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1、汽车发动机电子点火系统的故障诊断与排除 活动三 电子点火系统的故障诊断与排除 电子点火系统又称为半导体点火系统或晶体管点火 系统，它是在传统点火系统的基础上利用半导体元器件 如三极管、晶闸管等 组成的电子开关电路 即点火电 子组件或点火器 ，代替传统点火系统中的断电器触点 接通和断开点火线圈一次侧电路，而点火电子组件接通 和断开点火线圈一次侧电路的具体时刻，则由安装在分 电器内的点火信号发生器根据各气缸的点火时刻产生的 点火信号来控制。 1、了解点火系统典型故障如何诊断与排除？ 2、了解高压电路故障分析与排除？ 3、掌握点火系统主要的部件的检测步骤？ 4、微机控制点火系统故障的方法有哪些？ 5
2、、熟悉电子点火系统故障如何排除？ 目前，普通电子点火系统中的主要器件（如点火信号发生器、 点火控制器、点火线圈和火花塞等）几乎均采用换件修理，因此对 系统故障的检修，重点是如何正确判断故障的部位。需要特别指出 的是电控单元ECU出现故障的机率极低，一般不要轻易怀疑ECU出现 问题。 一 故障诊断思路 1、界定是低压电路还是高压电路的故障： 拔下分电器一侧中心高压线距缸体36mm进行跳火试验。 产生强烈火花，故障在高压电路，按照传统方法检查。 不产生强烈火花，故障在低压电路，进行深入检查。 2、低压电路的具体诊断： 在进行基本的线路通断的检查以外，重点围绕点火信号发生器和 点火控制器展开检查。
3、点火信号发生器的检查： 点火信号发生器的类型有磁感应式、霍尔效应式和光电式。不论 采用哪种类型，均可同一种思路进行检查，即在点火开关接通，信 号转子转动时，用电压表检查信号发生器是否输出信号电压。当有 信号输出时且符合标准时，说明信号发生器工作良好。否则，说明 信号发生器出现问题，需要进一步检查。 由于霍尔效应式和光电式的信号发生器均为有源信号 发生器，因此要首先检查它们的工作电源电压是否为蓄电池电压； 而对于磁感应式信号发生器的检查，可首先进行转子和定子之间间 隙的检查，应在0.20.4mm的范围以内，接着再测量其线圈电阻是 否符合要求。 点火控制器的检查： 点火控制器的基本检查思路是模拟点
4、火信号发生器给点火控制器 的信号输入端输入相应的信号电压，再检查点火控制器能否在信号 电压的作用下按要求到导通和截止，实现高压火的产生。 二 具体故障分析诊断：（以桑塔纳LX轿车霍尔效应式电子点火 系统为例，如图2-68） 1、故障现象：点火线圈无高压火花，轿车无法起动。 2、故障原因： 蓄电池存在故障； 供电线路断路； 点火线圈绕组断路 信号发生器工作不良或损坏； 点火控制器故障。 3、故障诊断与排除： 拔掉点火线圈负极接柱上的连接线，接通点火开关，分别用万 用表测量点火线圈的正接柱与搭铁及负极接柱与搭铁之间的电压。 若正极接线柱有电，而负极接线柱无电，则说明点火线圈初级 绕组断路，应更换线
5、圈。 若全部无电，则说明点火开关及相关线路有故障。检查开关及线路 再次测量结果均为12V，说明正常。 若正常，恢复点火线圈负极接线，起动起动机的同时，用试灯或电 压测电笔测量点火线圈的负极接柱。 若试灯闪烁，点火控制器与霍尔传感器正常，故障在点火线圈，应 更换。 二、微机控制点火系统概述 电脑控制点火系统可分为有分电器式和无 分电器式两种，前者仍由传统的机械式分电器 完成高压配电，而后者则完全取消了传统的机 械式分电器，该由电子分火方式完成高压配 电，是目前最先进的点火系统。 一 有分电器式电脑控制点火系统 其主要由与点火有关的各种传感器、电子 控制器 点火ECU 、点火电子组件 点火器 、点
