电控点火系统的组成与工作原理

1、同时点火方式：
两个气缸共用一个点火线圈，该点火 线圈的高压电同时送往两缸的火花塞，同 时跳火。
1、同时点火方式：
同时跳火的两缸必须满足如下条件： 当一缸处于压缩行程上止点时，另一缸处于 排气行程上止点。曲轴旋转一圈后，两缸所处的 行程正好相反。 如6缸发动机，第一缸与第六缸、第二缸与 第五缸、第三缸与第四缸共用一个点火线圈，火 花塞串联，同时点火。
同时点火系的高压配电方式有两种： 二极管分配方式、点火线圈分配方式。
1、同时点火方式：
（1）二极管分配方式：
1、同时点火方式：
结构特点：
有两个初级绕组和一个次级绕组（4缸发动 机），次级绕组的两端分别通过高压二极管与4 个火花塞形成回路。
当发动机点火顺序为1-3-4-2时，1缸和4缸、 2缸和3缸分别配对，同时点火。 点火器内部有两个功率三极管，分别控制 点火线圈中的两个初级绕组。
(3)无分电器点火次级高压波形、 图8—19所示为无分电器双缸同时点火系统(一个点火线圈给两个气缸点火) 波形测试。采用示波器的两个通道，以测试做功和排气的点火波形。由于压缩压 力的不同，其中做功的气缸所需要的点火电压较高。
2．点火初级波形 由于点火初级和次级线圈有互感作用，在次级线圈产生高压时还会反馈给初级 电路。点火初级波形如图8—20所示。 点火初级陈列波主要用于检查火花塞、高压线的短路或断路故障，及火花塞 是否污损。当点火次级不易测试时(例如，无火花塞高压线的汽车)，就需测试点 火初级波形。 让发动机怠速运转、急加速或路试汽车，使行驶性能或点火不良等故障现象 再现，并确认各缸信号的幅值、频率、形状和脉冲宽度等是否一致。观察各缸点 火击穿峰值电压高度是否相对一致。如果一个缸的点火峰值电压明显比其他缸高 出很多，则说明这个气缸的点火次级线路中电阻过高，如点火高压线开路或阻值 太高；如果一个缸的点火峰值电压比其他缸低，则说明点火高压线短路或火花塞 间隙过小、火花塞破裂或污浊。 点火初级单缸波形的测 试内容、项目和方法与 分电器次级单缸波形完 全相同，只是测试时要 确认一下闭合角是否随 发动机的负荷和转速变 化而改变。
1、同时点火方式：
工作原理：
当1、4缸点火触发信号输入点火器时，功率三极管 VT1截止，初级绕组A断开，在次级绕组中产生电动势e1， 在该电动势作用下，二极管VD1、VD4正向导通，1、4缸火 花塞跳火；VD2、VD3反向截止，2、3缸不跳火。
当2、3缸点火触发信号输入点火器时，功率三极管 VT2截止，初级绕组B断开，在次级绕组中产生电动势e2， 在该电动势作用下，二极管VD2、VD3正向导通，2、3缸火 花塞跳火；VD1、VD4反向截止，1、4缸不跳火。
二、有分电器电控点火系统 DI
工作原理：
发动机工作时，ECU根据发动机转速和负荷等传感器 信号确定出最佳点火提前角，根据曲轴位置传感器信号 确定出各缸活塞的位置，并在适当时刻向点火器输出点 火信号IGT，控制点火线圈初级电路周期性地通断，从而 在次级绕组中产生高压电，再由配电器分配到各缸点火。 在点火过程中，初级电路每通断一次，点火器都会 向ECU反馈一个点火确认信号IGF。 当ECU连续6次收不到IGF信号时，便判定点火系有故 障，控制喷油器停止喷油。
电控点火系统的组成与工作原理
●传统点火系统 ●电子点火系统 ●微机点火系统
微机控制点火系统 ESA
微机控制的点火系统即电控点火系统，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，从而使发动机在各种工况下都具有最 佳的点火提前角，提高了发动机的动力性和经济 性，且保证排放污染最小。
一、微机控制点火系统的组成和工作原理
1、组成：
（1）传感器： 凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计 或进气歧管压力传感器、节气门位置传感 器、冷却液温度传感器、爆震传感器等。 （2）发动机控制器ECU： （3）点火执行器：
点火模块、大功率三极管、点火线圈、分电 器、火花塞。
一、微机控制点火系统的基本组成
一、微机控制点火系统的组成和工作原理
二、有分电器电控点火系统 DI
丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机点火系原理图：
