單元5發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制系統(tǒng)與檢修5.5點(diǎn)火控制電路【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知識(shí)目標(biāo)掌握點(diǎn)火控制電路的結(jié)構(gòu)原理與檢修技術(shù)要求。2．能力目標(biāo)掌握點(diǎn)火控制電路的檢修方法和工作步驟。無分電器點(diǎn)火控制系統(tǒng)有兩種點(diǎn)火方式，兩個(gè)活塞位置同步缸共用一個(gè)點(diǎn)火線圈的分組同時(shí)點(diǎn)火方式和每缸一個(gè)點(diǎn)火線圈的各缸獨(dú)立點(diǎn)火方式。分組同時(shí)點(diǎn)火各缸獨(dú)立點(diǎn)火分組同時(shí)點(diǎn)火是指將所有氣缸的火花塞兩兩分組，用一個(gè)點(diǎn)火線圈給兩個(gè)火花塞提供電壓，點(diǎn)火線圈每產(chǎn)生一次高壓電，都使同組兩個(gè)缸的火花塞同時(shí)點(diǎn)火，即雙缸同時(shí)點(diǎn)火。分組同時(shí)點(diǎn)火高壓電的分配控制電路有二極管分配和點(diǎn)火線圈分配兩種形式。1．控制電路工作原理（1）二極管分配式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)四個(gè)氣缸共用一個(gè)由兩個(gè)初級(jí)繞組和一個(gè)次級(jí)繞組構(gòu)成的特制點(diǎn)火線圈，點(diǎn)火控制器中的兩只功率三極管根據(jù)氣缸識(shí)別信號(hào)和點(diǎn)火定時(shí)信號(hào)輸出點(diǎn)火脈沖，按點(diǎn)火順序交替控制一個(gè)初級(jí)繞組的導(dǎo)通與截止，次級(jí)繞組的兩端通過四只高壓二極管與火花塞構(gòu)成回路，利用四個(gè)二極管的單向?qū)щ娦越惶嫱瓿蓪?duì)一、四缸和二、三缸配電過程。5.5.1分組同時(shí)點(diǎn)火（2）點(diǎn)火線圈分配式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火線圈組件有兩個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)火線圈（六缸發(fā)動(dòng)機(jī)有三個(gè)），每個(gè)點(diǎn)火線圈供給成對(duì)的兩個(gè)火花塞工作，即一、四缸和二、三缸分別共用一個(gè)點(diǎn)火線圈（六缸發(fā)動(dòng)機(jī)一、六缸，二、五缸和三、四缸分別共用一個(gè)點(diǎn)火線圈）。點(diǎn)火控制器中配有與點(diǎn)火線圈數(shù)量相等的功率三極管，分別控制一個(gè)點(diǎn)火線圈。（1）電路分析大眾桑塔納2000AJR發(fā)動(dòng)機(jī)分組同時(shí)點(diǎn)火控制電路采用了點(diǎn)火線圈直接分配高壓的同時(shí)點(diǎn)火配電方式。點(diǎn)火控制器N122（大功率三極管輸出電路）和兩個(gè)點(diǎn)火線圈（N和N128，N為二、三缸點(diǎn)火線圈，N128為一、四缸點(diǎn)火線圈）組成點(diǎn)火線圈總成N520，固定在進(jìn)氣歧管內(nèi)側(cè)。點(diǎn)火線圈總成的高壓分缸線插孔旁印有A、B、C、D標(biāo)記，分別對(duì)應(yīng)一、二、三、四缸的高壓分線。2．大眾桑塔納2000AJR發(fā)動(dòng)機(jī)分組同時(shí)點(diǎn)火控制電路a）點(diǎn)火線圈總成b）連接電路①檢測點(diǎn)火線圈電阻。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈總成N520線束插頭，并從點(diǎn)火線圈總成上拔下高壓分缸線。用萬用表檢測點(diǎn)火線圈的次級(jí)電阻，端子A與端子D之間的電阻表示一、四缸線圈次級(jí)電阻，端子B和端子C之間的電阻表示二、三缸線圈次級(jí)電阻，正常值均為4~6kΩ。如電阻值不符合規(guī)定，應(yīng)更換點(diǎn)火線圈總成。（2）檢修方法點(diǎn)火控制電路出現(xiàn)故障后，會(huì)導(dǎo)致火花塞不能點(diǎn)火或者點(diǎn)火能量不足，因此會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)、起動(dòng)困難、加速無力、排放超標(biāo)等現(xiàn)象，若個(gè)別缸點(diǎn)火不良還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，點(diǎn)火控制器及其連接電路、點(diǎn)火線圈、高壓分缸線、火花塞等，都是可能的故障點(diǎn)。②檢查點(diǎn)火線圈與點(diǎn)火控制器的供電與接地情況。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈總成線束插頭。