汽车电控系统检修项目三发动机点火系统的检修-课件.pptx
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1、学时安排学时安排一.发动机点火系的作用和组成发动机点火系的作用和组成二.发动机点火系各元件的发动机点火系各元件的作用作用三.发动机点火系的工作原理发动机点火系的工作原理四.电电喷发动机的点火方式喷发动机的点火方式一.爱丽舍轿车点火系主要元件的作用与原理二.爱丽舍轿车点火系电路原理图的解析三.发动机点火系统的检查流程 任务一一.发动机点火系的作用和组成 发动机发动机点火系统的作用点火系统的作用是将吸入发动机 气缸的燃油和空气的混合气,在压缩行程终了时用电火花点燃,使混合气点燃产生的强大压力,推动活塞向下运动而作功。图3-1发动机点火系统的组成电喷发动机点火系统一般由蓄电池和发电机、点火开关、点火
2、线圈、高压线、火花塞、爆震传感器、发动机ECU等组成,如图3-1所示。二.发动机点火系各元件的作用蓄电池和发电机的外形如图3-2所示,它们的作用是为发动机点火系统提供能量。发动机起动时,由蓄电池提供点火能量;发动机起动后,发电机就开始发电,由发电机提供点火能量。1.1.蓄电池和发电机蓄电池和发电机图3-2蓄电池和发电机的外形点火开关是汽车上最重要的控制开关,它在点火系中的作用是控制点火线圈的初级电路。大众轿车点火开关的内部结构如图3-3所示,点火开关上有30、50、P、15、X、S等6根线,30号线为接蓄电池的常火线。2.2.点火开关点火开关图3-3大众点火开关的内部结构点火开关的内部有、共五
3、个动触点,其中、四个动触点同步动作,且有0、1、2三个位置,当旋转点火开关把第个动触点拨到1位时,第、个动触点同步到达1位;动触点只有0、1二个位置,当从点火锁内拔出点火钥匙时,处在0位,当把点火锁匙插入点火锁内时,处在1位。爱丽舍轿车点火开关的内部有、共四个动触点,点火开关有四个挡位,即O位、A位、M位、D位,分别为关闭挡、附件挡(在这个挡位,发动机不发动,可使用收放机听广播和播放CD碟片上的音乐)、点火挡(发动机运行时点火开关的挡位)、起动挡(发动机起动时将点火开关拨到D挡,发动机起动后,松开点火钥匙,点火钥匙自动从D挡回到M挡);点火开关上有六根线,当点火开关在不同挡位时各接线端子的通断
4、状况如图3-5b)所示,如点火开关在A位附件挡时,接线端子2N1与2G1导通。2.2.点火开关点火开关图3-5点火开关的内部触点和接线端子通断表点火线圈的作用是将汽车电源的低压电(12V)通过电磁感应变为高压电(30000V左右),供火花塞产生电火花,点燃混合气;高压线的作用是将点火线圈次级绕组产生的高压电传送给火花塞。3.3.点火线圈和高压线点火线圈和高压线目前在电喷发动机中使用的点火线圈有使用高压线的和不使用高压线的二种形式。使用高压线的点火线圈就是点火线圈和高压线是相互分开的,外形如图3-6所示,它在桑塔纳轿车和爱丽舍轿车8气门发动机上使用。图3-6使用高压线的点火线圈 目前在电喷发动机
5、中使用的点火线圈有使用高压线的和不使用高压线的二种形式。不使用高压线的点火线圈有整体式和独立式二种,爱丽舍轿车16气门发动机上使用的就是整体式点火线圈,外形如图3-7所示。卡罗拉轿车上使用的是独立式点火线圈,它的发动机每一缸有一个点火线圈,共有4个独立的点火线圈,外形如图3-8所示。3.3.点火线圈和高压线点火线圈和高压线图3-7爱丽舍轿车发动机的点火线圈 图3-8卡罗拉轿车的点火线圈点火线圈的内部结构和工作原理如图3-9所示,在点火线圈的铁芯上绕有初级绕组和次级绕组,次级绕组的匝数大约是初级绕组匝数的100倍(如初级绕组为300匝时,次级绕组为30000匝),初级绕组与蓄电池和点火器连接,次
