小型汽车直喷发动机点火系统拆装与故障检修

控制汽车点火线圈工作的点火控制器俗称点火模块，点火线圈按发动机管理系统ECU的指令，在指定的时刻，以对应工况所需的能量点火。有的点火模块还提供给ECU反馈信号，供ECU判断点火线圈工作是否正常，还有的反馈信号供ECU计算下一个导通脉冲宽度。

点火模块实际是一个功率电子开关，控制点火的信号为方波或磁脉冲信号，输送到点火模块的信号输入端，通过整形来驱动功率电子开关。用脉宽来控制功率电子开关的导通时间，导通后，点火线圈电流近似指数特性上升，导通时间长，断电电流就大，以此来控制线圈的点火能量，用脉冲信号的后沿时刻控制功率电子开关的关断时刻，即控制点火时刻。

1.点火线圈的结构特点

单缸独立点火线圈的结构如图4-66所示，与一般的点火线圈基本相同。由于其结构紧凑，直接与发动机相接触，温度高、振动大。

1）单缸独立点火线圈的磁路由内部的圆铁心、圆铁心两端的永磁体以及圆筒形的外铁心组成。在相同的初级断电电流的条件下，铁心磁通的变化率越大，输出的电压及能量就越高。由于体积小，还要有足够的输出电压和能量，笔式线圈采用了两项措施：一是铁心采用饱和磁感应强度高的晶粒取向的硅钢片，它比无取向的硅钢片饱和磁感应强度高10%以上，铁损减少。另一项措施是在内铁心的两端加永磁体。永磁体磁通方向与初级电流产生的磁通方向相反，这样，初级施加电流后，产生的铁心磁场由负变为正，刚好在铁心磁化曲线正负方向不饱和的直线段。对应相同的磁场强度的变化，得到比饱和段高得多的磁通变化率，从而以较小的体积实现了较高的输出。

2）内铁心前端是高压端子，后端是模块引线，它们之间的电位差就是高压输出的电压，要考虑前后有足够的绝缘距离。

图4-66 单缸点火线圈结构图

图4-67 控制系统电路图

3）由于体积限制，笔式线圈初次级骨架、外壳的壁厚多为0.7～1mm，而且与发动机接触，温度高。这对于外壳及初次级骨架的材料选择、结构、加工工艺都提出了较高的要求。设计时要注意以下几点：①前部的薄壁外壳不要与插头座处的壳体设计成一体，因为两处的耐温不同，不宜用一种材料；同时，壁厚相差太大，不宜做成一体。②初次级骨架、骨架外的壳体，壁厚薄，材料要选择热变形温度在170℃以上，注塑流动性好，与环氧树脂有良好粘接性能，耐电压强度高的材料，如PPO、PET、PPS等。IGN320型PPO耐压可达33kV/mm，注塑流动性好，是次级骨架的常用材料，环氧树脂要用玻璃化温度140℃的环氧树脂。③如初次级骨架、外壳中有高压输出镶件时，最好不要注塑时放入。因为加镶件的注塑模，内、外型腔不好保证同心，造成薄壁件厚度偏差大。后装高压端子，为保证不涂胶密封，在端子外圆周边冷挤出0.05～0.08mm的凸起（图4-66放大图I），装入后靠凸起挤紧密封。④初次级骨架、外壳在结构设计时，要考虑防错装、防松脱，如它们之间采用圆周上的不对称定位键。如图4-66放大图Ⅱ所示，在初级骨架装入插头座壳体处有一个0.1mm的环形凸起，初级骨架挤入插头座壳体后，靠环形凸起防松脱。⑤初次级骨架及外壳间的间隙较小，初次级骨架结构及尺寸设计时，要考虑环氧树脂灌入的通道，如在环形槽壁周边开缺口等。

图4-67 控制系统电路图（续）

J271—Motronic供电继电器，在电控箱上，在发动机舱内左侧（100） J519—车载电网控制单元 SB10—熔丝架B上的熔丝10 SB13—熔丝架上的熔丝13 SB14—熔丝架B上的熔丝14 SB22—熔丝架B上的熔丝22 SB23—熔丝架B上的熔丝23 T14a—14芯插头连接，在蓄电池附近 T40—40芯插头连接 —正极连接1（30a），在车身线束中 —连接3（87a），在车身线束中 *—仅针对配备手动变速器的汽车 J519—车载电网控制单元J623—发动机控制单元，在排水槽内中部 N70—带功率输出级的点火线圈1 N127—带功率输出级的点火线圈2 N291—带功率输出级的点火线圈3 N292—带功率输出级的点火线圈4 P—火花塞插头 Q—火花塞 T14a—14芯插头连接，在蓄电池附近 T60—60芯插头连接 —搭铁点，在气缸盖上 —搭铁连接1，在发动机线束中 —搭铁连接1，在发动机线束中 —EC风扇搭铁点 —连接4（87a），在发动机线束中

4）为了避免内应力开裂，在内铁心两端加发泡橡胶垫。

5）为了提高绝缘强度，在内铁心加绝缘套管，初级骨架绕线前，包一层耐高温、耐高电压的绝缘薄膜。(www.xing528.com)

6）带点火模块的笔式线圈，在模块的元器件上，应附一层硅胶，防止热应力损坏元器件。

7）为防止初级电流接通瞬间产生的正向高压（2kV左右）造成的误点火，在次级回路加高压二极管。有两种方式：一是加耐压（3～4kV）的高压二极管；另一种是加15kV的瞬态电压抑制二极管。后一种方式，二极管装在模块上。

2.点火系统电路分析

高尔夫A6点火控制系统是单缸独立控制系统。其控制系统电路如图4-67所示，特点是有四个点火末级功率放大器N70、N127、N291、N292，点火线圈（与点火功率放大器为一体）是通过火花塞插头直接安装在火花塞的顶上，取消了点火高压线，可减小无线电干扰和能量损失，如图4-68所示。缺点是各缸点火线圈和功率放大器分别共用一个搭铁点，当搭铁点出现不良时，点火能量的损耗等使各缸可能同时出现工作不良或不工作现象。

点火控制电路为：打开点火开关，经J271主供电继电器中端子87（端子85向控制单元J623供电），经熔丝SB14（20A黄色）在熔丝架B上的熔丝14再经电路图4-67 71、43分别向初级点火线圈端子3提供12V电压。根据电控单元J623的指令控制初级线圈电路通断（控制点火线圈端子4），从而在次级线圈中感应出高压电动势，击穿火花塞间隙点火。

图4-68 点火线圈实物图

3.点火系统故障检修

1）检查点火线圈。点火线圈的检查如图4-69所示。

图4-69 点火线圈检查

2）检查点火线圈功率放大器。点火线圈功率放大器检查如图4-70所示。

图4-70 检查点火线圈功率放大器