【導(dǎo)讀】20世紀90年代，一種新型的點火系統(tǒng)被用于許多汽車上。這種點火系統(tǒng)叫做無。這種點火系統(tǒng)不用許多高壓部件就可。以提供很高的高壓電。這種點火系統(tǒng)可以提供更高的電壓且更好的減少部件的磨損。機開始在汽車上應(yīng)用—用微機控制點火正時，形成微機控制點火系統(tǒng)。教師在利用此實驗臺進行授。課時，學生更容易理解，記憶也更深刻，學習效率將大幅提高。析，最主要的是對實驗臺的設(shè)計過程進行了全面的總結(jié)和詳細的說明。線圖的設(shè)計、故障點的設(shè)計以及診斷端子的設(shè)計。在完成點火系統(tǒng)實驗臺的設(shè)計和制。作后，設(shè)計了點火系統(tǒng)故障設(shè)置與診斷實驗的方法。

　　

【正文】 據(jù)實車中的常發(fā)故障現(xiàn)象，在電路中 設(shè)置 了 檢測端子，通過專用檢測儀器可進行各 主要 傳感器、執(zhí)行器的電壓檢測。 在電路圖中設(shè)置故障點 十對， 在電路中 每一個故障檢測點為直徑 6 ㎜測試點，在電腦檢測端子上，每一個故障檢測點為直徑 的測試點 。 在實驗臺面板上所設(shè)計的點火系統(tǒng)的電控元件包括： 1)、傳感器：進氣溫度傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆震傳感器、節(jié)氣門位 置傳感器、空氣流量傳感器。 2)、 控制開關(guān)：點火開關(guān)。 3)、執(zhí)行器：點火器。 4)、 電子控制器：微處理器、輸入電路及輸出電路等組成。其作用是根據(jù)各個傳感器及控制開關(guān)的信號和其內(nèi)部設(shè)定的控制程序，通過運算和分析，向各個執(zhí)行元件輸出控制信號，從而實現(xiàn)對點火系統(tǒng)工作過程的控制。 點火系統(tǒng)各電控元件的功能及其檢測點的設(shè)置 奧迪獨立點火系統(tǒng)： 1)、點火開關(guān)： 此開關(guān)用于通斷點火系統(tǒng)工作電路。當打開此開關(guān)時， 15 號線經(jīng)此開關(guān)將電源送入點火系統(tǒng)各部件，點火系統(tǒng)開始工作；當點火開關(guān)處于 OFF 位置時，點火系統(tǒng)停止工作 。此處無故障點設(shè)置。 2)、進氣溫度傳感器 （如圖 62） ：此傳感器信號反映發(fā)動機吸入空氣的溫度。在微機控制電子點火系統(tǒng)中， ECU 利用該信號對基本點火提前角進行修正。 圖 62 進氣溫度傳感器 天津工程師范學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計 21 檢測點的設(shè)置：在進氣溫度傳感器電源線與 ECU 之間。 檢測點的設(shè)置：在進氣溫度傳感器信號線與 ECU 之間。 3)、冷卻液溫度傳感器 （如圖 63）： 此傳感器信號反映發(fā)動機工作溫度的高低。在微機控制點火系統(tǒng)中， ECU 除了利用該信號對基本點火提前角進行修正之外，還要利用該信號控制啟動和發(fā)動機暖機期間的點火提 前角。 圖 63 冷卻液溫度傳感器 檢測點的設(shè)置：在冷卻液溫度傳感器信號線與 ECU 之間。 檢測點的設(shè)置：在冷卻液溫度傳感器電源線與 ECU 之間。 4)、空氣流量傳感器 （如圖 64） ：確定進氣量大小的傳感器。除了用于計算基本噴油時間外，還用作負荷信號來計算和讀取基本點火提前。 圖 64 空氣流量傳感器 檢測點的設(shè)置：在空氣流量傳感器信號線與 ECU 之間。 檢測點的設(shè)置：在空氣流量傳感器電源線與 ECU 之間。 5)、凸輪軸位置傳感器 （如圖 65） ：是確定曲軸基準位置和點火基 準的傳感器。