1、教学课件教学课件汽车电器、电路故障汽车电器、电路故障诊断与维修诊断与维修 模块一模块一 蓄电池蓄电池 模块二模块二 发电机与调节器发电机与调节器 模块三模块三 点火系点火系 模块四模块四 照明与信号系统照明与信号系统 模块五模块五 仪表及指示灯、报警灯系统仪表及指示灯、报警灯系统 模块六模块六 汽车其它电气装置汽车其它电气装置 模块七模块七 汽车空调与空调控制系统汽车空调与空调控制系统教学课件教学课件模块三模块三 点火系统点火系统 课题一、课题一、传统点火系统传统点火系统 课题二、课题二、电子点火系统电子点火系统 课题一课题一 传统点火系统传统点火系统 1、电火花形成原理以及对点火系的要求电火
2、花形成原理以及对点火系的要求 2、传统点火系工作原理、传统点火系工作原理 3、各主要部件结构及组成、各主要部件结构及组成 1、电火花形成原理以及对点电火花形成原理以及对点火系的要求火系的要求（一）电火花的形成 电压正常状态下：电场力的作用下，电极间的正离子便会向负电极运动、负离子和电子便会向正电极运动，离子和电子在运动中都会撞击中性分子，从而形成电流。 电压较低时：离子和电子的运动速度较慢、动能较小，不能将中性分子撞破，气体中只有原有少量离子和电子导电。因此，电流微小，正负电极之间不能形成电火花。 电压升高时：离子和电子便将中性分子撞破，使中性分子分裂成正离子和负离子，如此进行链式反应，电极间
3、隙之间的离子和电子便骤然增多。激烈地运动与碰撞就会发出大量的热，当温度达到一定值时，便会产生弧光放电，放电电流急剧增大，并产生轻脆的响声 。 2、传统点火系工作原理、传统点火系工作原理（1）点火开关打开，断电器触点闭合：）点火开关打开，断电器触点闭合： 蓄电池正极蓄电池正极电流表电流表点火开关点火开关点火线圈点火线圈“十开关十开关”接线柱接线柱附加电附加电阻阻“开关开关”接线柱接线柱点火线圈初级绕组点火线圈初级绕组点火线圈点火线圈“一一”接线柱接线柱断电器断电器触点触点搭铁搭铁蓄电池负极。电流通过初级绕组时，在铁芯中产生磁场。蓄电池负极。电流通过初级绕组时，在铁芯中产生磁场。（2）点火开关打开
4、，断电器触点断开：）点火开关打开，断电器触点断开： 次级绕组次级绕组附加电阻附加电阻点火开关点火开关蓄电池正极蓄电池正极蓄电池负极蓄电池负极高压导线高压导线配电器旁电极配电器旁电极分火头分火头高压导线高压导线次级绕组次级绕组中将在互感的作用次级绕组次级绕组中将在互感的作用下产生与次级绕组和初级绕组匝比成正比的高压电动势，达下产生与次级绕组和初级绕组匝比成正比的高压电动势，达1520kV。该。该电动势击穿火花塞间隙，产生电火花，点燃混合气电动势击穿火花塞间隙，产生电火花，点燃混合气3、各主要部件结构及组成、各主要部件结构及组成高压线接柱外壳钢片胶木盖次极线圈初级线圈瓷杯+-接线柱（1）点火线圈：
5、）点火线圈：点火线圈可分为：开磁路式和闭磁路式。 点火线圈的上端有胶木盖，其中央突出部分为高压接线柱，其他的接线柱为低压接线柱。根据低压接线柱的数目不同，点火线圈有俩接线柱式和三接线柱式。 铁心由硅钢片组成，包在硬纸板套内。套上绕有次极绕组；初级绕组绕在次极绕组的外面，以利于散热。绕组和外壳之间，装有导磁用的钢片，用来增强磁通。外壳的底部装有瓷杯，以防高压电击穿击次极绕组的绝缘向铁心和外壳放电。点火线圈工作原理：点火线圈工作原理：当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能；当开关装置使初级线圈电路断开时，
