高职院校机动车专业毕业结业论文范文.doc

|毕 业 论 文 (设 计 ）题目发动机点火系统的故障诊断与排除学生姓名 XXXXX 学 号 312050258 年级专业 12 级汽车技术服务与营销 2 班 所 在 系 汽车工程系 指导教师 郑 XXXX 职称 讲师 完成时间 2015 年 6 月|摘 要点火系统是汽油发动机重要的组成部分，点火系统的性能良好与否对发动机的功率、油耗和排气污染等影响很大。汽车在行驶中出现的发动机工作不良，点火系统的故障占了好大的比例。因此，具有性能优良、工作可靠的点火系统，一直是广大汽车设计、制造和使用者所努力追求的。点火系统的电子化，使得点火系统的点火性能进一步提高，工作可靠性加强，这对降低发动机的油耗和排污，提高发动机的动力性，经济性和工作可靠性都起了很大的作用，使电子点火系统特别是使用了微机控制的电子点火系统其维修的难度也相应增加了。关键词：点火系统 电子化 微机控制|目 录引言 11 电子点火系统的种类和结构21.1 电子点火系统的种类21.2 电子点火系统的结构42 电子点火系统的工作原理及作用62.1 点火系统的工作原理62.2 点火正时的控制83 电子点火系统常见故障及实例103.1 汽车点火系统常见故障的检测103.2 常见故障现象113.3 常见故障的诊断113.4 电子点火系统的常见故障检查134 电子点火系统使用维修注意事项154.1 维修注意事项154.2 在检查点火信号发生器（曲轴位置传感器）时应注意154.3 其他注意事项15总结17致谢18参考文献19|引 言在现代汽油发动机中，气缸内的可燃混合气是采用高压电火花点燃的。为了在气缸中产生高压电火花，必须采用专门的点火装置，即点火系统。点火质量的高低直接影响发动机的性能，所以，点火系统是发动机最重要的系统之一。发动机许多常见故障都是点火时刻不准引起的，因此，在实际维修过程中，有很大比例的发动机故障是由于点火系统的故障引起的。汽车点火系统工作状况的好坏,直接影响发动机的动力性和经济性。在汽车维修过程中,点火系统故障率相对较高。因此，本篇论文通过介绍常见的汽车点火系统故障诊断，并提出修理方法。汽车点火系统是点燃式发动机 为了正常工作，按照各缸点火次序，定时地供给火花塞以足够高能量的高压电(大约1500030000V) ，使火花塞产生足够强的火花，点燃可燃混合气。 能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备，称为发动机点火系。为了适应发动机的工作，要求点火系能按照发动机的点火次序，在一定的时刻，供给火花塞以足够能量的高压电，使其两极间产生电火花，点燃混合气，使发动机做功。|1 电子点火系统的种类和结构1.1 电子点火系统的种类现在生产和使用的汽车上，大都采用了不同形式的电子点火系统，认识和了解这些电子点火系统，对于正确使用和维护保养车朝十分必要。电子点火系统的分类见表 1-1。表 1-1 电子点火系统的分类电感式 结构简单按储能型式电容式 结构复杂，多用于赛车磁感应式 结构简单，点火比较可靠霍尔式 结构比较简单，点火可靠光电式 结构比较复杂，性能不够稳定按传感器结构形式电磁振荡式 结构比较复杂，多用于赛车电子控制器式 点火控制比较精确可靠按控制方式微机控制式分配式和直接式 点火控制精确可靠1.1.1 磁感应式电子点火系统解放 CA1092、东风 EQ1092、北京 BJ2020 等型汽车以及早期生产的部分轿车，都装配了磁感应式电子点火系统。它主要由磁感应式分电器、点火控制器、高能点火线圈和火花塞等组成，图 1-1 是磁感应式电子点火系统原理图。图 1-1 磁感应式电子点火系统原理图。磁感应式分电器主要由磁感应传感器、点火提前调节装置、配电器等组成。磁感应传感器由转子、定子、永久磁铁、传感线在 1 圈等组成。当发动机工作时，分寄电器通过转子、定子，使传感线器 1 圈内的磁通发生变化，产生电压信号，供给点火控制器。其突出优点是结构简单，不需外加电源。|点火控制器又称电子点火控制器、电子点火组件或点火器，主要由点火专用的集成电路和一些辅助电子元件组成。它的主要作用是根据磁感应传感器输出的电压信号，控制点火线圈初级绕组电路的导通与截止，使点火线圈产生高压电。此外，点火控制器还有恒流控制、闭合角控制、停车断电控制、过压保护等功能。1.1.2 霍尔式电子点火系统解放 CA6440、解放 CA1046 型汽车以及早期生产的部分轿车，大都采用了霍尔式电子点火系统。它主要由霍尔式分电器、点火控制器、高能点火线圈、火花塞等组成。图 1-2 是霍尔式电子点火系统电路图。