6、 火线圈、高压配电器和火花塞等组成，如图2- 69所示。 1、与点火系统有关的传感器：传感器用来不断地检测与点火有 关的发动机工作状况信息，并将检测结果输入电子控制器，作为运 算和控制点火时刻的依据。各车型使用的传感器类型、数量、结构 及安装位置不同，但其作用大同小异，电脑控制点火系统中所用的 传感器主要有以下几种： 曲轴转角与转速传感器：该传感器可将发动机曲轴转过的角 度变换为电信号输入微机，并可以此信号计算出发动机的转速。在 电脑控制的点火系统中，发动机转速信号是微机用来读取或计算基 本点火提前角的最主要依据之一，而曲轴转角信号则用来计算具体 的点火时刻。 曲轴基准位置传感器 点火基准传感
7、器 ：该传感器可在曲轴 转至某一特殊的位置，如在一缸上止点或上止点前某一确定的角度 时，输出一个脉冲信号，微机将这一脉冲信号作为计算曲轴位置的 基准点，并与曲轴转角信号一起计算曲轴任一时刻所处的具体位置。 上述两传感器信号是保证电脑控制点火系统正常工作的最基本的 输入信号，缺少任一信号，都会造成点火系统不点火、发动机无法 起动的故障。传感器一般安装在分电器内 如日本丰田汽车公司的IG- GEU型发动机 或飞轮壳上 如奥迪200型轿车的发动机 ，较新型的发 动机则大多安装在配气机构凸轮轴的前端或后端 如日本日产汽车公 司的RB20DC型发动机、奥迪最新的20V型五缸发动机等 ，信号的获 取方式也
8、有磁感应式、光电式和霍尔效应式等多种形式。 进气管负压传感器：该传感器可以将节气门后进气管的负压 真空度 变换为电信号输人微机，微机则以此信号作为发动机的负荷 信号，读取或计算基本点火提前角。 空气流量传感器：在L型 质量流量型 电控燃油喷射系统的发 动机中空气流量传感器信号除用于计算基本喷油持续时间外，也作 为负荷信号计算基本点火提前角。 进气温度传感器：该传感器信号可反映发动机吸人空气的温 度，以对基本点火提前角进行修正。 冷却水温传感器：该传感器信号可反映发动机工作温度的高 低。在电脑控制点火系统中，以此信号对基本点火提前角进行修 正，并控制起动及暖机期间的点火提前角。 节气门位置传感器
9、：该传感器可以把节气门打开的角度信号 转化为电子信号，微机以此信号来判断发动机所处的工况 怠速、中 等负荷或大负荷 ，然后对点火提前角进行修正。 爆燃传感器：在点火提前角闭环控制系统中，微机可根据爆 燃传感器的输出信号判断发动机是否发生爆燃，从而对点火提前角 进行修正。 开关量输入 起动开关信号：用于起动时对点火提前角进行修正。 空调开关信号：在怠速工况下使用空调时，微机以此开关信 号对点火提前角进行修正。 空档开关信号：在使用自动变速器的汽车中，微机以此开关 信号判断发动机处于空档停车状态还是行驶状态，然后对点火提前 角进行必要的修正。 上述各传感器大多与电控燃油喷射系统等电子控制系统共用。
10、 2、点火电子控制器 ECU ：点火电子控制器是点火控制系统的 中枢，用来接收上述各有关传感器信号，并按照特定的程序进行判 断、运算后，给点火电子组件输出最佳点火提前角和一次侧电路导 通时间的控制信号以及气判别信号。在现代发动机集中控制系统 中，点火系统仅是电子控制器的一子系统。 3、点火电子组件：点火电子组件是电脑控制点火系统的功率输 出级，它接受电子控制器输出的点火控制信号并进行功率放大，以 便驱动点火线圈的工作。点火电子组件的结构原理与电子点火系统 的点火器基本相同，其具体电路、功能与结构因车而异。点火电子 组件用导线与电子控制器相连接 如丰田的TCCS系统 ，而奥迪200型 轿车及日本
