汽车发动机电控系统检修2021版课件4.pptx
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- 汽车发动机 系统 检修 2021 课件
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1、1.1.能识别发动机电控点火系统的主要部件,知道其作用及安装位置。能识别发动机电控点火系统的主要部件,知道其作用及安装位置。2.2.理解发动机电控点火系统的控制策略。理解发动机电控点火系统的控制策略。3.3.理解曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器的工作原理,能完理解曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器的工作原理,能完成传感器的拆检、更换。成传感器的拆检、更换。能借助汽车诊断仪器,读取点火系统故障码、分析数据流,进行波形测试,能借助汽车诊断仪器,读取点火系统故障码、分析数据流,进行波形测试,分析排除点火系统常见故障。分析排除点火系统常见故障。学习目标学习目标1.1.电控点火系统
2、的认知。电控点火系统的认知。2.2.曲轴位置传感器的检修。曲轴位置传感器的检修。3.3.凸轮轴位置传感器的检修。凸轮轴位置传感器的检修。4.4.爆震传感器的检修。爆震传感器的检修。5.5.电控点火系统的检修。电控点火系统的检修。典型工作任务典型工作任务第一课第一课 电控点火系统的认知电控点火系统的认知一、发动机点火系统的作用、组成、结一、发动机点火系统的作用、组成、结构原理构原理u 电控点火系统的类型电控点火系统的类型 电控点火系统可分为:有分电器的电控点火电控点火系统可分为:有分电器的电控点火系统和无分电器的电控点火系统。有分电器电控系统和无分电器的电控点火系统。有分电器电控点火系统如图点火
3、系统如图4-1-14-1-1所示,这种点火方式目前已所示,这种点火方式目前已经极少采用。无分电器的电控点火系统按照高压经极少采用。无分电器的电控点火系统按照高压配电方式的不同可分为非独立点火和独立点火两配电方式的不同可分为非独立点火和独立点火两种方式种方式 知识准备知识准备图4-1-1 有分电器的电控点火系统第一课第一课 电控点火系统的认知电控点火系统的认知一、发动机点火系统的作用、组成、结一、发动机点火系统的作用、组成、结构原理构原理u 电控点火系统的组成电控点火系统的组成 电控点火系统一般由蓄电池、点火开关、点火线圈、火花塞、发动机控制模块ECM、相关传感器(如凸轮轴位置传感器CIS、曲轴
4、位置传感器CPS、爆震传感器EDS等)、各种控制开关等组成。如图4-1-6所示。知识准备知识准备图4-1-6 电控点火系统的组成第一课第一课 电控点火系统的认知电控点火系统的认知一、发动机点火系统的作用、组成、结构原理一、发动机点火系统的作用、组成、结构原理u 点火器点火器 点火器是电控点火系统的执行元件,它可将电子控制系统输出的点火信号进行功率放大,驱动点火线圈工作。在现在车型中与点火线圈制成一体。在一些老旧车型中独立存在,结构如图4-1-7所示。知识准备知识准备图4-1-7 点火器第一课第一课 电控点火系统的认知电控点火系统的认知一、发动机点火系统的作用、组成、结构原理一、发动机点火系统的
5、作用、组成、结构原理u 点火线圈点火线圈 点火线圈可将火花塞跳火所需的能量存储在线圈的磁场中,并将电源提供的低压电转变为足以在电极间产生击穿点火的1520kV高压电。点火线圈实际是一个升压变压器,其作用是将蓄电池提供的12V低压电转换成点火所需的高压电,使火花塞跳火。一般由初级线圈、次级线圈、铁芯等组成,初级线圈约有240370匝,次级线圈约有22000匝。知识准备知识准备第二课第二课 曲轴位置传感器故障检修曲轴位置传感器故障检修一、曲轴位置传感器的作用、组成、结构原理一、曲轴位置传感器的作用、组成、结构原理u曲轴位置传感器作用曲轴位置传感器作用 知识准备知识准备 曲轴位置传感器(CKP)主要
