1、1電控發動機檢測與維修2第四章：電控發動機點火系統學習目標：1、能夠清楚電控點火系統的工作過程 2、能夠檢測電控點火系統 3、能夠分析電控點火系統常見故障應知理論：1、電控點火系統的組成 2、電控點火系統的分類 3、電控點火系統的工作原理 4、電控點火系統的檢修思路應會技能：1、電控發電機的試火 2、點火系統元件檢測 3、點火系統常見故障分析3維修案例：一輛奇瑞QQ，采用372電控發動機，無分電器式單缸獨立點火，故障現象是發動機不能啟動，打啟動機，啟動機正常，經檢測更換2號缸的點火模塊，故障排除，你知道是怎么回事嗎？專業術語：點火提前角、閉合角、電控點火系統44.1.1 電控點火系統的組成及分

2、類定義：電子控制點火系統也稱微機控制的點火系統，是現代轎車廣泛 應用的一種新型點火系統。電子控制的點火系統主要由監測發 動機運行狀況的傳感器，處理信號和發出點火指令的電控單 元，對點火指令作出響應的點火器和點火線圈等組成。組成：對于點火的處理和執行部件來說，點火系統包括：點火模組（也稱點火模塊）、ECU、分電器（現代絕大部分車沒有）、 高壓線、火花塞等部件。分類：如圖所示點火系統電控點火系統非電控點火系統傳統點火系統電子點火系統有分電器式無分電器式單缸獨立點火雙杠同時點火三大科谷教育（機電一體化汽車專業）54.1.2電控點火系統詳細組成72、ECU控制單元：目前汽車發動機大多數都采用集中控制系

3、統，其中微機控制點火系統僅是電子控制器的一個子系統。電子控制器（ECU）既是燃油噴射控制系統的控制核心，也是點火控制系統的控制核心。在ECU的只讀存貯器（ROM）中，除存儲有監控和自檢等程序之外，還存儲有由臺架試驗測定的該型發動機在各種工況下的最佳點火提前角。隨機存儲器（RAM）用來存儲微機工作時暫時需要存儲的數據，如輸入/輸出數據、單片機運算得出的結果、故障代碼、點火提前角修正數據等等，這些數據根據需要可隨時調用或被新的數據改寫。CPU不斷接收上述各種傳感器發送的信號，并按預先編制的程序進行計算和判斷后，向點火控制器發出最佳點火提前角和點火線圈初級電路導通時間的控制信號。3、執行器： 點火器

4、:是電控點火系統的執行元件，它可將電子控制系統輸出的點火 信號進行功率放大，驅動點火線圈工作。點火線圈:可將火花塞跳火所需的能量存儲在線圈的磁場中，并將電源 提供的低壓電轉變為足以在電極間產生擊穿點火的1520kV 高壓電。在有分電器的電控點火系統中，只有一個點火線 圈，而無分電器點火系統中則有多個點火線圈。分電器:在有分電器的電控點火系統中，分電器根據發動機的點火順 序，將點火線圈產生的高壓電依次輸送給各缸火花塞。火花塞:主要是利用點火線圈產生的高電壓產生電火花，點燃氣缸內的 混合氣。84.2.1 有分電器的電控點火的結構凸輪軸位置傳感器CMP曲軸位置傳感器CKP爆震傳感器KSECU點火器點

5、火線圈分電器分缸線火花塞火花塞產生的電火花點燃氣缸中 的混合氣混合氣燃燒推動活塞做功，氣缸震動，將震動被安裝在氣缸上的爆震傳感器檢測到從上述結構圖中，不難看出，有爆震傳感器的點火系統是屬于閉環控制，其中的爆震傳感器KS屬于反饋傳感器。104.2.3 有分電器電控點火系統車型舉例常見車型：本田雅閣 HONDA Accard豐田A8 TOYOTA A8奇瑞A8CHARY A8114.3.1無分電器電控點火系統結構1、雙杠同時點火凸輪軸位置傳感器CMP曲軸位置傳感器CKP爆震傳感器KSECU點火器點火線圈B火花塞產生的電火花點燃氣缸中 的混合氣混合氣燃燒推動活塞做功，氣缸震動，將震動被安裝在氣缸上的