11、日产公司的ECCS系统则仅是一个控制点火线圈一次电流 的大功率开关三极管，它与点火线圈安装在一起并配以较大的散热 器以利散热，而有的则集成在电子控制器 电脑 内 如北京Jeep发动 机集中控制系统的电子控制器 。 4、点火提前角的确定 在电脑控制点火系统中，点火提前角通常由初始点火提前角、基 本点火提前角和点火提前角修正值三部分组成。 初始点火提前角：初始点火提前角决定于曲轴基准位置传感 器 点火基准传感器 信号及其最初调整值，其大小随车型或发动机型 式而异。另外，该基准信号也常作为发动机起动时的点火信号。 基本点火提前角：基本点火提前角是发动机最主要的点火提 前角，它是在进行发动机控制系统的
12、设计时，对被控发动机进行了 大量的台架试验后，找出使发动机动力性、经济性、排放性能等达 到最佳值时的点火提前角数值，同时在汽车行驶中对各种行驶工况 下的燃油消耗、转矩、排放、爆燃倾向以及其他行驶性能等优化处 理后得到的，然后将其变为以发动机转速、负荷为变量的函数，将 该点火提前角以数据的形式储存于电子控制器中的存储器 ROM 内， 以便在点火控制过程中，根据发动机所处的工况随时读取。因此， 基本点火提前角是电子控制器进行点火提前角最佳控制的主要数据。 点火提前角修正值：点火提前角修正值是电子控制器根据发 动机进气温度/冷却水温度、节气门位置、空燃比、起动开关、空调 开关等传感器信号和有关开关信
13、号，对基本点火提前角按一定的修 正特性所做的进一步优化性校正，从而使发动机点火性能更好。 二 无分电器式微机控制电脑点火系统 由于分电器这种机械配电方式中间环节多、传递电阻大，故不可 避免地将产生较大的电压降，造成点火能量的损失；初级电流受最 大闭合角所限制，在高速时的点火能量不易保证，点火提前角调节 范围受分电器空间位置的限制，且点火正时误差较大，无线电干扰 严重。无分电器点火系统取消了分电器的机械配电方式，因此完全 消除了分电器的缺陷，进一步提高了点火性能，降低点火能量的高 压传输损失，提高点火系统的可靠性和耐久性。无分电器点火系统 所采用的配电方式均为电脑控制的电子配电方式。目前常用的分
14、火 方式有各缸单独点火和双缸同时点火两种。 1、单独点火方式： 即一个火花塞配一个点火 线圈 如图270所示 ，并 且可将点火线圈直接安装 在火花塞顶上，这样不仅 取消了分电器，而且也不 用高压线，因此彻底消除 了分电器和高压线所带来 的缺陷，分火性能最好， 但结构和点火控制系统复 杂。 2、双缸同时点火方式 即一个点火线圈同时为两个气缸点火， 如图2-71所示。这种方式要求共用一个点火线圈的两个气缸工作相 位相差3600曲轴转角，这样当一缸接近压缩行程上止点时，另一缸 必然在接近排气行程上止点，若此时点火，两个气缸的火花塞将同 时跳火。处于排气行程的气缸，由于缸内气体压力很小，并且此时 混合
15、气处于后燃末期，气体中有导电离子存在，使得这一缸内的火 花塞很容易跳火，能量损失很少。而对于处在压缩行程的气缸，由 于缸内压力很高，气体分子密度很大，要使该缸火花塞跳火，必须 有足够的点火电压。 三、微机控制点火系统的故障检测与诊断方法 微机控制点火系统发生故障后，其点火线圈、分电器、点火器及 高压电路元器件以及高压电路和部分低压电路的检测与诊断方法， 与前文所述的电子点火系统基本相同。这里仅对其电脑控制部分的 诊断与检测方法做一介绍。 一 直观诊断：当电脑控制点火系统发生故障时，应先对与故障 现象相关的部位、部件及其连接导线进行外观检查，查找各个插接 器是否有污损、插接不到位而引起的接触不良，检查电线是否断 开，是否有因磨损而引起线间或与地短路烧坏的地方，检查
