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1、毕 业 设 计 说 明 书 题 目： 丰田花冠汽车的点火系统原理与检测 专 业： 汽车检测与维修技术 年 级： 2012 级 学生姓名： 张 涛 学 号： 1203109119指导教师： 吴 泉 成完成日期： 2014年12月4日 摘 要如今先进的电子控制技术使汽车的动力性和燃油经济性得到了很大的提高，也减少了空气污染，汽车电子控制技术大大促进了汽车工业的发展。而汽车的电子控制是从发动机开始的，而发动机的控制技术是从控制点火开始的，在各种工况下，可以通过ECU控制各个执行器从而获得最佳的点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放性及稳定性均处于最佳。在整个工作过程中，都可对点火线圈初级电路的通
2、电时间和电流进行控制，不仅提高了点火的可靠性，而且可有效地减少电能消耗，防止点火线圈烧损。采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获得最佳的燃烧过程。本篇论文重点介绍了丰田花冠汽车的点火系统的结构原理,以及故障的检测和简单的诊断。关键词:点火系统,故障检测，故障现象 目录1、绪 论12、点火系的发展13、丰田花冠点火系统的组成及工作原理和影响点火系统的因素43.1丰田花冠点火系统的组成及工作原理43.2发动机的工作状况对点火的影响53.3点火正时的控制对点火的影响63.4点火提前角对点火的影响63.5点火闭合角对点火的影响74、丰田花冠轿车点火系统故障的常见部位检测74.1
3、点火线圈及其点火器线路的检测74.2 曲轴位置传感器的检测104.3 凸轮轴位置传感器的检测115、花冠点火系统的常见故障案列分析：125.1案列分析一:125.2案列分析二:135.3案列分析三:145.4案例分析四:15六.结论17致 谢17参考文献181、绪 论点火系统是汽油发动机所特有的装置，其功用是适时的产生足够能量的电火花，点燃汽油发动机气缸内已压缩的可燃混合气，使发动机能及时、迅速地做功。 点火系统性能好坏对发动机的工作有很大影响。汽油机点火系统的性能对汽油机的动力性、经济性和排放性具有及其重要的影响,但是只有在点火系统满足一定的基本要求才后，才能能使汽油机的各项性能达到较好的水
4、平，因此电控点火系应运而生。 电控点火系统的主要优点：在各种工况下，可以通过ECU控制各个执行器从而获得最佳的点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放性及稳定性均处于最佳。在整个工作过程中，都可对点火线圈初级电路的通电时间和电流进行控制，不仅提高了点火的可靠性，而且可有效地减少电能消耗，防止点火线圈烧损。采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获得最佳的燃烧过程。2、点火系的发展从传统的机械式有触点点火系到普通电子点火系再到电控点火系是汽油机点火系发展的三重要阶段。早期的机械式有触点点火如图1机械试点火系统由机械装置完成点火能量的形成，点火顺序控制和点火时刻的控制整个点火
5、过程。工作过程是只样的：由曲轴带动分电器轴转动，分电器轴上的凸轮转动，使点火线圈次级触点接通与闭合而成的高电压，这个点火高电压电通过分电器轴上的分火头根据发动机工作要求按顺序送到各个汽缸的火花塞上，火花塞发出点火花点燃燃烧室内的气体。分电器壳体可以手动转动调节基本的点火提前角，同时还有真空提前装置，它根据进气管内真空的变化提供不同的提前角。对于以上的点火要求可谓是勉强通过,使汽车容易因点火系问题产生故障。 图1 机械式有触点点火系统对于要求更高的人们怎么可以继续容忍它带来的这样、那样的不便,于是人们便发明了普通电子点火系。普通电子点火系如图2采用信号发生器,从根本上消除了由触点引起的缺点和故障
6、。由于普通电子点火系统对点火提前角的调整仍然采用机械式真空提前装置和离心式提前装置，所以不能对点火提前角进行精确调整,同时它不能对爆震进行反馈控制,为了避免爆震它的实际点火提前角小于最佳点火提前角,以至汽油机车的潜能得不到充分的发挥，于是更先进的电控点火系酝酿而生。它弥补了普通电子点火系的不足,从而更大的发挥了汽车的潜能。 图2 普通电子点火系统电控点火系统电控点火系统也称为计算机控制点火系统如图3，能使发动机在不同转速、进气量等因素下，在最佳点火提前角工况下工作，使发动机输出最大功率和扭矩，而将油耗和排放控制到最低限度。电控（计算机控制）点火系统主要由传感器、电子控制器（ECU）、点火线圈等
7、组成。电控点火系统取消了传统的点火提前装置，采用电子控制器（ECU)实现点火提前角的控制。工作原理：在发动机工作时，(ECU)根据运行的转速和负荷的实际信息，从所储存的数据库中选取出适应于该工况下的点提前角，同时还根据发动机的冷却液温度进进气量和进气温度（或进气管压力和爆震程度），对所先取点火提前角进行修正，最后确定发动机最佳的点火时刻，并向点火器了出点火指令。通过爆震反馈控制,可以使实际点火提前角比较接近理想最佳点火提前角，从而使汽油机的动力性经济性和有害物控制的控制排放达到较佳的水平。点火器接到指令后，便交替地接通与断火点火线圈内初级绕组的电流，使次级绕组不断发出高压电，并通过分电器分配到
