【正文】 此跳火電壓可降低；反之 ，天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 冷車(chē)啟動(dòng)時(shí) ， 由于混合氣中離子運(yùn)動(dòng)能力低，不易電離，就需要較高的跳火電壓。 電子控制系統(tǒng)以外的可能故障部位先進(jìn)行檢查 對(duì)于微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，因不點(diǎn)火、缺火、點(diǎn)火時(shí)間不當(dāng)?shù)榷斐砂l(fā)動(dòng)不工作、工作不良的可能故障原因有電子控制系統(tǒng)的各種傳感器、控制器等。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 （ 4）點(diǎn)火時(shí)間不當(dāng)而使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)、加速困難 。 故障分析 在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，容易產(chǎn)生缺火現(xiàn)象，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻，功率下降，汽油消耗增多。最后還要兼顧 設(shè)計(jì)任務(wù) 書(shū)的要求 以及整體美觀性。其作用是根據(jù)各個(gè)傳感器及控制開(kāi)關(guān)的信號(hào)和其內(nèi)部設(shè)定的控制程序，通過(guò)運(yùn)算和分析，向各個(gè)執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)工作過(guò)程的控制。 5)、凸輪軸位置傳感器 （如圖 65） ：是確定曲軸基準(zhǔn)位置和點(diǎn)火基 準(zhǔn)的傳感器。 檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：點(diǎn)火線圈 II 信號(hào)線與 ECU 之間。 — 三位半：（ 1999 計(jì)數(shù)）讀數(shù)。 5）節(jié)氣門(mén)閥控制單元故障 故障現(xiàn)象：由于信號(hào)不良，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)或無(wú)怠速、加速困難、運(yùn)轉(zhuǎn)不 平穩(wěn)等。由于汽車(chē)上采用的是 12V 直流電。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 3）空氣流量傳感器故障 故障現(xiàn)象： 點(diǎn)火提前角控制不準(zhǔn)確， 造成發(fā)動(dòng)機(jī) 不能正常工作。 型號(hào)： XL513 系列 數(shù)字式電壓表技術(shù)規(guī)格： — 準(zhǔn)確度：177。 檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：點(diǎn)火線圈 I 電源線與 ECU 之間。 4)、空氣流量傳感器 （如圖 64） ：確定進(jìn)氣量大小的傳感器。 在實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上所設(shè)計(jì)的點(diǎn)火系統(tǒng)的電控元件包括： 1)、傳感器：進(jìn)氣溫度傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆震傳感器、節(jié)氣門(mén)位 置傳感器、空氣流量傳感器。 第五步，故障檢測(cè)端子的設(shè)計(jì)。 3）拔去高壓線檢測(cè)跳火情況，四條高壓線跳火都正常。如果我們平時(shí)做好這些數(shù)據(jù)資料的收集整理工作，會(huì)給電子點(diǎn)火系統(tǒng)的故障檢判帶來(lái)極大的便利。電子點(diǎn)火系 統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)其故障率比傳統(tǒng)的觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)要低得多，但是，其故障的診斷和排除則要比傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)復(fù)雜。影響擊穿電壓的因素還包括火花塞電極的形狀、電壓的極性。 （ 3） 發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷越大，溫度越高，缸內(nèi)的燃燒速度及壓力越高，尤其是在使用低品質(zhì)的燃油時(shí)容易發(fā)生爆震。 ECU 根據(jù)送來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、進(jìn)氣量信號(hào)以及空調(diào)請(qǐng)求信號(hào)等，與其內(nèi)部的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)比較處理后，送出最佳的點(diǎn)火提前角指令。 圖 37 同步信號(hào) 圖 38 同步信號(hào)傳感器與 ECU 工作關(guān)系 當(dāng) ECU 接收到同步信號(hào) 傳感器 送來(lái)的高 電平 脈沖信號(hào)后，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理后就可判定活塞同時(shí)到達(dá)上止點(diǎn)的 1 缸和 4 缸中， 1 缸的活塞處于壓縮行程的上止點(diǎn)，4 缸的活塞處于排氣行程的上止點(diǎn)。 （見(jiàn)圖 33）點(diǎn)火正時(shí)信號(hào) 產(chǎn)生的原理 ]10[ 。這時(shí)初級(jí)繞組 L2 中的電流中斷， 次級(jí)繞組中感應(yīng)產(chǎn)生高壓電，其極性為上正下負(fù)。