图 1-2 霍尔式电子点火系统电路图霍尔式分电器主要由霍尔传感器、点火提前调节装置、配电器等组成。霍尔传感器由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片、永久磁铁等组成。发动机工作时，分电器通过触发叶轮使霍尔集成电路的磁通发生变化，产生电压信号，供给点火控制器。与磁感应传感器不同的是，霍尔传感器需要一个输入电压。1.1.3 微机控制点火系统在发动机的电子集中控制系统中，点火系统由微机控制称为微机控制点火系统。现在生产的大部分轿车都采用微机控制点火系统。该点火系统主要由传感器、电子控制器、点火控制器点火器、点火线圈和火花塞等组成。图 1-3 是微机控制点火系统原理图。图 1-3 微机控制点火系统原理图|传感器是监测发动机工况信息的装置。传感器的结构形式和装配数量依车而异，主要有曲轴位置传感器、空气流量传感器飞节气门位置传感器、爆震传感器、冷却水温度传感器、进气温度传感器、氧传感器、车速传感器、空挡起动开关、点火开关、空调开关、蓄电池等。电子控制器用 ECU 表示。ECU 是发动机的控制核心。电子控制器主要包括输入回路、输出回路、模数 A/D 转换器或模数 D/A 转换器、单片微型计算机和电源电路等。由于电子控制器的核心部件是单片微型计算机，通常将电子控制器称为微机或电脑。电子控制器的作用是根据发动机各传感器输入的信息和微机内存数据，通过运算处理和逻辑判断，然后输出指令信号，控制有关执行器如点火器工作。点火控制器是发动机控制系统的执行器，其作用是根据微机发出的指令信号，通过内部大功率三极管的导通与截止来控制点火线圈初级绕组电路的通断，使点火线圈产生高压电。各型发动机点火器的内部结构各不相同，有的发动机并不配置点火器，大功率三极管直接设在电子控制器 ECU 内部；有的点火器只有一只达林顿三极管，仅起开关作用，其它电子控制元件则与电子控制器制成一体；有的点火器除开关作用外，还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。此外，微机控制点火系统又分为分配式有配电器点火系统和直接式无配电器点火系统。分配式点火系统点火线圈产生的高压电由配电器按发动机作功顺序分配给各缸火花塞跳火，仍然要产生较多电火花，不仅浪费能量，而且还产生电磁干扰信号。而直接式点火系统没有配电器，点火线圈次级绕组的两端直接与火花塞相连，发动机运转时，微机根据传感器信号，直接控制各个点火线圈产生高压电，使相应火花塞跳火。到目前为止，无配电器微机控制点火系统是技术最先进的点火系统。1.2 电子点火系统的结构点火开关:用来控制仪表电路、点火系统初级电路以及起动机继电器电路的开与闭。点火线圈:相当于自耦变压器，用来将电源供给的 12V、 24V 或 6V 的低压直流电转变为 1520kV 的高压直流电。分电器：由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等组成。它用来在发动机工作时接通与切断点火系统的初级电路，使点火线圈的次级绕组中产生高压电，并按发动机要求的点火时刻与点火顺序，将点火线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花塞上。火花塞:由中心电极和侧电极组成，安装在发动机的燃烧室中，用来将点火线圈产生的高压电引入燃烧室，点燃燃烧室内的可燃混合气。点火控制器：就是所谓的点火模块，它是为一电子点火控制器。在环境不同时，|通过选择金属探棒跟紫外光敏管来配合使用，实现点火、提示和信号传送的自动化。它的优点在于它的体积小，重量轻，易点火，反应速度较快。其功能是:接受从点火信号传感器传来的点火信号按各缸点火顺序要求，定时向各缸点火线圈播送低压电能.以保证各拉缸火花塞适时产生电火花，点燃混合气。点火信号发生器:信号发生器由信号转子、光源和光接收器等组成。通过一个光敏二极管作为光接收器接收发光二极管发射的光源。信号转子由分电器轴驱动，其上的叶片（遮光片）数与发动机的气缸数相等。当信号转子随分电器轴旋转时，叶片和缺口不断地经过光源和光敏二极管之间，光敏管在光源照射下，输出低电平，在没有光源的情况下，输出高电平，故产生脉冲信号，经过电子控制器处理后，输出点火信号。电控单元 ECU:一般是汽车内部系统控制模块的代名词。ECU 的主要部分是微机，而核心件是 CPU。ECU 将输入信号转化为数字形式，根据存储的参考数据进行对比加工，计算出输出值，输出信号再经功率放大去控制若干个调节伺服元件，因此，ECU实际上是一个“电子控制单元” （Electronic Control Unit） ，它是由输入电路、微机和输出电路等三部分组成。