8、各汽缸，供火花塞点火。 图3 电控（计算机控制）点火系统3、丰田花冠点火系统的组成工作原理和影响点火系统的因素3.1丰田花冠点火系统的组成及工作原理 丰田花冠1.6L轿车采用直接点火系统, 由各种传感器传感器、ECU、和执行器组成。点火系统组成如图4所示。 图4 丰田花冠汽车点火系 工作原理:点火线圈和输出放大器集成在各个部件上，每缸分配一个点火线圈，安装在各缸火花塞的上方。火花塞帽与点火线圈为一体，是与火花塞相连的部件。 该点火系统取消了分电器和高压线，能量传导损失及漏电损失极小、，没有机械磨损，而且各缸的点火线圈和火花塞装配在一起，外面用金属包裹，大幅度地减少了电磁干扰，可以保证电控系统的
9、正常工作，使发动机的点火更加安全可靠。 发动机工作时ECU确定点火正时并为每个气缸输出点火信号（IGT），点火器中的功率晶体管根据IGT信号切断初级点火线圈的电流，为与次级线圈末端相连的火花塞供电，产生火花，从而点燃混合气。作为一种安全保护措施，点火器同时也向发动机ECU提供一个 图5 花冠点火系统及点火信号线路图 点火确认信号（IGF）。点火系统电路及点火信号线路图如图5所示。3.2发动机的工作状况对点火的影响发动机的工作状况影响着点火提前角。最佳的点火提前角随许多因素变化，最主要的因素是发动机转速和混合气的燃烧速度，混合气的燃烧速度又和混合气的成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。当发动机转
10、速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时点火提前角则应适当增大。当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。另外，点火提前角还和汽油的抗暴性能有关，使用辛烷值高，抗爆性能好的汽油，点火提前角应较大。3.3点火正时的控制对点火的影响所谓的点火正时，其实是说火花塞开始产生火星的那个时刻，也就是一个时间点，而不是火花延续的一段“时间”。这个时间点必须拿捏得十分
11、准确，过早地点燃燃油会让活塞还未下行就受到膨胀的压力，引起敲缸，也就是爆震；迟了点燃燃油又会由于火花的“传递”需要一定的时间，而使得活塞下行的时候还没有形成有效的爆炸压力，而当活塞行进到下止点能量却没有完全释放，造成动力的损失。在这里需要指出，从火花塞两极充电到形成火星需要一个固定的时间（两极间电压恒定），而火星持续的时间亦是一个固定的量。活塞运行至上止点前必须进行点火，经过燃烧后，爆炸压力最大时刚好处于活塞开始下行，这样的点火正时是最准确且最有效率的。3.4点火提前角对点火的影响点火时刻是点火系统控制的最重要的要素，因为点火时刻决定了高压点火产生的时刻与发动机工作过程之间的配合关系。为了提高
12、发动机的燃烧效率，提高其动力性、经济性及获得较低的排放污染，要求在发动机压缩行程进行到上止点前一定的曲轴转角处切断点火线圈初级线圈中的电流开始点火。这样对于理论意义上的点火时刻来说就是提前了一个曲轴转角，这个提前的角度就是点火提前脚。最佳的点火提前角随许多因素变化，最主要的因素是发动机转速和混合气的燃烧速度，混合气的燃烧速度又和混合气的成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。 当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时，点火提前角
13、则应适当增大。 当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。 另外，点火提前角还和汽油的抗暴性能有关，使用辛烷值高，抗暴性能好的汽油，点火提前角应较大。 3.5点火闭合角对点火的影响在汽油机的点火系统，流过点火线圈初级绕组的电流都有一个导通和截止的过程。从初级电流截止到导通再到截止这一周期，四冲程多缸发动机每缸所占的凸轮转角称为闭合角。也就是指触点闭合以后到下一次打开，凸轮轴所转动的角度。点火系统中初级线圈电流的大小决定了点火系统的能量的高低，直接影响着发动机性能的发挥。初级电流的大小是由初级线圈的接通时间决定的
14、，因此初级电路的接通时间便成为点火控制的一个重要的指标。当初级线圈接通时间越长线圈电流越大开关断开时在次级线圈上产生的感应电动势越高，点火的能量也就越强混合气越容易点燃；但电流过大会造成点火线圈过热和电源负荷的增加。闭合角过大会造成触点间隙小，容易烧蚀触点，闭合时间长，点火线圈过热；过小会造成触点闭合时间太短，点火能量下降，凸轮磨损不均匀或凸轮轴不直或有旷动的情况下会缺缸。4、丰田花冠轿车点火系统故障的常见部位检测4.1点火线圈及其点火器线路的检测为了避免人员伤害或损坏燃油喷射系统及点火系统，在进行点火线圈及其点火器线路检测时如图6所示。 如图 6 点火线圈检测应注意以下安全事项，发动机运转或用起动机拖动发动机运转时不要触摸或拔下点火线；连接或拔下点火系统及燃油喷射系统导线和检测仪接线前应关闭点火开关；如需用起动机拖动发动机运转而不启动发动机时，
