汽车电子点火系统-毕业论文

电子点火系统总类结构及故障诊断 烟台汽车工程职业学院毕业论文

轮组成的。断电器凸轮的凸棱数与发动机气缸数相等。凸轮轴通过离心点火提前调节器与分电器轴相连。分电器轴由发动机的曲轴通过配气凸轮轴上的齿轮驱动，其转速与配气凸轮轴的转速相等，为曲轴转速的一半（四冲程发动机）。

2. 配电器

配电器用来将点火线圈中产生的高压电，按发动机的工作次序轮流分配到各气缸的火花塞。它主要由胶木制成的分电器盖和分火头组成。分电器盖上有一个深凹的中央高压线插孔，以及数目与发动机气缸数相等的若干个深凹的分高压线插孔，各高压线插孔的内部都嵌有铜套。分火头套在凸轮轴顶端的延伸部分，此延伸部分为圆柱形，但其侧面铣切出一个平面，分火头内孔的形状与之符合，借此保证分火头与凸轮同步旋转，并使分火头与分电器盖上的旁电极保持正确的相对位置。

3. 电容器

电容器安装在分电器的壳体上，目前发动机点火系统所用的电容器一般均为纸质电容器。其极片为两条狭长的金属箔带，用两条同样狭长的很薄的绝缘纸与极片交错重叠，卷成圆筒形，在浸渍蜡绝缘介质后，装入圆筒形的金属外壳4中加以密封。一个极片与金属外壳在内部接触，另一极片与引出外壳的导线连接。电容器外壳固定在分电器外壳上搭铁，使电容器与断电器触点并联。

4. 点火提前调节装置

为了实现点火提前，必须在压缩行程接近终了，活塞到达上止点之前便使断电器触点分开。从触点分开到活塞到达上止点这段时间越长，曲轴转过的角度越大，即点火提前角越大。因此，调节断电器触点分开的时刻，即改变触点与断电器凸轮或断电器凸轮与分电器轴之间的相对位置，便可以调节点火提前角，调节点火提前角的方法有两种，一是保持触点不动，将断电器凸轮相对于分电器轴顺旋转方向转过一个角度θ,凸轮提前将触点顶开，使点火提前。凸轮相对于轴转过的角度越大，点火提前角越大。另一种调节方法是凸轮不动(不改变凸轮与轴的相对位置)，使断电器触点相对于凸轮逆着旋转方向转过一个角度θ,也可使点火提前。触点相对于凸轮转过的角度越大，点火提前角越大。

离心点火提前调节装置：发动机工作时，它利用改变断电器凸轮与分电器轴之间的相对位置的方法，在发动机转速变化时自动地调节点火提前角。、发动机工作时，当曲轴的转速达到200～400r/min(开始转速因车型而不同)后，重块的离心力克服弹簧拉力的作用向外甩开。此时，两重块上的销钉推动拨板连同凸轮，顺着旋转方向相对于分电器轴转过一个角度，将触点提前顶开，点火提前角加大。随发动机转速升高，点火提前角不断加大。

3.3火花塞

火花塞（sparkplugs），俗称火嘴，如图3-2所示。它的作用是把高压导线（火嘴线）送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞两电极间空气，产生电火花以此引燃气缸内的混合气体。高性能发动机的基本条件：高能量稳定的火花、混合均匀的混合气、高压缩比。

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图2-2典型火花塞结构

1.汽车火花塞的功能和作用

火花塞的作用是把点火线圈产生的高压电（1万V以上）引入发动机气缸，在火花塞电极的间隙之间产生火花点燃混合气。火花塞的工作环境极为恶劣，以一台普通四冲程汽油机的火花塞为例，在进气冲程时温度只有60℃，压力90KPa；而在点火燃烧时，温度会瞬间上升至3000℃，压力达到4000KPa；这种急冷急热的交替频率很高，不是一般材料所能应付得了，还要保证绝缘性能，因此对火花塞的材料要求也就很苛刻了。火花塞关键部分是绝缘体，如果绝缘体不起作用，高压电就会“抄小路”而不经两极入地，造成无火花现象。火花塞的绝缘体必须要有良好的机械性能和耐高电压、耐高温冲击，耐化学腐蚀的能力，普通火花塞多采用以氧化铝为基础的陶瓷做成。火花塞的尺寸是全世界统一的，任何汽车上都可以通用，但由于汽油发动机类型有区别，因此火花塞也会分有二种基本类型，冷型和热型。冷型与热型是相对而言，它反映了火花塞的热特性性能。火花塞要有适当的温度才能工作良好，没有积炭才能工作正常。实践证明火花塞绝缘体保持在500－600℃温度时，落在绝缘体上的油滴能立即烧去不会形成积炭，高于这个温度会早燃，低于这个温度有积炭。在不同发动机上的温度会不一样，设计者就利用绝缘体裙部的长度来解决这个矛盾。

2.火花塞的种类

按照热值高低来分，有冷型和热型。绝缘体裙部短，受热面积小，传热距离短，散热容易，因此裙部温度低些，称为冷型火花塞，适用于高速高压缩比的大功率发动机；有些绝缘体裙部长的火花塞，受热面积大，传热距离长，散热困难，裙部温度高，称为热型火花塞，适用于中低速低压缩比的小功率发动机。

按照电极材料来分，有镍合金、银合金和铂合金等；常用火花塞的类型大体上有如下几种：

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（1）标准型火花塞：其绝缘体裙部略缩入壳体端面，侧电极在壳体端面以外，是使用最广泛的一种。

