1、汽車點火系統學習目標 1 1 了解點火系統的組成和功用 2 2 了解點火系統各部件的構造和工作原理 3 3 掌握點火系統的控制過程及控制電路 4 4 掌握微機控制點火系統的控制過程及控制電路 5 5 掌握點火系統故障的診斷與排除方法項目四 汽車點火系統一、點火系統的功用及類型1、點火系統的功用 點火系統的功用是適時地為汽油發動機氣缸內已壓縮的可燃混合氣提供足夠能量的電火花，同時滿足可燃混合氣充分燃燒及發動機工作穩定的性能要求，使發動機能及時、迅速地做功，實現從熱能到機械能的轉變。2、點火系統的類型 目前汽車上采用的點火系統有3種類型：傳統點火系統、電子點火系統、微機控制點火系統。 傳統點火系統

2、主要由電源（蓄電池）、點火開關、點火線圈（附加電阻）、分電器（包括斷電器、配電器、容電器、點火提前機構）、火花塞等組成。 電子點火系統主要由電源（蓄電池）、點火開關、點火線圈、信號發生器、點火項目（或稱點火控制器、電子點火器）、分電器（包括配電器、點火提前機構）、火花塞等組成。 微機控制點火系統主要由電源（蓄電池）、點火開關、傳感器、電子控制單元（或稱電控單元、ECU）、執行器（點火線圈、點火項目、火花塞）等組成。課題一 概述項目四 汽車點火系統二、對點火系統的要求 1、適時性要求適時性要求包括以下3個方面： 一缸點火時刻應準確； 點火順序應準確； 點火提前角應準確。2、點火能量要求點火能量要

3、求包括以下兩個方面： 足夠高的擊穿火花塞電極間隙的電壓； 電火花應具有足夠的點火能量。課題一 概述項目四 汽車點火系統二、對點火系統的要求 1、適時性要求適時性要求包括以下3個方面： 一缸點火時刻應準確； 點火順序應準確； 點火提前角應準確。2、點火能量要求點火能量要求包括以下兩個方面： 足夠高的擊穿火花塞電極間隙的電壓； 電火花應具有足夠的點火能量。課題一 概述項目四 汽車點火系統一、傳統點火系統的組成1、電源；2、點火開關；3、點火線圈；4、分電器；5、火花塞課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統二、傳統點火系統的工作原理 傳統點火系統的電路可分為兩部分： 低壓電路和高壓電路： 低壓電路

4、的作用是通過控制點火線圈初級繞組（一次繞組）電路的通、斷，使點火線圈內部的磁場產生突變，從而使點火線圈次級繞組（二次繞組）產生高壓電。 高壓電路的作用是將點火線圈次級線組產生的高壓電送到火花塞，擊穿火花塞間隙產生電火花點燃可燃混合氣。 低壓電路主要包括蓄電池、電流表（有些車輛沒有）、點火開關、附加電阻、點火線圈初級繞組、斷電器、容電器等。 高壓電路主要包括點火線圈次級繞組、中心高壓線、配電器、分缸高壓線、火花塞等。課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統二、傳統點火系統的工作原理 工作原理分為三部分： （1）觸點閉合，低壓電路接通，點火線圈初級繞組的電流逐步增長。 （2）觸點斷開，低壓電路斷開

5、，點火線圈次級繞組產生高電壓。 （3）火花塞電極間隙被高電壓擊穿，產生電火花，點燃可燃混合氣。課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統三、二次電壓的影響因素1、工作特性 課題二 傳統點火系統120bB211221 eRLnZULRNCCN U2max=2、二次電壓的影響因素（1）發動機氣缸數（2）火花塞積炭（3）電容值的大小（4）觸點間隙 （5）點火線圈溫度項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件1、點火線圈與附加電阻 點火線圈由初級繞組、次級繞組、鐵心等組成。按磁路的結構形式不同，點火線圈可分為開磁路式點火線圈和閉磁路式點火線圈；按外部接線柱多少可分為四接柱式和三接柱式。（1）開磁路式

6、點火線圈（2）閉磁路式點火線圈（3）附加電阻課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件2、分電器傳統分電器由斷電器、配電器、容電器、點火提前機構等組成（1）斷電器。按時切斷點火線圈初級線圈電路（2）配電器。按發動機點火順序，將點火線圈次級線圈產生的高壓電送到每個氣缸（3）容電器。消除斷電器在切斷初級線圈電路時產生的火花（4）點火提前機構。根據發動機轉速、混合氣的濃度及混合質量、燃油品質（標號）使點火提前角改變課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件（1）斷電器。按時切斷點火線圈初級線圈電路（2）配電器。按發動機點火順序，將點火線圈次級線圈產生的