接通點(diǎn)火開關(guān)，用萬用表檢測線束插頭端子2（電源端）和端子4（接地端）之間的電壓，電壓值應(yīng)大于或等于11.5V。如果電壓為0，按照電路圖檢測點(diǎn)火線圈總成線束插頭端子2與中央繼電器盒D線束插頭端子23、點(diǎn)火線圈總成線束插頭端子4與接地之間的電阻，正常值均應(yīng)小于1.5Ω。若阻值較大，說明該段導(dǎo)線存在虛接或斷路。如果有斷路故障，則應(yīng)修復(fù)或更換。③檢測電路導(dǎo)通性。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈總成線束插頭。用萬用表檢測點(diǎn)火線圈總成線束插頭端子1與ECU線束插頭端子71、點(diǎn)火線圈總成線束插頭端子3與ECU線束插頭端子78之間的導(dǎo)線電阻，正常值均應(yīng)小于1.5Ω。若阻值較大，說明該段導(dǎo)線存在虛接或斷路。然后檢查導(dǎo)線相互之間是否短路（不相接的導(dǎo)線間電阻應(yīng)為無窮大）。如果導(dǎo)線有斷路、短路故障，則應(yīng)修復(fù)或更換。④檢查點(diǎn)火控制器的工作情況。拔下所有噴油器的線束插頭，拔下點(diǎn)火線圈總成線束插頭，用發(fā)光二極管試燈分別連接于點(diǎn)火線圈總成線束插頭端子1（點(diǎn)火輸出）和端子4（接地端）、點(diǎn)火線圈總成線束插頭端子3（點(diǎn)火輸出）和端子4（接地端）之間，以檢查發(fā)動(dòng)機(jī)ECU一、四缸和二、三缸點(diǎn)火線圈的控制信號(hào)。短時(shí)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)光二極管試燈應(yīng)不斷閃爍。如發(fā)光二極管試燈不閃爍，說明發(fā)動(dòng)機(jī)ECU至點(diǎn)火線圈總成之間的線束存在斷路或短路故障，或者發(fā)動(dòng)機(jī)ECU存在故障，應(yīng)修復(fù)或更換。由ECU輸出的點(diǎn)火控制信號(hào)波形次級(jí)點(diǎn)火波形關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，插好所有噴油器的線束插頭，拔下點(diǎn)火線圈總成線束插頭，將線束插頭端子1（一、四缸點(diǎn)火控制端）、端子3（二、三缸點(diǎn)火控制端）的線束刺破，接好示波器。插上點(diǎn)火線圈總成線束插頭，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，以雙通道方式檢測由ECU輸出的點(diǎn)火控制信號(hào)波形。用另一個(gè)示波器以四通道方式分別連接一、二、三、四缸高壓分缸線，檢測各缸的次級(jí)點(diǎn)火波形。⑤檢測點(diǎn)火控制信號(hào)波形和次級(jí)點(diǎn)火波形⑥檢查火花塞的工作情況拔下所有噴油器的線束插頭，插好點(diǎn)火線圈總成線束插頭。用火花塞套筒依次拆卸各缸火花塞，將取出的火花塞分別接好高壓分缸線。用絕緣鉗夾住火花塞，將火花塞外殼搭鐵到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上（不能有間隙），起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)3~5秒，檢查火花塞的跳火情況。正常情況下火花呈淡藍(lán)色，在電極間基本成一條直線。如果電極間隙處不跳火或火花呈紅色，則必須更換。依次檢查各缸火花塞，檢查完畢再使用火花塞套筒安裝好火花塞。5.5.2各缸獨(dú)立點(diǎn)火1．控制電路工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，點(diǎn)火控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU送入的點(diǎn)火信號(hào)和氣缸識(shí)別信號(hào)輸出點(diǎn)火控制脈沖，按照發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的做功順序輪流觸發(fā)功率三極管VT1、VT2、VT3、VT4導(dǎo)通和截止，分別控制各個(gè)點(diǎn)火線圈輪流產(chǎn)生高壓電，并將高壓電直接輸送給與之連接的火花塞。發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的點(diǎn)火均單獨(dú)控制，互不影響。2．大眾CEA1.8TSI發(fā)動(dòng)機(jī)各缸獨(dú)立點(diǎn)火控制電路（1）電路分析（2）檢修方法與雙缸同時(shí)點(diǎn)火控制電路一樣，當(dāng)各缸獨(dú)立點(diǎn)火控制電路出現(xiàn)故障后，會(huì)導(dǎo)致火花塞不能點(diǎn)火或者點(diǎn)火能量不足，因此會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)、起動(dòng)困難、加速無力、排放超標(biāo)等現(xiàn)象，若個(gè)別缸點(diǎn)火不良還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)。