6、初场，铁芯储存了磁场能；当开关装置使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈就会感应出很高的电压。初级级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈就会感应出很高的电压。初级线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流越大，两个线圈线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流越大，两个线圈的匝比越大，则次级线圈感应出来的电压越高。的匝比越大，则次级线圈感应出来的电压越高。2、附加电阻的作用、附加电阻的作用如果点火线圈按发动机高速时的需要设计，则低速时如果点火线圈按发动机高速时的需要设计，则低速时初级电流将过大，容易使点火线圈过热；如果按低速初级电流将过大，容易使点火线圈过热；如果按低速时设计，则高速时
7、又将使初级电流过小而次级电过低，时设计，则高速时又将使初级电流过小而次级电过低，不能保证可靠地点火。为解决这一矛盾，可在初级电不能保证可靠地点火。为解决这一矛盾，可在初级电路中串联一个其电阻能随温度而变化（温度愈高则电路中串联一个其电阻能随温度而变化（温度愈高则电阻愈大）的附加电阻（热敏电阻）阻愈大）的附加电阻（热敏电阻）随着发动机转速降低而初级电流加大，附加电阻的电随着发动机转速降低而初级电流加大，附加电阻的电阻值因本身温度升高而增大，因而使初级电流减小，阻值因本身温度升高而增大，因而使初级电流减小，点火线圈不致过热。点火线圈不致过热。当发动机转速升高时，初级电流减小，但同时附加电当发动机转
8、速升高时，初级电流减小，但同时附加电阻的电阻值却因温度降低而减小，故又使初级电流下阻的电阻值却因温度降低而减小，故又使初级电流下降较少。这样，附加电阻就起了保持初级电流基本稳降较少。这样，附加电阻就起了保持初级电流基本稳定作用。定作用。2、分电器、分电器分电器的结构和组成：分电器的结构和组成：a. 断电器断电器b配电器配电器c离心调节器离心调节器真空调节器真空调节器d电容器电容器a、断电器：、断电器：发动机旋转时，凸轮的凸角将活动触点顶开，切断初级电发动机旋转时，凸轮的凸角将活动触点顶开，切断初级电路，在次级产生高压，实现点火。凸轮的凸角数与气缸数路，在次级产生高压，实现点火。凸轮的凸角数与气
9、缸数相等，曲轴转两圈，各缸点火一次。相等，曲轴转两圈，各缸点火一次。 触点间隙的调整触点间隙的调整 b、配电器、配电器：分火头套在凸轮上，与凸轮轴同步旋转。分火头上有导电铜片，通过炭棒与主高压线连通。在旋转时将高压电按作功顺序依次分配给各分高压线插孔，实现点火。 C、点火提前机构（离心、点火提前机构（离心式）：当发动机的转速升式）：当发动机的转速升高时，分电器的转速随之高时，分电器的转速随之升高，两重块在离心力作升高，两重块在离心力作用下，克服弹簧外力向外用下，克服弹簧外力向外甩开，同时带动拨板和凸甩开，同时带动拨板和凸轮沿凸轮旋转的方向相对轮沿凸轮旋转的方向相对于分电器轴转动一个角度，于分电
10、器轴转动一个角度，点火提前角增大。转速越点火提前角增大。转速越高，离心块离心力越大，高，离心块离心力越大，点火提前角越大。当发动点火提前角越大。当发动机的转速下降时，当转速机的转速下降时，当转速降低时，弹簧将重块拉回，降低时，弹簧将重块拉回，凸轮逆旋转方向回转，点凸轮逆旋转方向回转，点火提前角减小。火提前角减小。 点火提前机构（真空式）：点火提前机构（真空式）：小负荷时，节气门开度也小负荷时，节气门开度也小，节气门下方及管道的小，节气门下方及管道的真空度增大，真空吸力吸真空度增大，真空吸力吸引膜片压缩弹簧而拱曲，引膜片压缩弹簧而拱曲，通过拉杆拉动底板带着断通过拉杆拉动底板带着断电器触点逆着分电
11、器轴旋电器触点逆着分电器轴旋转方向转动一定角度（凸转方向转动一定角度（凸轮位置相对不变），使凸轮位置相对不变），使凸轮提前将触点打开，于是轮提前将触点打开，于是点火提前角增大。负荷越点火提前角增大。负荷越小，节气门开度也越小，小，节气门开度也越小，真空度越高，点火提前角真空度越高，点火提前角越大。大负荷时，节气门越大。大负荷时，节气门开度增大，真空度减小，开度增大，真空度减小，膜片在弹簧力的作用下压膜片在弹簧力的作用下压向左方，拉杆拉动断电器向左方，拉杆拉动断电器底板顺着凸轮的旋转一个底板顺着凸轮的旋转一个角度，使点火提前角减小。角度，使点火提前角减小。怠速时，节气门接近关闭，怠速时，节气门接