6、爆震傳感器檢測到點火線圈A火花塞1火花塞4火花塞2火花塞3124.3.2雙缸同時點火系統原理1、點火線圈直接分配高壓的雙缸同時點火電路原理如下圖（V型6缸）所示。桑塔納2000GSi、捷達AT、GTX和奧迪200型轎車點火系統采用了這種配電方式。144.4.2單缸獨立點火系統工作原理154.4.3單缸獨立點火系統車型舉例現在的汽車大多采用無分電器式單缸獨立點火，點火線圈和點火模塊繼承在一起。例如：奇瑞QQ、Passat B5、Audi A6 、東風雪鐵龍、別克君悅、豐田凱美瑞等。三大科谷教育（機電一體化汽車專業）171、電壓檢測 無分電器電壓的檢測如圖所示。 a. 關閉點火開關，拔下點火線圈插

7、頭。 b. 用萬用表紅表筆接2腳，黑表筆表4腳，打開點火開關，測電壓值 12V左右。18信號檢測 無分電器信號的檢測如下圖所示。 a. 用發光二極管連接點火模塊插頭1、4腳測量點火信號。 b. 用同樣的方法連接3、4腳，發光二極管也應閃亮。19電阻檢測 無分電器電阻的檢測如下圖所示。 分別測量點火線圈的初、次級電阻。初級電阻為幾歐到十幾歐姆；次級電阻為幾千歐至于十幾千歐姆。204.5.1點火提前角1、概念：點火提前角是指從火花塞跳火開始到活塞至壓縮上止點時刻曲軸轉過的角度。2、發動機啟動時點火提前角的控制： 發動機起動時，按ECU內存儲的初始點火提前角（設定值）對點火提前角進行控制。起動時點火

8、提前角的設定值隨發動機而異，對一般的發動機而言，起動時的點火提前角是固定的，一般為10左右。 在發動機起動過程中，發動機轉速變化大，且由于轉速較低（一般低于500r/min），進氣歧管絕對壓力傳感器信號或空氣流量計信號不穩定，ECU無法正確計算點火提前角，一般將點火時刻固定在設定的初始點火提前角。此時的控制信號主要是發動機轉速信號（Ne信號）和起動開關信號（STA信號）。213、發動機啟動后點火提前角的控制 發動機正常運轉時（起動后），發動機ECU根據發動機的轉速和負荷信號，確定基本點火提前角，并根據其他有關信號進行修正，最后確定實際的點火提前角，并向電子點火控制器輸出點火指令信號，以控制點火

9、系的工作。 最佳點火提前角 = 初始點火提前角 + 基本點火提前角 + 修正點火提前角（或點火延遲角）3.1、初始點火提前角：為了控制點火正時，電控單元根據上止點位置來確定點火提前角。在一些微電子控制點火系統中，有些發動機電控單元把G1或G2信號出現后第一個Ne信號過零點定為壓縮行程上止點前10，并以這個角度作為點火正時計算的基準點，稱之為初始點火提前角，其大小隨發動機而異。223.2 基本點火提前角：發動機正常運轉時，電控單元按怠速工況和非怠速工況兩種情況，確定基本點火提前角。 發動機處于怠速工況時，電控單元根據節氣門位置信號（怠速觸點閉合）、發動機轉速信號及空調開關信號，確定基本點火提前角

10、，如右圖所示。243.3修正點火提前角（或點火延遲角） 暖機修正：發動機冷車起動后，冷卻水溫度較低時，應增大點火提前角。在暖機過程中，隨冷卻水溫度的升高，點火提前角修正值逐漸減小，如右圖所示。修正值的變化規律及大小隨發動機暖機修正的主要控制信號包括冷卻水溫度信號（ECT）、空氣流量信號、節氣門開度信號（TPS）等。25過熱修正： 發動機處于正常運行工況時（怠速觸點斷開），若冷卻水溫度過高，為了避免產生爆震，應將點火提前角推遲。發動機處于怠速工況時（怠速觸點閉合），若冷卻水溫度過高，為了避免發動機長時間過熱，應將點火提前角增大。過熱修正值的變化規律如右圖所示。 過熱修正的主要控制信號包括冷卻水溫