电源:提供点火系统工作时所需的能量，由蓄电池和发电机构成，其标准电压一般为 12V。|2 电子点火系统的工作原理及作用2.1 点火系统的工作原理电子点火系统以蓄电池和发电机为电源，借点火线圈和由半导体器件(晶体三极管)组成的点火控制器将电源提供的低压电转变为高压电，再通过分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。与传统蓄电池点火系统相比具有点火可靠、使用方便等优点，是目前国内外汽车上广泛采用的点火系统。点火系统在引擎运转时所扮演的角色是在任何引擎转速及不同的引擎负荷下，均能在适当的时机提供足够的电压，使火花塞能产生足以点燃汽缸内混合气的火花，让引擎得到最佳的燃烧效率。现代的点火提前装置则已改由引擎管理电脑所控制，电脑收集引擎转速、进气歧管压力或空气流量、节气门位置、电瓶电压、水温、爆震等讯号，算出最佳点火正时提前角度，再发出点火讯号，达到控制点火正时的目的。2.1.1 电火花的产生 电火花是电极间的击穿放电。使空间两个相离的电极产生电火花的电压称为击穿电压，例如火花塞击穿电压的大小与中心电极和侧电极之间距离（称为火花塞间隙）气缸内压力、和温度、电极温度、发动机的工况等 因素有关。电极间隙越大，电极周围气体中电子离子距离越大，受到电场作用力越小，越不容易发生碰撞电离，此要求有更高的击穿电压就越高，离子和电子只在较足够高电场作用力才能发生有效的碰撞，从而发生能级跳跃，形成光亮电火花，工作中很多中的因素影响比如缸压力的大小的，空气温度以及气缸温度，温度影响电子和离子热运动剧烈程度，同时温度代表分子平均能量标准，还有温度涉及到了单位体积内空气的密度，密度大小会影响单位空气中含有电子和离子数多少，压力也是影响了密度一个参数，压力越大密度越大单位体积内分子数越多，离子和电子越不易发生碰撞，所以压力越高温度越低所需电压越高，温度越高和压力越低所需电压越低。2.1.2 发动机的工作状况对点火的影响发动机的工作状况影响着点火提前角。最佳的点火提前角随许多因素变化，最主要的因素是发动机转速和混合气的燃烧速度，混合气的燃烧速度又和混合气的成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。|当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时点火提前角则应适当增大。当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。另外，点火提前角还和汽油的抗暴性能有关，使用辛烷值高，抗爆性能好的汽油，点火提前角应较大。 ，2.1.3 发动机对点火系统的要求点火系统应在发动机各种工况和使用条件下，保证可靠而准确的点火。为此，点火装置应满足下列三个基本要求：一能产生足以击穿火花塞电极间隙的高压电。实践证明，汽车发动机在满负荷低速时需 810kV 的高压，启动时则常需 917kV 的高压，正常点火一般在 15kV以上，为了保证点火可靠，考虑各种不同因素的影响，点火高电压必须有一定的储量，所以点火装置产生的电压一般在 1520kV 之间，而且高电压的升值要快。二火花塞应具有足够的能量。要使混合气可靠点燃，火花塞产生的火花应具有一定的能量，发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度已接近其自燃温度，因此所需的火花能量很小（15MJ） 。蓄电池点火系统能发出 1550 MJ 的火花能量，足以点燃混合气。但在发动机启动、怠速运转以及节气门急剧打开时，则需较高的火花能量。启动时，由于混合气雾化不良，废气稀释严重，电极温度低，故所需的点火能量最高。另外，为了提高发动机的经济性，当采用空燃比 =1.21.25 的稀混合气时，由于稀混合气难于点燃，也需增加火花能量。考虑上述情况，为了保证可靠点火，火花塞一般应保证有 5080MJ 的点火能量，启动时应产生大于 100MJ 的火花能量。三点火时刻应适应发动机的工作情况。因为混合气在发动机的气缸内从开始点火到完全燃烧需要一定的时间（千分之几秒） ，所以要使发动机产生最大的功率，就不能在压缩行程终了活塞行至上止点才点火，而是需要适当提前一些。因为发动机气缸的多少，负荷的大小，转速的变化，燃油品质的不同，即是同一发动机由于工况和使用条件的不同等等，都直接影响气缸内混合气的点火时间，为了使发动机能发出最大工功率，点火装置必需适应上述情况的变化实现最佳点火。2.1.4 数字式电子点火系统组成