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1、2020/11/142学习目标：1.了解无分电器ECU控制点火系统的特点；2.掌握无分电器ECU控制点火系统的基本构成、工作原理及控制电路的分析方法；3.掌握无分电器ECU控制点火系统控制电路及元件的检测方法；4.掌握无分电器ECU控制点火系统的故障诊断与排除方法。2020/11/143一、组成无分电器ECU控制点火系统又称为直接点火系统（见图6-22），其特点是彻底取消了分电器，原分火头的分电功能也由ECU取代，ECU不仅要控制点火正时，还要控制点火顺序。该系统没有任何可运动的机械装置，因而机械运动与磨损方面的故障被彻底消除。该点火系统的电路及有关部件发生故障，同样会造成发动机不能运转或运转
2、不良。2020/11/1442020/11/145二、分类 无分电器ECU控制点火系统的配电方式有二极管分电、点火线圈分电两种，点火方式也有双缸同时点火、各缸独立点火两种，如图6-23所示。类型不同，系统构成及电路原理会有所不同，故障检查的方法也会有所差别。2020/11/1462020/11/147三 相关知识 1.各缸独立式ECU控制点火系统 2.双缸同时点火式ECU控制点火系统 3.点火线圈的结构2020/11/1481.各缸独立式ECU控制点火系统 如图6-22所示，每个火花塞都单独配置一个点火线圈，其位置一般在火花塞的顶部，所产生的高压电直接送给火花塞，因而取消了高压线，避免了高压线
3、方面的故障，而且结构紧凑，安装方便，因此，在现代汽车发动机上的应用日益广泛。基本控制电路如图6-24所示，该电路中，点火器与点火线圈制为一体。有些车型上，点火器则单独设置，依靠相关线路与各点火线圈及ECU等相连，如图6-25所示。2020/11/1492020/11/14102020/11/1411 各缸独立式点火系统中，ECU按点火顺序向点火器提供点火控制信号（IGT1、IGT2），点火器则按同样的顺序控制各点火线圈的工作，各点火器所产生的点火确认信号IGF统一送回ECU，以实现对点火系统工作的监测。点火系统各元件在汽车上的布置如图6-26 所示。2020/11/14122020/11/14
4、132.双缸同时点火式ECU控制点火系统（1）点火线圈配电（2）二极管配电 2020/11/1414所谓双缸同时点火是指对同时到达上止点的两个汽缸实施同时点火，其中必然有一个缸为压缩上止点，其点火为有效火，另一个缸为排气上止点，其点火为无效火（或称废火）。该点火系统有点火线圈配电和二极管配电两种方式。2020/11/14151、点火线圈配电 点火线圈配电双缸同时点火的工作原理如图6-27所示，各点火线圈都有两个高压线接头，分别与同时到达上止点的两个汽缸的火花塞相连，这样以来，点火线圈的数量仅为汽缸数的一半，但需要设置高压线。高压电路中一般串联有高压二极管，目的是为了防止初级电路接通时次级线圈所
5、产生的感应电动势（10002000V）引起误点火。2020/11/14162020/11/1417图为丰田公司直列六缸发动机双缸同时点火系统，其同时点火的汽缸分别为：1缸和6缸、2缸和5缸、3缸和4缸，其控制电路如图6-29 所示，工作原理如下：2020/11/14182020/11/1419 ECU根据各传感器信号共向点火器输出3个信号：IGT、IGDA和IGDB，其中，IGT为点火控制信号，主要用于点火正时的控制；IGDA和IGDB为汽缸判别信号，主要用于点火顺序的判断。三个信号之间的关系如图6-30所示。2020/11/1420 IGDA和IGDB信号各有两种状态，即高电平（用逻辑值1表