11、度信號（ECT）、節氣門開度信號（TPS）等。27怠速穩定性修正：發動機處于怠速工況時，電控單元不斷地計算發動機的平均轉速，當發動機的轉速低于規定的怠速轉速時，電控單元根據實際轉速與目標轉速差值的大小相應地增大點火提前角；當發動機轉速高于目標轉速時，則減小點火提前角，如右圖所示。 28爆震修正：爆震修正需要從爆震傳感器（下一節將詳細介紹）傳來的信號進行點火提前角的控制，當不爆震時加大點火提前角，產生保證或逐步減小點火提前角，然后又加大，重復進行以使發動機既盡可能不產生爆震，又輸出足夠的功率。294.5.2 閉合角1、概念：點火線圈初級線圈通電時間。2、影響初級線圈通過電流的主要因素有發動機轉速

12、和蓄電池電壓。為了保證在不同的蓄電弛供電電壓和不同的轉速下都具有相同的初級斷開電流，電控單元根據蓄電池電壓和發動機轉速信號，從預置的閉合角數據表中查出相應的數值，對閉合角進行控制。 當發動機轉速高時，適當增大閉合角，以防止初級線圈通過電流值下降，造成次級高壓下降，點火困難。蓄電池電壓下降時，基于相同的理由，也應適當增大閉合角，如下圖所示。 30閉合角與轉速、蓄電池電壓關系脈譜圖314.6.1 爆震傳感器（KS）1、元件識別：2、安裝位置及安裝個數：由于爆震傳感器要檢測各氣缸的爆震情況，都安裝在氣缸壁上。一般直列四缸的發動機安裝12個，V型缸發動機根據氣缸的數量安裝3個或更多。324.6.2 爆

13、震傳感器的分類一、分類：爆震傳感器分為磁致伸縮式和壓電晶體式兩種。二、磁致伸縮式爆震傳感器：磁致伸縮式爆燃傳感器的外形和結構如下圖所示。它由高鎳合金的磁芯、永久磁鐵、感應線圈、殼體等構成。334.6.3磁致伸縮式爆震傳感器工作原理磁致伸縮式爆震傳感器是一種磁感應傳感器，它利用內部的永久磁鐵受缸體震動而運動，從而讓外圍線圈產生感應電動勢。一般磁致伸縮式爆震傳感器只有一根很粗的線，這根引線式帶有屏蔽的。傳感器本身與缸體搭鐵形成回路。磁致伸縮式保證傳感器屬于共振線傳感器，共振頻率大約為7KHz，氣缸在110KHz頻率之間振動，當振動頻率為7KHz時，傳感器內部鐵芯振動振幅達到最大值，此時產生的感應電

14、動勢也最大，電腦檢測這個高電壓信號以判斷發動機爆震。這種爆震傳感器輸出電壓很微弱，大約只有20mv/g（g表示重力加速度）344.6.4磁致伸縮式爆震傳感器能量傳遞1、磁致伸縮式爆震傳感器振動傳遞： 缸體振動外殼彈簧片鐵芯永久磁鐵線圈產生感應電動勢2、感應電動勢與爆震關系示意曲線E（mv）F（KHz）爆震點及輸出電壓354.6.5 壓電晶體式爆震傳感器1、壓電晶體式爆震傳感器分為共振型、非共振型及火花塞金屬墊式三種。壓電晶體是一種石英晶體，這種晶體具有能將振動產生的壓力信號轉換為電信號的特性。2、對于共振型的壓電晶體，其制作出來就決定了其共振頻率，所以其使用有很大的局限性。而非共振型的則可以適

15、用更多的發動機和更加寬泛的范圍，但是為了識別發生爆震的信號，必須要適用帶通濾波器（ECU內）來濾掉不需要的信號，只將有用的信號經過調制后送給電腦。或者采用配重來實現（和磁致伸縮式式配重類似）。3、下圖所示壓電晶體式爆震傳感器的結構364.6.6共振型壓電晶體式爆震傳感器工作原理共振型壓電式爆燃傳感器，是利用產生爆燃時的發動機振動頻率與傳感器本身的固定頻率“合拍”時產生共振現象，來檢測爆燃是否發生的，其結構如下圖所示。37當發動機爆燃時的振動頻率與振蕩片的固有頻率“合拍”時，振動蕩片產生共振，此時壓電元件將產生最大的電壓信號，如下圖所示。這種傳感器在爆燃發生時的輸出電壓比非共振（即無爆燃）時的輸

