【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 傳統(tǒng)的點(diǎn)火系由機(jī)械觸點(diǎn)控制點(diǎn)火時(shí)刻，點(diǎn)火時(shí)刻的調(diào)節(jié)采用機(jī)械式自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，是一種較早、較普遍的點(diǎn)火系。但該點(diǎn)火系工作可靠性差，點(diǎn)火狀況受轉(zhuǎn)速、觸電技術(shù)狀況影響較大，需要經(jīng)常維修、調(diào)整。而電子點(diǎn)火系由晶體管控制點(diǎn)火時(shí)刻，點(diǎn)火電壓和點(diǎn)火能量高，受發(fā)動(dòng)機(jī)工況和使用條件的影響小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，維護(hù)、調(diào)整工作量小，節(jié)約燃料，減小污染，因而應(yīng)用廣泛。本文從點(diǎn)火系的結(jié)構(gòu)和工作原理入手，詳細(xì)介紹了電子點(diǎn)火系的常見(jiàn)故障以及典型豐田轎車點(diǎn)火系統(tǒng)故障的檢測(cè)和診斷。汽車檢測(cè)與維修畢業(yè)論文第一章：點(diǎn)火系的概述1．1 點(diǎn)火系的功能汽油機(jī)點(diǎn)火系的功能是適時(shí)地產(chǎn)生足夠能量的電火花以點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)已被壓縮的可燃混合氣，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)及時(shí)地、迅速地做功。點(diǎn)火系將電源的低電壓變成高電壓，再按照發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序輪流送至各氣缸，點(diǎn)燃?jí)嚎s空氣可燃混和氣；并能適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和使用條件的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)可靠而準(zhǔn)確的點(diǎn)火；還能在更換燃油或安裝分電器時(shí)校準(zhǔn)點(diǎn)火時(shí)刻。1．2 點(diǎn)火系的基本要求為了保證汽油機(jī)可靠而準(zhǔn)確的點(diǎn)火，點(diǎn)火系必須滿足如下要求： 1．能夠產(chǎn)生足夠高的次級(jí)電壓用于點(diǎn)燃可燃混合氣的火花塞電極伸入氣缸燃燒室內(nèi)，通過(guò)電極間氣體的電離作用產(chǎn)生電火花?；鸹ㄈ姌O被擊穿而產(chǎn)生電火花時(shí)所需要的電壓稱為擊穿電壓。影響擊穿電壓大小的因素很多，主要有：(1)電極的間隙火花塞火花塞電極的間隙越大，氣體中的電子和離子受電場(chǎng)力的作用越小，越不易發(fā)生碰撞電離，擊穿電壓就越高，如圖11。汽車檢測(cè)與維修畢業(yè)論文圖11 火花塞擊穿電壓與圖12 火花塞擊穿電壓與混合氣壓力的關(guān)系(2)發(fā)動(dòng)機(jī)工況氣缸內(nèi)的混合氣壓力高，溫度低時(shí)，氣體的密度相對(duì)較大，氣體電離所需的電場(chǎng)力大，所需擊穿電壓也就高。在不同工況下其壓縮終了的混合氣壓力和溫度是不同的，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷改變時(shí)，火花塞的擊穿電壓是變化的，如圖12。(3)電極的溫度和極性當(dāng)火花塞電極的溫度超過(guò)混合氣溫度時(shí)，電極周圍的氣體密度小，擊穿電壓就低。實(shí)踐證明，當(dāng)火花塞的中心電極為負(fù)極時(shí)，其擊穿電壓比中心電極是正極時(shí)低。(4)此外，火花塞電極上積油、積炭時(shí)，其擊穿電壓也會(huì)相應(yīng)升高。2．電火花應(yīng)具有足夠的能量足夠高的次級(jí)電壓只是保證火花塞可靠跳火，要使混合氣可靠點(diǎn)燃，還必須具有足夠的點(diǎn)火能量。點(diǎn)火能量不足時(shí)，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，點(diǎn)燃率下降，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性下降，油耗和排污增加，甚至于發(fā)動(dòng)機(jī)不能工作。3．應(yīng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化提供最佳的點(diǎn)火時(shí)刻點(diǎn)火時(shí)刻由點(diǎn)火提前角表示。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化時(shí)，點(diǎn)火提前角也應(yīng)隨之變化。