二、有分电器电控点火系统 DI
丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机点火系： 该发动机曲轴位置传感器装在分电器内，其 中G1、G2耦合线圈和G转子产生G1、G2信号，用来 确定活塞上止点的位置；Ne耦合线圈和Ne转子产 生Ne信号，用来确定曲轴转速。
拔下点火器的导线连接器，当点火开关位于“ON” 位置时，用电压表检查发动机ECU的IGF端子与接地之间 的电压，标准电压值为4.5～5V。
(3)检查IGT的接地电压。
拔下点火器的导线连接器，当用起动机带动发动机 时，用电压表检查发动机ECU的IGT端子与接地间的电
压，其标准电压为0.5～1.0V。
二、点火线圈 1、功用：
丰田皇冠轿车无分电器同时点火系：
IGdA、IGdB信号是根据G1、G2和Ne信号向点火器输送 的判缸信号。 点火器根据IGdA、IGdB信号的状态决定接通哪条初 级电路。
IGdA为0、IGdB为1——VT1导通，1缸或6缸点火。
IGdA为1、IGdB为0——VT2导通，2缸或5缸点火。
IGdA为0、IGdB为0——VT3导通，3缸或4缸点火。
2、独立点火方式：
一个气缸配一个点火线圈，该点火线 圈产生的高压只送往这一个缸。
一、点火器 1、功用：
根据ECU输入的指令，按点火顺序控 制各个点火线圈工作，同时向ECU输送点火 确认信号IGF。
一、点火器 2、构造：
各种发动机的点火器内部结构不一样。 有的只有大功率三极管，单纯起开关作用（奥迪200、 日产公司ECCS系统）； 有的除起开关作用外，还有气缸判别、闭合角控制、 恒流控制、安全信号等电路（丰田TCCS系统）； 有的发动机不单设点火器，将大功率三极管组合在 电子控制器中，由电子控制器直接控制点火线圈中的初 级电流通断（北京切诺基4.0L发动机）。
①点火线圈初级通电：点火线圈初级开始通电，此时在次级线圈会产生少许的 振荡。各缸应保持相对一致的波形下降沿，这表明各缸闭合角相同以及点火正时 正确。 ②点火线：如果击穿电压太高，表明该缸高压电路中存在着高电阻，常见的故 障原因是分缸高压线断路、未插好或火花塞间隙过大；如果击穿电压过低，表明 该缸高压电路电阻低于正常值，常见的故障原因是高压线漏电或火花塞污蚀、破 裂或间隙过小。 ③跳火或燃烧电压：即火花塞产生的火花燃烧混合气时的电压，各缸燃烧电压 保持相对一致，说明火花塞工作和各缸空燃比一致。如果混合气太稀，燃烧电压 值就会降低。 ④燃烧线：跳火或燃烧线应十分“干净”，即燃烧线上应没有过多的杂波。过 多的杂波表明该缸点火不良，其原因是点火过早、喷油器损坏、火花塞脏污以及 其他原因。燃烧线的持续时间与气缸内混合气浓度有关。燃烧线太长(超过2ms) 表示混合气浓，燃烧线太短(少于0．75ms)表示混合气稀。 ⑤点火线圈振荡：燃烧线后面最少有2个，最好3—5个的振荡波，振荡波过多或 过少表明点火线圈或电容器不良。
三、分电器 1、功用：
根据发动机点火顺序，将点火线圈产 生的高电压依次输送给各缸火花塞。
四、点火控制电路
第五节微机控制点火系统的检修
微机控制的点火系统发生故障后，其点火线圈、点火器及高压电路元件的测 试方法，高压电路及部分低压电路的诊断方法与传统触点式点火系或普通电子点 火系类似。这里着重介绍微机控制点火系统特殊的诊断与检测方法。 一、点火波形分析 1．点火次级高压波形 (1)分电器点火次级多缸陈列波形 分电器点火次级多缸陈列波形用来检查高压线的点火高压、能量、短路或断路 情况，或引起点火不良的火花塞。多缸陈列波形能比较各缸高压值，判断哪一缸 点火高压有故障。如图8—17所示是分电器点火次级多缸陈列波形，示波器显示 屏按照点火顺序从左到右依次显示每个缸的点火波形。 观察各缸的点火波形的幅值、频率、形状和脉冲宽度等是否一致。各缸的点 火峰值电压(击穿电压)应相对一致，并基本相等，相互之间任何的差别都表明可 能有故障。 如果各缸点火峰值都高，故障原因是中央高压线断路或未插好，混 合气过稀，各气缸压缩压力过低；如果个别缸点火峰值高，故障原因是该缸高压 线断路或未插好，火花塞烧坏或间隙过大等造成高压线路电阻高；如果各缸点火 峰值都低，故障原因是蓄电池电压不足，低压电路故障使低压电流过小，点火线 圈故障，中央高压线短路，分电器盖漏电，分火头漏电，混合气过浓；如果个别 缸点火峰值低，故障原因是该缸分高压线短路或漏电，火花塞间隙过小、积碳、 污损、破裂或型号不对等。
