丰田汽车点火系统故障诊断与排除.docx

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丰田汽车点火系统故障诊断与排除

河北机电职业技术学院毕业论文学号：

3

丰田汽车点火系统故障诊疗和清除

13届机械工程系

专业汽车技术服务和营销

学

号3

学生姓名陈子健

指导教师李文涛

达成日期

2013年6月10日

丰田汽车点火系统故障诊疗和清除

13届机械工程系

专业汽车技术服务和营销

学

号3

学生姓名陈子健

指导教师李文涛

纲要

点火系统是汽油发动机重要的构成部分，点火系统的性能优秀和

否对发动机的功率、油耗和排气污染等影响很大。

汽车内行驶中出现的发动机工作不良，点火系统的故障占了好大的比率。

所以，拥有性能优秀、工作靠谱的点火系统，向来是广大汽车设计、制造和使用者所努力追求的。

点火系统的电子化，使得点火系统的点火性能进一步提升，工作靠谱性增强，这对降低发动机的油耗和排污，提升发动机的动力性，经济性和工作靠谱性都起了很大的作用，使电子点火系统特别是使用了微机控制的电子点火系统其维修的难度也相应增添了。

重点词：

点火系统电子化微机控制

毕业论文任务书

毕业论文题目

专业

姓名

毕业论文工作起止时间

毕业论文的内容要求

指导老师

教研主任

年月日

第一章电子点火系统的种类和构造

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分电器............................................

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火花塞............................................

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点火控制器........................................

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点火信号发生器....................................

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电控单元ECU.......................................

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电源...............................................

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第二章电子点火系统的工作原理及作用.....................

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点火系统的工作原理.....................................

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电火花的产生.......................................

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发动机的工作状况对点火的影响......................

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发动机对点火系统的要求............................

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数字式电子点火系统构成............................

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点火正时的控制.......................................

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为何重点火提早..................................

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点火提早的影响因素................................

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闭合角............................................

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点火提早角........................................

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第三章电子点火系统常有故障及实例..................

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汽车点火系统常有故障的检测............................

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汽车故障诊疗的四项基来源则........................

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汽车故障诊疗的基本方法............................

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汽车故障点火系统故障检测..........................

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常有故障现象..........................................

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点火系不工作......................................

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点火时间过早......................................

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点火过迟..........................................

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火花塞故障........................................

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发动机爆震和过热..................................

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常有故障的诊疗........................................

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发动机不可以启动或启动困难..........................

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发动机怠速不良....................................

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怠速过高..........................................

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发动机转速不稳....................................

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发动机回火........................................

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排气管放炮........................................

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发动机加快不良....................................

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3.4.电子点火系统的常有故障检查..................

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故障实例一........................................

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故障实例二........................................

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故障剖析三........................................

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第四章电子点火系统使用维修注意事项.................

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注意事项..............................................

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在检查点火信号发生器（曲轴地点传感器）时应注意：

......

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关于磁感觉式的....................................

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关于光电式的......................................

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其余注意事项......................................