點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化情況，及時(shí)調(diào)整點(diǎn)火提前角，以使混合氣的燃燒及時(shí)、安全。汽車檢測(cè)與維修畢業(yè)論文13 不同轉(zhuǎn)速時(shí)點(diǎn)火提前角與負(fù)荷的關(guān)系14 最佳點(diǎn)火提前角與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系（節(jié)氣門開(kāi)度不變時(shí)）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，隨著負(fù)荷的加大，節(jié)氣門開(kāi)大，進(jìn)入氣缸的可燃混合氣量增多，壓縮終了時(shí)的壓力和溫度增高，混合氣燃燒速度加快，這時(shí)，點(diǎn)火提前角應(yīng)適當(dāng)減小；反之，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷減小時(shí)，點(diǎn)火提前角應(yīng)適當(dāng)增大，如圖13。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開(kāi)度一定時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速升高，燃燒過(guò)程所占曲軸轉(zhuǎn)角增大，這時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速增高適當(dāng)加大，如圖14。1．3 點(diǎn)火系的分類點(diǎn)火系按采用的電源不同，可分為蓄電池點(diǎn)火系和磁電機(jī)點(diǎn)火系兩大類。蓄電池點(diǎn)火系根據(jù)是否采用電子元件控制可分為傳統(tǒng)點(diǎn)火系和電子點(diǎn)火系。1）傳統(tǒng)點(diǎn)火系以蓄電池或發(fā)電機(jī)提供12V的低壓直流電源，通過(guò)點(diǎn)火線圈和斷電器將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再?jīng)過(guò)配電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合氣。2）電子點(diǎn)火系電子點(diǎn)火系統(tǒng)又稱為半導(dǎo)體點(diǎn)火系統(tǒng)或晶體管點(diǎn)火系統(tǒng)，它由點(diǎn)火線圈和三極管以及集成電路構(gòu)成的點(diǎn)火器的作用，將電源的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?。它是目前?guó)內(nèi)外汽車上廣泛應(yīng)用的點(diǎn)火系統(tǒng)。3）微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)由點(diǎn)火線圈和微機(jī)控制裝置產(chǎn)生的點(diǎn)火信號(hào)，將電源的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?。微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各種轎車上。微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)根據(jù)工作方式不同可分為：有分電器的點(diǎn)火系統(tǒng)和無(wú)分電器的點(diǎn)火系統(tǒng)。4）磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)汽車檢測(cè)與維修畢業(yè)論文它由磁電機(jī)產(chǎn)生低壓電，通過(guò)內(nèi)部的電磁線圈產(chǎn)生高壓電，并送入汽缸火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣，而不需要另設(shè)低壓電源。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要用于各種小型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上。第二章：豐田轎車的點(diǎn)火系2．1豐田轎車傳統(tǒng)點(diǎn)火系的組成和工作原理豐田轎車傳統(tǒng)點(diǎn)火系以蓄電池或發(fā)電機(jī)提供12V的低壓直流電源，通過(guò)點(diǎn)火線圈和段電器將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再?jīng)過(guò)配電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生火花，點(diǎn)燃混合氣。