其中一個(gè)缸的火花塞在常規(guī)方向跳火，即從正中央電極到負(fù)旁電極；而另一個(gè)缸的火花塞跳火則從負(fù)旁電極到正中央電極。多應(yīng)用于高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)上，如賽車(chē)。 爆震傳感器 用于點(diǎn)火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)， ECU 可根據(jù)它輸出的信號(hào)來(lái)判天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震，從而對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正。目前，全電子點(diǎn)火控制裝置已在汽車(chē)上得到了廣泛的應(yīng)用。 為了從根本 上克服傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的缺陷 ,早在 50年代初期人們就已經(jīng)開(kāi)始探索用晶體管控制點(diǎn)火系統(tǒng)的工作，即用電子手段來(lái)控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電流的通斷。 Tianjin University of Technology and Education 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 專(zhuān) 業(yè)： 汽車(chē)維修工程教育 班級(jí)學(xué)號(hào)： 汽修 0403 21 學(xué)生姓名： 沈潔 指導(dǎo)教師： 魏健 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師 二 〇〇九 年 六 月 天津工程師范學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電子點(diǎn)火系統(tǒng)教具的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) Electronic Ignition System Design and Development of teaching aids 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：汽修 0403 學(xué)生姓名： 沈潔 指導(dǎo)教師： 魏健 高級(jí) 實(shí)驗(yàn) 師 系 別： 汽車(chē)與交通學(xué)院 20xx 年 6 月 Ⅰ 摘 要 20 世紀(jì) 90 年代，一種新型的點(diǎn)火系統(tǒng)被用于許多汽車(chē)上。 60年代，美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)了有觸點(diǎn)電容放電式半導(dǎo)體輔助點(diǎn)火系統(tǒng)，并安裝在美國(guó)部分小轎車(chē)上，以解決觸點(diǎn)燒蝕、火花塞積碳及高速斷火等問(wèn)題。各種點(diǎn)火系統(tǒng)基本構(gòu)成比較 如 圖 11 所示 ]2[ ： 圖 11 各種點(diǎn)火系統(tǒng)基本構(gòu)成比較 a)傳統(tǒng)觸電式點(diǎn)火系統(tǒng) b)晶體管輔助點(diǎn)火系統(tǒng) c)無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng) 點(diǎn)火開(kāi)關(guān) 點(diǎn)火線圈附加電阻 點(diǎn)火線圈 觸電 火花塞 電容 點(diǎn)火信號(hào)感應(yīng)線圈 電子點(diǎn)火器 電子放大器 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 微機(jī)控制電子點(diǎn)火系統(tǒng)主要組成部件 ECU（電子控制單元） 就是整部汽車(chē)的智能控制中心，指揮協(xié)調(diào)汽車(chē)的各部 分 工作，同時(shí) ECU 還有自動(dòng)診斷功能 。 節(jié)氣門(mén)位置傳感器 將節(jié)氣門(mén)開(kāi)啟角度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入 ECU， ECU 根據(jù)該信號(hào)和車(chē)速傳感器信號(hào)來(lái)綜合判斷發(fā)動(dòng)機(jī)所處的工況（怠速、中等負(fù)荷、大負(fù)荷、減速），并對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正。 其基本組成 如 圖 22 所示 ： 圖 22 電容儲(chǔ)能式點(diǎn)火系統(tǒng) 振蕩器 觸發(fā)電路 點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器 C、儲(chǔ)能電容 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 3 微機(jī)控制電子點(diǎn)火系統(tǒng)的控制過(guò)程 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)是電控燃油噴射（ EFI）發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng) 的控制主 要 包括：點(diǎn)火 電流 的恒定控制、無(wú)分電器點(diǎn)火控制、點(diǎn)火正時(shí) 控制、點(diǎn)火時(shí)序（判缸）控制以及點(diǎn)火提前與爆震的控制等 ]7[ 。在兩個(gè)缸的火花塞同時(shí)跳火時(shí)，只有處于壓縮行程氣缸的火花塞的跳火才是有效的，而處于排氣行程的另一個(gè)氣缸的火花塞的跳火是無(wú)效的多余的，所以也有稱(chēng)這種點(diǎn)火為 “ 浪費(fèi) ” 火花型點(diǎn)火。