6、用于检测发动机的实时转速、转角及基准位置信号,是反映发动机负荷的重要参数,也是实施喷油和点火的主控信号。曲轴位置传感器是发动机控制系统中最主要的传感器之一,是确认曲轴转角位置和发动机转速不可缺少的信号之一,发动机电脑用此信号控制燃油喷射量、喷油正时、点火时刻、点火线圈闭合角、怠速转速和电动汽油泵的运行。第二课第二课 曲轴位置传感器故障检修曲轴位置传感器故障检修一、曲轴位置传感器的作用、组成、结构原理一、曲轴位置传感器的作用、组成、结构原理u曲轴位置传感器类型曲轴位置传感器类型 知识准备知识准备 曲轴位置传感器可分为磁脉冲式、霍尔式、光电式、磁阻式等。在现有车型中磁脉冲和霍尔式的传感器用的比较多
7、,而光电式传感器在日产车系和英国的车型中用的比较多(光电式的精度相对比较高,但是成本较高,维护困难)。第二课第二课 曲轴位置传感器故障检修曲轴位置传感器故障检修一、曲轴位置传感器的作用、组成、结构原理一、曲轴位置传感器的作用、组成、结构原理u曲轴位置传感器结构原理曲轴位置传感器结构原理 知识准备知识准备 迈腾1.8TSI轿车CEA发动机曲轴位置传感器G28安装在曲轴后面的飞轮附近,如图4-2-6所示。图4-2-6 迈腾轿车曲轴位置传感器安装位置第二课第二课 曲轴位置传感器故障检修曲轴位置传感器故障检修一、曲轴位置传感器的作用、组成、结构原理一、曲轴位置传感器的作用、组成、结构原理u曲轴位置传感
8、器结构原理曲轴位置传感器结构原理 知识准备知识准备 图4-2-7迈腾轿车曲轴位置传感器电路图第二课第二课 曲轴位置传感器故障检修曲轴位置传感器故障检修一、曲轴位置传感器的作用、组成、结构原理一、曲轴位置传感器的作用、组成、结构原理u曲轴位置传感器结构原理曲轴位置传感器结构原理 知识准备知识准备第三课第三课 凸轮轴位置传感器故障检修凸轮轴位置传感器故障检修一、凸轮轴位置传感器的作用、组成、结构原理一、凸轮轴位置传感器的作用、组成、结构原理u凸轮轴位置传感器作用凸轮轴位置传感器作用 知识准备知识准备 凸轮轴位置传感器(CMP),用来检测凸轮轴实时转速及位置信号,输送给ECU,以便ECU确定第一缸压
9、缩上止点,从而进行顺序喷油控制和点火时刻控制;同时,还用于发动机起动时识别第一次点火时刻。因此也称为判缸传感器。凸轮轴位置传感器常用霍尔式。第三课第三课 凸轮轴位置传感器故障检修凸轮轴位置传感器故障检修一、凸轮轴位置传感器的作用、组成、结构原理一、凸轮轴位置传感器的作用、组成、结构原理u霍尔式曲轴位置与凸轮轴位置传感器结构组成霍尔式曲轴位置与凸轮轴位置传感器结构组成 知识准备知识准备霍尔效应式传感器与磁感应式传感器不同的是需外加电源。霍尔式传感器的基本结构,主要由转子、永久磁铁、霍尔晶体管和放大器等组成。转子安装在转子轴上。霍尔集成电路由霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路
10、和输出电路等组成。图4-3-8 霍尔式凸轮轴位置传感器结构原理示意图第三课第三课 凸轮轴位置传感器故障检修凸轮轴位置传感器故障检修一、凸轮轴位置传感器的作用、组成、结构原理一、凸轮轴位置传感器的作用、组成、结构原理u霍尔式曲轴位置与凸轮轴位置传感器工作原理霍尔式曲轴位置与凸轮轴位置传感器工作原理 知识准备知识准备 当转子随转子轴一同转动时,转子上的叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁之间转动,霍尔式集成电路中的磁场就会发生变化,霍尔元件中就会产生霍尔电压,经过信号处理电路处理后,就可输出方波信号。当传感器轴转动时,转子上的叶片便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过。当叶片进入气隙时,霍尔集成电路