豐田轎車傳統(tǒng)點(diǎn)火系的組成和工作原理如下：傳統(tǒng)點(diǎn)火系工作原理圖1火花塞；2分電器；3分火頭；4點(diǎn)火線圈次級(jí)繞組；5點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組；6點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；7斷電器活動(dòng)觸電臂；8斷電器固定觸點(diǎn)；9斷電器凸輪；10電容器汽車檢測(cè)與維修畢業(yè)論文觸點(diǎn)閉合時(shí)：初級(jí)電路導(dǎo)通，電流從蓄電池的正極經(jīng)過(guò)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組、斷電器活動(dòng)觸點(diǎn)臂、觸點(diǎn)、分電器殼體搭鐵，流回蓄電池的負(fù)極，為低壓電路。觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)：初級(jí)繞組通電時(shí)，在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，并由于鐵心的作用而加強(qiáng)。當(dāng)斷電器凸輪頂開(kāi)觸點(diǎn)時(shí)，初級(jí)電路被切斷，初級(jí)電路迅速下降到零，鐵芯中的磁通隨之迅速衰減以至消失，因而在匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)的次級(jí)繞組中感應(yīng)出很高的電壓，使火花塞兩極之間的間隙被擊穿，產(chǎn)生火花，點(diǎn)燃可燃混合氣使發(fā)動(dòng)機(jī)做功。傳統(tǒng)點(diǎn)火系的缺點(diǎn)：（1）當(dāng)斷電器觸點(diǎn)分開(kāi)時(shí)，在觸點(diǎn)之間產(chǎn)生火花，使觸點(diǎn)逐漸氧化、燒蝕；（2）火花塞積炭時(shí)，因漏電次級(jí)電壓低不能可靠地點(diǎn)火；（3）高速時(shí)容易出現(xiàn)缺火現(xiàn)象。2．2豐田轎車電子點(diǎn)火系統(tǒng)組成和工作原理2．電子點(diǎn)火裝置與傳統(tǒng)點(diǎn)火裝置相比，它的基本功能并沒(méi)有什么變化，但從改善電火花的點(diǎn)火性能，提高點(diǎn)火時(shí)間的控制精度及可靠性等方面來(lái)看，具有許多明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）因?yàn)闊o(wú)機(jī)械觸點(diǎn)或初級(jí)電流不經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)，所以不存在觸點(diǎn)氧化、燒蝕、變形、磨損等問(wèn)題，使用中幾乎不需要維修和經(jīng)常換件。（2）用晶體管取代電器觸點(diǎn)或初級(jí)電流不經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)。這樣可以增大初級(jí)斷電電流值，減少點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組匝數(shù)，減小初級(jí)電路的電阻，從而提高次級(jí)電壓，有效地改善和保證點(diǎn)火性能。一般傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)初級(jí)電流不超過(guò)5A，而晶體管點(diǎn)火裝可提高7~8A，次級(jí)電壓可達(dá)30kV。（3）電磁能量得到充分利用，高電壓形成迅速，火花能量大。由于無(wú)斷電器觸點(diǎn)或觸點(diǎn)電流很小，根本不會(huì)因產(chǎn)生火花而消耗部分電磁能量，所以高壓形成很快，使火花能量增大，提高了點(diǎn)火可靠性。傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)高壓電的形成時(shí)間需120 ~200μs，而電子點(diǎn)火系統(tǒng)則只需80 ~100μs。（4）減小了火花塞積碳的影響。電子點(diǎn)火系在火花塞積炭阻值達(dá)100KΩ的嚴(yán)重情況下，仍能維持可靠的點(diǎn)火特性。汽車檢測(cè)與維修畢業(yè)論文（5）點(diǎn)火時(shí)間精確，混合氣能得到完全燃燒，可以在稀混合氣工況下正常點(diǎn)火，從而保證了發(fā)動(dòng)機(jī)在降低油耗的基礎(chǔ)上，減少?gòu)U氣污染，獲得最好的動(dòng)力性。（6）能適應(yīng)現(xiàn)代高速高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展需求，有利于汽車的高速化。（7）對(duì)無(wú)線電干擾小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕、體積小，保養(yǎng)維修簡(jiǎn)便。2．電磁感應(yīng)式電子點(diǎn)火系應(yīng)用于日本豐田汽車公司生產(chǎn)的大部分汽車上，是一種典型的電子點(diǎn)火系。