常，说明原车的点火线圈正常，故障不在点火线圈，故障应在点火线圈以外，包括电路、连接器和曲轴位置传感器等，应做进一步检查。一、理论知识准备

（二）点火系统故障检修1.发动机不能起动的点火系故障检修4）故障诊断（3）检查点火线圈电路。检查点火线圈电源电压时，先关闭点火开关，断开点火线圈连接器，用直流电压挡，红表笔接端子1，黑表笔接端子4，如图4-11所示，然后打开点火开关，检测点火线圈电源电压，电压应高于12.5V；若没有电压，根据电路图4-3所示，沿着电流的方向，依次分段检测电压，也可以使用发光二极管试灯检查；当检测到导线的两端子中一个有电压一个无电压时，应检测本段导线电阻，检查导线电阻时，应关闭点火开关，将蓄电池负极断开，断开导线连接器，导线电阻值应＜1Ω，绝缘检查时电阻值应＞10kΩ。一、理论知识准备图4-11点火线圈连接器图

（二）点火系统故障检修1.发动机不能起动的点火系故障检修4）故障诊断（4）曲轴位置传感器检查。当点火系统有故障，而火花塞、点火线圈及其电路都没有故障时，应对曲轴位置传感器进行检查，包括检查传感器线圈电阻、磁场磁性、信号及转子情况。（5）凸轮轴位置传感器检查。凸轮轴位置传感器检查方法与曲轴位置传感器检查方法相同，只是检查时要分清楚该传感器属于哪种类型，是磁电式、霍尔式还是光电式等。一、理论知识准备

（二）点火系统故障检修2.发动机能起动，工作不正常的点火系统故障检修1）故障现象发动机能起动，但工作不正常，包括怠速不稳、转速不均、抖动、异响、加速无力、动力不足、油耗增加和排放超标等。2）故障分析发动机能起动，有工作不正常的现象，一定是有故障。能起动，说明点火系统工作了，但工作的不理想或断续工作，仍然是有故障，可能是某一缸或者多缸，可能是电路中有接触不良。3）故障原因故障在点火系统，主要包括火花塞、点火线圈、曲轴位置传感器与它们相连接的电路和连接器故障，不排除有接触不良。一、理论知识准备

（二）点火系统故障检修2.发动机能起动，工作不正常的点火系统故障检修4）故障诊断（1）使用故障诊断仪读取故障码和数据。①将故障诊断仪连接到诊断接口上。②将点火开关打开ON。③打开诊断仪，选择相应的菜单。④读取故障码并记录。⑤读取数据并记录。⑥变换点火线圈位置，重复①~⑤步骤。优先解决故障码、数据失常所涉及的故障，仍没诊断出故障应做后面的内容。一、理论知识准备

（二）点火系统故障检修2.发动机能起动，工作不正常的点火系统故障检修4）故障诊断（2）检查点火线圈电源。①断开各点火线圈总成连接器。②将点火开关打开ON。③如图4-11所示点火线圈连接器位置，按表4-7测量电压应符合规定参数。④关闭点火开关OFF。⑤连接各点火线圈总成连接器。一、理论知识准备

（二）点火系统故障检修2.发动机能起动，工作不正常的点火系统故障检修4）故障诊断（3）检查及试验火花塞火花，如前述。（4）模拟试验。发动机能起动，但工作不正常，出现在点火系统的故障除前面列举的外，通常是点火系统连接器、导线等的接触不良。诊断故障时可以进行模拟试验，通过在发动机不正常工作期间，对涉及点火系统连接器和导线抖动，观察故障现象是否有变化，抖动前后没有任何变化的，该连接器或导线属于正常，抖动后故障更突出的为接触不良的故障点，并对多个连接器逐个模拟试验，直到诊断出故障原因。一、理论知识准备

（一）工作任务（1）大众迈腾1.8CEAA型轿车点火电路检修。（2）丰田卡罗拉轿车点火电路检修。（二）实践操作目标（1）能诊断点火系统常见故障。（2）掌握发动机点火系统电路检修方法。（三）实践准备实践操作所用的设备和材料：干净的抹布，常用工具，汽车维修手册。实训用车辆：大众迈腾1.8CEAA型轿车及丰田卡罗拉轿车。二、组织实践

（四）技术要求与注意事项（1）万用表使用中，注意挡位、量程的正确选择。（2）使用电路图册、维修手册时，要注意避免破损。（3）一般来说，汽车的正常冷却液温度应该是80~90℃。（4）大众迈腾1.8CEAA型轿车发动机怠速点火提前角为6°±1°。（5）4缸发动机工作顺序为1-3-4-2。（6）维修手册所述的其他相关要求。二、组织实践

（五）操作步骤及方法1.大众迈腾1.8CEAA型轿车点火电路检修2.丰田卡罗拉轿车点火电路检修二、组织实践

信号波形测试当使用万用表、解码器不能诊断出汽车电气设备故障时，为弄清故障原因，经常要使用示波器来检测某元件的信号波形，示波器外形和探头如图4-24所示。信号波形是指信号电压随着时间的变化规律。曲轴位置传感器是发动机电控系统中比较简单、但非常重要的一个电气元件，当传感器信号不正常时容易产生故障，并且不容易被常规仪器检测出来，此时能够正确地使用示波仪器并对信号波形进行分析对于这个部件的故障诊断至关重要。三、学习拓展图4-24示波器及其探头

信号波形测试1.使用示波器检测曲轴位置传感器信号波形1）使用示波器的操作步骤（1）关闭点火开关。（2）将图4-24所示的示波器的探头连接到示波器通道上。（3）将示波器探头的探针插入曲轴位置传感器导线合适的位置。（4）开启示波器开关，选择相应的通道、每格的时间和每格所代表的电压。（5）起动发动机。（6）调整示波器波形显示位置、每格的时间和每格所代表的电压等，得到所需要的波形。（7）打印、记录或储存信号波形图。（8）关闭点火开关和示波器。三、学习拓展

信号波形测试1.使用示波器检测曲轴位置传感器信号波形2）信号波形分析将测得的信号波形与标准波形做比较（图4-25），可以得到以下几种结果。三、学习拓展图4-25曲轴位置传感器标准波形图

信号波形测试1.使用示波器检测曲轴位置传感器信号波形2）信号波形分析（1）测得波形与标准波形基本吻合。发动机电控单元正确接收到了曲轴位置传感器的信号，曲轴位置传感器及线路都没故障，检测结束。（2）无波形信号或者测得波形相对标准波形明显不一致。发动机电控单元没有接收到转速信号或者接收到的信号不稳定，可能的原因有：①传感器到转子齿的距离过大。曲轴位置传感器和转子齿之间的安装气隙通常为1mm±0.5mm，过大或过小都将影响传感器的信号。但现代车辆多数传感器使用螺栓固定，也就是说间距是不可调的，因此故障维修过程中大体可以忽略这一因素。但是个别车型在装配发动机时容易将转子齿的位置装错，应注意。三、学习拓展

信号波形测试1.使用示波器检测曲轴位置传感器信号波形2）信号波形分析（2）无波形信号或者测得波形相对标准波形明显不一致。发动机电控单元没有接收到转速信号或者接收到的信号不稳定，可能的原因有：②传感器损坏。排除了前面气隙问题，可以取下传感器的连接器，测量传感器两针脚间的电阻，电阻值应在1850～2450Ω。如果超出了规定阻值范围，说明传感器已经损坏，应该更换曲轴位置传