11、中的磁场被叶片旁路,霍尔电压UH为零,集成电路输出级的三极管截止,传感器输出的信号电压U0为高电平。(实测表明:当电源电压Ucc=14.4V时,信号电压U0=9.8V;当电源电压Ucc=5V时,信号电压U0=4.8V)。第四课第四课 爆震传感器故障检修爆震传感器故障检修一、一、爆震传感器的作用、组成、结构原理爆震传感器的作用、组成、结构原理u爆震传感器的作用、种类爆震传感器的作用、种类 知识准备知识准备 发动机工作时因点火时间提前过度(点火提前角)、发动机的负荷、温度及燃料的质量等影响,会引起发动机爆震。发生爆震时,由于气体燃烧在活塞运动到上止点之前,轻者产生噪音及降低发动机的功率,重者会损坏
12、发动机的机械部件。为了防止爆震的产生,爆震传感器是不可缺少的重要部件,以便通过电子控制系统去调整点火提前时间。爆震传感器分为非共振型压电式、共振型压电式、磁致伸缩式。第四课第四课 爆震传感器故障检修爆震传感器故障检修一、一、爆震传感器的作用、组成、结构原理爆震传感器的作用、组成、结构原理u爆震传感器结构及工作原理爆震传感器结构及工作原理 知识准备知识准备 爆震传感器是一个压电装置,取决于发动机机械振动的程度产生一个不同幅值和频率的交流电压。爆震传感器产生的交流(AC)电压信号随发动机运转时的振动程度而变化。发动机控制模块根据爆震传感器信号的振幅和频率调节点火正时。第四课第四课 爆震传感器故障检
13、修爆震传感器故障检修一、一、爆震传感器的作用、组成、结构原理爆震传感器的作用、组成、结构原理u爆震传感器如何区分发动机正常噪声和点火爆震爆震传感器如何区分发动机正常噪声和点火爆震 知识准备知识准备第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、电控点火系统工作原理电控点火系统工作原理 知识准备知识准备 电控点火系统的工作主要是指初级绕组电路的控制(初级绕组电路的接通和切断),当初级绕组切断时,次级线圈产生感应电动势击穿火花塞间隙,点燃混合气。点火线圈的初级回路的通断由ECM控制,如图4-5-1所示。点火开关闭合电流(约26A)流过初级线圈,其周围产生强磁场。ECM根据曲轴位置传感器和
14、凸轮轴位置传感器信号确定压缩上止点瞬间断开初级回路,初级线圈内的电流迅速减少。初级回路中电流消失的瞬间,磁通量急剧减小,初级线圈产生一个约200400V的自感电动势;次级线圈中产生一个约20KV40KV的小电流(约为2080mA)互感高压电动势,高压电动势通过高压线和发动机缸体搭铁施加给火花塞,用于击穿火花塞间隙而产生电火花。第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、电控点火系统工作原理电控点火系统工作原理 知识准备知识准备 初级回路:蓄电池正极点火开关初级线圈ECM搭铁蓄电池负极。次级回路:次级线圈一极火花塞缸体搭铁次级线圈另一极第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的
15、检修一、一、最佳点火提前角的确定与控制最佳点火提前角的确定与控制u点火提前角的控制点火提前角的控制 知识准备知识准备 最佳点火提前角是使发动机动力性、经济性均佳且排放污染最小的点火提前角。最佳点火提前角应使最高燃烧压力出现在压缩上止点后10左右。如图4-5-3所示。第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、影响点火提前角的因素影响点火提前角的因素u发动机转速发动机转速 知识准备知识准备 在发动机转速升高时,相同时间内曲轴转过的角度增加,而混合气燃烧所需要的时间一定,为确保最高燃烧压力仍出现在上止点后10左右,就必须提前点火。随发动机转速的增加,最佳点火提前角加大。第五课第五课