該點(diǎn)火系由電磁感應(yīng)式點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器、點(diǎn)火控制器、點(diǎn)火線圈、分電器和火花塞等組成。1． 電磁感應(yīng)式點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器作用：產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置相應(yīng)脈沖信號(hào)電壓，并將之輸出給點(diǎn)火控制器，通過(guò)點(diǎn)火控制器來(lái)控制點(diǎn)火系的工作；位置：安裝在分電器內(nèi)；組成：主要由導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子、感應(yīng)線圈和永久磁鐵等組成； 轉(zhuǎn)子由分電器軸帶動(dòng)，轉(zhuǎn)子的凸齒數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)相等，永久磁鐵的磁路為：N極→空氣隙→導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子→空氣隙→鐵心→S極，其結(jié)構(gòu)與原理圖如下：汽車檢測(cè)與維修畢業(yè)論文豐田20R型發(fā)動(dòng)機(jī)的信號(hào)發(fā)生器1—導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子；2—感應(yīng)線圈；3—鐵心；4—永久磁鐵2．豐田20R型發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系的工作原理豐田20R型發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系的工作原理圖1火花塞；2配電器；3點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；4附加電阻；5點(diǎn)火線圈；6點(diǎn)火控制器；7信號(hào)發(fā)生器接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)未工作時(shí)，此時(shí)蓄電池的“+”→點(diǎn)火開(kāi)關(guān)→R4→R1→P點(diǎn)→VT1→A點(diǎn)→信號(hào)發(fā)生器的感應(yīng)線圈→B點(diǎn)→搭鐵。于是電路中的P點(diǎn)電位高于三極管VT2的導(dǎo)通電壓，VT2導(dǎo)通，VT2導(dǎo)通后其集電極電位降低，使VT3截止。VT3截截止時(shí)，蓄電池通過(guò)R5向VT4提供偏流使VT4導(dǎo)通。VT4導(dǎo)通后，R7上的電壓降給VT5提供正向偏置電壓，使VT5導(dǎo)通。當(dāng)VT5導(dǎo)通時(shí)點(diǎn)火系的初級(jí)電路導(dǎo)通電路為：蓄電池的“+” →點(diǎn)火開(kāi)關(guān)→附加電阻→點(diǎn)火線圈的初級(jí)線圈N1→VT5→搭鐵。當(dāng)信號(hào)發(fā)生器的感應(yīng)線圈輸出“+”信號(hào)時(shí)（A端為“+”、B端為“”），由于VT1的集電極加反向電壓而使VT1截止，故P點(diǎn)電位仍是高電位，使VT2導(dǎo)通，于是VT3截止，VT4和VT5導(dǎo)通，點(diǎn)火系的初級(jí)電路導(dǎo)通，產(chǎn)生初級(jí)電流。當(dāng)信號(hào)發(fā)生器的感應(yīng)線圈輸出“”信號(hào)時(shí)（A端為“”、B端為“+”），VT1因加正向電壓而導(dǎo)通，此時(shí)P點(diǎn)電位為低電位，于是VT2截止。當(dāng)VT2截止時(shí)，蓄電池通過(guò)R2向VT3提供偏流，使VT3導(dǎo)通，VTVT5截止，點(diǎn)火系的初汽車檢測(cè)與維修畢業(yè)論文級(jí)電路截止，次級(jí)線圈產(chǎn)生高壓電。高壓電由分電器分配至各缸火花塞跳火，點(diǎn)燃混合氣。點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一周，各個(gè)氣缸便輪流點(diǎn)火一次。2． 豐田轎車微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)普通電子點(diǎn)火系雖然較傳統(tǒng)點(diǎn)火系有了很大的發(fā)展，大大提高了點(diǎn)火系統(tǒng)的性能，但其點(diǎn)火提前角仍采用真空和離心機(jī)械式點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，其主要缺點(diǎn)如下：（1）點(diǎn)火提前角的控制不精確，影響點(diǎn)火正時(shí)；（2）為了避免大負(fù)荷時(shí)的爆燃，必然采用妥協(xié)方式降低點(diǎn)火提前角；（3）仍脫離不開(kāi)機(jī)械控制的范圍。