6、示）和低电平（用逻辑值0表示）。当IGDA和IGDB分别为0、0时，点火器的判缸电路就用IGT 信号来控制功率三极管V2的通电和断电，即控制2号点火线圈工作，次级线圈所产生的高压电动势经高压线同时送到2、5缸火花塞进行点火；同理，当IGDA和IGDB分别为1、0时，3、4缸同时点火；当IGDA和IGDB分别为0、1时，则1、6缸同时点火。另外，ECU还接收一个来自点火器的IGF信号，该信号称为点火确认信号，是由点火器根据各点火线圈初级电流自感电动势产生的，主要用于ECU对点火系统的监测。2020/11/1421 ECU一旦连续6次或8次接受不到IGF信号，就会判定点火系统发生故障，ECU会在储
7、存14号故障代码的同时停止喷油，以防汽油冲刷汽缸表面。此外，发动机转速表还可以通过IGF信号获取转速信号TAC。IGF信号产生的方法：ECU通过IGF信号线向点火器发送一个5V的参考电压，每点火成功一次，点火器就将该电压接搭铁一次，IGF参考电压变为0V一次。图6-31为奥迪V6发动机无分电器点火系统，其同时点火的汽缸分别为：1缸和6缸、2缸和4缸、3缸和5缸。2020/11/14222020/11/14232、二极管配电 该系统所用点火线圈及基本电路如图6-32所示，其点火线圈的初级线圈有一个中心抽头，将初级线圈分为L1、L2两个部分，中心抽头通电源电路，另外两个抽头分别接点火器的功率三极管
8、；次级线圈的两端分别有两个高压输出端，共形成四个高压输出端，通过四根高压线与四个汽缸的火花塞相连，每个高压电路中各串联一个高压二极管。2020/11/14242020/11/1425 当初级线圈L1断电时，次级线圈产生左负、右正的高压感应电动势，1、4缸的高压二极管导通，使1、4缸同时点火；当初级线圈L2断电时，次级绕组产生左正、右负高压电动势，2、3缸的高压二极管导通，使2、3缸同时点火。该点火方式的电路控制原理如图6-33所示。2020/11/14262020/11/14273.点火线圈的结构 无分电器点火系统的点火线圈有多种形式：各缸独立点火式点火系统的点火线圈只有一个高压接口，并各自独
9、立地安装在火花塞上方，此时，由于点火线圈和火花塞相连，使高压电流流过的距离缩短，因而电压损失和电磁干扰也减少，点火系统的可靠性也得到提高。某些车型上，点火线圈还与点火器制成一体，形成点火器-点火线圈组件，如图6-34所示。2020/11/14282020/11/1429 双缸同时点火式点火系统的点火线圈有两个高压接口。各点火线圈一般组合成一体，其点火器也可与点火线圈制成一体，形成点火器点火线圈组件，并依靠高压线与各火花塞相连，如图所示。2020/11/1430点火系统故障诊断 注意事项：发动机正在运转时，不允许断开蓄电池的接线。1、跳火试验2、故障检测、诊断与排除（以丰田汽车、14 号故障代码
10、为例）3、检查各可能发生故障的元件及线路2020/11/14311跳火试验 单独进行各缸火花塞的跳火试验，可查明哪个汽缸不产生火花。拆下所有喷油器的连接器，使其不能喷射燃料；拆下点火器连接器，拆下点火线圈（带点火器）和火花塞；重新将火花塞装入点火线圈内；连接点火器连接器，将火花塞壳体搭铁；接通电源，起动发动机，检查火花塞是否产生火花。如果某个汽缸的火花塞不跳火，则说明该路点火存在故障。注意：跳火试验时，曲轴运转不得超过510s。2020/11/14322、故障检测、诊断与排除（以丰田汽车、14 号故障代码为例）(1)读取故障代码并分析故障原因(2)确定故障区域2020/11/1433(1)读取