（2)绝缘突出型火花塞：绝缘体裙部较长，突出于壳体端面以外。它具有吸热量大、抗污能力好等优点，且能直接受到进气的冷却而降低温度，因而也不易引起炽热点火，故热适应范围宽。 (3) 细电极型火花塞：其电极很细，特点是火花强烈，点火能力好，在严寒季节也能保证发动机迅速可靠地起动，热范围较宽，能满足多种用途。

(4) 锥座型火花塞：其壳体和旋入螺纹制成锥形，因此不用垫圈即可保持良好密封，从而缩小了火花塞体积，对发动机的设计更为有利。

(5) 多极型火花塞：侧电极一般为两个或两个以上，优点是点火可靠，间隙不需经常调整，故在电极容易烧蚀和火花塞间隙不能经常调节的一些汽油机上常常采用。

(6) 沿面跳火型火花塞：即沿面间隙型，它是一种最冷型的火花塞，其中心电极与壳体端面之间的间隙是同心的。

此外，为了抑制汽车点火系统对无线电的干扰，又生产了电阻型和屏蔽型火花塞。电阻型火花塞是在火花塞内装有5-10kΩ的电阻，屏蔽型火花塞是利用金属壳体把整个火花塞屏蔽密封起来。屏蔽型火花塞不仅可以防止无线电干扰，还可用于防水、防爆的场合。

3.4点火控制器

点火控制器是发动机控制系统的执行器，其作用是根据微机发出的指令信号，通过内部大功率三极管的导通与截止来控制点火线圈初级绕组电路的通断，使点火线圈产生高压电。能够实现对自动点火,火焰指示,熄火报警,信号传送工作自动.点火模块具有体积小,重量轻,点火强,反应灵敏等特点,可广泛用于各种工业对气体或液体所产生的火焰进行监测,熄火保护。 各型发动机点火器的内部结构各不相同，有的发动机并不配置点火器，大功率三极管直接设在电子控制器ECU内部；有的点火器只有一只达林顿三极管，仅起开关作用，其它电子控制元件则与电子控制器制成一体；有的点火器除开关作用外，还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。点火控制器取代了传统点火系统中断电器的触点，将点火信号发生器输出的点火信号整形、放大，转变为点火控制信号，控制点火线圈初级绕组中电流的通、断，以便在次级线圈的绕组中产生高压电，供火花塞点火。点火控制器的基本电路包括整形电路、开关信号放大电路、功率输出电路等。

3.5点火信号发生器

将非电量转换为电量的传感器，它通过一定的方式将汽车发动机曲轴转过的角度或活塞在气缸的位置转换成相应的电脉冲信号，最后送到电子控制器中，控制初级电路的通断，产生点火信号。信号发生器通常安装在分电器内部，常用的信号发生器有电磁感应式、霍尔式和光电式三种。

3.6电控单元ECU

电控单元的作用是根据发动机各传感器输入的信息和内存的数据及程序，进行运算、处理、判

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断，然后输出指令控制电子点火控制器，达到准确控制发动机点火的目的。

第四章 电子点火系统常见故障及诊断

4.1汽车电子点火系统故障诊断注意事项

汽车电子点火系统的故障检查，与传统触点式点火系统有许多相同之处。除了对点火线圈、火花塞、高压线、点火正时等进行检查外，还应检查点火器、点火传感器(信号发生器)以及连接导线等。但是，在故障检查时还应注意以下几点：

（1）在发动机启动和工作时，不要用手触摸点火线圈高压线和分电器等，以免受电击。 （2）在检查点火系统电路故障时，不要用刮火的方式来检查电路的通断，这种做法容易损坏电子元器件，电路通断与否应该用万用表电阻来进行检查判断。

（3）进行高压试火时，最好用绝缘的橡胶夹子夹任高压线来进行试验，直接用手接触高压线容易造成电击。另一避免电击的方法是：将高压导线插入一只备用火花塞，然后将火花塞外壳搭铁。从火花塞电极间隙观察是否跳火。

（4）在点火开关接通的情况下，不要做连接或切断线路的操作，以免烧坏控制器中的电子器件。 （5）在拆卸蓄电池时，必须确认点火开关和其他所有的用电设备及其开关都已关闭，才能进行拆卸。

（6）安装蓄电池时，一定要辨清正负极，负极搭铁。千万不能接错，蓄电池极性与线夹的连接一定要牢固，否则容易损坏电子设备。

（7）在检查点火信号发生器曲轴位置传感器时应注意：

a.对于磁感应式的，在打开分电器盖时注意不要让垫圈、螺钉之类的金属物掉入其内。在检查导磁转子与定子之间的间隙时，要使用无磁性厚薄规，并注意不要硬塞强拉。

b.对于光电式的，不要轻易打开分电器盖子，若确需打开检查时，要注意避免尘土对发光二极管、光敏元件和遮光转子的污损。

c.在用干电池模拟点火信号检查电子点火控制时，测量动作要快，干电池连接的持续时间，一般不要超过5秒。

d.霍尔效应式电子点火系统，在检查维修时可能会产生高压放电现象，造成对人身和点火系统本身的意外损害，所以必须注意以上几点：进行全体检查和维修前，应切断电源后，再按要求进行；当使用外接电源供维修使用时，应严格限制其电压不大于16V。当电压达到16—16.5V时，接通时间不允许达到或超过1分钟；效应式电子点火系统的汽车被拖动时，应首先切断点火系统电源；点火线圈负接线柱不允许与电容相连；任何条件下，只允许使用阻值为1k欧姆的分火头，防止电磁干扰的1k欧姆阻尼电阻电缆不得用其他代替，火花塞插头电阻值应在1k一5k欧姆

4.2电子点火系统常见故障及诊断

1. 点火系统无高压火故障的诊断

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