16、出電壓高得多，因此不需要濾波器，ECU即可判別是否發生爆燃。384.6.7非共振型壓電晶體式爆震傳感器工作原理非共振型壓電式爆燃傳感器是以接收加速度信號的形式來判斷是否產生爆燃，其結構如下圖所示。它由兩個同極性相向對接的壓電元件和配重構成。39火花塞座金屬墊型爆震傳感器 壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳感器是將壓電元件安裝在火花塞的墊圈處，每缸安裝一個，根據各缸的燃燒壓力直接檢測各缸的爆燃信息，并轉換成電信號輸送給ECU。這種爆震傳感器實際運用的并不是很多，這里就不做過多介紹，大家有興趣可以查資料。壓電式爆震傳感器一般也只有一根導線，內部搭鐵，導線帶屏蔽。壓電式爆震傳感器是圓環形狀的，本節開始給出

17、的圖像就是一個壓電式的爆震傳感器。各種爆震傳感器在個車系的使用情況：磁致伸縮式：日系車（日產、豐田、本田等）共振型壓電式：美系車（通用、福特等）非共振型壓電式：歐系車（大眾、奧迪、標志等）注意：爆震傳感器安裝時有扭緊要求（20Nm）404.6.8爆震傳感器的檢測本節將以桑塔納2000為例：在使用中，拆開爆燃傳感器線束連接器，用萬用表在傳感器側檢查傳感器端子與傳感器殼體之間電阻，應不導通（電阻為無窮大），否則說明內部短路，應更換傳感器。如圖（a）所示41爆燃傳感器工作情況的檢查，可在怠速運轉時進行。拆開爆燃傳感器線束連接器，用示波器檢查傳感器端子與搭鐵之間的信號電壓，應有脈沖信號輸出，否則說明傳

18、感器不良，應更換新件。如圖（b）所示。注意：爆震傳感器用萬用表檢測是很不準確的，而壓電式的根本無法用萬用表檢測，一般都要用到示波器檢測或者解碼器讀取數據流或者用示波模塊進行檢測，檢測時用塑料棒輕敲其前端就會產生波形。424.6.9爆振的控制過程帶有爆燃控制的點火提前角閉環控制系統由傳感器、帶通濾波電路、信號放大電路、整形濾波電路、比較基準電壓形成電路、積分電路、提前角控制電路和點火控制器等組成，如右圖。43EUC對點火提前角的閉環控制過程，如下圖所示。下圖是一個循環過程，發動機總是在爆震和不爆震之間波動的，當發生爆震，減小點火提前角然后又逐步加大，發生了保證又逐步減小。444.7.1冷卻液溫度

19、傳感器（ECT）1、元件識別454.7.2 ECT安裝位置捷達電控燃油噴射式發動機冷卻液溫度傳感器安裝在發動機出水管至散熱器和暖風熱交換器的管接頭上，如下圖所示。464.7.3 ECT的作用及工作原理冷卻液溫度傳感器（ECT）即常說的水溫傳感器，主要是用來檢測發動機冷卻液的溫度，并將溫度信號轉變為電信號輸送給ECU，作為汽油噴射、點火正時、怠速和尾氣排放的主要修正信號。工作原理：動機冷卻液溫度（ECT）傳感器向ECU提供一個隨冷卻液溫度變化的模擬信號。這種傳感器通常固定在冷卻水管上，其下端浸入發動機的冷卻水中。其特性與進氣溫度傳感器類似，同樣為負溫度系數，典型的ECT在-40時電阻可達3500