微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)則能解決以上缺點(diǎn)，它除能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制初級(jí)線圈的通電時(shí)間外，還可以通過(guò)電子手段控制發(fā)動(dòng)機(jī)各工況的點(diǎn)火提前角，使發(fā)動(dòng)機(jī)在功率，加速性能和排放等方面達(dá)到最優(yōu)。1）微機(jī)控制點(diǎn)火系的優(yōu)點(diǎn)：1取消了機(jī)械式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置，微機(jī)控制點(diǎn)火系根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況變○化自動(dòng)的改變點(diǎn)火提前角；○2自動(dòng)的調(diào)節(jié)一次電路的導(dǎo)通時(shí)間，高速時(shí)一次電路的導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)，增大一次電流提高二次電壓；低速時(shí)一次電路的導(dǎo)通時(shí)間縮短，限制一次電流的幅度，以以防止點(diǎn)火線圈過(guò)熱。微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)一般由傳感器，微機(jī)控制器和點(diǎn)火控制器，點(diǎn)火線圈等組成。如下圖是微機(jī)控制點(diǎn)火系的組成原理圖：汽車檢測(cè)與維修畢業(yè)論文 傳感器 ○用來(lái)不斷地檢測(cè)與點(diǎn)火有關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況信息，并將檢測(cè)結(jié)果輸入電子控制單元，作為運(yùn)算和控制點(diǎn)火時(shí)刻的依據(jù)。微機(jī)控制器 ○其功用是根據(jù)各傳感器輸入的信號(hào)，確定最佳點(diǎn)火提前角和初級(jí)電路導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)火提前角和閉合角的控制，并將點(diǎn)火控制信號(hào)輸送給點(diǎn)火控制器。點(diǎn)火控制器○其功用是根據(jù)微機(jī)控制器輸出的點(diǎn)火控制信號(hào)，控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電路的通與斷。有些點(diǎn)火控制器只有大功率三級(jí)管，單純起開(kāi)關(guān)作用；有些點(diǎn)火控制器除開(kāi)關(guān)作用外，還有恒流控制、閉合角控制、氣缸判別、點(diǎn)火監(jiān)視功能等。2）有分電器微機(jī)控制點(diǎn)火系有分電器微機(jī)控制點(diǎn)火系主要特點(diǎn)是：只是一個(gè)點(diǎn)火線圈，點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電通過(guò)分電器按照發(fā)動(dòng)機(jī)的做功順序依次輸送給各缸火花塞。電控點(diǎn)火系中的ECU根據(jù)凸輪軸/曲軸位置傳感器信號(hào)、空氣流量計(jì)信號(hào)、起動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)確定其點(diǎn)火提前角和通電時(shí)間，依據(jù)冷卻液溫度傳感器信號(hào)，節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)、空調(diào)開(kāi)關(guān)信號(hào)和車速傳感器信號(hào)來(lái)修正點(diǎn)火提前角。有分電器微機(jī)控制點(diǎn)火系保留了分電器這一機(jī)械裝置，分電器中機(jī)械裝置的磨損必然會(huì)對(duì)點(diǎn)火提前角的控制精度、穩(wěn)定性和均勻性產(chǎn)生影響。此外，分火頭與旁電極這一中間跳火間隙也存在能量損耗及由此產(chǎn)生的射頻干擾。3）無(wú)分電器微機(jī)控制點(diǎn)火系（1）無(wú)分電器微機(jī)控制點(diǎn)火系的組成無(wú)分電器微機(jī)控制點(diǎn)火系又稱直接點(diǎn)火系或全電子化點(diǎn)火系。其主要特點(diǎn)是：用電子控制裝置取代了分電器，利用電子分火控制技術(shù)將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電直接送給火花塞進(jìn)行點(diǎn)火。它具有無(wú)運(yùn)動(dòng)件，無(wú)需維護(hù)管理，可抑制電磁干擾，點(diǎn)火正時(shí)可變范圍大，點(diǎn)火