2、工作原理：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在发动机工作过程中，各个传感器将检测到的反映 发动机运行状况的信号输送至ECU。 ECU根据各传感信号确定出最佳点火提前角，并在适 当时刻向点火控制器发出点火信号。 点火控制器通过其内部的功率三极管控制点火系初 级电路周期性通断，点火线圈产生高电压，使火花塞跳 火，点燃缸内的可燃混合气。
1、同时点火方式：
（2）点火线圈分配方式：
1、同时点火方式：
结构特点：
在6缸发动机上共有3个独立的点火线圈，每 个点火线圈向配对的两个火花塞供电。 点火器中功率三极管的数量与点火线圈的数 量相同，每个功率三极管控制一个点火线圈工作。
1、同时点火方式：
工作原理：
发动机工作时，ECU向点火器输出点火控制 信号，点火器按点火顺序依次控制功率三极管导 通或截止，使初级电路周期性地通断，点火线圈 周期性地产生高压，高电压使配对的两缸火花塞 跳火。
丰田皇冠轿车无分电器同时点火系：
IGT为点火信号：
是ECU根据G1、G2、Ne信号输出的点火信号。以G1为 基准可以利用Ne信号计算出其后3个缸（6、2、4）的点 火时刻。以G2为基准可以利用Ne信号计算出其后3个缸（1、 5、3）的点火时刻。将这6个缸的点火信号以脉冲的形式 输出即为IGT信号。
将火花塞跳火所需的能量存储在线圈 的磁场中，并将电源提供的低电压转变为 足以在电极间产生击穿点火的高电压。
二、点火线圈 2、构造：
高压二极 管的作用： 防止功率 三极管导通时， 因点火线圈磁 通量变化而产 生感生电动势 造成火花塞误 跳火的现 象。
二、点火线圈 3、检查：
拔下点火线圈的连接线，用万用表检 测点火线圈的电阻，其值应符合规定。
一、微机控制点火系统的组成和工作原理
3、点火控制主要信号：
G信号：判缸信号。 Ne信号：曲轴转角信号。 IGT信号：ECU向点火器中功率晶体管发出的通断 控制信号。 IGF信号：完成点火后，点火器向ECU输送的点火 确认信号。
一、微机控制点火系统的组成和工作原理
4、微机控制点火系的类型：
（1）有分电器式 （2）无分电器式 ①同时点火 ●二极管分配式 ●点火线圈分配式 ②独立点火。
一、点火器 3、检查：
（1）将点火线圈与点火器的导线连接器插接 好，用电压表或示波器检查发动机ECU端子 间的电压，应符合要求： 端子 +B—接地 IGT—接地 IGF—接地 标准电压 9～14V 脉冲发生 脉冲发生 条件 点火开关“ON” 发动机工作 发动机工作
一、点火器
（2）检查IGF的接地电压。
丰田皇冠轿车无分电器同时点火系：
丰田皇冠轿车无分电器同时点火系：
结构特点：
G1信号产生于第六缸活塞到达压缩上止点附近； G2信号产生于第一缸活塞到达压缩上止点附近； G1、G2信号相隔1800（曲轴转角为3600）。 Ne转子每转一圈，产生24个脉冲信号，每个脉冲信 号占用的正时转子角度为150（曲轴转角为300）。
三、无分电器电控点火系统 DLI
无分电器点火系又叫直接点火系。它彻底取 消了传统点火系中的分电器，分电器原有的功能 （断电、配电、点火提前）由电子控制装置和传 感器来完成。利用电子分火控制技术将点火线圈 产生的高压直接送给火花塞进行点火。 无分电器点火系有两种类型： ◆同时点火方式； ◆独立点火方式。
(2)分电器点火次级单缸波形 点火次级单缸波形主要用来分析单缸的点火闭合角(即点火线圈初级电路的通电 时间)； 分析点火线圈和次级电压电路性能(观察点火高压击穿电压值、燃烧电压值、点 火时间等)； 查出单缸混合气空燃比是否正常(从燃烧线看)； 分析电容性能； 查出造成气缸缺火的火花塞(从燃烧线看)。 图8—18为实测的点火次级单缸波形(图 中FIRE为击穿电压，BURN为燃烧电压， DUR为闭合时间)。由于点火次级波形受 发动机、燃油系统和点火条件的影响较 大．所以对检测发动机机械部分、燃油 系统及点火系统部件的故障是很有用的。 通过观察波形的特定点及特定段相应的 变化，可判定该缸点火系统相应部件和 系统的故障。显示屏上显示了波形 各部分的判定参数。