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1、检修发动机电子控制系统,知识目标 1.1会静态和动态检测曲轴位置传感器 1.2会就车排除曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器常见故障 1.3会使用KES200示波器读取曲轴位置及凸轮轴传感器波形并能进行分析,1.检修曲轴位置传感器,1.1曲轴位置传感器的作用：,检测曲轴所在的位置（曲轴转角和上止点） ECU用此信号确定燃油喷射量，喷油时刻，点火控制等。,1.2曲轴位置安装位置: 曲轴前端,分电器内,曲轴中间 飞轮上 凸轮轴前端,1.3曲轴位置的传感器类型：,磁脉冲式,霍尔式,光电式,类型：,1.3.1磁脉冲式曲轴位置传感器的结构：,磁脉冲式凸轮轴位置传感器,凸齿,凸轮轴位置传感器,1.3.2曲轴及
2、凸轮轴位置传感器的工作原理：,1.3.3磁感应式曲轴位置传感器线路,ECU,曲轴位置传感器的检测,测量传感器电阻：,测量传感器波形：,1.4.1霍尔式曲轴位置传感器,霍尔原理：电流从前向后通过霍尔元件，磁场从上至下垂直于霍尔元件，则在霍尔元件的左右产生电压差。,1.4.2霍尔式曲轴位置传感器工作过程,如图所示：信号盘随发动机一起旋转，当信号盘的缺口处于永久磁铁与霍尔元件之间时，磁场垂直穿过霍尔元件，霍尔元件产生电压； 当信号盘隔板处于永久磁铁与霍尔元件之间时，磁场不能穿过霍尔元件，霍尔元件无电压产生。,1.4.3霍尔式曲轴位置传感器电路,1.当磁场穿过霍尔元件有霍尔电压产生时，三极管 ，万用表
3、电压为 。,2.当磁场被遮挡，霍尔元件没有霍尔电压产生时，三极管 ，万用表电压为 。,3.信号波形：,会检测爆震传感器好坏 会分析爆震传感器对点火提前角控制原理 会分析丰田5A电控发动机点火系统结构组成及控制原理 会排除丰田5A电控发动机常见故障,2.检修点火系统及爆震传感器(知识与技能要求),2.1爆震传感器,2.1.1爆震传感器的作用： 检测发动机的爆震情况，ECU根据该信号修正点火提前 角，使发动机工作在爆震的边缘，从而使汽油发动机发挥最佳的效能（点火闭环控制）（转速越快，点火提前角越大）,2.1.2安装位置:气缸体上,2.1.3类型：,（1）共振型：磁致伸缩式和压电式 （2）非共振型,
4、压电效应： 某些晶体（如石英、压电陶瓷等）受到压力 或机械振动之后产生电荷的现象称为压电效应。 当晶体受到外力作用时，在晶体的某两个表 面上就会产生电荷（输出电压）； 当外力去掉后，又重新回到不带电的状态。,压电式爆震传感器：,压电效应结构与工作原理：一种压电元件，向其施加压力就产生电压，压力越大，电压就越大。,（1）共振型压电式爆震传感器： 结构：,2.2.1压电式爆震传感器：,压电元件紧贴在振荡片上，振荡片紧固在传感器基座上。 当固定在缸体上的爆震传感器随发动机振动时，通过基座带动振荡片振荡。振荡片压迫压电元件，使压电元件产生电压信号。 当发动机爆震时产生的频率与振荡片的固有频率相同时，振
5、荡片就发生共振。压电元件受到的力最大，此时压电元件产生的电压信号也达到最大值。,2.2.1压电式爆震传感器工作原理：,输出特性：,压电式爆震传感器：,共振型压电式爆震传感器特点： 输出的信号电压高，不需要专门的滤波器，信号处理比较方便。 但由于其传感器的共振频率必须与发动机燃 烧时的爆震频率匹配（即两者能够产生共振）， 因此只能用于指定型号的发动机（因为各种发动 机有自已特定的共振频率），互换性差。,2.3.1爆震控制（点火系闭环控制）,2.4.1非共振型压电式爆震传感器： 结构：,工作原理： 当发动机振动时，惯性配重会因振动而产生加速度。 加速度产生的惯性力作用在压电陶瓷元件上，使压电陶瓷元
