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1、汽车发动机构造与维修 电子教案,主 编 丁鸣朝幻灯制作 冯玉芹 李 刚,中等职业学校教学用书（汽车运用与维修专业）,第七章,第7章 点火系统的结构与维修,冯玉芹,7.1 传统点火系的构造与维修,传统点火系的组成传统点火系主要由电源、点火开关、点火线圈、分电器、火花塞等组成。点火系将12V或24V的低压电变为10 000V以上的高压电，由配电器分配到各缸火花塞。点火线圈实际上是一个变压器。断电器是一个凸轮操纵的开关，断电器触点与点火线圈初级绕组串联，用来接通和切断初级绕组的电路。点火线圈次级绕组中的感应电压称为次级电压。,传统点火系组成示意图,传统点火系点火线圈附加电阻,点火线圈附加电阻为一热敏
2、电阻，其电阻值随温度升高而增大。将附加电阻串在点火线圈的初线电路中，在发动机低速运转时，限制初级电流不致过大，避免点火线圈过热烧坏。在发动机高速运转时，使初级电流下降很少，改善了高速时的点火性能。同时可使点火线圈初级绕组匝数减少，节省铜材，减少初级电感，改善点火特性。起动时由于蓄电池放电电流大，其端电压下降很大。为克服端电压下降的影响，在起动时将附加电阻短接，减小初级电路的电阻，相应提高初级电流和次级电压，有利于发动和起动。,分电器总成的结构与检修,分电器总成由断电器、配电器、电容器和点火提前装置等组成，FD642型分电器结构如右图所示。,断电器的作用与结构,断电器的作用是用来控制点火线初级电
3、路的通断，配合点火线圈产生高压电。断电器的结构如右图所示。断电器凸轮按图中箭头所示方向旋转，每一个凸棱顶起顶块使触点分开，其间的最大间隙称为触点间隙，一般规定为0.350.45mm。间隙过小，触点间易出现火花；间隙过大，则触点闭合时间短，初级电流减小，次级电压变低。触点间隙的尺寸可以调整。,断电器触点的检修,检查断电器触点有无烧蚀、接触不良、严重磨损、触点中心未对准等缺陷，如下图所示。如触点表面出现轻微烧蚀，可用“00”号细砂纸修磨；如果烧蚀严重，则应更换。,断电器触点间隙的检查和调整,触点间隙的检查和调整如右图所示。打开分电器盖，转动凸轮使触点顶开到最大间隙，用厚薄规检测其间隙应在0.350
4、.45mm之间。若间隙符合规定范围，应调整间隙至规定值。,断电器触点臂弹簧张力与分电器凸轮棱角的磨损的检查,检查触点臂弹簧张力。用弹簧称垂直测量触点臂弹簧张力，如下图所示。当触点刚张开时的读数应为4.96.9N。,检查凸轮棱角的磨损不得超过0.4mm，径向游隙不大于0.1mm，轴向间隙不大于0.25mm。,配电器的检修,配电器的作用是把点火线圈产生的高压电按发动机的工作顺序在规定的时刻分配到各缸。检查分电器盖应无裂损，各电极无烧蚀；中心炭精触头应无磨损，压簧应良好；分火头应无裂损，导电片无烧蚀，与分电器轴结合稳固。检查分火头与分电器盖是否漏电，可利用点火线圈的高压电进行跳火试验。如有裂损应更换
5、。,电容器的检查,电容器的作用是减小断电器触点的火花，防止触点烧蚀，同时提高次级电压。检查电容器，可用200V、1525W灯泡试验。将电容器与灯泡串接后，再与交流电源接通。如灯泡很亮，则电容器已短路；如灯泡不亮，即为断路。然后将电源拆离，用电容器的引线触碰外壳试火，若无火花证明已断路，能产生较强的火花即为合格。,点火提前装置的检修,点火提前装置的作用是根据发动机的转速、负荷的变化以及所换用的燃油器种的（辛烷值）不同来调节点火提前角。点火提前装置有离心式、真空式调节装置和人工调节的辛烷值调节器三种。离心式点火提前调节装置根据发动机转速的变化而改变分电器凸轮和轴的相位关系的方法来实现点火提前自动调