16、电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、影响点火提前角的因素影响点火提前角的因素u发动机负荷发动机负荷 知识准备知识准备。发动机负荷加大时,混合气的燃烧条件改善,燃烧速度加快,为确保最高燃烧压力仍出现在上止点后10左右,就必须推迟点火时间。随发动机负荷加大(进气歧管真空度减小)点火提前角减小。第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、点火提前角的控制点火提前角的控制u影响点火提前角的因素影响点火提前角的因素 知识准备知识准备 (3)汽油辛烷值汽油的牌号是按辛烷值划分的,牌号越高抗爆燃的能力越强。点火时间越早,从火花出现到大量混合气燃烧对应时间越长,越容易出现爆燃。为避免爆燃
17、,实际点火提前角略小于最佳点火提前角。用高牌号汽油换低牌号汽油,可以提前点火,即加大点火提前角。(4)其他因素燃烧室形状、A/F、大气压力、冷却水温度等影响因素也影响最佳点火提前角。第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、影响点火提前角的因素影响点火提前角的因素u汽油辛烷值汽油辛烷值 知识准备知识准备 汽油的牌号是按辛烷值划分的,牌号越高抗爆燃的能力越强。点火时间越早,从火花出现到大量混合气燃烧对应时间越长,越容易出现爆燃。为避免爆燃,实际点火提前角略小于最佳点火提前角。用高牌号汽油换低牌号汽油,可以提前点火,即加大点火提前角。(4)其他因素燃烧室形状、A/F、大气压力、冷却
18、水温度等影响因素也影响最佳点火提前角。第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、影响点火提前角的因素影响点火提前角的因素u汽油辛烷值汽油辛烷值 知识准备知识准备 汽油的牌号是按辛烷值划分的,牌号越高抗爆燃的能力越强。点火时间越早,从火花出现到大量混合气燃烧对应时间越长,越容易出现爆燃。为避免爆燃,实际点火提前角略小于最佳点火提前角。用高牌号汽油换低牌号汽油,可以提前点火,即加大点火提前角。第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、影响点火提前角的因素影响点火提前角的因素u其他因素其他因素 知识准备知识准备 燃烧室形状、A/F、大气压力、冷却水温度等影响因素也影响
19、最佳点火提前角。第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修二、二、最佳点火提前角的确定与控制最佳点火提前角的确定与控制u起动时点火提前角的控制起动时点火提前角的控制 知识准备知识准备 大多数发动机ECU根据发动机转速及水温信号,以固定不变的点火提前角点火。0以下,水温越低点火提前角越大;0以上,使用固定的点火提前角。第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修二、二、最佳点火提前角的确定与控制最佳点火提前角的确定与控制u起动后最佳点火提前角控制起动后最佳点火提前角控制 知识准备知识准备 最佳点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角 1)初始点火提前角初始点火提前
20、角即起动时的点火提前角,各发动机有所不同。例如:丰田车为压缩上止点前10。即起动时的点火提前角。第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修二、二、最佳点火提前角的确定与控制最佳点火提前角的确定与控制u起动后最佳点火提前角控制起动后最佳点火提前角控制 知识准备知识准备 2)基本点火提前角怠速工况时,发动机ECU根据发动机转速和节气门位置信号、空调开关信号确定基本点火提前角。如图4-5-11所示。非怠速工况时,ECU根据发动机转速、水温、负荷等信息从发动机电脑中预存的数据中查出,并确定基本点火提前角。如图4-5-20所示。图4-5-4转速和负荷确定基本点火提前角第五课第五课 电控点火系统的