6、件产生电压信号。 发动机发生爆震时，振动幅度大，产生的加速度也大，因此压电陶瓷元件受到的作用力也大，压电陶瓷元件输出的电压信号就大。,2.4.1非共振压电式爆震传感器：,输出特性：,2.4.2非共振压电式爆震传感器：,非共振型压电式爆震传感器的特点： 输出的信号电压小、平缓，必须将输出信号输送至带通滤波器中，判断爆震是否发生。 带通滤波器一般由线圈和电容器组成，它只允许特定频带的信号通过，对其它频带的信号进行衰减。 这种传感器适应范围广，当用在不同类型的发动机上时，只需对带通滤波器的过滤频率进行调整即可，无需更换传感器。,2.5.1共振型与非共振型输出电压波形比较：,两种传感器的输出信号都是随
7、发动机的振动频率而 变化的电压信号，信号的频率都与发动机振动频率一 致，其电压幅值与振动频率有关。 共振型，其输出的信号电压在发动机发生爆震时最大； 非共振型，其输出的信号电压在发动机爆震时无显 著增加，只能依靠带通滤波器检查传感器输出信号中有 无爆震频率段来判断是否发生了爆震。,2.5.2压电式爆震传感器比较,2.5.3爆震传感器工作图,当发动机产生爆震时ECU根据爆震信号的强弱控制推迟点火提前角的大小，爆震强，推迟的角度大，爆震弱，推迟的角度小，直到爆震消失。,2.5.4爆震的控制过程,当爆震消失,ECU又逐渐增大点火提前角，直到当再次出现爆震时ECU又逐渐减小提前角,2.6.1爆震传感器
8、检测,故障 当爆震传感器有故障时，ECU会自动推迟点火提前角，并点亮故障灯。 检测 电压检测：0.1-1V （水温正常） 就车检测：轻敲传感器周围，应有信号电压输出,发动机功率将减小,测电阻：测信号线与外壳的电阻为无穷大，若过小则更换 测线束导通性：电阻就小1欧姆,2.6.1爆震传感器检测：,2.6.1爆震传感器检测：,测波形： 信号丢失，ECU按开环控制,3.1.1电控点火系统发展的三个阶段 第一阶段：传统点火系统 第二阶段：电子点火系统 第三阶段：ECU控制点火,3、汽油机电控点火系统,3.1.2回顾分电器,分电器,配电,断电,高压,低压,断电器,凸轮,上止点、闭合时间,白金,开关低压电点
9、火,电容,保护白金、提高点火电压,点火提前装置,真空提前和机械提前,有分电器点火系统,丰田4A-GE发动机TCCS点火系统,3.2.1电控点火系统的类型,无分电器点火系统,独立点火方式,同步点火方式,二极管配电点火方式,独立点火,一种是点火线圈共用一个点火器的；,丰田1MZ-FE电控独立点火系统,另一种是每个点火线圈都有一个单独的点火器，并且点火器和点火线圈集成一体。,同时点火方式,丰田7M-GTE发动机同时点火系统,IGdA、IGdB信号是根据G1、G2和Ne信号向点火器输送的判缸信号。 点火器根据IGdA、IGdB信号的状态决定接通哪条初级电路。,IGdA为0、IGdB为1VT1导通，1缸
10、或6缸点火。 IGdA为1、IGdB为0VT2导通，2缸或5缸点火。 IGdA为0、IGdB为0VT3导通，3缸或4缸点火。,同步点火高压线路中串接二极管的作用,二极管配电点火方式,4、电控点火系统元件的构造与作用： 点火器 点火线圈 分电器 点火控制电路 （5）曲轴位置传感器 （6）火花塞 （7） ECU,功用： 根据ECU输入的指令，按点火顺序控制各个点火线圈工作，同时向ECU输送点火确认信号IGF。,点火器,构造： 各种发动机的点火器内部结构不一样。 有的只有大功率三极管，单纯起开关作用（奥迪200、日产公司ECCS系统）； 有的除起开关作用外，还有气缸判别、闭合角控制、恒流控制、安全信
11、号等电路（丰田TCCS系统）； 有的发动机不单设点火器，将大功率三极管组合在电子控制器中，由电子控制器直接控制点火线圈中的初级电流通断（北京切诺基4.0L发动机）。,功用： 将火花塞跳火所需的能量存储在线圈的磁场中，并将电源提供的低电压转变为足以在电极间产生击穿点火的高电压。,点火线圈,构造：,高压二极管的作用： 防止功率三极管导通时，因点火线圈磁通量变化而产生感生电动势造成火花塞误跳火的现 象。,功用： 根据发动机点火顺序，将点火线圈产生的高电压依次输送给各缸火花塞。,分电器,点火控制电路（丰田5A）,5工作原理：,发动机转动时，ECU收到曲轴位置传感器信号，通过IGT向点火器发送点火控制信