7、高壓電送到每個氣缸課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件（3）容電器。消除斷電器在切斷初級線圈電路時產生的火花（4）點火提前機構。根據發動機轉速、混合氣的濃度及混合質量、燃油品質（標號）使點火提前角改變課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件離心式點火提前角調節機構課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件真空式點火提前角調節機構課題二 傳統點火系統辛烷值選擇器項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件3、火花塞1）火花塞的結構 2）型號課題二 傳統點火系統 第一部分為字母，以單或雙字母表示火花塞結構類型及主要形

8、式尺寸 第二部分為阿拉伯數字，表示火花塞熱值 第三部分為漢語拼音字母，表示火花塞派生產品、結構特性、材料特性及特殊技術要求等項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統四、傳統點火系統的主要元件課題二 傳統點火系統項目四 汽車點火系統一、電子點火系統的組成、分類和工作原理1、電子點火系統的組成（1）電源。由蓄電池或發電機供給點火系統工作所需的電能。（2）點火開關。點火開關工作在或擋時為點火線圈一次電路提供電源。（3）點火線

9、圈。點火線圈將電源提供的12V低壓電變成1520kV的高壓電。（4）信號發生器。信號發生器為點火控制器提供點火控制信號。（5）點火控制器。點火控制器根據信號發生器發出的點火控制信號，接通或切斷點火線圈初級繞組，使點火線圈次級繞組產生高壓電。（6）分電器。分電器由配電器、點火提前機構等組成。（7）火花塞。火花塞產生電火花，點燃氣缸內的可燃混合氣課題三 電子點火系統項目四 汽車點火系統一、電子點火系統的組成、分類和工作原理2、電子點火系統的分類1）按有無觸點：分為有觸點式和無觸點式，有觸點式電子點火系統目前已基本被淘汰；2）按儲能方式：分為電感儲能式（以點火線圈作為儲能元件）和電容儲能式（以電容作

10、為儲能元件）。電感儲能式電子點火系統具有結構簡單，成本低，發動機低速點火性能好等優點，在普通汽油發動機上得以廣泛應用；電容儲能式點火系統僅應用在高速發動機上；3）按信號發生器的性質不同：分為磁感應式、霍爾效應式和光電式3種課題三 電子點火系統項目四 汽車點火系統一、電子點火系統的組成、分類和工作原理3、電子點火系統的工作原理課題三 電子點火系統項目四 汽車點火系統二、電子點火系統的主要元件1、信號發生器1）電磁感應式信號發生器課題三 電子點火系統項目四 汽車點火系統二、電子點火系統的主要元件1、信號發生器2）霍爾式信號發生器課題三 電子點火系統項目四 汽車點火系統二、電子點火系統的主要元件1、

11、信號發生器3）光電式信號發生器課題三 電子點火系統項目四 汽車點火系統二、電子點火系統的主要元件2、點火控制器1）與磁感應信號發生器配用的點火控制器工作原理（1）接通點火開關，信號轉子不轉動，點火線圈初級繞組有電流流過課題三 電子點火系統（2）接通點火開關，信號轉子轉動，產生a高、b低的電壓，點火線圈初級繞組有電流流過（3）接通點火開關，信號轉子轉動，產生b高、a低的電壓，點火線圈初級繞組電流被切斷，次級繞組產生高壓電項目四 汽車點火系統二、電子點火系統的主要元件2、點火控制器2）與霍爾式信號發生器配用的點火控制器工作原理（1）接通點火開關，信號轉子不轉動，點火線圈初級繞組有電流流過課題三 電

12、子點火系統（2）接通點火開關，信號轉子轉動，產生高電位，點火線圈初級繞組有電流流過（3）接通點火開關，信號轉子轉動，產生低電位，點火線圈初級繞組電流被切斷，次級繞組產生高壓電項目四 汽車點火系統二、電子點火系統的主要元件2、點火控制器3）與光電式信號發生器配用的點火控制器工作原理（1）接通點火開關，遮光盤未擋住光線通道時，點火線圈初級繞組有電流流過課題三 電子點火系統（2）接通點火開關，遮光盤擋住光線通道時，點火線圈初級繞組電流被切斷，次級繞組產生高壓電項目四 汽車點火系統三、電子點火系統的其他控制功能1、閉合角控制 閉合角（斷電觸點閉合時間）的概念是從傳統點火系統引入的，傳統點火系統采用觸點