6、节。离心重块甩动应灵活平稳，托板与配电轴配合要良好。,离心式点火提前调节装置结构图,真空式点火提前调节装置检修,真空式点火提前调节装置随发动机负荷的变化（节气门开度不同）而自动调节点火提前角。它是用改变触点与凸轮的相位关系的方法来进行具体调节的，如下图所示。装置中，膜片应无裂损，拉杆与弹簧连接要可靠，用嘴吸吮管应不漏气。,辛烷值调节器的检查与调整,人工调节的辛烷值调节器实际上是一个刻度板，如下图所示。在发动机换用不同辛烷值的汽油时，用此装置改变初始的点火时刻。它也是用改变触点与凸轮的相位关系的方法来调节点火提前角的。分电器壳体转动多少，可以从刻度板上看出。,分电器总成的试验,本试验用来检查凸轮
7、分火角均匀度以及点火提前装置的工作特点。试验可在万能试验台上进行，也可在自制的分电器试验台上进行，,分电器总成的试验,（1）分火角均匀度试验将分电器转速调到50100r/min，观察旋转放电针与刻度盘之间出现火花的间隔角度是否均匀。四缸发动机火花间隔为901。若不均匀，说明凸轮或轴磨损不均匀，应更换。（2）离心提前装置试验将分电器转速调到50100r/min，再将刻度盘上的零点对准一个火花，然后提高转速，观察规定转速下点火提前角是否符合原车规定标准，若不符合标准，应扳动弹簧支架，校正弹簧拉力或更换弹簧。（3）真空提前装置试验将分电器转速稳定在100r/min，在离心提前装置提前角不变的情况下，
8、抽动真空泵，观察在规定的真空度下，点火提前角是否符合原车标准。若不符合，可增减真空提前装置接头处的垫片，以改变弹簧的张力；或更换新品。,点火线圈的检查与测试,（1）外观检查观察点火线圈外表胶木盖有无裂损、接线柱有无损伤。另外，高压插座接触不良或受潮，均应更换。（2）电阻测量用万用表测量点火线圈初级绕组、次级绕组以及附加电阻值，应符合原车规定，否则，均应更换新件。,点火线圈的检查与测试,在正极（+）和负极（）接线柱之间测量初级线圈电阻，如右图所示。4Y发动机电阻值为1.31.6。,点火线圈的检查与测试,在正极（+）和高压接线柱之间测量次级线圈电阻，如右图所示。4Y发动机电阻值为10.714.6k
9、。,点火线圈的检查与测试,在正极接线柱和外壳之间测量绝缘电阻值，如右图所示。夏利轿车电阻值应为无穷大。,点火线圈的检查与测试,测量热变电阻的电阻值，如右图所示。4Y发动机电阻值为1.31.5。,点火线圈发火强度试验:通过跳火间隙来判断点火线圈在不同转速下产生的次级电压，检查其工作性能是否良好。可在万能试验台上利用三针放电装置进行，如下图所示,高压线的检查,用手握住橡胶罩，从火花塞上小心地将高压线拆下，如右图所示。,高压线的检查,测量高压线电阻，如右图所示。用欧姆表测量电阻最大值应为25 000，如果电阻超过最大值，检查端子，必要时更换高压线或分电器盖。,火花塞的清洁和检查,火花塞在工作时由于产
10、生积炭或绝缘体损坏会出现不能跳火的故障；火花塞的电极间隙过大容易产生断火故障。如果有一个缸的火花塞损坏，发动机的响声就会明显增大，发动机燃烧工况不平稳，燃油消耗要增加25%左右，同时发动机的动力会显著下降。因此，发现上述故障现象时，必须及时检查火花塞。火花塞分为热型和冷型两种。其电极间隙一般为0.60.7mm，采用高能电子点火装置的火花塞间隙为1.01.2mm。,火花塞结构图,火花塞积炭的清除,（1）清除火花塞积炭火花塞在正常工作中产生微量的积炭是不可避免的，不会影响点火性能。只有当混合气过浓，气缸窜油时或换用的火花塞型号不符合要求，才会使火花塞产生大量的积炭。当火花塞产生积炭故障时，就要认真