點(diǎn)火控制器及其連接電路、點(diǎn)火線圈、火花塞等，都是可能的故障點(diǎn)。與雙缸同時(shí)點(diǎn)火方式有所不同的是，采用各缸獨(dú)立點(diǎn)火方式的發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的點(diǎn)火是單獨(dú)控制的，互不影響。檢修時(shí)，可首先利用斷缸法找出不點(diǎn)火或點(diǎn)火異常的氣缸，再進(jìn)行相應(yīng)的檢修。①檢測電源電壓。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈線束插頭T4t。接通點(diǎn)火開關(guān)，用萬用表檢測線束插頭T4t端子1與端子2之間的電壓，應(yīng)為12V左右。檢測線束插頭T4t端子1與端子4之間的電壓，應(yīng)為12V左右。如果顯示值沒有達(dá)到此要求，則檢查保險(xiǎn)絲SB4（30A）、繼電器J271是否正常，檢查相應(yīng)的連接線束是否有虛接、斷路或短路。②檢測電路導(dǎo)通性。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈線束插頭T4t和ECU線束插頭T60a，用萬用表檢測線束插頭T4t端子3至ECU線束插頭T60a端子7之間的電阻，應(yīng)小于1.5Ω。若阻值較大，說明線束存在虛接或斷路。如果有虛接或斷路，則應(yīng)修復(fù)或更換。③檢測點(diǎn)火控制信號(hào)。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈線束插頭T4t，將線束插頭T4t端子3和ECU線束插頭T60a端子7之間的線束刺破，接好萬用表表筆。插上點(diǎn)火線圈線束插頭T4t，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)行，用萬用表交流電壓擋檢測端子3與接地之間的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU點(diǎn)火控制信號(hào)電壓，應(yīng)為高電平接近5V的脈沖信號(hào)電壓。如果顯示值沒有達(dá)到此要求，則繼續(xù)進(jìn)行下一步檢查。以上檢測也可以用發(fā)光二極管試燈進(jìn)行。檢測時(shí)，將發(fā)光二極管試燈連接于點(diǎn)火線圈插頭端子3與接地之間，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)光二極管試燈應(yīng)不停地閃爍。④檢測點(diǎn)火控制信號(hào)波形和次級(jí)點(diǎn)火波形。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈線束插頭T4t，將線束插頭T4t端子3的線束刺破，在端子3和搭鐵之間接好示波器。插上點(diǎn)火線圈線束插頭T4t，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，檢測由ECU輸出的點(diǎn)火控制信號(hào)波形。用另一個(gè)示波器以四通道方式分別檢測各缸的次級(jí)點(diǎn)火波形。⑤檢查火花塞的工作情況。方法與大眾桑塔納2000AJR發(fā)動(dòng)機(jī)分組同時(shí)點(diǎn)火控制電路基本相同，不再贅述。由ECU輸出的點(diǎn)火控制信號(hào)波形次級(jí)點(diǎn)火波形豐田1ZR-FE發(fā)動(dòng)機(jī)各缸獨(dú)立點(diǎn)火控制系統(tǒng)采用多個(gè)點(diǎn)火控制器（大功率三極管輸出電路），分別與一缸點(diǎn)火線圈1、二缸點(diǎn)火線圈2、三缸點(diǎn)火線圈3、四缸點(diǎn)火線圈4集成為一體，壓裝在各缸的火花塞上。（1）電路分析3．豐田1ZR-FE發(fā)動(dòng)機(jī)各缸獨(dú)立點(diǎn)火控制電路（2）檢修方法檢修時(shí)，可首先利用斷缸法找出不點(diǎn)火或點(diǎn)火異常的氣缸，再進(jìn)行相應(yīng)的檢修。①檢測電源電壓。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈線束插頭B26。接通點(diǎn)火開關(guān)，用萬用表檢測線束插頭B26端子1（+B）與端子4（GND）或搭鐵之間的電壓，應(yīng)為12V左右。如果顯示值沒有達(dá)到此要求，則檢查保險(xiǎn)絲、IG2繼電器是否正常，檢查相應(yīng)的連接線束是否有虛接、斷路或短路。②檢測電路導(dǎo)通性。