12、号，点火器根据此信号控制点火线，因初级线圈通断使次级线圈产生高压电实现点火，同时点火器通过IGF向ECU发送点火反馈信号，使ECU控制喷油。若ECU35次没有点火反馈信号，则ECU强制断喷油器喷油。,6.检测：,检查： 将点火线圈与点火器的导线连接器插接好，用电压表或示波器检查发动机ECU端子间的电压，应符合要求：,检测：,检查IGF的接地电压： 拔下点火器的导线连接器，当点火开关位于“ON” 位置时，用电压表检查发动机ECU的IGF端子与接地之间 的电压，标准电压值为4.55V。着车后1.0-2.0V之间 检查IGT的接地电压： 拔下点火器的导线连接器，当用起动机带动发动机 时，用电压表检查
13、发动机ECU的IGT端子与接地间的电 压，其标准电压为0.51.0V。,检测：,NE+和NE-在着车后脉冲电压：0.1-1.0V 用万能表检测点火线圈的初和次级电阻应该符合标准 用万能表检测高压线的电阻应该符合标准,检测：,检测分电器：分火头是否正常，分电器盖是否正常 检测火花塞：间隙是否正常，是否积炭,7高压电路故障：,（1）高压线圈次级绕组断路或短路，使之无法在点火控制器的控制下将低压电源转换成高压。 （2）分电器的分火头或分电器盖漏电，使点火线圈产生的高压电在送至各缸火花塞之前中途搭铁。 （3）高压线断路，使点火线圈产生的高压电无法到达火花塞,8.低压电路故障：,（1）高压线圈电源线路断
14、路或短路 （2）高压线圈初级绕组断路或短路 （3）曲轴位置传感器信号不正常 （4）曲轴位置传感器到发动机电脑的线路断路、短路或接触不良 （5）点火控制器故障,8.低压电路故障：,（6）点火控制器电源线路断路或短路 （7）点火控制器搭铁线路断路 （8）发动机电脑到点火控制的线路断路 （9）发动机电脑搭铁线路故障 （10）发动机电脑搭铁线路故障 （11）发动机电脑故障,9.分组操作（分两组）,（1）测量点火线圈电阻 （2）测量分缸高压线电阻 （3）线路导通性 （4）NE+和NE-在着车后脉冲电压 （5）检查IGF的接地电压,9.分组操作（分两组）,（6）检查IGT的接地电压 （7）检测分电器 （8
15、）检测火花塞 （9）拔掉判缸信号发动机是否工作 （10）测试点火波形,10.考核：,（1）指出丰田5A点火电路 （2）分析丰田5A点火电路 （3）检测点火线圈电阻 （4）检测分缸高压线电阻 （5）线路导通性 （6）NE+和NE-在着车后脉冲电压 （7）检查IGF的接地电压 （8）检查IGT的接地电压,11.作业：,回去复习发动机点火系统的故障和思考如何排除 预习点火正时检查与调整,下课,收拾场地， 打扫卫生， 做好人走“五关”！,下课了,下课了, 点火时刻控制 初级电路导通时间控制 爆震控制,12、电控点火系统的功能,点火时刻的控制就是点火提前角的控制。 什么是点火提前角？ 为什么要控制点火提
16、前角？ 怎样控制点火提前角？,点火提前角： 火花塞电极间开始跳火时距上止点间的曲轴转角，称为点火提前角。 点火提前角对发动机性能的影响： 点火过早，功率下降，易爆震。 点火过迟，功率、热效率降低。,点火时刻的控制,点火提前角的概念 点火 开始燃烧（火焰开始传播） 最大燃烧压力 燃烧结束,点火提前角对发动机性能的影响 A-不点火 B-点火过早 C-点火适当 D-点火过迟,最佳点火提前角及其影响因素： 发动机发出功率最大和油耗最少的点火提前角，称为最佳点火提前角。 最佳点火提前角应随发动机转速升高而增大；随负荷增大而减小。同时还受到燃料性质、温度、空燃比、大气压力等因素的影响。,点火提前角的确定： 实际点火提前角的控制模式因厂而异。 多数汽车点火提前角的控制模式如下： 实际点火提前角=初