其電流流向?yàn)椋捍渭?jí)繞組的ａ端 → 二極管 D2→ 2 缸火花塞的中央電極和旁電極 → 蓄電池負(fù)極（車(chē)身） → 3 缸火花塞的旁電極和中央電極 →二極管 D3→ 次級(jí)繞組的ｂ端。 圖 33 點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)產(chǎn)生原理 曲軸位置 傳感器 多由霍爾傳感器擔(dān)任，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，其上的槽齒經(jīng)過(guò)霍爾傳感器時(shí)產(chǎn)生霍爾效應(yīng)輸出 5V 的高 電平 信號(hào)。這時(shí) ECU 再結(jié)合曲軸位置傳感器送來(lái)的曲軸位置信號(hào)， 對(duì) 1 缸發(fā) 出正確的點(diǎn)火指令。 （ 3） 修正點(diǎn)火提前角 發(fā)動(dòng)機(jī)工作暖機(jī)后，由于各項(xiàng)外界參數(shù)變化較大，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷以及水溫（發(fā)動(dòng)機(jī)溫度）變化最大。爆震的檢測(cè)一般采用壓電 傳感器 ，分為共振式和非共振式兩種。 氣 缸 內(nèi)的 氣體密度大（混合氣濃），單位體積中氣體的中性分子數(shù)量越多，分子間距離越小 ， 正離子或負(fù)離越容易與分子相撞，加速的距離短，速度不高動(dòng)能小，難以擊破中性分子產(chǎn)生新的離子 。如果 我們不了解電子點(diǎn)火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理，沒(méi)有掌握正確的故障檢修方法， 就會(huì)面對(duì)故障束手無(wú)策，或者進(jìn)行盲目和錯(cuò)誤的操作，不能排除故障，反而造成新的故障。 電子點(diǎn)火系統(tǒng)故障分析 電子點(diǎn)火系統(tǒng)的常見(jiàn)故障是 : （ 1）不點(diǎn)火而使發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。 4）火花塞是新?lián)Q的不會(huì)存在積炭原因引起跳火強(qiáng)度不夠。 第六步，臺(tái)架的設(shè)計(jì)。 2)、 控制開(kāi)關(guān)：點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。除了用于計(jì)算基本噴油時(shí)間外，還用作負(fù)荷信號(hào)來(lái)計(jì)算和讀取基本點(diǎn)火提前。 檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：點(diǎn)火線圈 I 信號(hào)線與 ECU 之間。 %讀數(shù) +1 字，濕度 RH45%～ 75%。 故障原因：熱敏電阻不良而使信號(hào)不準(zhǔn)確。在 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 上我們用集成穩(wěn)壓塊 7805將 12 伏直流電變?yōu)?5 伏直流電為儀 表提供工作電源。 故障原因：由于內(nèi)部電路問(wèn)題，無(wú)判缸信號(hào)輸出。 — 顯 示： 15 ㎜（ LED） 紅色或綠色。 檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：點(diǎn)火線圈 II 電源線與 ECU 之間。 檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：在空氣流量傳感器電源線與 ECU 之間。 4)、 電子控制器：微處理器、輸入電路及輸出電路等組成。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 6 教具 的面板設(shè)計(jì) 徹底理解并掌握 點(diǎn)火系統(tǒng)的 組成部分、工作原理 及 其電子控制系統(tǒng)電路，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)面板電路圖，以“ 點(diǎn)火系統(tǒng) 的實(shí)際工作情況出發(fā)設(shè)置故障，分析故障現(xiàn)象及解釋故障的原因，最后排除故障”為指導(dǎo)思想，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上設(shè)置各個(gè)傳感器和執(zhí)行器的故障檢測(cè)點(diǎn)，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于既要真實(shí)的反映實(shí)際 點(diǎn)火系統(tǒng) 的控制過(guò)程，又要使其形象直觀便于使用。 6）通過(guò)對(duì)火花塞的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)第二缸火花塞的電極間隙與其他三個(gè)火花塞間隙相比較有些偏少，經(jīng)測(cè)量間隙在 毫米小于正常 間隙（ 毫米－ 毫米） 7）經(jīng)過(guò)對(duì)第二缸火花塞間隙的調(diào)整，再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行正常，故障排除。 （ 3）個(gè)別缸不點(diǎn)火而使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。這種簡(jiǎn)便易行的方法在電子點(diǎn)火系統(tǒng)中則不能應(yīng)用，因?yàn)殡娐吩谧魉查g短路時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的過(guò)電壓，這種瞬時(shí)的過(guò)電壓容易燒壞電子點(diǎn)火系統(tǒng)和其他電子設(shè)備中的電子元件。同理，火花塞電極的溫度越高，電極間近旁的氣體密度越小，故需較低的電壓就能跳火 。