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈線束插頭B26和ECU線束插頭B31，用萬用表檢測點(diǎn)火線圈線束插頭B26端子3（IGT1）與ECU線束插頭B31端子85（IGT1）之間的導(dǎo)線電阻，檢測點(diǎn)火線圈線束插頭B26端子2（IGF）至ECU線束插頭B31端子81（IGF）之間的導(dǎo)線電阻，均應(yīng)小于1.5Ω。若某一線束阻值較大，說明該段線束存在虛接或斷路。然后檢查導(dǎo)線相互之間是否短路（不相接的導(dǎo)線間電阻應(yīng)為無窮大）。如果導(dǎo)線有斷路、短路故障，則應(yīng)更換。③檢測點(diǎn)火控制信號(hào)IGT。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈線束插頭B26，將線束插頭B26端子3（IGT1）的線束刺破，連接發(fā)光二極管試燈于端子3和搭鐵之間。插上點(diǎn)火線圈線束插頭B26，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)行，發(fā)光二極管試燈應(yīng)不停地閃爍。如果發(fā)光二極管試燈不閃爍，則繼續(xù)進(jìn)行下一步檢查。當(dāng)用示波器進(jìn)行檢測時(shí)，在端子3和搭鐵之間接好示波器，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)行，正常的信號(hào)波形如圖所示。④檢測點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)IGF。關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈線束插頭B26，將線束插頭B26端子2（IGF）的線束刺破，連接發(fā)光二極管試燈于端子2和搭鐵之間。插上點(diǎn)火線圈線束插頭B26，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)行，發(fā)光二極管試燈應(yīng)不停地閃爍。如果發(fā)光二極管試燈不閃爍，則繼續(xù)進(jìn)行下一步檢查。當(dāng)用示波器進(jìn)行檢測時(shí)，在端子2和搭鐵之間接好示波器，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)行，正常的信號(hào)波形如圖所示。由于1ZR-FE發(fā)動(dòng)機(jī)將4個(gè)點(diǎn)火控制器的IGF信號(hào)線連接在一起，所以檢測到的是4個(gè)IGF信號(hào)疊加的信號(hào)波形。⑤檢測次級(jí)點(diǎn)火波形。用示波器以四通道方式分別檢測各缸的次級(jí)點(diǎn)火波形，應(yīng)如圖所示。⑥檢查火花塞的工作情況。方法同上，不再贅述?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)了解點(diǎn)火提前角與閉合角控制的基本原理。5.6點(diǎn)火提前角與閉合角控制1．點(diǎn)火提前角的影響因素（1）轉(zhuǎn)速的影響；（2）負(fù)荷的影響5.6.1點(diǎn)火提前角控制2．點(diǎn)火提前角的組成實(shí)際點(diǎn)火提前角包含初始點(diǎn)火提前角、基本點(diǎn)火提前角、修正點(diǎn)火提前角。（1）初始點(diǎn)火提前角初始點(diǎn)火提前角是由曲軸轉(zhuǎn)速與位置傳感器信號(hào)和曲軸轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)關(guān)系而確定的點(diǎn)火提前角，由曲軸轉(zhuǎn)速與位置傳感器的安裝位置決定。（2）基本點(diǎn)火提前角基本點(diǎn)火提前角是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常的工作溫度、正常的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷通過查找和計(jì)算確定的點(diǎn)火提前角。（3）修正點(diǎn)火提前角修正點(diǎn)火提前角是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不在正常的工作溫度或不在正常的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷范圍內(nèi)時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU中根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和負(fù)荷信號(hào)以外的有關(guān)傳感器及開關(guān)的信號(hào)對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正的點(diǎn)火提前角。