11、分析产生积炭的原因，并排除故障。同时要对火花塞的积炭进行的彻底清除。清除火花塞积炭最好的方法是在火花塞清洁检验器上进行的。用火花塞清洁检验器清除积炭，不易损伤绝缘体。如果没有火花塞清洁检验器，可将火花塞放入汽油或煤油中浸泡，或用碱水浸煮，使炭渣软化后，用小刀细心地刮除积炭，切不可浇上汽油爆烧，否则会烧伤瓷质的绝缘体。,火花塞绝缘体的检查,（2）检查火花塞的绝缘体有无裂痕火花塞的瓷质绝缘体，是在高温高压的急剧恶劣条件下工作的，很容易发生裂痕，也可能由于拆卸或撞击发生裂痕。火花塞有了裂痕后，会使绝缘体的绝缘性能变低造成漏电。因而清除积炭后，必须检查火花塞有无裂痕等情况。,火花塞电极间隙的检查和调整
12、,(3)检查调整火花塞电极间隙:检查火花塞电极间隙应使用火花塞量规进行测量，如右图所示。如果间隙不符合要求应扳动旁电极至符合要求为止。,火花塞安装位置的检查,（4）检查火花塞的安装位置下图所示的火花塞的安装位置都不正确，正确的安装应是有螺纹的最下端与缸盖下端面齐平。安装锥型火花塞，不得使用密封垫。,检查和调整点火正时,点火提前角：发动机在活塞未到上止点前就要进行点火，自点火开始至活塞到达上止点为止，曲轴转过的角度称为点火提前角。发动机点火提前角对发动机的动力性和经济性有很大的影响。若点火提前角过大，则活塞还在向上止点运动时，气体压力已达很大数值，这时气体压力作用的方向与活塞运动方向相反，有时，
13、甚至会造成曲轴反转，使发动机不能工作；若点火提前角过小，在燃烧开始时，活塞已向下移动一段距离，这就损失了一部分膨胀功。而且燃烧在膨胀行程中进行，燃气与气缸壁接触面积大，传给冷却水的热量增加，燃气压力降低，使发动机动力减小，发动机过热，燃油消耗相对增大。因此，在使用中，应正确检查和调整点火正时。,检查和调整点火正时的操作工艺,在安装分电器总成和更换燃油品种时，要调整点火正时。检查断电器触点间隙（0.350.45mm）。拆下第一缸火花塞，用大拇指堵住火花塞孔；然后转曲轴，当感到较大的压力时，再慢转曲轴，使皮带轮与缸体的正时记号对准，此时为第一缸压缩上止点。,不同发动机的点火正时记号位置,检查和调整
14、点火正时,确定分电器触点刚张开（第一缸点火）的位置。可松开分电器壳体固定螺钉，反向转动壳体，直到触点刚张开为止，最后将壳体固定螺钉拧紧。如后图用正时灯检查点火正时。按点火顺序插好高压线。将人工调节辛烷值调节装置调在零位。当更换不同牌号汽油时，每增、减一个牌号数，点火提前角应相应提前或推迟0.66。,检查和调整点火正时,用正时灯检查点火正时，如右图所示。正时灯是根据灯光闪光与运动同步的原理，利用人们视觉的暂留效应，形成闪光时认为皮带轮（或飞轮）不动的效果，使检查者能看清正时标记。,7.2 电子点火系的结构与检修,电子点火系的分类 1有分电器式电子点火系有分电器式电子点火系可参考后图所示的桑塔纳2
15、000 Gli。点火线圈产生高压电并经过分电器进行分配，按点火顺序将高压电分到各个气缸，使各缸火花塞依次跳火点燃混合气。,桑塔纳2000 Gli有分电器式电子点火系,电子点火系的结构与检修,2无分电器式电子点火系无分电器式电子点火系由点火控制器、点火线圈、火花塞及高压线等组成。点火线圈上的高压线直接与火花塞相连，不再需要分电器。发动机工作时，ECU根据曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器和水温传感器等检测的发动机转速、转角、负荷和温度等信号计算点火时刻，由点火控制器控制点火线圈产生的高压，并将其直接输送到各缸火花塞点燃混合气。,无分电器式电子点火系示意图,无分电器式电子点火系类型
16、,直接点火系的点火方式可分为两缸同时点火方式和独立点火方式两种。（1）同时点火方式无分电器同时点火方式中，两缸气缸共用一个点火线圈，其次级线圈的两端分别与两个气缸火花塞相连，当一个气缸处在压缩上止点时，另一气缸处于排气上止点，曲轴转360后两缸所处的行程相反。一个点火线圈上有两个火花塞串联同时点火，对点火能量没有明显影响。,无分电器式电子点火系类型,（2）独立点火方式独立点火方式中，每个气缸的火花塞上各配备一个点火线圈，单独对该缸进行点火。这种点火方式很适合在四气门发动机上使用，因为火花塞可以安装在双凸轮轴中间，并在每个火花塞上直接装一个点火线圈。无分电器直接点火系，由于没有分电器和高压线，所
