【文章內(nèi)容簡介】 。根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的 特點，初級繞組的磁場消失速度越快，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，則次級繞組感應(yīng)出來的電壓越高。 點火控制器 (1)功用 點火控制器的功用是判斷發(fā)動機(jī)氣缸的點火次序，依次使各點火線圈初級電路由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，使各點火線圈的次級繞組依次產(chǎn)生高壓電，其對應(yīng)的兩個火花塞同時跳火，點燃處于壓縮行程上止點的氣缸內(nèi)的可燃混合氣。 (2)結(jié)構(gòu) 點火控制器是由點火系統(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火控制模塊。 (3)工作原理 發(fā)動機(jī) ECU 將各個傳感器送 來的點火信號經(jīng)過處理傳送給點火控制器，點火控制器將 ECU 送來的交變電壓信號整合、放大，以控制點火線圈初級電路的接通和斷開，從而使點火線圈次級繞組產(chǎn)生高壓電進(jìn)行點火。 主要傳感器 傳感器用來不斷檢測與點火相關(guān)的發(fā)動機(jī)的工作狀況信息，并將檢測的結(jié)果輸入 ECU，作為運(yùn)算和控制點火時刻的主要依據(jù)。奧迪 A6L 轎車點火系統(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、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在計算點火提 前角時只起到修正作用，故不做詳細(xì)介紹。 第 2 章 奧迪 A6L 轎車點火系統(tǒng)構(gòu)造和工作原理 7 1)曲軸位置傳感器 奧迪 A6L 發(fā)動機(jī)曲軸位置傳感器安裝于發(fā)動機(jī)飛輪齒環(huán)上。 (1)功用 曲軸位置傳感器的功用是檢測曲軸轉(zhuǎn)角信號和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，并將信號傳送給 ECU，用來精確計算發(fā)動機(jī)的點火提前角。 (2)結(jié)構(gòu) 霍爾式曲軸位置傳感器由霍爾信號發(fā)生器和曲軸位置傳感器組成，霍爾信號發(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外信號輪 2內(nèi)信號輪 (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)角相對應(yīng)的電壓脈沖信號。它利用觸發(fā)葉片改變通過霍爾元件的磁場強(qiáng)度，從而使霍爾元件產(chǎn)生脈沖的霍爾電壓信號，經(jīng)過整形放大后即為曲軸位置傳感器的輸出信號 [5]。 2)凸輪軸位置傳感器 奧迪 A6L 發(fā)動機(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基準(zhǔn)缸活塞上止點位置信號，并將其發(fā)送至發(fā)動機(jī) ECU，用來精確判斷和控制噴油和點火。 (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轉(zhuǎn)子組成。 (3)工作原理 在信號 轉(zhuǎn)子的隔板上有一個窗口，窗口所對應(yīng)產(chǎn)生的信號為低電平信號，隔板對應(yīng)的為高電平信號。信號轉(zhuǎn)子隨進(jìn)氣凸輪軸轉(zhuǎn)動，隔板和窗口在集成電路與永磁鐵間的間隙中轉(zhuǎn)動。當(dāng)隔板進(jìn)入間隙時，霍爾集成電路中的磁場被旁路，霍第 2 章 奧迪 A6L 轎車點火系統(tǒng)構(gòu)造和工作原理 8 爾電壓為零，傳感器輸出信號為高電壓；反之當(dāng)窗口經(jīng)過間隙時傳感器輸出信號為低電壓。發(fā)動機(jī)工作時結(jié)合曲軸位置傳感器的輸出信號和凸輪軸位置傳感器輸出的電壓信號確定點火氣缸。 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信號轉(zhuǎn)子 6缸蓋 3)爆震傳感器 奧迪 A6L 點火系統(tǒng)一共有兩個爆震傳感器，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爆震信號，并將其傳遞給發(fā)動機(jī) ECU，用來修正點火提前角，實現(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)動機(jī)缸體的振動傳導(dǎo)爆震傳感器的殼體時，殼體與平衡塊間產(chǎn)生相對運(yùn)第 2 章 奧迪 A6L 轎車點火系統(tǒng)構(gòu)造和工作原理 9 動，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 檢測到爆震時，點火正時將被延遲，直至爆震消失為止。 第 3 章 奧 迪 A6L 轎車點火系統(tǒng)主要元件的失效形式 10 第 3 章 奧迪 A6L 轎車點火系統(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，同時還要長期受混合氣和由活塞環(huán)縫隙中竄入的潤滑油的沖刷和腐蝕。由于汽車長期在不平路面運(yùn)行以及發(fā)動機(jī)內(nèi)部發(fā)生爆震等原因使火花塞時常受震蕩和沖擊。火花塞在這樣的環(huán)境 下長期工作，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，可能會使發(fā)動機(jī)出現(xiàn)以下不正?，F(xiàn)象： ① 發(fā)動機(jī)功率下降，工作情況不穩(wěn)定，嚴(yán)重時甚至停止工作； ② 當(dāng)火花塞間斷地跳火時，未燃混合氣進(jìn)入排氣管，使排氣管“放炮”； ③ 發(fā)動機(jī)啟動困難，需要數(shù)次搭火后才能啟動，嚴(yán)重時不能啟動。 (2)火花塞過熱。 火花塞過熱時的外觀表現(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)重時甚至有熔化現(xiàn)象?；鸹ㄈ^熱會出現(xiàn)發(fā)動機(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)過大的震動而導(dǎo)致絕緣體破損 [7]。發(fā)動機(jī)長期的 超負(fù)載運(yùn)行等因素也會引起火花塞絕緣體破損。當(dāng)火花塞發(fā)生物理上的破損，火花塞將無法正常工作，嚴(yán)重時甚至不點火，那么對應(yīng)的氣缸的無法正常運(yùn)行，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力不足，高速運(yùn)轉(zhuǎn)不良甚至發(fā)動機(jī)不能啟動等故障。 (4)火花塞間隙不當(dāng) 火花塞的間隙不當(dāng)時，會導(dǎo)致點火性能下降。當(dāng)火花塞間隙過大時，火花塞擊穿電壓增大，使點火線圈在過負(fù)荷狀態(tài)下工作，導(dǎo)致高速時易斷火，出現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)不良的故障；當(dāng)其間隙過小時，電火花微弱，火花能量過小，不能可靠地點燃混合氣，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力不足、不能啟動等故障。 點火線圈的主要失效形式 點火線 圈與火花塞通過高壓導(dǎo)線相連，為火花塞提供高壓電。點火線圈的繞組長期承受高低壓電的交替變換，同時其工作溫度也在 40~125 攝氏度之間，不斷變化的環(huán)境使點火線圈容易出現(xiàn)疲勞和損壞。與此同時，點火線圈在發(fā)動機(jī)內(nèi)第 3 章 奧 迪 A6L 轎車點火系統(tǒng)主要元件的失效形式 11 部長期受震蕩和腐蝕，其表面容易出現(xiàn)損壞、受潮和老化等現(xiàn)象。點火線圈在這樣的環(huán)境下長期工作，其失效形式可能如下： (1)點火線圈繞組短路 當(dāng)點火線圈繞組發(fā)生短路時，火花塞產(chǎn)生的電壓過低，造成點火能量的不足，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力不足、高速斷火甚至不能啟動等故障現(xiàn)象。同時也會造成火花塞積炭現(xiàn)象加劇，影響發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行 。 (2)點火線圈斷路或接地 點火線圈斷路或接地與點火線圈短路現(xiàn)象類似，當(dāng)出現(xiàn)點火線圈斷路或接地現(xiàn)象時，點火線圈次級繞組將不產(chǎn)生高壓電，火花塞無法點火，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力不足或不能啟動。 (3)點火線圈表面放電 點火線圈的表面放電現(xiàn)象是指在點火線圈外表面出現(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，點火線圈說提供的電壓將不能滿足火花塞的正常工作。此時會出現(xiàn)火花過弱，點火斷續(xù)甚至火花塞不點火，這將導(dǎo)致發(fā)動機(jī)出現(xiàn)動力不足、高速運(yùn)轉(zhuǎn)不良以及發(fā)動機(jī)不能啟動等故障。 (4)點火線圈絕緣老化 熱車后的高溫或高速大負(fù)荷工況下的頻繁點火使點火線圈的溫度迅速升高，絕緣老化的點火線圈在高溫、高壓下易發(fā)生放電短路，導(dǎo)致點火線圈初級繞組和次級繞組的實際匝數(shù)比變小，致使次級繞組產(chǎn)生的電壓值降低，最終出現(xiàn)汽車高速運(yùn)轉(zhuǎn)不良、動力不足等故障現(xiàn)象。 點火控制器的主要失效形式 點火控制器內(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)動機(jī)內(nèi)部與其它部件一樣，點火控制器長期受震蕩和腐蝕性物質(zhì)沖刷。 點火控制器 在這樣的環(huán)境下長期工作 ，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)無火。當(dāng)點火控制器出現(xiàn)以上故障現(xiàn)象，前者將直接導(dǎo)致發(fā)動機(jī)不能啟動，后者則會出現(xiàn)發(fā)動機(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)線連接著點火線圈與火花塞，將點火線圈次級繞組通過電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的 高壓電傳送給火花塞進(jìn)行點火。因此高壓導(dǎo)線長期在高電壓下工作，同時高壓導(dǎo)線又一直暴露在高溫、高負(fù)荷和潤滑油反復(fù)沖刷環(huán)境中。 高壓導(dǎo)線 在這樣的環(huán)境下長期工作 ，其失效形式可能如下： 第 3 章 奧 迪 A6L 轎車點火系統(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 。同時汽車行駛過程中的震蕩或發(fā)動機(jī)發(fā)生爆震時產(chǎn)生的機(jī)械沖擊，以及維修安裝時的不規(guī)范操作使高壓導(dǎo)線扭曲對折，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)點火能量不足、火花塞不能點火等狀況，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力不足、不能啟動等故障。 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)