第4章 汽油機點火控制系統(tǒng)構造與檢修

第4章汽油機點火控制系統(tǒng)構造與檢修汽油機點火控制系統(tǒng)的組成與類型4.1汽油機點火控制系統(tǒng)的主要部件及控制電路4.2點火控制的內(nèi)容和方式4.3汽油機點火控制系統(tǒng)的檢修4.44.1汽油機點火控制系統(tǒng)的組成與類型4.1.1點火控制系統(tǒng)的作用與組成

點火控制系統(tǒng)的作用是控制汽油噴射式發(fā)動機電控點火系統(tǒng)的工作，以使發(fā)動機在任何工況下都能以最佳點火提前角工作。

點火控制系統(tǒng)主要由有關的傳感器、ECM、點火控制器三大部分組成（見圖4.1）。圖4.1點火控制系統(tǒng)的組成

在發(fā)動機運行時，ECM在各缸活塞到達壓縮行程上止點之前，精確地按照最佳點火提前角向點火控制器發(fā)出點火信號（IGt），通過點火控制器控制點火線圈初級電流的導通和斷開，從而產(chǎn)生感應電壓，觸發(fā)火花塞跳火（見圖4.2）。圖4.2點火控制系統(tǒng)的工作原理

點火控制器還會在每完成1次點火任務時，向ECM返回一個已點火信號（IGf），使ECM可以據(jù)此判定點火控制器是否正常工作。4.2汽油機點火控制系統(tǒng)的主要部件及控制電路4.2.1點火控制器及其控制電路

點火控制器的主要作用是根據(jù)ECM的點火信號（IGt）導通和斷開點火線圈初級回路的電流（見圖4.3）。

當IGt信號由5V變?yōu)?V時，晶體管開關電路截止，切斷初級線圈電流，從而在次級線圈中產(chǎn)生感應電壓，使火花塞點火。圖4.3點火控制器的工作原理4.2.2分電器式電控點火系統(tǒng)的控制電路

圖4.6（a）所示為這種點火系統(tǒng)的一種典型的控制電路，其點火控制器只控制一個點火線圈的工作。

這種點火控制器的接線端子較多，常有5根以上的接線，它們分別如下。圖4.6分電器式電控點火系統(tǒng)的控制電路①電源：來自點火開關的12V蓄電池源。②點火線圈“?”接柱：即點火線圈的搭鐵控制端。③IGt：來自ECM的一個矩形脈沖電壓信號，即點火控制信號。④IGf：已點火信號，在每次產(chǎn)生點火高壓后，向ECM送回的反饋信號。⑤轉速信號：接至儀表臺上的發(fā)動機轉速表。⑥搭鐵：點火控制器電路的總搭鐵。有些點火控制器沒有這個端子，采用外殼搭鐵。

有些發(fā)動機點火控制系統(tǒng)的點火提前角控制、閉合角控制等許多功能都由ECM完成，因此其點火控制器相當于一個簡單的晶體管開關電路，只有3根接線，即點火線圈“?”接柱、IGt信號、搭鐵。

其作用也十分簡單，只是按照ECM的指令完成點火線圈初級電流的導通和斷開［見圖4.6（b）］。4.2.3同時點火式電控點火系統(tǒng)的控制電路

同時點火式電控點火系統(tǒng)取消了分電器，采用2個氣缸1個點火線圈同時點火的方式，直接將點火線圈產(chǎn)生的高壓電送給火花塞進行點火。

圖4.8所示為一種典型的同時點火式電控點火系統(tǒng)的控制電路。ECM計算出點火提前角，向點火控制器發(fā)出點火正時信號IGt。

同時，ECM還要向點火控制器發(fā)出氣缸識別信號（IGdA和IGdB）。

點火控制器根據(jù)ECM的氣缸識別信號，判斷應點火的氣缸，使之點火。圖4.8同時點火式電控點火系統(tǒng)的控制電路4.2.4獨立點火式電控點火系統(tǒng)的控制電路

獨立點火式電控點火系統(tǒng)的每個氣缸都有一個點火線圈和點火控制器，兩者被集成在一個總成內(nèi)，安裝在火花塞的上方，點火線圈的次級線圈直接與火花塞相連。圖4.9所示。圖4.9點火控制器和點火線圈總成結構和工作原理

大部分車型發(fā)動機的這種點火系統(tǒng)的點火控制器有4根接線，分別為電源線、IGt信號線、搭鐵線和IGf信號線。圖4.10獨立點火式電控點火系統(tǒng)的控制電路