天津工程師范學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計 22 該傳感器在曲軸旋轉(zhuǎn)至某一特定的位置時，輸出一個脈沖信號， ECU 將這一脈沖信號作為計算曲軸位置的基準信號，再利用曲軸轉(zhuǎn)角信號計算出曲軸任一時刻所處的具體位置。 圖 65 凸輪軸位置傳感器 檢測點的設(shè)置：在凸輪軸位置傳感器信號線與 ECU 之間。 檢測點的設(shè)置：在凸輪軸位置傳感器 電源 線與 ECU 之間。 6)、爆震傳感器 （如圖 66） ：用于點火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)。 ECU 可根據(jù)爆震傳感器輸出的信號來判斷發(fā)動機是否發(fā)生爆震，從而對點火提前角進行修正。 圖 66 爆震傳感器 天津工程師范學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計 23 檢測點的設(shè)置：在爆震傳感器電源線與 ECU 之間。 檢測點的設(shè)置：在爆震傳感器信號線與 ECU 之間。 7）、節(jié)氣門閥控制單元 （如圖 67） ： 將節(jié)氣門開啟角度轉(zhuǎn)換為電信號輸入 ECU，ECU 利用該信號和車速傳感器信號來綜合判斷發(fā)動機所處的工況（怠速、中等負荷、大負荷、減速），并對點火提前角進行修正。 圖 67 節(jié)氣門位置傳感器 檢測點的設(shè)置：節(jié)氣門閥控制單元信號線與 ECU 之間。 檢測點的設(shè)置：節(jié)氣門閥控制單元電源線與 ECU 之間。 8)、點火線圈 I（如圖 68） ：通過通斷 初級線圈電路，在次級繞組中感應(yīng)出很高的電動勢，該高壓電經(jīng)分電器分配給 1 缸火花塞，擊穿火花塞 電極 間隙，點燃可燃混合氣。 檢測點的設(shè)置：點火線圈 I 電源線與 ECU 之間。 檢測點的設(shè)置：點火線圈 I 信號線與 ECU 之間。 9)、點火線圈 II：通過通斷初級線圈電路，在次級繞組中感應(yīng)出很高的電動勢，該高壓電經(jīng)分電器分配給 2 缸火花塞，擊穿火花塞 電極 間隙，點燃可燃混合氣。 檢測點的設(shè)置：點火線圈 II 電源線與 ECU 之間。 檢測點的設(shè)置：點火線圈 II 信號線與 ECU 之間。 10)、點火線圈 III：通過通斷初級線圈電路，在次級繞組中感 應(yīng)出很高的電動勢，該高壓電經(jīng)分電器分配給 3 缸火花塞，擊穿火花塞 電極 間隙，點燃可燃混合氣。 檢測點的設(shè)置：點火線圈 III 電源線與 ECU 之間。 天津工程師范學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計 24 檢測點的設(shè)置：點火線圈 III 信號線與 ECU 之間。 11)、點火線圈 IV：通過通斷初級線圈電路，在次級繞組中感應(yīng)出很高的電動勢，該高壓電經(jīng)分電器分配給 4 缸火花塞，擊穿火花塞 電極 間隙，點燃可燃混合氣。 檢測點的設(shè)置：點火線圈 IV 電源線與 ECU 之間。 檢測點的設(shè)置：點火線圈 IV 信號線與 ECU 之間。 圖 68 點火線圈 12）發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器 （如圖 69）： 檢測點的設(shè)置： 轉(zhuǎn)速傳感器信號線與 ECU 之間。 檢測點的設(shè)置： 轉(zhuǎn)速傳感器信號線與 ECU 之間 圖 69 轉(zhuǎn)速傳感器 天津工程師范學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計 25 7 教具 面板控制部分的設(shè)計 實驗臺 接線 電路圖的設(shè)計 控制電路圖 （如圖 71） 是在面板圖的基礎(chǔ)上繪制出故障斷點、指示燈及監(jiān)測儀表連線等內(nèi)部控制電路。 