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第一章电子点火系统的种类和构造

1.1电子点火系统的分类

此刻生产和使用的汽车上，多半采纳了不一样形式的电子点火系统，认识和认识这些电子点火系统，关于正确使用和保护养护车朝十分必需。

电子点火系统的分类见表1-1。

表1-1电子点火系统的分类

按储能型式

电感式

构造简单

电容式

构造复杂，多用于赛车

按传感器结磁感觉式

构造简单，点火比较靠谱

构形式

霍尔式

构造比较简单，点火靠谱

光电式

构造比较复杂，性能不够稳固

电磁振荡式

构造比较复杂，多用于赛车

按控制方式

电子控制器式

点火控制比较精准靠谱

微机控制式分派式和直接式

点火控制精准靠谱

磁感觉式电子点火系统

解放CA1092、东风EQ1092、北京BJ2020等型汽车以提初期生产的部分轿车，都装置了磁感觉式电子点火系统。

它主要由磁感觉式分电器、点火控制器、高能点火线圈和火花塞等构成，图1-1是磁感觉式电子点火系统原理图。

图1-1磁感觉式电子点火系统原理图。

磁感觉式分电器主要由磁感觉传感器、点火提早调理装置、配电器等构成。

磁感

应传感器由转子、定子、永远磁铁、传感线在1圈等构成。

当发动机工作时，分寄电器经过转子、定子，使传感线器1圈内的磁通发生变化，产生电压信号，供应点火控制器。

其突出长处是构造简单，不需外加电源。

点火控制器又称电子点火控制器、电子点火组件或点火器，主要由点火专用的集成电路和一些协助电子元件构成。

它的主要作用是依据磁感觉传感器输出的电压信

号，控制点火线圈初级绕组电路的导通和截止，使点火线圈产生高压电。

别的，点火控制器还有恒流控制、闭合角控制、泊车断电控制、过压保护等功能。

霍尔式电子点火系统

解放CA6440、解放CA1046型汽车以提初期生产的部分轿车，多半采纳了霍尔式

电子点火系统。

它主要由霍尔式分电器、点火控制器、高能点火线圈、火花塞等构成。

图1-2是霍尔式电子点火系统电路图。

图1-2霍尔式电子点火系统电路图

霍尔式分电器主要由霍尔传感器、点火提早调理装置、配电器等构成。

霍尔传感

器由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片、永远磁铁等构成。

发动机工作时，分电器

经过触发叶轮使霍尔集成电路的磁通发生变化，产生电压信号，供应点火控制器。

和磁感觉传感器不一样的是，霍尔传感器需要一个输入电压。

微机控制点火系统

在发动机的电子集中控制系统中，点火系统由微机控制称为微机控制点火系统。

此刻生产的大多半轿车都采纳微机控制点火系统。

该点火系统主要由传感器、电子控制器、点火控制器点火器、点火线圈和火花塞等构成。

图1-3是微机控制点火系统原理图。

传感器是监测发动机工况信息的装置。

传感器的构造形式和装置数目依车而异，

主要有曲轴地点传感器、空气流量传感器飞节气门地点传感器、爆震传感器、冷却水温度传感器、进气温度传感器、氧传感器、车速传感器、空挡起动开关、点火开关、

空调开关、蓄电池等。

电子控制器用ECU表示。

ECU是发动机的控制中心。

电子控制器的名称其实不一致，生产厂家或企业不一样，生产年月和控制内容不一样，采纳的名称也不尽相同。

电子控制器主要包含输入回路、输出回路、模数A/D变换器或模数D/A变换器、单片微型计算机和电源电路等。

因为电子控制器的中心零件是单片微型计算机，往常将电子控制器称为微机或电脑。

电子控制器的作用是依据发动机各传感器输入的信息和微机内存数据，经过运算办理和逻辑判断，而后输出指令信号，控制相关履行器如点火器工作。

图1-3微机控制点火系统原理图

点火控制器是发动机控制系统的履行器，其作用是依据微机发出的指令信号，通

过内部大功率三极管的导通和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。

各型发动机点火器的内部构造各不相同，有的发动机其实不配置点火器，

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，其余电子控制元件则和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、气缸鉴别、点火监督等功能。

别的，微机控制点火系统又分为分派式有配电器点火系统和直接式无配电器点火系统。

分派式点火系统点火线圈产生的高压电由配电器按发动机作功次序分派给各缸火花塞跳火，仍旧要产生许多电火花，不单浪费能量，并且还产生电磁扰乱信号。

而

直接式点火系统没有配电器，点火线圈次级绕组的两头直接和火花塞相连，发动机运行时，微机依据传感器信号，直接控制各个点火线圈产生高压电，使相应火花塞跳火。

到当前为止，无配电器微机控制点火系统是技术最初进的点火系统。

1.2电子点火系统的构造

点火开关

用来控制仪表电路、点火系统初级电路以及起动机继电器电路的开和闭。

点火线圈

相当于自耦变压器，用来将电源供应的12V、24V或6V的低压直流电转变成15～20kV的高压直流电。

分电器

由断电器、配电器、电容器和点火提早调理装置等构成。

它用来在发动机工作时接通和切断点火系统的初级电路，使点火线圈的次级绕组中产生高压电，并按发动机要求的点火时辰和点火次序，将点火线圈产生的高压电分派到相应气缸的火花塞上。

火花塞

由中心电极和侧电极构成，安装在发动机的焚烧室中，用来将点火线圈产生的高压电引入焚烧室，点燃焚烧室内的可燃混淆气。

点火控制器

点火控制器就是所谓的点火模块，它是为一电子点火控制器。

在环境不一样时，经过选择金属探棒跟紫外光敏管来配合使用，实现点火、提示和信号传递的自动化。

它

的长处在于它的体积小，重量轻，易点火，反响速度较快。

其功能是:

接受从点火信

号传感器传来的点火信号按各缸点火次序要求，准时向各缸点火线圈播放低压电能.以保证各拉缸火花塞合时产生电火花，点燃混淆气。

点火信号发生器

信号发生器由信号转子、光源和光接收器等构成。

经过一个光敏二极管作为光接收器接收发光二极管发射的光源。

信号转子由分电器轴驱动，其上的叶片（遮光片）数和发动机的气缸数相等。

当信号转子随分电器轴旋转时，叶片和缺口不停地经过光源和光敏二极管之间，光敏管在光源照耀下，输出低电平，在没有光源的状况下，输出高电平，故产生脉冲信号，经过电子控制器办理后，输出点火信号。

电控单元ECU

一般是汽车内部系统控制模块的代名词。

ECU的主要部分是微机，而中心件是CPU。

ECU将输入信号转变成数字形式，依据储存的参照数据进行对照加工，计算出

输出值，输出信号再经功率放大去控制若干个调理伺服元件，所以，ECU其实是一

个“电子控制单元”（ElectronicControlUnit），它是由输入电路、微机和输出电路等三部分构成。

电控单元（ECU）是电控系统的中心，安装在轿车右前轮罩后板处。

电源

供应点火系统工作时所需的能量，由蓄电池和发电机构成，其标准电压一般为12V。

第二章电子点火系统的工作原理及作用

2.1点火系统的工作原理

电子点火系统以蓄电池和发电机为电源，借点火线圈和由半导体器件（晶体三极管）构成的点火控制器将电源供应的低压电转变成高压电，再经过分电器分派到各缸

火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混淆气。

如图2-1所示.和传统蓄电池点火系统对比拥有点火靠谱、使用方便等长处，是当前国内外汽车上宽泛采纳的点火系统。

图2-1磁感觉电子点火系统

点火系统在引擎运行时所饰演的角色是在任何引擎转速及不一样的引擎负荷下，均

能在适合的机遇供应足够的电压，使火花塞能产生足以点燃汽缸内混淆气的火花，让引擎获取最正确的焚烧效率。

现代的点火提早装置则已改由引擎管理电脑所控制，电脑采集引擎转速、进气歧管压力或空气流量、节气门地点、电瓶电压、水温、爆震等讯号，算出最正确点火正时提早角度，再发出点火讯号，达到控制点火正时的目的。

电火花的产生

电火花是电极间的击穿放电。

使空间两个相离的电极产生电火花的电压称为击穿电压，比如火花塞击穿电压的大小和中心电极和侧电极之间距离（称为火花塞空隙）

气缸内压力、和温度、电极温度、发动机的工况等因素相关。

电极空隙越大，电极四周气体中电子离子距离越大，遇到电场作使劲越小，越不简单发生碰撞电离，困此要求有更高的击穿电压就越高，离子和电子只在较足够高电场作使劲才能发生有效的碰撞，进而发生能级跳跃，形成光明电火花，工作中好多中的因素影响比方缸压力的大小的，空气温度以及气缸温度，温度影响电子和离子热运动强烈程度，同时温度代表分子均匀能量标准，还有温度波及到了单位体积内空气的密度，密度大小会影响单位空气中含有电子和离子数多少，压力也是影响了密度一个参数，压力越大密度越大单位体积内分子数越多，离子和电子越不易发生碰撞，所以压力越高温度越低所需电压越高，温度越高和压力越低所需电压越低。

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早角。

最正确的点火提早角随很多因素变化，最主要的因素是发动机转速和混淆气的焚烧速度，混淆气的焚烧速度又和混淆气的成分、焚烧室形状、压缩比等因素相关。

当发动机转速一准时，跟着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混淆肚量增加，压缩终了时的压力和温度增高，同时，剩余废气在气缸内所占的比率减小，混淆气焚烧速度加快，这时，点火提早角应适合减小。

反之，发动机负荷减小时点火提早角则应适合增大。

当发动机节气门开度一准时，跟着转速增高，焚烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适合加大点火提早角。

点火提早角应随转速增高适合加大。

此外，点火提早角还和汽油的抗暴性能相关，使用辛烷值高，抗爆性能好的汽油，点火提早角应较大。

，

发动机对点火系统的要求

点火系统应在发动机各样工况和使用条件下，保证靠谱而正确的点火。

为此，点火装置应知足以下三个基本要求

1．能产生足以击穿火花塞电极空隙的高压电

实践证明，汽车发动机在满负荷低速时需8~10kV的高压，启动时则常需9~17kV的高压，正常点火一般在15kV以上，为了保证点火靠谱，考虑各样不一样因素的影响，点火高电压一定有必定的储量，所以点火装置产生的电压一般在15~20kV之间，并且高电压的增值要快。

