微机控制点火系的故障原因除了点火控制器、点火线圈、配电器、高压线、火花塞发生故障外,还包括各种传感器及其线路连接异常或电控单元及其线路连接异常。大多数微机控制点火系的发动机都设有故障自诊断系统,即发动机ECU具有自诊断功能。当发动机不能启动或工作异常,怀疑是点火系统故障时,应首先利用发动机ECU的自诊断功能进行诊断和检查,必要时再进行人工诊断,最后通过人工检查查明故障部位和原因。
(1)利用发动机ECU的自诊断功能进行诊断
①按规定步骤读取故障码。可以就车调取故障码,也可以借助于解码器等一些检测设备,解码器以及各按键功能如图4.36所示。不同的车型,系统故障码的读取方法不同,应以相关的维修手册为准。
②根据故障代码,确定故障具体部位、原因,并予以排除。维修人员读出故障码后,可根据故障代码表查出故障的含义、类别以及故障范围。在一般情况下,故障代码只代表了故障类型及大致范围,不能具体指明故障的全部原因。因此,必须以此为依据借助于示波器等仪器设备进行具体、全面的检查,找出故障并予以排除。
图4.36 解码器以及各按键功能
③进行路试检查,确定故障彻底排除。故障全部修理完毕后,应进行路试检查。路试中,发动机检查指示灯应指示正常;启动发动机后,发动机检查指示灯熄灭,此时说明故障已经彻底排除。若启动发动机后,发动机检查指示灯不熄灭,则说明电子控制系统还存在故障,需继续修理。
④清除故障代码。在故障彻底排除且发动机检查指示灯指示正常后,应及时消除故障代码,此时可借助解码器对故障代码进行清除。
(2)人工诊断
当微机控制点火系有故障或自诊断系统显示点火系故障需要人工诊断时,首先从分电器上取下中央高压线,接上一个新火花塞转动曲轴,根据火花塞的跳火是否正常进行检查和诊断。在进行微机控制点火系的故障诊断与排除时,应该在普通电子点火系故障诊断的基础上,增加传感器的检测与控制信号传输电路的检测。对于某些间歇性故障,可以采用模拟方法进行诊断,如振动法、加热法、电器全部接通法、道路试验法等。
2)微机控制点火系的故障诊断
以桑塔纳2000GSI AJR发动机微机控制点火系为例,如图4.37所示为桑塔纳2000GSI AJR发动机微机控制点火系工作原理图,经检查分析,确定是点火系的故障导致发动机不能启动。该故障诊断与排除的具体步骤如下:
对该点火系进行全面检查时,一般按由易到难的顺序,沿点火线路进行分段检查。
(1)检查线路接头
检查各部分线路接头有无松动、断路、短路现象。
(2)检查点火线圈搭铁电路
拔下点火线圈插头,如图4.38所示,用发光二极管连接蓄电池正极和插头端子4,发光二极管应发亮;否则,应检查插头端子4与搭铁点之间的线路是否断路。
图4.37 桑塔纳AJR发动机微机控制点火系工作原理图
图4.38 点火线圈插头
(3)检查点火线圈供电电压
拔下点火线圈插头,连接插头2端子与发动机搭铁点,发光二极管应发亮;否则,应检查插头2端子与电源线15脚之间线路是否接触不良或断路。
(4)检查点火线圈工作情况
拔下4个喷油器的导线插头和点火线圈上的插头,接通点火开关,用发光二极管连接插头1端子和发动机搭铁点,运转发动机数秒,发光二极管应发亮;否则,应检查点火线圈插头1、3端子与ECU的71、78引脚之间线路有无断路或短路。如果线路无故障,则应更换一个ECU再进行检查。
(5)传感器等点火系统组件的检测
当传感器组件发生故障时,应在蓄电池电压、燃油泵继电器和熔断丝都正常的情况下进行检测,用高阻抗数字式万用表,表内阻不小于10 kΩ。如果检测组件电压不正常,应进行线路维修。其方法是:断开点火开关,从ECU上拔下接线插头和所要测量组件的插头,检测连接线路的电阻。检测时,为了避免损坏电子元件,要注意万用表量程必须符合测量条件,其测量项目应查阅有关维修手册。如果被检测线路正常,而被检测组件电压或电阻值不正常,则故障在被检测组件或ECU。
[任务实施]
1)实施内容
霍尔传感器的检查
2)实施目的
①掌握霍尔信号传感器的结构及工作原理。
②掌握万用表的使用要领。
3)设备器材
(1)设备
汽车电器试验台、蓄电池、霍尔信号传感器、桑塔纳轿车电子点火线路。
(2)工具
拆装台、拆装工具、万用表、砂布、抹布等。
4)实操内容
霍尔信号传感器的检查如图4.39所示。
图4.39 霍尔信号传感器的检测
①测出放大器端子15和点BH之间的电阻值并记录。
②按该阻值的大小选择一个相应大小的电阻R,串接于蓄电池正极(12 V)与分电器端子“+”之间,为信号发生器霍尔集成电路提供一定值的电源电压。
③将万用表的负表笔接分电器端子“7”、正表笔接分电器端子“—”端,测量电阻值并记录。
④霍尔信号发生器的故障确认。
诊断方法:用手转动配电器轴,观察万用表指示,电阻值若随分电器转动在0与无穷大之间交替变化,说明霍尔信号发生器良好;若电阻值始终在0或无穷大处不动,则说明信号发生器有故障。
[任务检测]