6、级绕组与火花塞连接。3.3.点火线圈和高压线点火线圈和高压线图3-9点火线圈的内部结构和原理当点火器控制切断初级绕组的电流时,初级绕组产生的自感电动势为500V左右,次级绕组则产生30000V左右的互感电动势。火花塞的作用火花塞的作用是将点火线圈产生的高压电引入发动机的燃烧室并在其电极间形成电火花,点燃可燃混合气。火花塞的结构如图3-10a)所示。4.4.火花塞火花塞为了适应不同车型的需要火花塞又分为标准型、突出型、细电极型、多极型、沿面跳火型等等。还可以根据发动机不同的压缩比把火花塞分为热型和冷型火花塞分为热型和冷型,如图3-10b)所示。图3-10火花塞的结构、类型和裙部热型就是火花塞的裙
7、部较长,散热困难,因而裙部的温度高,一般用于压缩比低、转速低、小功率的发动机上,而冷型火花塞正好与热型相反。在火花塞上印有数字和字母组合的代码,用来说明构造和性能。火花塞对发动机的点火性能影响很大,必须根据维修手册的规定来选择正确的火花塞类型,几种车型的火花塞见表3-1。4.4.火花塞火花塞表3-1 几种车型使用的火花塞型号生产厂家生产厂家型号型号热值热值使用车辆使用车辆BOSCHFR8DCX+8上海桑塔纳上海桑塔纳3000轿车轿车DENSOSC20H1120丰田卡罗拉轿车丰田卡罗拉轿车CHINAFRSSEO8雪铁龙爱丽舍轿车雪铁龙爱丽舍轿车桑塔纳轿车上有二个爆震传感器,它装在进气歧管下发动机
8、1-2缸和3-4之间的缸体上,其外形如图3-11所示,它是压电式传感器。5.5.爆震传感器爆震传感器爆震是由于点火过早导致可燃混合气在燃烧室中异常燃烧而产生的震动现象,爆震对发动机是有害的。当发生爆震时,传感器就会将爆震信号传给发动机ECU,于是发动机ECU就控制减小点火提前角,同时加浓混合气,降低燃烧温度;当爆震消失后,发动机ECU又将点火提前角一点一点地逐渐 加大,这样不断循环,使发动尽量工作在功率最大的曲线附近。图3-11是爆震传感器的外形,当爆震传感器电路有故障时,发动机易产生爆震。图3-11轿车爆震传感器的外形 大众轿车发动机ECU的外形如图3-12所示,它在发动机点火系中的作用是根
9、据发动机转速传感器、空气流量计(或进气压力传感器)、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、爆震传感器等信号,控制点火线圈初级绕组电流的接通和切断,确定基本点火提前角和修正点火提前角,在最佳点火时刻,切断点火线圈初级绕组的电流,使次级绕组产生足以击穿火花塞间隙的高电压。6.6.发动机发动机ECUECU 图3-12发动机ECU的外形 发动机运转时,发动机ECU根据发动机转速传感器、空气流量计(或进气压力传感器)、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、爆震传感器等信号,控制点火线圈初级绕组电流的接通和切断。1.1.初级绕组电流走向初级绕组电流走向当点火线圈初级绕组电流接通时,其电流走向为:蓄电池点火开关
10、点火器点火线圈初级绕组点火器搭铁,如图3-13所示。图3-13点火线圈初级绕组电流的走向三.发动机点火系的工作原理当点火线圈初级绕组电流切断时,次级绕组产生高压电动势,次级绕组产生的高压电,使火花塞产生电火花,点燃混合气;2.2.次次级绕组电流走向级绕组电流走向次级绕组高压电流的走向为:点火线圈次级绕组火花塞中心电极、旁电极搭铁蓄电池点火开关点火器点火线圈次级绕组,如图3-14所示。三.发动机点火系的工作原理图3-14点火线圈次级绕组电流的走向 目前目前电喷发动机采用的点火电喷发动机采用的点火方式有二种,一是各缸独立点方式有二种,一是各缸独立点火,二是双缸同时点火,火,二是双缸同时点火,如如图