21、检修电控点火系统的检修一、一、点火提前角的控制点火提前角的控制u起动后最佳点火提前角控制起动后最佳点火提前角控制 知识准备知识准备 3)修正点火提前角a.暖机修正发动机起动后,当水温在0以下时,修正点火提前角是一个固定值,水温在020之间,随水温的升高燃烧速度提高,点火提前角应逐渐减小。如图4-5-5所示。图4-5-5 暖机修正 第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、最佳点火提前角的确定与控制最佳点火提前角的确定与控制u起动后最佳点火提前角控制起动后最佳点火提前角控制 知识准备知识准备 3)修正点火提前角b.过热修正当发动机水温超过100继续升高时,若发动机怠速(IDL闭合
22、即处于怠速工况),为避免发动机长时间过热,应加大点火提前角;若发动机正常运行),为避免爆燃应减小点火提前角。水温超过一定限度后,各工况修正值不再变化。如图4-5-6所示。图4-5-6 过热修正 第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、最佳点火提前角的确定与控制最佳点火提前角的确定与控制u起动后最佳点火提前角控制起动后最佳点火提前角控制 知识准备知识准备 3)修正点火提前角c.A/F反馈修正由于电控燃油喷射反馈控制,使发动机转速在一定范围内波动,为了稳定怠速转速,在反馈修正减少喷油量时,应相应增大点火提前角。如图4-5-7所示。图4-5-7 A/F反馈修正 第五课第五课 电控点
23、火系统的检修电控点火系统的检修一、一、最佳点火提前角的确定与控制最佳点火提前角的确定与控制u起动后最佳点火提前角控制起动后最佳点火提前角控制 知识准备知识准备 3)修正点火提前角d.怠速稳定性修正当负荷变化导致怠速转速变化时,ECU根据实际转速与目标转速的差值调节点火提前角。当怠速转速低于目标转速时,发动机电脑将加大点火提前角。如图4-5-24所示。图4-5-8 怠速稳定性修正 第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修一、一、最佳点火提前角的确定与控制最佳点火提前角的确定与控制u起动后最佳点火提前角控制起动后最佳点火提前角控制 知识准备知识准备 3)修正点火提前角e.爆震修正当发动机
24、电脑接收到爆震传感器检测到爆震信号时,发动机电脑将减小点火提前角。当爆震消失后,恢复点火提前角。如图4-5-9所示。图4-5-9 爆震修正 第五课第五课 电控点火系统的检修电控点火系统的检修三、闭合角控制三、闭合角控制 知识准备知识准备 闭合角控制即通电时间控制。点火线圈初级回路电流随通电时间呈指数规律增长。初级回路通电时间即电感储能时间,通电时间长,断开初级回路时,次级电压高,点火可靠。蓄电池电压、发动机转速不同时,要达到相同的初级断开电流,需要不同的通电时间(闭合角)。ECU根据发动机转速、蓄电池电压查内存控制闭合角。如图4-5-10所示。恢复点火提前角。如图4-5-9所示。图4-5-10
25、 闭合角控制 u 目的描述目的描述1.1.1 1熟悉电控发动机点火系统的结构、类型、工作原理。熟悉电控发动机点火系统的结构、类型、工作原理。2.2.2 2掌握点火系统的控制电路。掌握点火系统的控制电路。任务实施任务实施任务一任务一 电控点火系统的认知电控点火系统的认知u 任务步骤任务步骤1.1.分析故障原因分析故障原因画出一汽大众迈腾画出一汽大众迈腾B7L 1.8TSIB7L 1.8TSI发动机立点火控制电路简图。发动机立点火控制电路简图。任务实施任务实施任务一任务一 电控点火系统的认知电控点火系统的认知u 任务步骤任务步骤2.2.诊断检修步骤诊断检修步骤(1 1)读取故障代码和数据流)读取故
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