11、故障代码并分析故障原因 利用发动机自诊断系统，读取故障代码（读码方法见课题9），得出故障代码为“14”；查阅维修手册，得知故障代码为“14”的含义为“ECU连续6次接收不到IGF信号”；分析14号故障代码产生的原因，如图6-36所示。2020/11/14342020/11/1435(2)确定故障区域 可以通过跳火实验、测量IGT信号、测量IGF参考电压等多种方法进行故障区域划分。通过跳火实验划分故障区域的方法见图。其他划分方法请结合电路控制原理自己分析。2020/11/14363、检查各可能发生故障的元件及线路 检查IGT信号、IGF信号及相应线路 检查IGDA、IGDB信号及相应线路。拆下各
12、缸喷油器连接器；拆下点火器连接器，测连接器线束侧IGDA、IGDB端子车身搭铁之间的电压，并起动发动机，应有脉冲，否则检查IGDA、IGDB 线路，线路正常，则检查曲轴位置传感器及线路、ECU电源系统，一切正常，则更换ECU。2020/11/1437 检查点火器。拆下点火器，按照电路图给点火器接上蓄电池电源电压、搭铁、各点火线圈及火花塞；给点火器IGT端子与搭铁端子之间提供间断性4.5V电压，2、5缸火花塞应同时跳火；给点火器IGDA端子与搭铁端子之间提供4.5V电压，给IGT端子与搭铁端子之间提供间断性4.5V电压，3、4缸火花塞应同时跳火；给点火器IGDB端子与搭铁端子之间提供4.5V电压
13、，给IGT端子与搭铁端子之间提供间断性4.5V电压，1、6缸火花塞应同时跳火。如不符合上述要求，说明点火器存在故障，应更换。2020/11/1438 检查点火线圈。测初级线圈电阻，数据符合维修手册的规定（如：冷态0.360.55；热态0.450.65），不符合要求则更换。测初级线圈两端子车身搭铁之间的电阻，电阻值应大于10M，否则更换点火线圈。次级线圈内部有高压二极管，因而不能测量其电阻。如果初级线圈正常，但点火线圈不能工作，则更换点火线圈。检查高压线。用万用表检查高压线的电阻值。正常阻值应为25k，否则应该更换。检查火花塞的绝缘性。用万用表测量火花塞高压线接头与壳体之间的电阻，应大于10M，
14、否则应更换火花塞。2020/11/1439点火系统检查（丰田卡罗拉1ZR-FE发动机）1、检查点火线圈总成的供电电压2、检查点火线圈总成IGF信号线路3、检查点火线圈总成IGT信号线路4、检查点火线圈总成搭铁电路5、检查点火线圈总成电源线路6、检查ECU电源电路2020/11/14402020/11/14412020/11/1442（1）、检查点火线圈总成的供电电压 断开某点火线圈总成连接器，线束侧连接器各端子如图所示，接通点火开关，用万用表测端子1（+B）端子4（GND）之间电压，应为蓄电池电压，否则进入步骤（4）。2020/11/14432、检查点火线圈总成IGF信号线路 断开ECU连接器
15、，ECU线束测连接器如图所示。用万用表测点火线圈线束侧连接器端子2与ECU端子81之间的电阻，应小于1；测端子2或ECU端子81车身搭铁之间的电阻，应大于10k。如不符合要求则维修或更换线束或连接器。2020/11/14443、检查点火线圈总成IGT信号线路 用万用表测点火线圈线束侧连接器端子3与ECU端子82（或83 或84或85）之间的电阻，应小于1；测端子2或ECU端子82（或83或84或85）车身搭铁之间的电阻，应大于10k。如不符合要求则维修或更换线束或连接器。2020/11/14454、检查点火线圈总成搭铁电路 用万用表测点火线圈线束侧连接器端子4与车身搭铁之间的电阻，应小于1，否则，维修或更换线束或连接器。2020/11/14465、检查点火线圈总成电源线路2020/11/1447 从发动机舱继电器盒上拆下IG2继电器（集成继电器），断开继电器连接器，如图6-43所示。用万用表测点火线圈线束侧连接器端子1与1A-4之间的电阻，应小于1；测端子1或1A-4车身搭铁之间的电阻，应大于10k。如不符合要求则维修或更换线束或连接器。6）检查ECU电源电路2020/11/1448
无分电器ECU控制点火系统测试诊断与维修课件