實(shí)際點(diǎn)火提前角包含初始點(diǎn)火提前角、基本點(diǎn)火提前角、修正點(diǎn)火提前角，由于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)其初始點(diǎn)火提前角有所不同，實(shí)際點(diǎn)火提前角的計(jì)算方法也有所不同。對(duì)于把壓縮上止點(diǎn)作為點(diǎn)火提前角計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)火系統(tǒng)，實(shí)際最佳點(diǎn)火提前角=基本點(diǎn)火提前角+點(diǎn)火提前角修正值。（1）起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角控制①起動(dòng)初始點(diǎn)火提前角控制。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)速很低，此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)（進(jìn)氣歧管壓力信號(hào)或進(jìn)氣流量信號(hào)）不穩(wěn)定，為確保有適當(dāng)而又穩(wěn)定的點(diǎn)火提前角，將點(diǎn)火提前角固定在初始點(diǎn)火提前角。②起動(dòng)非初始點(diǎn)火提前角控制。為提高起動(dòng)性能，有些發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間并非是初始點(diǎn)火提前角，而是由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度和起動(dòng)轉(zhuǎn)速對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。低溫起?dòng)點(diǎn)火提前角調(diào)整特性3．點(diǎn)火提前角控制的基本內(nèi)容（2）起動(dòng)后點(diǎn)火提前角①基本點(diǎn)火提前角控制發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器輸入的信號(hào)確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況，然后根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)速與位置傳感器輸入的轉(zhuǎn)速信號(hào)和空調(diào)開關(guān)信號(hào)，從預(yù)先設(shè)定在只讀存儲(chǔ)器中的怠速工況基本點(diǎn)火提前角數(shù)據(jù)表或點(diǎn)火特性三維脈譜圖中選出相應(yīng)的基本點(diǎn)火提前角。發(fā)動(dòng)機(jī)處于非怠速工況運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、空氣流量（或進(jìn)氣歧管壓力）信號(hào)，從在只讀存儲(chǔ)器中預(yù)先設(shè)定的非怠速工況基本點(diǎn)火提前角數(shù)據(jù)表中查出相應(yīng)的基本點(diǎn)火提前角。②點(diǎn)火提前角修正控制。不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)，其修正系數(shù)和修正的項(xiàng)目均會(huì)有所不同，通常有怠速暖機(jī)修正、怠速穩(wěn)定性修正、空燃比反饋修正、爆燃修正等。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)起動(dòng)后進(jìn)入暖機(jī)工況，由于冷卻液溫度還很低，混合氣燃燒速度較慢，需適當(dāng)增大點(diǎn)火提前角。隨著暖機(jī)過程的延續(xù)，冷卻液溫度逐漸升高，點(diǎn)火提前角修正值逐漸減小。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU連續(xù)不斷地計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低于所設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)，ECU根據(jù)其與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值大小適當(dāng)?shù)卦龃簏c(diǎn)火提前角。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)，則適當(dāng)?shù)販p小點(diǎn)火提前角。由于混合氣空燃比變化對(duì)混合氣的燃燒速度有影響，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU需要根據(jù)氧傳感器的空燃比反饋信號(hào)對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正。ECU僅