12、近关闭，吸入孔在节气门的上方，吸入孔在节气门的上方，该处的真空度几乎为零，该处的真空度几乎为零，弹簧失去膜片使点火提前弹簧失去膜片使点火提前角最小或接近为零。角最小或接近为零。 d、电容器：、电容器：在点火线圈铁芯中换磁通发生变化时，不仅在次级绕组在点火线圈铁芯中换磁通发生变化时，不仅在次级绕组中产生高压电（互感电压），同时也在初级绕组中产生自感电压和中产生高压电（互感电压），同时也在初级绕组中产生自感电压和电流。在触点断开初级电流下降瞬间，自感电流与原初级电流方向电流。在触点断开初级电流下降瞬间，自感电流与原初级电流方向相同，其电压高达相同，其电压高达300V左右，在触点间产生强烈的火花。这
13、不仅使左右，在触点间产生强烈的火花。这不仅使触点迅速烧蚀，影响断电器正常工作，同时使初级电流的变化率下触点迅速烧蚀，影响断电器正常工作，同时使初级电流的变化率下降，次级绕组中感应的电压降低，火花塞间隙中的火花变弱，难以降，次级绕组中感应的电压降低，火花塞间隙中的火花变弱，难以点燃混合气。在断电器触点闭合，初级电流增长的过程中，初级绕点燃混合气。在断电器触点闭合，初级电流增长的过程中，初级绕组中也有电流产生，但其方向与初级电流的方向相反，使初级电流组中也有电流产生，但其方向与初级电流的方向相反，使初级电流的增长速度减慢。的增长速度减慢。因此，为了消除自感电流的不利影响，在断电器触点间并联有电容因
14、此，为了消除自感电流的不利影响，在断电器触点间并联有电容器。当断电器点分开时，自感电流向电容器充电，减小了断是器触器。当断电器点分开时，自感电流向电容器充电，减小了断是器触点间的火花，加速初级电流和磁通的衰减，从而提高了次级电压。点间的火花，加速初级电流和磁通的衰减，从而提高了次级电压。3、火花塞：、火花塞： 火花塞的作用是将高压电引进发动机燃烧室，在电极间火花塞的作用是将高压电引进发动机燃烧室，在电极间形成火花，以点燃可燃混合气。火花塞拧装于气缸盖的火花形成火花，以点燃可燃混合气。火花塞拧装于气缸盖的火花塞孔内，下端电极伸入燃烧室。上端连接分缸高压线。火花塞孔内，下端电极伸入燃烧室。上端连接
15、分缸高压线。火花塞是点火系中工作条件最恶劣、要求高和易损坏部件塞是点火系中工作条件最恶劣、要求高和易损坏部件1混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲击，要求火花塞必须有足够的机械强度。击，要求火花塞必须有足够的机械强度。2火花塞承受着交变的高电压，要求它应有足够的火花塞承受着交变的高电压，要求它应有足够的绝缘强度，能承受绝缘强度，能承受30kv高压。高压。3混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达15002200，进气时又突然冷却至，进气时又突然冷却至5060，因此要求火，因此要求火花塞不但耐高温，而且能承受温度剧变
16、，不出现局部花塞不但耐高温，而且能承受温度剧变，不出现局部过冷或过热。过冷或过热。4混合气的燃烧产物很复杂，含有多种活性物质，混合气的燃烧产物很复杂，含有多种活性物质，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐蚀。因此如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐蚀。因此要求火花塞要耐腐蚀。要求火花塞要耐腐蚀。5火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有合适火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有合适的电极间隙。火花塞安装位置要合适，以保证有合理的电极间隙。火花塞安装位置要合适，以保证有合理的着火点。火花塞气密性应当好，以保证燃烧室不漏的着火点。火花塞气密性应当好，以保证燃烧室不漏气。气。 对火花塞的要求：对火