20、0，在120時只有120。ECT與計算機之間有兩條連線，一條是電壓信號線，另一條是搭鐵線，結構及特性曲線如下圖所示。474.7.4 ECT的檢測（以捷達為例）如圖所示。紅表筆接信號線B腳，黑表筆接接地腳A腳，點火開關打開應能檢測到ECU的5V參考電壓，否則檢查ECU到插口連線有無斷線，ECU有無損壞。將ECT卸下，常溫下用萬用表檢測其電阻，將其末端浸入熱水中，觀察電阻應該明顯減小。48ECT檢測的技術參數：494.8.1 曲軸位置傳感器（ CKP ）1、元件識別：如圖所示的是一個磁感應式曲軸位置傳感器，用于檢測曲軸的轉角和轉速502、曲軸位置傳感器的安裝位置：根據汽車的點火系統的不同，曲軸位置

21、傳感器的安裝位置也不同：有分電器的點火系統，曲軸位置傳感器安裝在分電器 內。如：老款豐田皇冠、本田雅閣、豐田8A等對于無分電器的點火系統，則安裝在曲軸前端、飛輪（飛輪罩蓋）或凸輪軸前端。3、曲軸位置傳感器的分類：根據結構形式，CKP的被分為：電磁感應式、霍爾效應式、光電式三種，其中以電磁感應式和霍爾效應式目前運用最為廣泛，光電式的大多在有分電器的點火系統中，而在無分電器的點火系統中，電磁感應式的運用多于霍爾效應式的CKP。514.8.2 CKP 的結構及工作原理光電式：光電式的CKP是利用發光二極管和光敏元件來檢測曲軸的轉速的。結構原理如圖（實物請在實訓時分解分電器觀察）：輸出信號AABC如左

22、圖所示，A是一個金屬薄盤，外圈有360或者36個小孔，每個代表1或者10，當其轉動時，發光二極管B持續發光，但是光敏三極管C接受的卻是受到金屬盤阻擋或不阻擋的脈沖光線而產生脈沖電信號以判斷曲軸的轉速和轉角。中間的四個孔有三個一樣，一個不同，用來判斷一缸壓縮上止點。電氣原理如下圖所示：524.8.2 CKP 的結構及工作原理電磁式：電磁式曲軸位置傳感器是利用曲軸齒輪或者分電器中的齒輪切割磁感線產生電壓的原理制成的，由于齒輪有凸齒和凹槽，因此切割磁感線產生的電壓是不同的，將信號經過濾波及A/D轉換后用于ECU識別。電磁式CKP是無源傳感器，但是信號需要屏蔽，一般采用雙絞屏蔽或者外包屏蔽層。結構及輸

23、出波形圖如下：如左圖所示，當傳感器是一個線圈纏繞在永久磁鐵上面，下面是一個轉動的齒輪，當凸齒經過線圈，切割磁感線能力強，產生高電壓，當凹齒經過，切割磁感線能力弱，產生低電壓，有的齒輪上還有卻齒，這樣可以判斷轉速。如下圖信號：UttUtt齒輪無缺齒齒輪有缺齒缺齒534.8.2 CKP 的結構及工作原理霍爾式：霍爾傳感器是一種利用霍爾元件在變化的磁場中電壓定性移動的現象來制作的，這里的磁場也是齒輪的凸齒和凹齒來改變的，霍爾效應是指將半導體元件（霍爾晶體管）放在永久磁鐵產生的磁場中，并給半導體元件通一與磁場方向垂直的電流時，將在垂直于電流和磁場的半導體元件表面產生一個與電流和磁場強度成 正比的電壓，

24、稱為霍爾電壓。CKP運用霍爾傳感器的很少，但是后面即將講到的凸輪軸位置傳感器運用較多。以下是結構及輸出波形UttUtt齒輪無缺齒齒輪有缺齒缺齒544.8.3 CMP 的結構及工作原理CMP：凸輪軸位置傳感器。作用：CMP主要用來檢測凸輪軸的轉角，ECU以此信號來判斷發動機缸序，以控制噴油和點火。安裝位置：1、分電器內；2、凸輪軸附近（前端或末端）或帶輪附近。分類：凸輪軸位置傳感器主要有磁感應式和霍爾式，工作原理好CKP一樣，這里就不再講述。元件識別：554.9.1CMP和CKP對點火的控制曲軸位置傳感器CKP向ECU提供曲軸的轉角信號，ECU由此決定基本的點火提前角（一般為10）。凸輪軸位置傳