圖 71 試驗臺接線圖 圖 71 實驗臺接線圖 在實驗臺控制電路上設(shè)有獨立點火模塊工作指示燈，執(zhí)行元件的顯示是為了在教學過程中，直觀的看到被設(shè)置故障的執(zhí)行元件對點火系統(tǒng)性能的影 響，即出現(xiàn)何種故障現(xiàn)象，讓學習者根據(jù)故障現(xiàn)象來分析故障原因，以提高學習效率。 用來顯示執(zhí)行元件工作情況的發(fā)光二極管 （如圖 72） 是 串接電阻后與執(zhí)行器并聯(lián) ，二極管的正常工作電流在 10 至 30 毫安，正常壓降值在 至 3V 范圍內(nèi)，因此需要串聯(lián)一個 500 歐姆左右的電阻用來分擔電壓，當執(zhí)行元件工作時二極管點亮，指示執(zhí)行元件處于工作狀態(tài)。 天津工程師范學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計 26 圖 72 執(zhí)行元件工作情況 電壓表的設(shè)計與選配 在實驗臺面板的第一部分安裝有六塊數(shù)字式電壓表 （如圖 73） ，其中我們可以通過正、負表筆對 任何傳感 器 端子 進行電壓檢測及對 故障點進行檢測，顯示檢測電壓。 型號： XL513 系列 數(shù)字式電壓表技術(shù)規(guī)格： — 準確度：177。 %讀數(shù) +1 字，濕度 RH45%～ 75%。 平均每變化 10℃引起的附加誤差不超過基本誤差值。 — 顯 示： 15 ㎜（ LED） 紅色或綠色。 — 三位半：（ 1999 計數(shù)）讀數(shù)。 — 自動調(diào)零 — 自動極 性轉(zhuǎn)換 — 取樣周期： 40ms — 超量程指示：最左位數(shù)字顯示（ 1）或（ 1） — 可以用外部跳線任意設(shè)定小數(shù)點的位置 — 供電電源： DC 5V177。 10%，最大 150mA — 工作溫度范圍： 0℃～ 50℃ 圖 73 數(shù)字電壓表簡圖 — 外形尺寸：寬 79mm 高 深 — 安裝開孔尺寸： 76mm 39mm 數(shù)字式電壓表的工作電壓為 5V，所以需要通過 7805 穩(wěn)壓塊將蓄電池的 12V 電壓轉(zhuǎn)換成 5V 電壓為電壓表供電 。 天津工程師范學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計 27 本實驗臺與以往實驗臺的不同之處是將靠近 ECU 端的故障檢測端子集中到面板右邊的 ECU 端子圖上，端子圖按照奧迪 A6 實車 ECU 端子繪制并標有端子號。 故障點設(shè)置為線路斷路 和電壓模擬 故障，線路的通、斷 和模擬 由開關(guān)進行控制 。 實驗臺的故障設(shè)置可以迅速使點火系統(tǒng)切換進入不同的故障狀態(tài)，學生可以觀 察各種故障對點火系統(tǒng)的影響，確定故障 現(xiàn)象，并可以利用解碼器、萬用表等儀器在實驗臺上進行檢測和故障診斷與排除。 在面板電路 的設(shè)計中設(shè)置了十對檢測點，因此在控制電路中對應(yīng)的設(shè)計了十個故障開關(guān) ，在電腦檢測端子上也相應(yīng)的設(shè)置十個檢測端子（電腦檢測端子與控制電路中故障點的連接方法如圖 74 所示）， 在電路中 每一個故障檢測點為直徑 6 ㎜測試點，在電腦檢測端子上，每一個故障檢測點為直徑 的測試點 ； 其中綠色檢測端子在線路圖上 ,紅色檢測端子在電腦上 , 可以通過他來檢測電腦線束插頭端子 ,省去拔電腦線束插頭 ,以免損壞電腦。每個故障點均采用開關(guān)斷開 或模擬信號 ， 利用開關(guān)的通斷來實現(xiàn)線路的通路和斷路。