根據(jù) ECU 對(duì)其控制與否又分為開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制。如發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷大時(shí)，缸內(nèi)吸入的混合氣多，燃燒速度快，容易造成爆燃，這時(shí)應(yīng)減小點(diǎn)火提前角，反之亦反。 其與 ECU 的工作關(guān)系 （ 見(jiàn)圖 38）點(diǎn)火時(shí)序信號(hào) 產(chǎn)生的原理。飛輪旋轉(zhuǎn)一圈（ 360176。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)兩圈（ 720176。即點(diǎn)火應(yīng)在處于壓縮行程氣缸活塞的上止點(diǎn)位置的 1缸進(jìn)行。現(xiàn)代的發(fā)動(dòng)機(jī)電子點(diǎn)火系統(tǒng)為了提高點(diǎn)火時(shí)的高壓，點(diǎn)火線圈的初級(jí)均采用粗導(dǎo)線繞制，其內(nèi)阻只有 左右，但這又會(huì)引起電流過(guò)大，如不加以控制會(huì)使點(diǎn)火線圈因電流過(guò)大而影響壽命 。在微機(jī) 控制點(diǎn)火系統(tǒng)中， ECU 除了利用該信號(hào)對(duì)基本點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正之外，還要利用該信號(hào)控制啟動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)期間的點(diǎn)火提前角。 ECU 只讀存儲(chǔ)器 ROM 中存有 500 多萬(wàn)組數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)大多數(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)各種實(shí)際工作情況測(cè)量?jī)?yōu)選得出的，包括了整個(gè)汽油機(jī)工作范圍內(nèi)各種轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下的最佳點(diǎn)火提前角及噴油脈寬等有關(guān)全部數(shù)據(jù)。電容器儲(chǔ)存的電能突然通過(guò)點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組放電時(shí)，次級(jí)繞組感應(yīng)出很高的次級(jí)電壓并輸向火花塞。這種點(diǎn)火系統(tǒng)不用許多高壓部件就可以提供很高的高壓電。此后，這種點(diǎn)火裝置逐步得到 完善，并在汽車(chē)上得到了廣泛的使用，故也被稱(chēng)之為“傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)” ]1[ 。這種點(diǎn)火系統(tǒng)至今仍被廣泛應(yīng)用于多種汽車(chē)上。它是保證 ECU控制電子點(diǎn)火系統(tǒng)正常工作最基 本的信號(hào)。 電感蓄能式點(diǎn)火系統(tǒng)主要有微型電子計(jì)算機(jī)（ ECU）、各種傳感器、高壓輸出部分（功率管、變壓器、高壓線、火花塞）三大部分組成。 該電路的特點(diǎn)是每?jī)蓚€(gè)缸的火花塞共用一只點(diǎn)火線圈，點(diǎn)火線圈的次級(jí)繞組的兩端采用開(kāi)放式分別接兩個(gè)缸上的火花塞。 后，發(fā)動(dòng)機(jī) ECU 根據(jù)曲軸的位置 傳感器 和同步信號(hào) 傳感器送來(lái)的信號(hào)，向三極管 T2 發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)（ 2 缸和 3 缸的同時(shí)點(diǎn)火信號(hào)），這時(shí)三極管 T2 導(dǎo)通 T1 截止。 4 個(gè)槽為一組，兩組槽相隔 180176。），經(jīng) 2： 1 傳動(dòng)脈沖轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈（ 360176。 左右或不提前點(diǎn) 火。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 39 爆震控制 的原理分析 （ 2） 點(diǎn)火提前角過(guò)大容 易 產(chǎn)生爆震。這一系列調(diào)整是利用電子技術(shù)在瞬間完成的 ]13[ 。 （ 3） 這種數(shù)字式電子點(diǎn)火系統(tǒng)還能將點(diǎn)火時(shí)間智能控制在臨爆點(diǎn)或微爆點(diǎn)范圍，使 汽油機(jī)在功率、經(jīng)濟(jì)性、加速性和排放控制方面達(dá)到最優(yōu) ]15[ 。為準(zhǔn)確檢判故障的需要，應(yīng)先準(zhǔn)備好維修車(chē)輛的有關(guān)檢修數(shù)據(jù)資料。 1）診斷排查怠速控制電機(jī)其控制機(jī)構(gòu)都運(yùn)行正常。 第 三 步 ， 教具 實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板控制電路的設(shè)計(jì) 。 形象直觀的再現(xiàn)了點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理，還根據(jù)實(shí)車(chē)中的常發(fā)故障現(xiàn)象，在電路中 設(shè)置 了 檢測(cè)端子，通過(guò)專(zhuān)用檢測(cè)儀器可進(jìn)行各 主要 傳感器、執(zhí)行器的電壓檢測(cè)。 圖 63 冷卻液溫度傳感器 檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：在冷卻液溫度傳感器信號(hào)線與 ECU 之間。 檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置：節(jié)氣門(mén)閥控制單元電源線與 E