2．火花塞应拥有足够的能量

要使混淆气靠谱点燃，火花塞产生的火花应拥有必定的能量，发动机正常工作时，

因为混淆气压缩终了的温度已凑近其自燃温度，所以所需的火花能量很小（1~5MJ）。

蓄电池点火系统能发出15~50MJ的火花能量，足以点燃混淆气。

但在发动机启动、

怠速运行以及节气门急剧翻开时，则需较高的火花能量。

启动时，因为混淆气雾化不良，废气稀释严重，电极温度低，故所需的点火能量

最高。

此外，为了提升发动机的经济性，当采纳空燃比α=1.2~1.25的稀混淆气时，

因为稀混淆气难于点燃，也需增添火花能量。

考虑上述状况，为了保证靠谱点火，火

花塞一般应保证有50~80MJ的点火能量，启动时应产生大于100MJ的火花能量。

3．点火时辰应适应发动机的工作状况

因为混淆气在发动机的气缸内从开始点火到完整焚烧需要必定的时间（千分之几秒），所以要使发动机产生最大的功率，就不可以在压缩行程终了活塞行至上止点才点

火，而是需要适合提早一些。

因为发动机气缸的多少，负荷的大小，转速的变化，燃油质量的不一样，即是同一

发动机因为工况和使用条件的不一样样等，都直接影响气缸内混淆气的点火时间，为了使发动机能发出最大工功率，点火装置必需适应上述状况的变化实现最正确点火。

数字式电子点火系统构成

数字式电子点火系统是在使用无触点电子点火装置以后的汽油机点火系统的又

一大进展，称为微型电子计算机控制半导体点火系统。

以以下图2-2所示。

电子点火系统主要有微型电子计算机（ECU）、各样传感器、高压输出部分（功率管、变压器、高压线、火花塞）三大多半构成。

。

ECU就是整部汽车的智能控制中心，指挥协调汽车的各部工作，同时ECU还有自动诊疗功能。

2.传感器。

传感器就是各样不一样种类及功用的丈量元件，安装在发动机不一样的相关部位，把发动机工况各样参数变化反应给ECU作计算数据。

图2-2微型电子计算机控制半导体点火系统

3.高压输出A.高压输出功率三极管:

在电路中起开关作用。

B.高压输出变压器:

在电路中把低电压变换成高电压供火花塞点火。

C.高压线:

在电路中把高压电传输到火花塞。

D.火花塞:

在电路中把高压电引进汽缸并把电能量变换成热能。

2.2点火正时的控制

所谓的点火正时，其实是说火花塞开始产生火星的那个时辰，也就是一个时间点，而不是火花连续的一段“时间”。

这个时间点一定拿捏得十分正确，过早地址燃燃油会让活塞还未下行就遇到膨胀的压力，惹起敲缸，也就是爆震；迟了点燃燃油又会因为火花的“传达”需要必定的时间，而使得活塞下行的时候还没有形成有效的爆炸压

力，而当活塞前进到下止点能量却没有完整开释，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），而火星连续的时间亦是一个固定的量。

活塞运行至上止点前一定进行点火，经过焚烧后，爆炸压力最大时恰利处于活塞开始下行，这样的点火正时是最正确且最有效率的。

为何重点火提早

点火时辰对发动机性能影响很大，从火花塞点火到气缸内大多半混淆气焚烧，并产生很高的迸发力需要必定的时间，固然这段时间很短，但因为曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度仍是很大的。

若在压缩上止点点火，则混淆气一面焚烧，

活塞一面下移而负气缸容积增大，这将以致焚烧压力低，发动机功率也随之减小。

所以要在压缩凑近上止点点火，即点火提早。

把火花塞点火时，曲轴曲拐地点和活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐地点之间的夹角称为点火提早角。

点火提早的影响因素

最正确的点火提早角随很多因素变化，最主要的因素是发动机转速和混淆气的焚烧速度，混淆气的焚烧速度又和混淆气的成分、焚烧室形状、压缩比等因素相关。

当发动机转速一准时，跟着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混淆肚量增加，压缩终了时的压力和温度增高，同时，剩余废气在气缸内所占的比率减小，混淆气焚烧速度加快，这时，点火提早角应适合减小。

反之，发动机负荷减小时，点火提早角则应适合增大。

当发动机节气门开度一准时，跟着转速增高，焚烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适合加大点火提早角。

点火提早角应随转速增高适合加大。

此外，点火提早角还和汽油的抗暴性能相关，使用辛烷值高，抗暴性能好的汽油，点火提早角应较大。