少數(shù)一些發(fā)動機的這種點火控制器只有3根接線，即電源、IGt信號、搭鐵，沒有IGf信號線。4.3點火控制的內(nèi)容和方式4.3.1點火提前角控制

電控點火系統(tǒng)的點火提前角由ECM根據(jù)各種傳感器的信號確定并控制。ECM對點火提前角的控制分為兩種模式，即起動時的點火提前角控制和起動后的點火提前角控制。如圖4.11所示。圖4.11

ECM的點火提前角控制模式1．起動時的點火提前角控制

在起動工況下，ECU是以固定的一個初始點火提前角來控制點火。

初始點火提前角的位置隨發(fā)動機而有所不同，一般為壓縮上止點前5°～10°。

在許多發(fā)動機中，ECM是以標志第一缸壓縮上止點位置的G信號之后的第一個NE信號的位置（NE信號電壓由正值變?yōu)?V的時刻），作為初始點火提前角的基準點的，如圖4.12所示。圖4.12初始點火提前角2．起動后的點火提前角控制

起動后的實際點火提前角

=

初始點火提前角

+

基本點火提前角

+

修正點火提前角（1）基本點火提前角

基本點火提前角主要取決于發(fā)動機的轉速和負荷，同時也與發(fā)動機的節(jié)氣門開度、水溫等參數(shù)有關。（2）修正點火提前角

修正點火提前角是ECM根據(jù)發(fā)動機的某些特殊工況和控制目標的需求，對點火提前角進行的修正。

以下是一些常見的修正方式。①暖機修正

在發(fā)動機處于冷車起動后的暖機運轉工況時，應增大點火提前角。

隨著暖機過程的延續(xù)，冷卻水溫度逐漸升高，暖機修正量將逐漸減小。②過熱修正

當發(fā)動機冷卻水溫度過高時，應適當減小點火提前角，以避免發(fā)動機過熱或產(chǎn)生爆燃。③穩(wěn)定怠速修正

在發(fā)動機處于怠速運轉工況時，如果發(fā)動機轉速因負荷變化等原因而偏離目標值，ECM除了通過怠速自動控制系統(tǒng)來穩(wěn)定怠速轉速外，有時還會通過調整點火提前角，使發(fā)動機在規(guī)定的怠速下穩(wěn)定運轉。④EGR修正

當EGR（廢氣再循環(huán)系統(tǒng)）工作時，由于部分廢氣進入發(fā)動機氣缸，減小了發(fā)動機產(chǎn)生爆燃的趨勢，因此可適當增大點火提前角，以改善發(fā)動機的加速能力。⑤空燃比反饋修正

混合氣空燃比變化對混合氣的燃燒速度有影響，因此ECM需要根據(jù)氧傳感器的空燃比反饋信號，對點火提前角進行修正。⑥爆燃修正ECM根據(jù)爆震傳感器傳來的反饋信號來調整點火提前角，以保證在任意工況下的點火提前角都處于接近發(fā)生爆燃的最佳角度，這種反饋修正即為爆燃修正。

⑦減扭矩控制修正

配備電控自動變速器的汽車，當汽車在行駛中換擋時，ECM會適當減小點火提前角，使發(fā)動機的輸出扭矩降低，以減小換擋沖擊。⑧最大和最小點火提前角控制ECM進行點火提前角控制時，會防止基本點火提前角和修正點火提前角之和大于設定的最大值或小于設定的最小值。4.3.2閉合角控制

為了滿足汽油機對點火系統(tǒng)在點火電壓和點火能量上的要求，ECM會根據(jù)發(fā)動機的轉速，自動控制點火系的閉合角。（見圖4.13）。圖4.13閉合角控制4.4汽油機點火控制系統(tǒng)的檢修4.4.1分電器式電控點火系統(tǒng)的檢修1．分電器式電控點火系統(tǒng)控制電路的檢測方法如下。

①拔下點火線圈的線束插頭，打開點火開關。用試燈或萬用表分別測量線束插頭兩個端子的電壓，其中應有一個端子為12V蓄電池電壓。

如果兩個端子的電壓均為0V，說明點火線圈的電源有故障，應進一步檢修電源電路。

②將點火線圈的線束插頭插上，打開點火開關。測量線束插頭上與點火控制器連接的端子，其電壓應為12V。如果電壓為0V，則可能是點火線圈的初級線圈斷路，可進一步檢測初級線圈。