17、以能量传导损失和漏电损失小，发生故障少。它采用小型闭磁路点火线圈，如后图所示。,无分电器点火线圈示意图,桑塔纳2000 Gsi、捷达GTX轿车直接点火系,桑塔纳2000 Gsi、捷达GTX轿车直接点火系如图7.26所示，它采用同时点火方式。发动机在不同工况下的最佳点火提前角已经存储在Motronic控制单元的存储器中。当发动机工作时，ECU根据发动机转速与曲轴转角传感器等输入的信号对点火提前角进行最精确的控制。,桑塔纳2000 Gsi、捷达GTX轿车直接点火系,桑塔纳2000 Gsi、捷达GTX轿车直接点火系,桑塔纳2000 Gsi、捷达GTX轿车直接点火系采用同时点火方式。发动机在不同工况下
18、的最佳点火提前角已经存储在Motronic控制单元的存储器中。当发动机工作时，ECU根据发动机转速与曲轴转角传感器等输入的信号对点火提前角进行最精确的控制。,电子点火系火花塞的检修,有分电器式无触点电子点火系部件的检修（1）火花塞的检查从车上拆下火花塞，检查火花塞电极是否损伤，绝缘有无破损，若有损伤应更换。检查火花塞电极间隙，普通火花塞电极间隙为0.8mm，新火花塞电极间隙为1.1mm。火花塞拧紧力矩为20Nm。,电子点火系高压线的检修,（2）高压线的检查：检测高压线的电阻，如右图所示，其值应为5.86.2k。,电子点火系点火线圈的检修,（3）点火线圈的检查检测前，先断开点火开关，拆除点火线圈
19、上的导线。初级绕组的电阻值，即点火线圈“+”与“”接线柱之间的电阻值，应为0.520.76；次级绕组的电阻值，即点火线圈“”接线柱与高压插孔之间的电阻值，应为2.43.5k。如电阻值符合规定，说明点火线圈良好。,电子点火系传感器的检修,（4）传感器的检查由于霍尔传感器的保护电路设在点火控制器电路中，因此不能直接向传感器施加电源电压进行单独检测，以免损坏传感器。霍尔传感器的技术状况可在汽车上通过测量其输入电压和输出电压进行判断。检测之前，先断开点火开关，再拆下分电器盖，拔出中央高压线并将其端头搭铁。,电子点火系传感器的检修,检查霍尔传感器,电子点火系传感器的检修,检查传感器输入电压。将直流电压表
20、的正极与传感器插座上“+”端子的引线（红黑色导线）连接（可用大头针插入导线），将电压表的负极与插座上“”端子的引线（棕白色导线）连接；接通点火开关，无论触发叶轮的叶片是否进入传感器的气隙，电压表显示的输入传感器的电压都应接近于电源电压（当电源电压为14.4V时，输入电压应为1313.5V）。,电子点火系传感器的检修,检查传感器输出电压。首先断开点火开关，然后将直流电压表的正极改接到传感器插座上输出端子“O”连接的引线上（绿白色导线）。接通点火开关，转动触发叶轮，当叶片进入传感器的气隙时，电压表显示的信号电压应为9.8V；当叶片离开气隙时，电压表显示的信号电压应为0.10.5V。如测得的传感器输
21、入电压和输出电压与上述值相符，说明传感器良好，否则说明传感器有故障，应予以更换。,电子点火系点火控制器的检修,（5）点火控制器的检查霍尔点火系统的点火控制器可在汽车上进行检查，方法如下：先断开点火开关，然后拔下分电器壳体上的传感器线束插头；图7.29 检查分火头 将直流电压表正极接点火线圈“15”端子，负极接点火线圈“1”端子；接通点火开关，电压表读数应约为6V，且在（12）s内降低到0V。如电压保持6V不降低或不能降到零，说明点火控制器失效，应予以更换新品。,电子点火系分火头的检修,6）分火头的检查在桑塔纳系列轿车用霍尔点火系统分火头的中央导电片与尖端电极之间，设置有一只阻值为1k0.4k的