13、來控制點火線圈初級繞組通電的時間。因此，初級繞組通電時間的長短與觸點的間隙密切相關：觸點間隙小，則觸點相對閉合時間（觸點在一個閉合和斷開周期中，閉合時間與總時間之比）就長；觸點間隙大，觸點相對閉合時間就短，如圖4.40所示。 為解決傳統點火系統觸點相對閉合時間隨觸點間隙、發動機轉速、發動機氣缸數增加而減小的問題，在電子點火系統和微機控制的點火器中增加了閉合角控制電路課題三 電子點火系統項目四 汽車點火系統三、電子點火系統的其他控制功能 閉合角控制電路原理： 由R1、R3、VD1、VD2、VD3、VD4、C組成閉合角控制電路，其工作原理如下。 點火控制信號正脈沖（上正、下負）時，信號電流同時對電

14、容C充電，充電電路為：信號電壓+R1VD1VD4CVT1發射結信號電壓。 而當點火控制信號正脈沖消失（上負、下正）時，電容C放電，放電電路為：C+R3VD2R1信號線圈VD3C。 電容C放電使VT1反偏截止，VT2、VT3導通，一次電路接通。當發動機轉速升高時，點火控制信號正脈沖電壓隨之升高，正脈沖消失時電容的放電時間將會延長，使得VT1的截止時間延長，VT2、VT2的導通時間延長，即一次通路的時間相對增加了。這樣就使得點火二次電壓不會隨發動機轉速上升而下降。課題三 電子點火系統項目四 汽車點火系統三、電子點火系統的其他控制功能 2、恒流控制 當點火線圈一次電流增大到某一限定值時，A點的電位使

15、VT4的導通電流增大，致使VT3的基極電流下降，從而限制了一次電流的繼續升高。這實際上是通過增加一次回路電阻的方法來限制一次電流。這樣一種控制方式還可以使點火線圈的一次電流受轉速變化的影響大為減少。如在發動機轉速低時，點火線圈一次電流有足夠的時間上升，當電流上升到一定的值，A點的電位使VT4導通，VT3的基極電流下降，一次回路的等效電阻值上升，因而就限制了一次電流增至過大。發動機轉速越低，這種限制作用就越大，而在發動機轉速很高時，點火線圈一次電流沒有足夠的時間上升，A點的電位不能使VT4導通，VT3的基極電流未被減少，故一次電流的上升未受到其回路等效電阻增大的限制課題三 電子點火系統項目四 汽

16、車點火系統三、電子點火系統的其他控制功能 3、停車斷路保護 具有停車保護作用的電子點火系統工作波形如圖4.42所示。當發動機熄火而點火開關處于“ON”位置時，點火信號發生器因停車后長時間不能發出點火（切斷一次電流）信號，而使一次電路處于長時間的接通狀態。設置停車保護裝置后，當一次電路接通時間大于某一設定時間TP時，停車保護裝置將發出信號，切斷點火線圈的一次電流，使點火線圈得到保護課題三 電子點火系統項目四 汽車點火系統一、微機控制點火系統的組成、分類和工作原理 1、微機控制點火系統的組成 傳感器：曲軸位置傳感器、空氣流量計（或絕對壓力傳感器）、水溫傳感器、進氣溫度傳感器、氧（O2）傳感器、節氣

17、門位置傳感器、車速傳感器、爆震傳感器、空調開關信號等。 電子控制單元（ECU）：作用是根據發動機各傳感器輸入的信息及內存的數據，進行運算、處理、判斷，然后輸出指令（信號）控制有關執行器（如點火器）動作，實現對點火系統的精確控制。 執行器：根據電子控制單元（ECU）或其他控制元件的指令（信號），執行各自的功能。課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統一、微機控制點火系統的組成、分類和工作原理 2、微機控制點火系統的分類 微機控制點火系統按有無分電器，可分為有分電器（配電器）的微機控制點火系統和無分電器的微機控制點火系統兩大類。目前有分電器的微機控制點火系統已逐步被淘汰，而廣泛應用無分電器的微

18、機控制點火系。 按微機控制的方式，微機控制點火系統可分為開環控制和閉環控制兩種。課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統一、微機控制點火系統的組成、分類和工作原理課題四 微機控制點火系統3、微機控制點火系統的工作原理項目四 汽車點火系統一、微機控制點火系統的組成、分類和工作原理 3、微機控制點火系統的工作原理 發動機運轉時，曲軸位置傳感器產生脈沖信號Ne，用于檢測發動機轉速和曲軸轉角基準位置，凸輪軸位置傳感器產生脈沖信號G1、G2，用來檢測發動機1缸、6缸壓縮沖程上止點位置。發動機ECU根據G1、G2、Ne信號以及各種傳感器傳送來的信號確定點火提前角和點火時刻，使發動機點火始終處于最佳時刻