如果初級線圈正常，則為點火線圈至點火控制器的接線短路，應進一步查找短路部位并予以修復。

③拔下點火控制器的線束插頭，打開點火開關。對照維修手冊，測量點火控制器線束插頭中與點火線圈連接的端子，應有12V電壓。如果電壓為0V，說明點火控制器與點火線圈的接線斷路，應檢查修復。

④測量點火控制器線束插頭中的電源端子，應為12V蓄電池電壓。如果電壓為0V，說明點火控制器的電源有故障，應進一步檢修電源電路。

⑤測量點火控制器的搭鐵電路，其與蓄電池負極之間的電阻應為0。若是外殼搭鐵的點火控制器，則應檢查其外殼是否搭鐵良好。以上檢查如有異常，應修復。

⑥如果以上檢查均正常，可將點火控制器線束插頭接好，然后用發(fā)光二極管試燈在點火控制器線束插頭的IGt端子處測量。

在起動電動機以起動發(fā)動機時，試燈應閃爍，否則說明ECM沒有向點火控制器發(fā)出點火信號。

可能是曲軸位置傳感器有故障，也可能是ECM不工作，應進一步檢修。2．分電器式電控點火系統(tǒng)點火控制器的性能檢查。

①把3個1.5V的干電池串聯(lián)起來，使其負極接汽車蓄電池負極（或將其搭鐵），用一根導線將其正極引出，用來提供5V左右的電壓信號。

②使點火系統(tǒng)所有控制電路保持連接完好，打開點火開關。將干電池正極引出線和點火控制器接至ECM的點火信號線（見圖4.14中的IGt線）掛碰，同時檢查高壓線圈有無產(chǎn)生高壓火花。

如果有高壓火花，則說明點火控制器、點火線圈都是正常的；如果沒有高壓火花，則說明點火控制器或點火線圈有故障，可進一步檢測點火線圈。

若點火線圈正常，則不能點火的故障在點火控制器。圖4.14分電器式電控點火系統(tǒng)控制電路的檢測4.4.2同時點火式電控點火系統(tǒng)的檢修

①拔下點火控制器的線束插頭，打開點火開關。對照維修手冊，檢查點火控制器線束插頭上的電源端子，應有12V蓄電池電壓。如果電壓為0V，說明點火控制器的電源有故障，應進一步檢修電源電路。

②在點火控制器線束插頭上測量點火控制器搭鐵線，其與蓄電池負極之間的電阻應為0。若是外殼搭鐵的點火控制器，則應檢查其外殼是否搭鐵良好。以上檢查如有異常，應修復。

③用發(fā)光二極管試燈在點火控制器線束插頭處測量ECM的點火信號。在起動電動機以起動發(fā)動機時，試燈應閃爍，否則說明ECM沒有向點火控制器發(fā)出點火信號?？赡苁乔S位置傳感器有故障，也可能是ECM不工作，應進一步檢修。

如果試燈能閃爍，而上述各項檢查又正常，則不能點火的原因是點火控制器和點火線圈總成有故障，因更換。圖4.15同時點火式電控點火系統(tǒng)控制電路的檢測4.4.3獨立點火式電控點火系統(tǒng)的檢修1．獨立點火式電控點火系統(tǒng)控制電路的檢測

①拔下點火控制器和點火線圈總成的線束插頭，打開點火開關。參照維修手冊，測量線束插頭的電源端子，應為12V蓄電池電壓。如果電壓為0V，說明電源電路有故障，應進一步檢修。圖4.16獨立點火式電控點火系統(tǒng)控制電路的檢測

②測量線束插頭的搭鐵端子，其與蓄電池負極之間的電阻應為0。如有異常，應修復。

③用發(fā)光二極管試燈測量線束插頭的IGt端。在起動電動機以起動發(fā)動機時，試燈應閃爍，否則說明ECM沒有向點火控制器發(fā)出點火信號。可能是曲軸位置傳感器有故障，也可能是ECM不工作，應進一步檢修。2．獨立點火式點火控制器和點火線圈總成的性能檢查

①把3個1.5V的干電池串聯(lián)起來，使其負極接汽車蓄電池負極（或將其搭鐵），用一根導線將其正極引出。

②將點火控制器和點火線圈總成的電源線和搭鐵線接好（或插上線束插頭，打開點火開關），接好火花塞并使之搭鐵。將干電池正極引出線與點火控制器和點火線圈總成的IGt端子掛碰，同時檢查火花塞電極處有無高壓火花產(chǎn)生。

如果有高壓火花，則說明點火控制器和點火線圈總成是正常的；如果沒有高壓火花，則說明該總成有故障