22、电阻，检修分火头时，可用万用表电阻挡进行检测，方法如右图所示。如阻值为1k左右，说明该电阻良好。,2无分电器式电子点火系部件的检修,（1）桑塔纳2000 GLi点火线圈的检查桑塔纳2000 Gli采用闭磁路点火线圈。当接通点火开关时，电流经15号电源线加到点火线圈15端子上。点火线圈1端子与ECU内部的功率三极管相连，初级电流的接通和切断由ECU电路控制。ECU通过闭合角大小控制点火线圈初级电路的通电时间，通过计算点火提前角的大小控制初级电流的切断时刻。,桑塔纳2000 Gli闭磁路点火线圈电路图,桑塔纳2000 GLi点火线圈的检查,当点火线圈发生故障时，ECU检测不到故障信息，用故障仪也不
23、能读取故障信息，此时可用万用表测量点火线圈各端子间电阻进行故障判定。初级绕组电阻检查：用万用表测量15与1端子间电阻，其阻值应为1.21.4。次级绕组电阻检查：用万用表的一只表笔与高压插孔相连，另一只表笔与15和1端子中的任一端子相连，阻值应为68k。如果电阻值过小或为无穷大，说明点火线圈短路或断路，应当更换。,桑塔纳和捷达轿车点火控制组件的检查,（2）桑塔纳和捷达两种车型点火控制组件的结构如右图所示。在点火控制组件壳体上标注有A、B、C、D高压线插孔，分别对应1、2、3、4缸高压线。1、4缸共用一个点火线圈，2、3缸共用一个点火线圈。,桑塔纳和捷达轿车点火控制组件的检查,上图为桑塔纳和捷达轿
24、车每个点火控制组件的点火线圈内部电路。当初级绕组中的电流被切断时，在次级绕组中便产生高压，同时分配到两个气缸的火花塞使之跳火，即为双缸同时点火。,桑塔纳和捷达轿车ECU与点火控制组件的连接电路图,桑塔纳和捷达轿车点火控制组件的检查,桑塔纳和捷达轿车电脑ECU（J220）与点火控制组件的连接电路如前图所示。两个点火线圈初级绕组电路的接通与断开均由点火控制器N122根据电脑J220的指令进行控制。当有故障时，不能单独更换，只能整体更换。在检修时，应检查点火控制组件的电源电压，电脑ECU（J220）对点火控制组件的控制功能，以及点火线圈次级绕组电阻。,桑塔纳和捷达轿车点火控制组件的检查,检查点火控制
25、组件的电源电压。检查时，拔下点火控制组件插头，如右图所示。用万用表测量连接插头上2和4端子的电压，当接通点火开关时，电压应大于或等于11.5V。检查完毕，应断开点火开关。若电源电压不在规定范围，如果为零，说明点火线圈到15号电源线存在断路，应逐段进行检查。,桑塔纳和捷达轿车点火控制组件的检查,电脑ECU（J220）对点火控制组件的控制功能检查。电脑ECU对点火控制组件的控制功能，就是对点火控制组件的控制信号。检查时，可用V.A.G1594检测仪或发光二极管组成的LED解码器进行。操作时，拔下燃油泵熔断器，使燃油泵停止运转。再拔下点火控制器连接器插头，将V.A.G1594或LED解码器接到1、4
26、端子，以及3、4端子，分别检查1、4缸和2、3缸点火线圈控制信号。起动发动机时，如果发光二极管亮，说明电脑J220的点火控制功能正常。,桑塔纳和捷达轿车点火控制组件的检查,当点火系统发生故障时，如果电源电压和电脑控制功能正常，表明点火控制组件有故障，应更换新件。在检查电脑ECU（J220）的控制功能时，如果发光二极管不亮，表明J220至点火控制组件之间导线存在故障或电脑有故障。应使用数字万用表检查连接器插头1端子与电脑上71端、3端子与电脑上78端子，或3与71端子之间的导线是否短路。电阻值为无穷大表明导线无故障，电阻值若为零表明导线短路。点火线圈次级绕组电阻检查。检查时，用万用表检查A、D端子电阻，即1、4缸点火线圈绕组电阻值；检查B、C端子电阻，即2、3缸点火线圈次级绕组电阻值。1、4缸或2、3缸点火线圈次级绕组电阻值均应为46k。如果电阻值不符合规定，则应更换点火控制组件。,