19、。 當ECU確定點火時刻時，在到達發動機理想點火時刻之前的某個預定時刻，就將ECU中的晶體管VT1導通，向點火控制器1發出點火信號IGt“1”，使點火控制器1中的晶體管VT2導通，并將點火線圈的一次電流接通。當達到點火時刻時，ECU將晶體管VT1截止，向點火控制器發出點火信號IGt“0”，使點火控制器中的VT2截止，將點火線圈的一次電流切斷，并在次級繞組中產生高壓，使火花塞跳火。 當點火線圈一次電流被切斷并產生自感電動勢時，點火控制器向ECU反饋點火確認信號IGf。如果ECU在某一段時間內未收到點火確認信號IGf，則表明點火系統有故障，ECU將自動切斷燃油噴射，防止發動機未點火而噴油過多使發動

20、機嗆死。課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 1、信號發生器 微機控制點火系統有兩個信號發生器，一個用來產生凸輪軸位置信號（G信號、判缸信號，用于判斷1缸或其他氣缸壓縮行程上止點）；一個用來產生曲軸位置信號（Ne信號、轉速信號，用于計算發動機轉速、點火提前角）。 如果是有分電器的微機控制點火系統，則兩個信號發生器通常安裝在分電器中；如果是無分電器的微機控制點火系統，則凸輪軸位置傳感器一般安裝在凸輪軸的前端，曲軸位置傳感器可以安裝在曲軸前端，也可以安裝在飛輪齒圈的位置。課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 1）磁感應式信

21、號發生器。 日產公司微機控制點火系統采用的磁感應式信號發生器如圖4.52所示，磁頭和磁頭共同產生曲軸1轉角信號（即Ne信號、曲軸位置信號），磁頭產生120信號（即G信號、凸輪軸位置信號）。課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 2）霍爾式信號發生器。 內信號輪為凸輪軸位置傳感器，圓周上設有3個觸發葉片和3個缺口，葉片分別為100、90和110弧長，窗口寬度分別為20、30和10弧長。寬度為100弧長的觸發葉片前沿位于第1缸和第4缸上止點（TDC）前75，90弧長的觸發葉片前沿在第6缸和第3缸上止點前75，110弧長的觸發葉片前沿在第5缸和第2缸上止點前75。

22、 外信號輪為曲軸位置傳感器，圓周上均勻分布著18個觸發葉片和18個窗口，每個觸發葉片和窗口的寬度為10弧長。課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 2）霍爾式信號發生器。 信號產生原理課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 2、分電器結構形式 目前，在微機控制點火系統中分電器的結構形式有4種。 第一種是將信號發生器和配電器組裝在一起的分電器； 第二種是將信號發生器、點火器、配電器組裝在一起的分電器； 第三種是將信號發生器、點火線圈、配電器組裝在一起的分電器； 第四種是將信號發生器、點火器、點火線圈、配電器組裝在一起的分電器

23、課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 2、分電器結構形式 1）帶信號發生器、配電器的分電器。帶信號發生器、配電器的分電器結構如圖所示，主要由凸輪軸位置傳器、曲軸位置傳感器、分火頭、分電器蓋、殼體等組成。其功能主要是為發動機控制單元提供凸輪軸位置和曲軸位置信號。課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 2、分電器結構形式 2）帶信號發生器、點火器、配電器的分電器。 主要由凸輪軸位置傳器、曲軸位置傳感器、點火器、分火頭轉子、分電器殼體、分電器蓋等組成。這類分電器不但可以為發動機控制單元提供凸輪軸位置和曲軸位置信號，還可通過點火

24、器控制外置點火線圈初級繞組的電流通斷課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 2、分電器結構形式 3）帶信號發生器、點火線圈、配電器的分電器。 主要由凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、點火線圈、分火頭、分電器蓋、分電器殼體等組成。這種點火系統采用外置點火器，分電器可為發動機控制單元提供凸輪軸和曲軸位置信號，其特點是采用內置點火線圈，取消了中心高壓線，使點火系統比較緊湊課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 2、分電器結構形式 4）帶信號發生器、點火器、點火線圈、配電器的分電器。 主要由凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、點火器