當開關(guān)在斷開 或模擬 狀態(tài)時，所設(shè)十個故障點的故障現(xiàn)象及原因如下 : 圖 74 電腦檢測點 1）進氣溫度傳感器故障 故障現(xiàn)象：會使點火系統(tǒng)的基本點火時間不準確，造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)、加速困難、油耗升高或發(fā)動機不能正常工作等。 故障原因：內(nèi)部集成電路不良而信號不準或無信號輸出；硅片損壞而無信號輸出；真空管接頭或內(nèi)部有漏氣而使信號不準。 2）冷卻液溫度傳感器故障 故障現(xiàn)象：由于控制器不能根據(jù)發(fā)動機的溫度情況及時準確地修正點火提前角，造成發(fā)動機啟 動困難、運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、功率下降等。 故障原因：傳感器內(nèi)部線路接觸不良或斷線而無信號輸出；傳感器內(nèi)熱敏元件性能不良而使信號不準確。 天津工程師范學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計 28 3）空氣流量傳感器故障 故障現(xiàn)象： 點火提前角控制不準確， 造成發(fā)動機 不能正常工作。 故障原因：熱敏電阻不良而使信號不準確。 4）凸輪軸位置傳感器故障 故障現(xiàn)象：無法識別出第一次點火時刻，使發(fā)動機無法正常工作。 故障原因：由于內(nèi)部電路問題，無判缸信號輸出。 5）節(jié)氣門閥控制單元故障 故障現(xiàn)象：由于信號不良，導(dǎo)致發(fā)動機怠速不穩(wěn)或無怠速、加速困難、運轉(zhuǎn)不 平穩(wěn)等。 故障原因：怠速觸點接觸不良而無怠速信號；滑片與電阻接觸不良而使節(jié)氣門開度信號不準確或時有時無。 6）爆震傳感器故障 故障現(xiàn)象：會使控制系統(tǒng)在發(fā)動機發(fā)生爆震時不能及時減小點火提前角，造成發(fā)動機經(jīng)常在 爆震 狀況下工作。 故障原因：內(nèi)部線路斷路或搭鐵而無信號輸出；壓電元件損壞而無信號輸出或信號不準確。 7）點火線圈 I 故障 故障現(xiàn)象： 1 缸缺火，導(dǎo)致發(fā)動機工作不平穩(wěn)。 故障原因：初級繞組或次級繞組斷路、短路、搭鐵，絕緣蓋破裂漏電，附加電阻燒斷，接線柱銹蝕。 8） 點火線圈 II 故障 故障現(xiàn)象： 2 缸缺火，導(dǎo)致發(fā)動機工作不平穩(wěn)。 故障原因：初級繞組或次級繞組斷路、短路、搭鐵，絕緣蓋破裂漏電，附加電阻燒斷，接線柱銹蝕。 9）發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器故障 故障現(xiàn)象： ECU 接收不到轉(zhuǎn)速信號不工作 ，無法實現(xiàn)點火。 故障原因：發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號是發(fā)動機及和各系統(tǒng)工作的最基本信號。 儀表控制電路的設(shè)計 數(shù)字儀表的 工作電壓為直流 5 伏。為了能夠使其正常工作，所以必須為其提供合適的工作電壓。由于汽車上采用的是 12V 直流電。在 實驗臺 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。 7805 穩(wěn)壓塊的 原理及 外形 （ 如圖 75 和圖 76 所示） ： 天津工程師范學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計 29 圖 75 7805 穩(wěn)壓塊 原理圖 圖 76 穩(wěn)壓塊結(jié)構(gòu)簡圖 天津工程師范學院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計 30 8 教具臺架 圖的設(shè)計 為了能方便