11、图3-15所示。所示。四.电喷发动机的点火方式图3-15电喷发动机的点火方式各缸独立点火系统的控制原理如图3-16所示,发动机的每一缸都单独配置了一个点火线圈,点火线圈安装在火花塞的顶部,所产生的高压电直接送给火花塞,因而取消了高压线,结构紧凑,安装方便。四.电喷发动机的点火方式图3-16各缸独立点火的控制原理 在各缸独立点火中,发动机ECU根据各传感器的信号,按点火顺序向点火器提供点火控制信号(IGT1、IGT2、IGT3、IGT4),点火器按同样的顺序控制各点火线圈的工作,各点火器产生的点火确认信号IGF反馈给发动机ECU,以实现发动机ECU对点火系统的监控。1.1.各缸独立点火各缸独立点
12、火 双缸同时点火系统的控制原理如图3-17所示,这种点火系统配置了双点火线圈,各点火线圈的次级绕组分别与同时到达上止点的二个 气缸(注:四缸发动机1、4缸或2、3缸活塞同时到达上止点)的火花塞相连。控制接通和切断点火线圈初级绕组电流的点火器集成在发动机ECU中。发动机ECU根据各传感器的信号,通过点火器对二个初级绕组电流的搭铁脚进行控制,来实现对点火提前角的控制。需要指出的是:发动机ECU根据发动机转速传感器和凸轮轴位置传感器的信号,确定1缸压缩行程上止点的位置;当发动机ECU控制切断初级绕组的电流时,次级绕组产生30000V以上的高压使火花塞点火。2.2.双缸同时点火双缸同时点火图3-17双
13、缸同时点火系统的控制原理 由于一个次级绕组上装有二个火花塞,所以1、4缸或2、3缸同时点火;其中处于压缩缸的火花塞因电阻大而产生的火花强,为有效点火;处于排气缸的火花塞因电阻小而产生的火花弱,为无效点火。任务一实操1.熟悉轿车发动机点火系统的组成和布置;2.熟悉轿车发动机点火系统主要元件的功能。1.大众、丰田、通用、雪铁龙轿车和维修手册;2车辆防护六件套(驾驶员脚垫、驾驶员座椅套、转向盘套、变速杆套、驻车制动拉杆套、车身防护罩)和机电常用工具。实操要求实操条件丰田卡罗拉轿车15-8人组成一个实习小组到到大众、丰田、通用、雪铁龙轿车上,先作好车辆防护;2.在实习教师的指导下,拆下车辆上的相关附件
14、,观察大众、丰田、通用、雪铁龙轿车上的发动机点火系统并填写表3-2和表3-3。实操步骤表3-2点火系统的布置和功能编号编号元件的名称元件的名称元件的位置元件的位置元件的主要功能元件的主要功能教师点评教师点评1蓄电池2发电机3点火开关4点火线圈5爆震传感器表3-3点火系统的工作原理探索编号编号探索内容探索内容解释和说明解释和说明教师点评教师点评1点火次序和点火方式2初级绕组的电流走向3次级绕组的电流走向4火花塞型号5点火系统工作原理 任务二蓄电池在点火系统中的作用是为点火系统提供点火能量,把充电系统的电压信号提供给发动机ECU,发动机ECU根据此信号,修正喷油器的喷油时间。1.1.蓄电池蓄电池一
15、.爱丽舍轿车点火系主要元件的作用与原理图3-18轿车发动机点火系统的主要元件 点火开关在点火系统中的作用是为发动机ECU的工作提供开关供电。许多轿车的点火开关上还装有发动机电子防盗装置,如图3-18所示。2.2.点火开关点火开关一.爱丽舍轿车点火系主要元件的作用与原理图3-18轿车发动机点火系统的主要元件 发动机转速传感器为发动机ECU提供转速信号,并与凸轮轴位置传感器配合,为发动机ECU提供1缸压缩行程上止点的判缸信号。判缸信号是发动机ECU用来控制喷油器顺序喷油、点火线圈独立点火的重要信号。3.3.发动机转速传感器发动机转速传感器 4.4.凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器 凸轮轴位置传感器
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