25、感器CMP向ECU提供判缸信號，判斷哪個氣缸處于壓縮形成，同時也能與之對應的缸處于排氣形成。下面以直列四缸單缸獨立點火方式來描述這兩個傳感器的判斷方式。564.10.1點火相關傳感器對發動機的影響CMP：判缸信號，當CMP損壞ECU無法判斷那缸處于壓縮上止點而無法判斷該給那缸點火，因此發動機無油無火。CKP：曲軸轉角信號，當CKP損壞，ECU無法判斷曲軸轉角，無法確定基本點火提前角。ECT：重要的點火修正信號，當冷卻液溫度較低時，ECU控制加大點火提前角以使發動機快速暖車。當檢測溫度較高時，減小點火提前角。KS：點火提前角修正信號，通過實時獲取爆震情況，使發動機處于最佳功率輸出狀態。57案例一

26、：一輛豐田佳美2.2排量轎車，到一個金屬銑磨工廠回來后，發動機故障燈閃爍，車速最高只能到60Km/h。熄火后伴有不易著車的現象。維修及檢測：使用豐田專用解碼器IT2進行檢測，讀取故障碼：曲軸位置傳感器電壓過低。進一步讀取數據流，發現曲軸位置傳感器最大輸出電壓為0.5V，最低輸出電壓為0.01V，遠遠低于標稱值。拆卸曲軸位置傳感器，發現傳感器表面布滿鐵粉，清除傳感器表面及帶輪上的鐵屑，安裝好CKP，用塞尺測量間距為0.2mm后清除故障碼，重新試車，故障排除。584.11.1CMP與CKP的檢測光電式的CMP主要在分電器內，一般情況，分電器故障，大多采用更換分電器總成的方式維修，對于二極管電路，我

27、們只需要用萬用表蜂鳴檔檢測電阻，正向導通，反向截止，輸出部分需要就車檢測，用萬用表交流電壓檔檢測輸出05V交流電。霍爾式的傳感器我們主要采用和上述方法相同的辦法來檢測輸出電壓。磁感應式傳感器除了檢測輸出電壓外，還可以檢測電阻是否在維修手冊標稱誤差范圍內，如果不在則應更換。另外，對于磁感應傳感器來說，我們可以用直流電壓檔檢測，只需要用鐵片在其端部來回刮動，就可以從萬用表上讀出一個電壓值。這些傳感器我們還可以采用示波器檢測其波形以判斷其好壞，也可以用解碼器讀取數據流進行比對。具體方法和以前檢測其他傳感器方法一樣，這里就不再贅述。對于分電器的檢測請參考教材P75-7659案例一：奧迪A6怠速游車一輛

28、奧迪A6 2.4 V型6缸，單缸獨立點火、直動式節氣門。啟動后出現怠速不穩現象。故障分析：造成車輛怠速不穩的原因比較多，例如常見的問題包括進氣系統故障，燃油供給系統故障，點火系統故障。故障診斷：使用X431通用型解碼器讀取故障碼，顯示故障碼內容：6缸間歇性失火，電壓偏間歇性偏高。故障排除：檢查6缸點火模塊，換上新的火花塞跳火試驗正常，取下原來6缸火花塞，發現火花塞積炭十分嚴重，跳火無力或不跳火。更換后清除故障碼并試車，一切正常，再次用解碼器讀取故障碼，無故障碼，所以前面檢測到得氧傳感器故障時因為6缸混合氣沒有經過燃燒，或者燃燒不完全排除導致的。60案例二：一輛比亞迪F3出現發動機過熱故障現象：一輛比亞迪F3形式在高速公路上出現發動機過熱，油耗增大，動力不足等故障。故障分析：發動機過熱，油耗增加但是動力不足可能是因為如下原因導致：1、噴油器磨損，導致噴油量加大；2、點火提前角過大；3、排氣不暢等故障診斷：使用金德KT600通用型解碼器檢測，讀取故障碼，相關故障描述：1、氧傳感器檢測到高電壓；2、