【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的 特點(diǎn)，初級(jí)繞組的磁場(chǎng)消失速度越快，電流斷開瞬間電流強(qiáng)度越大，兩繞組的線圈匝數(shù)比越大，則次級(jí)繞組感應(yīng)出來的電壓越高。 點(diǎn)火控制器 (1)功用 點(diǎn)火控制器的功用是判斷發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的點(diǎn)火次序，依次使各點(diǎn)火線圈初級(jí)電路由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，使各點(diǎn)火線圈的次級(jí)繞組依次產(chǎn)生高壓電，其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)火花塞同時(shí)跳火，點(diǎn)燃處于壓縮行程上止點(diǎn)的氣缸內(nèi)的可燃混合氣。 (2)結(jié)構(gòu) 點(diǎn)火控制器是由點(diǎn)火系統(tǒng)專用的集成電路芯片、電阻、電容、穩(wěn)壓管、達(dá)林頓管等組成的混合集成電路點(diǎn)火控制模塊。 (3)工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī) ECU 將各個(gè)傳感器送 來的點(diǎn)火信號(hào)經(jīng)過處理傳送給點(diǎn)火控制器，點(diǎn)火控制器將 ECU 送來的交變電壓信號(hào)整合、放大，以控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電路的接通和斷開，從而使點(diǎn)火線圈次級(jí)繞組產(chǎn)生高壓電進(jìn)行點(diǎn)火。 主要傳感器 傳感器用來不斷檢測(cè)與點(diǎn)火相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息，并將檢測(cè)的結(jié)果輸入 ECU，作為運(yùn)算和控制點(diǎn)火時(shí)刻的主要依據(jù)。奧迪 A6L 轎車點(diǎn)火系統(tǒng)中所用到的傳感器主要有：曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆震傳感器、空氣流量計(jì)、冷卻液溫度傳感器、氧傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等。本文主要介紹前三種傳感器，其他傳感器輸送的信號(hào)在計(jì)算點(diǎn)火提 前角時(shí)只起到修正作用，故不做詳細(xì)介紹。 第 2 章 奧迪 A6L 轎車點(diǎn)火系統(tǒng)構(gòu)造和工作原理 7 1)曲軸位置傳感器 奧迪 A6L 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置傳感器安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪齒環(huán)上。 (1)功用 曲軸位置傳感器的功用是檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將信號(hào)傳送給 ECU，用來精確計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角。 (2)結(jié)構(gòu) 霍爾式曲軸位置傳感器由霍爾信號(hào)發(fā)生器和曲軸位置傳感器組成，霍爾信號(hào)發(fā)生器由觸發(fā)葉輪、霍爾集成電路、導(dǎo)磁鋼板與永久磁鐵等組成，曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu)如圖 25 所示。 圖 25 曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu) 1外信號(hào)輪 2內(nèi)信號(hào)輪 (3)工作原理 霍爾式曲軸位置傳感器 是利用霍爾效應(yīng)原理，產(chǎn)生與曲軸轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的電壓脈沖信號(hào)。它利用觸發(fā)葉片改變通過霍爾元件的磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而使霍爾元件產(chǎn)生脈沖的霍爾電壓信號(hào)，經(jīng)過整形放大后即為曲軸位置傳感器的輸出信號(hào) [5]。 2)凸輪軸位置傳感器 奧迪 A6L 發(fā)動(dòng)機(jī)采用霍爾式凸輪軸位置傳感器，安裝于凸輪軸的前端。 (1)功用 凸輪軸位置傳感器的功用是檢測(cè)基準(zhǔn)缸活塞上止點(diǎn)位置信號(hào)，并將其發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī) ECU，用來精確判斷和控制噴油和點(diǎn)火。 (2)結(jié)構(gòu) 霍爾式凸輪軸位置傳感器結(jié)構(gòu)如圖 26 所示，它主要由霍爾傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)子組成。 (3)工作原理 在信號(hào) 轉(zhuǎn)子的隔板上有一個(gè)窗口，窗口所對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)為低電平信號(hào)，隔板對(duì)應(yīng)的為高電平信號(hào)。信號(hào)轉(zhuǎn)子隨進(jìn)氣凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，隔板和窗口在集成電路與永磁鐵間的間隙中轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)隔板進(jìn)入間隙時(shí)，霍爾集成電路中的磁場(chǎng)被旁路，霍第 2 章 奧迪 A6L 轎車點(diǎn)火系統(tǒng)構(gòu)造和工作原理 8 爾電壓為零，傳感器輸出信號(hào)為高電壓；反之當(dāng)窗口經(jīng)過間隙時(shí)傳感器輸出信號(hào)為低電壓。