一、填空题
1.微机控制点火系统的控制功能包括________控制、________控制和________控制三个方面,以保证发动机在各种工况下,都可获得最佳的动力性、经济性、排放性及工作稳定性。
2.微机控制点火系按照有无分电器分类,可分为________点火系统和________点火系统两种类型。
3.在微机控制的点火系中,发动机工作时的点火提前角由________、________和________三部分组成。
二、判断题
1.微机控制点火系废除了真空和离心式点火提前装置,点火提前角由微机控制,将点火提前到发动机刚好不致于产生爆燃的范围。( )
2.无分电器微机控制点火系主要由电源(蓄电池和发电机)、点火开关、传感器、电控单元、执行器(点火线圈、点火控制器、火花塞)等组成。( )(www.xing528.com)
3.点火控制器的作用是控制点火线圈初级绕组中电流的通断。( )
三、选择题
1.ECU根据( )信号对点火提前角实行反馈控制。
A.水温传感器
B.曲轴位置传感器
C.爆燃传感器
D.车速传感器
2.采用电控点火系统时,发动机实际点火提前角与理想点火提前角关系为( )
A.大于
B.等于
C.小于
D.接近于
3.当发动机在怠速工况下工作时,电控单元对点火提前角实行( )。
A.开环控制
B.闭环控制
C.温度高时开环控制、温度低时闭环控制
四、简答题
1.简述微机控制点火系的组成及工作原理。
2.简述微机控制点火系的常见故障和排除方法。
3.简述爆震反馈控制的工作原理。
[知识拓展]
利用仪器进行点火系的故障诊断
目前,对点火系统进行检测主要是利用仪器分析点火线圈次级电压波形和初级电压波形,进而判断点火系统的工作情况,以及测试点火提前角等。所用仪器一般是汽车专用示波器或发动机综合性能分析仪。
点火线圈相当于一个变压器,在初级线圈周期性通电和断电的过程中,初、次级线圈都因电流变化而感应电动势,而初、次级电压随时间变化的规律也是相似的。因为次级电压对发动机正常工作至关重要,所以重点分析次级电压的波形。
1.次级电压标准波形分析
次级电压的标准波形如图4.40所示。
图4.40 次级电压标准波形
次级电压标准波形图为单缸直列波标准波形图,它反映了一个气缸点火工作的情况,波形上各点的意义如下:
①a点:断电器触点断开或电子点火器输出断开,点火线圈初级电路突然断电,导致次级电压急剧上升。
②ab段:火花塞击穿电压。传统点火系击穿电压为15~20 kV,电子点火系击穿电压为18~30 kV。
③cd段:火花塞电极间混合气被击穿之后,维持火花放电所需电压,一般为几千伏。这段波形称为“火花线”。火花线应具有一定的高度和宽度,它反映了点火能量的大小,也是保证可靠点火的重要条件。
④de段:火花消失,点火线圈中剩余磁场能量在线路中维持一段衰减震荡。
⑤f点:断电器触点闭合或电子点火器输出导通,使点火线圈初级电路有电流通过,初级电流开始增加,引起次级电压突然增大。
⑥fg段:因初级电流接通而回路电压出现衰减震荡,震荡消失后,电压恢复为零。
2.次级电压的故障波形分析
所测波形曲线与标准波形有差异,说明点火系出现故障,可以通过分析次级电压的波形来判断点火系统的故障。
如图4.41所示为一些常见的故障波形,这些故障波形分析如下:
图4.41 次级电压故障波形
①如图4.41(a)所示,断电高压产生之前出现小的多余波形,说明断电器触点接触面不平,在完全断开之前有瞬间分离现象,引起电压抖动。
②如图4.41(b)所示,火花线变短,很快熄灭,说明点火系统储能不足,可能是供电电压偏低或初级电路导线接触不良造成。
③如图4.41(c)所示,第二次振荡波形之前出现小的杂波,可能是由断电器触点接触面不平,在完全闭合之前有不良接触所致。
④如图4.41(d)所示,在触点闭合阶段,存在多余的小的杂波,可能是初级电路断电器触点搭铁不良或各连接点接触不良,引起小的电压波动。
⑤如图4.41(e)所示,第二次振荡波形存在严重的杂波,通常是断电器触点臂弹簧弹力,使触点闭合瞬间引起弹跳所致。
⑥如图4.41(f)所示,击穿电压过高,且火花线较为陡峭,可能是火花塞间隙太大或次级电路开路等引起。火花塞间隙越大,所需击穿电压越高。
⑦如图4.41(g)所示,击穿电压和火花线都太低,且火花线变长,可能是火花塞间隙太小或积碳严重所致。在这种情况下,击穿电压就会很低,而火花放电时间则较长。
⑧如图4.41(h)所示,火花线中出现干扰“毛刺”,可能是分电器盖或分火头松动。在发动机高速运转时,因分电器的振动会使火花塞上的电压不稳定而出现抖动。
【评价与反馈】
评价与反馈见表4.10。
表4.10 评价与反馈表
【教师评估】
教师评估见表4.11。
表4.11 教师评估表
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