25、、點火線圈、分火頭、分電器蓋、殼體等組成。這種點火系統將點火系統部件全部組裝在一起，使點火系統更加緊湊課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 3、點火線圈 微機控制點火系統若采用配電器，則點火線圈的結構形式與傳統點火系統相近，僅安裝方式不同，在此不再贅述；若不采用配電器，則點火線圈有3種結構形式：一是分組點火配用的點火線圈；二是獨立點火配用的點火線圈；三是二極管點火配用的點火線圈 1）分組點火配用的點火線圈課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統二、微機控制點火系統的主要元件 2）獨立點火配用的點火線圈課題四 微機控制點火系統3）二極管點火配用的點火線圈

26、項目四 汽車點火系統三、微機控制點火系統的點火控制方式 1、有分電器的點火控制課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統三、微機控制點火系統的點火控制方式 1、有分電器的點火控制 發動機工作時，發動機電子控制單元（ECU）根據接收到的各傳感器信號，通過計算確定該工況下的最佳點火提前角和點火線圈一次電路閉合角，并以此向點火控制器發出點火控制信號（IGt）。點火控制器根據ECU的指令，控制點火線圈一次電路的導通和截止。當電路導通時，有電流從點火線圈中的一次電路通過，點火線圈將點火能量以磁場的形式儲存起來。當一次電路中的電流被切斷時，在其次級繞組將產生很高的感應電動勢（1520kV），再經配電器分

27、配到工作氣缸的火花塞。 點火器在接受ECU指令工作的同時，還反饋一個點火反饋信號（IGf）給ECU，ECU根據IGf信號來確認點火器的工作情況。如果ECU連續6次未收到IGf信號，則ECU認為點火器工作不正常或不工作，于是ECU將停止噴油，以防止溢油。 微機控制的點火系統在進行點火提前角控制時主要依據凸輪軸位置傳感器產生的G信號和曲軸位置傳感器產生的Ne信號作為主控制信號課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統三、微機控制點火系統的點火控制方式 2、無分電器的點火控制 無分電器的點火控制根據點火線圈的數量和高壓電分配方式的不同，可分為獨立點火方式、分組點火方式和二極管配電點火方式3種類型。

28、 1）獨立點火方式。 獨立點火方式的點火控制如圖所示。其特點是各缸均有一個點火線圈，即點火線圈的數量與氣缸數相等。課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統三、微機控制點火系統的點火控制方式 2、無分電器的點火控制 2）分組點火方式。 分組點火方式的點火控制系統如圖所示。在設計上將兩個活塞同時到達上止點位置的氣缸（一個為壓縮行程的上止點，另一個為排氣行程的上止點）分為一組，共用一個點火線圈。系統中點火線圈的總數量等于氣缸數的一半課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統三、微機控制點火系統的點火控制方式 2、無分電器的點火控制 3）二極管配電的點火方式。 二極管配電的點火控制系統如圖所示，

29、主要是針對4缸或4的整數倍氣缸發動機而設計的點火系統。其特點是：4個氣缸共用一個點火線圈，點火線圈為內裝兩個初級繞組和一個次級繞組兩端輸出的特制點火線圈，利用4個二極管的單向導電性交替完成對1、4缸和2、3缸配電過程。二極管配電點火方式的微機控制點火系統對點火線圈要求較高，且受發動機氣缸數的限制，故應用不是十分廣泛課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統四、微機控制點火系統的其他控制功能1、點火提前角控制 在微機控制點火系統中，最佳點火提前角通常包括初始點火提前角、基本點火提前角和修正點火提前角。而各車型實際點火提前角的確定（計算）方法有所不同，目前主要有兩種類型。 豐田車系：實際點火提前

30、角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角 日產車系：實際點火提前角=基本點火提前角點火提前角修正系數課題四 微機控制點火系統項目四 汽車點火系統四、微機控制點火系統的其他控制功能下面以豐田車系為例介紹初始點火提前角、基本點火提前角和修正點火提前角。 1）初始點火提前角。初始點火提前角主要用在發動機起動時，與發動機工況無關，這是因為發動機剛起動時，其轉速較低（一般認為在500r/min以下），且進氣流量信號或進氣歧管壓力信號不穩定。此時可由ECU根據所控制的發動機工作特性預置一個固定的點火提前角，稱為初始點火提前角。一般為壓縮行程中活塞到達上止點前10左右。 2）基本點火提前角。 基本點火提前角是由發動機電子控制單元（ECU）根據發動機的