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)結(jié)合曲軸位置傳感器的輸出信號(hào)和凸輪軸位置傳感器輸出的電壓信號(hào)確定點(diǎn)火氣缸。 圖 26 霍爾式凸輪軸位置傳感器結(jié)構(gòu) 1進(jìn)氣凸輪軸 2凸輪軸位置傳感器 3固定螺釘 4定位螺栓與座圈 5信號(hào)轉(zhuǎn)子 6缸蓋 3)爆震傳感器 奧迪 A6L 點(diǎn)火系統(tǒng)一共有兩個(gè)爆震傳感器，分別安裝在右側(cè)和左側(cè)缸體的進(jìn)氣歧管下部 [6]。 (1)功用 爆震傳感器的功用是檢測(cè)爆震信號(hào)，并將其傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī) ECU，用來修正點(diǎn)火提前角，實(shí)現(xiàn)爆震控制，防止爆震，從而獲得最佳性能。 (2)結(jié)構(gòu) 爆震傳感器是利用壓電晶體的壓電效應(yīng)制成，由導(dǎo)線、壓電元件、平衡塊組成，結(jié)構(gòu)如圖 27 所示。 圖 27 爆震傳感器結(jié)構(gòu) 1導(dǎo)線 2壓電元件 3平衡塊 (3)工作原理 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的振動(dòng)傳導(dǎo)爆震傳感器的殼體時(shí)，殼體與平衡塊間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)第 2 章 奧迪 A6L 轎車點(diǎn)火系統(tǒng)構(gòu)造和工作原理 9 動(dòng)，使夾在兩者中間的壓電元 件承受推力從而產(chǎn)生電壓，并通過該電壓值的大小來判斷爆震的程度。當(dāng)控制單元 ECU 檢測(cè)到爆震時(shí)，點(diǎn)火正時(shí)將被延遲，直至爆震消失為止。 第 3 章 奧 迪 A6L 轎車點(diǎn)火系統(tǒng)主要元件的失效形式 10 第 3 章 奧迪 A6L 轎車點(diǎn)火系統(tǒng)主要元件的失效形式 火花塞的主要失效形式 火花塞的工作環(huán)境極其惡劣。在發(fā)動(dòng)機(jī)中火花塞要承受 2021~3000 攝氏度的反復(fù)且劇烈的溫度變化，還要承受 20210~30000 伏特的高壓電，同時(shí)還要長(zhǎng)期受混合氣和由活塞環(huán)縫隙中竄入的潤(rùn)滑油的沖刷和腐蝕。由于汽車長(zhǎng)期在不平路面運(yùn)行以及發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生爆震等原因使火花塞時(shí)常受震蕩和沖擊?；鸹ㄈ谶@樣的環(huán)境 下長(zhǎng)期工作，其失效形式可能如下： (1)火花塞電極部位有黑色沉積物。 火花塞電極部位黑色沉積物主要由于空氣過濾器不能有效過濾空氣，升值是出現(xiàn)空氣過濾器堵塞或破損等問題，導(dǎo)致空氣中雜質(zhì)進(jìn)入氣缸，在火花塞電極部位沉積，且因放電而呈現(xiàn)出黑色。潤(rùn)滑油竄入燃燒室，這也是火花塞底部有黑色沉積物的原因之一。 由于火花塞電極部位的黑色沉積物，可能會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)以下不正?，F(xiàn)象： ① 發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，工作情況不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)甚至停止工作； ② 當(dāng)火花塞間斷地跳火時(shí)，未燃混合氣進(jìn)入排氣管，使排氣管“放炮”； ③ 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，需要數(shù)次搭火后才能啟動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)不能啟動(dòng)。 (2)火花塞過熱。 火花塞過熱時(shí)的外觀表現(xiàn)為火花塞的中心電極的絕緣體出現(xiàn)白色或淺灰色的局部隆起，中心電極嚴(yán)重?zé)g，嚴(yán)重時(shí)甚至有熔化現(xiàn)象?；鸹ㄈ^熱會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率上不去或明顯下降，且發(fā)出震聲或敲缸聲等現(xiàn)象。 (3)火花塞絕緣體破損 爆震現(xiàn)象使火花塞出現(xiàn)過大的震動(dòng)而導(dǎo)致絕緣體破損 [7]。發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期的 超負(fù)載運(yùn)行等因素也會(huì)引起火花塞絕緣體破損。當(dāng)火花塞發(fā)生物理上的破損，火花塞將無(wú)法正常工作，嚴(yán)重時(shí)甚至不點(diǎn)火，那么對(duì)應(yīng)的氣缸的無(wú)法正常運(yùn)行，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，高速運(yùn)轉(zhuǎn)不良甚至發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)等故障。 (4)火花塞間隙不當(dāng) 火花塞的間隙不當(dāng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火性能下降。當(dāng)火花塞間隙過大時(shí)，火花塞擊穿電壓增大，使點(diǎn)火線圈在過負(fù)荷狀態(tài)下工作，導(dǎo)致高速時(shí)易斷火，出現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)不良的故障；當(dāng)其間隙過小時(shí)，電火花微弱，火花能量過小，不能可靠地點(diǎn)燃混合氣，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足、不能啟動(dòng)等故障。 點(diǎn)火線圈的主要失效形式 點(diǎn)火線 圈與火花塞通過高壓導(dǎo)線相連，為火花塞提供高壓電。點(diǎn)火線圈的繞組長(zhǎng)期承受高低壓電的交替變換，同時(shí)其工作溫度也在 40~125 攝氏度之間，不斷變化的環(huán)境使點(diǎn)火線圈容易出現(xiàn)疲勞和損壞。與此同時(shí)，點(diǎn)火線圈在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)第 3 章 奧 迪 A6L 轎車點(diǎn)火系統(tǒng)主要元件的失效形式 11 部長(zhǎng)期受震蕩和腐蝕，其表面容易出現(xiàn)損壞、受潮和老化等現(xiàn)象。點(diǎn)火線圈在這樣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作，其失效形式可能如下： (1)點(diǎn)火線圈繞組短路 當(dāng)點(diǎn)火線圈繞組發(fā)生短路時(shí)，火花塞產(chǎn)生的電壓過低，造成點(diǎn)火能量的不足，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足、高速斷火甚至不能啟動(dòng)等故障現(xiàn)象。同時(shí)也會(huì)造成火花塞積炭現(xiàn)象加劇，影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行 。 (2)點(diǎn)火線圈斷路或接地 點(diǎn)火線圈斷路或接地與點(diǎn)火線圈短路現(xiàn)象類似，當(dāng)出現(xiàn)點(diǎn)火線圈斷路或接地現(xiàn)象時(shí)，點(diǎn)火線圈次級(jí)繞組將不產(chǎn)生高壓電，火花塞無(wú)法點(diǎn)火，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足或不能啟動(dòng)。 (3)點(diǎn)火線圈表面放電 點(diǎn)火線圈的表面放電現(xiàn)象是指在點(diǎn)火線圈外表面出現(xiàn)放電跳火 [8]， 表面放電現(xiàn)象常常發(fā)生在高壓的引出螺釘附近。當(dāng)出現(xiàn)表面放電時(shí)，點(diǎn)火線圈說提供的電壓將不能滿足火花塞的正常工作。此時(shí)會(huì)出現(xiàn)火花過弱，點(diǎn)火斷續(xù)甚至火花塞不點(diǎn)火，這將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)動(dòng)力不足、高速運(yùn)轉(zhuǎn)不良以及發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)等故障。 (4)點(diǎn)火線圈絕緣老化 熱車后的高溫或高速大負(fù)荷工況下的頻繁點(diǎn)火使點(diǎn)火線圈的溫度迅速升高，絕緣老化的點(diǎn)火線圈在高溫、高壓下易發(fā)生放電短路，導(dǎo)致點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的實(shí)際匝數(shù)比變小，致使次級(jí)繞組產(chǎn)生的電壓值降低，最終出現(xiàn)汽車高速運(yùn)轉(zhuǎn)不良、動(dòng)力不足等故障現(xiàn)象。 點(diǎn)火控制器的主要失效形式 點(diǎn)火控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜精細(xì)且自成一體，一旦出現(xiàn)故障難以修復(fù)，以更換為主。在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部與其它部件一樣，點(diǎn)火控制器長(zhǎng)期受震蕩和腐蝕性物質(zhì)沖刷。 點(diǎn)火控制器 在這樣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作 ，其失效形式可能如下： 由于環(huán)境因素影響和使用不 正確的試火方式（如利用高壓線向車身試火）等原因，常常造成點(diǎn)火控制器的損壞。通常分為兩種情況： ① 硬損壞：不能進(jìn)行繼續(xù)工作，即不發(fā)生點(diǎn)火； ② 軟損壞：在一般情況下仍可工作，當(dāng)溫度升高后出現(xiàn)無(wú)火。當(dāng)點(diǎn)火控制器出現(xiàn)以上故障現(xiàn)象，前者將直接導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，后者則會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)不良的現(xiàn)象。 高壓導(dǎo)線的主要失效形式 高壓導(dǎo)線連接著點(diǎn)火線圈與火花塞，將點(diǎn)火線圈次級(jí)繞組通過電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的 高壓電傳送給火花塞進(jìn)行點(diǎn)火。因此高壓導(dǎo)線長(zhǎng)期在高電壓下工作，同時(shí)高壓導(dǎo)線又一直暴露在高溫、高負(fù)荷和潤(rùn)滑油反復(fù)沖刷環(huán)境中。 高壓導(dǎo)線 在這樣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作 ，其失效形式可能如下： 第 3 章 奧 迪 A6L 轎車點(diǎn)火系統(tǒng)主要元件的失效形式 12 高壓導(dǎo)線外層絕緣層易出現(xiàn)破損、老化現(xiàn)象，接線端子容易被腐蝕 [9]，導(dǎo)線容易漏電 。同時(shí)汽車行駛過程中的震蕩或發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械沖擊，以及維修安裝時(shí)的不規(guī)范操作使高壓導(dǎo)線扭曲對(duì)折，導(dǎo)致芯線斷裂。一旦高壓導(dǎo)線出現(xiàn)故障，火花塞將出現(xiàn)點(diǎn)火能量不足、火花塞不能點(diǎn)火等狀況，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足、不能啟動(dòng)等故障。 主要傳感器的主要失效形式 1)曲軸、凸輪軸位置傳感器 因曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)