17、花塞的要求： 对于大功率、高压缩比和高转速的发动机来说，燃烧室内温对于大功率、高压缩比和高转速的发动机来说，燃烧室内温度高，火花塞裙部温度就高，应选用冷型火花塞（裙部较长）。度高，火花塞裙部温度就高，应选用冷型火花塞（裙部较长）。对于小功率、小压缩比、低转速的发动机而言对于小功率、小压缩比、低转速的发动机而言,燃烧室内温度低，燃烧室内温度低，火花塞裙部温度就低，应选择热型火花塞（裙部较短）火花塞裙部温度就低，应选择热型火花塞（裙部较短） 火花塞的选用原则：火花塞的选用原则：火花塞安装位置火花塞安装位置:安装于气缸盖的火花塞孔内，下端电极伸入安装于气缸盖的火花塞孔内，下端电极伸入燃烧室。上端连接
18、分缸高压线燃烧室。上端连接分缸高压线火花塞作用火花塞作用:将高压电引进发动机燃烧室，在电极间形成火花，将高压电引进发动机燃烧室，在电极间形成火花，以点燃可燃混合气。以点燃可燃混合气。课题二课题二 电子点火系电子点火系 一、电子式点火系工作原理一、电子式点火系工作原理二、磁脉冲式点火系二、磁脉冲式点火系三、霍尔式点火系三、霍尔式点火系四、光电式点火系四、光电式点火系五、点火系主要故障五、点火系主要故障一、电子式点火系工作原理一、电子式点火系工作原理传统点火系统的缺陷：触点容易烧蚀；火花能量的提高受到限制；高速时次极电压降低；对火花塞积炭和污染敏感。电子点火系统：性能好，稳定！1）、延长触点使用寿
19、命，减少了维护、调整2）、改善了点火性能: 可增加一次侧电流3）、改善发动机性能: 点火能量增大，超速容易，动力性能好。 4）、成本低: 适于改动，安装调试简单2.按电子点火器类型分： 晶体管式、集成电路式、计算机控制式、整体式 特点：根据信号发生器送来的信号，通过电子元件控制点火线圈初级电路的通断，从而在次级电路产生高压，并通过分电器送入各缸的火花塞中，实现点火。 电子点火系统的分类：电子点火系点火线圈均采用闭磁路式以便提高点火线圈性能 1.按点火信号发生器的类型分类： 磁感应式、霍尔式、光电式 特点：通过一定的方式将汽车发动机曲轴转过的角度或活塞在气缸在位置转换成相应的电脉冲信号，最后送到
20、电子控制器中，控制初级电路的通断，产生点火信号。信号发生器通常安装在分电器内部。二、磁脉冲式点火系二、磁脉冲式点火系 图3-8磁脉冲点火系原理图（一）、磁感应式电子点火系组成（一）、磁感应式电子点火系组成 磁感应式电子点火系又称为磁脉冲式电子点火系，由磁感应式分磁感应式电子点火系又称为磁脉冲式电子点火系，由磁感应式分电器（内装磁感应式点火信号发生器）、点火器、专用点火线圈、火电器（内装磁感应式点火信号发生器）、点火器、专用点火线圈、火花塞等部件组成。花塞等部件组成。 磁脉冲式电子点火系统磁脉冲式电子点火系统分电器、点火信号发生器、电子点火器1磁感应信号发生器磁感应信号发生器（1）组成）组成该信
21、号发生器安装在分电器内的底板上，由信号转子、永久磁铁、该信号发生器安装在分电器内的底板上，由信号转子、永久磁铁、铁心、传感线圈组成。铁心、传感线圈组成。（2）作用：产生点火信号，控制电子点火器和点 火系统的工作 （3）外观：（二）磁脉冲式点火系统工作原理利用电磁感应原理，信号转子转动时，信号转子的凸齿与铁利用电磁感应原理，信号转子转动时，信号转子的凸齿与铁心的空气隙发生变化，使通过传感线圈的磁通发生变化，因此传感线心的空气隙发生变化，使通过传感线圈的磁通发生变化，因此传感线圈中便产生感应的交变电动势，该交变电动势输入到点火器，以控制圈中便产生感应的交变电动势，该交变电动势输入到点火器，以控制点
22、火系统工作。其工作过程（假设信号转子顺时针转动）如图：点火系统工作。其工作过程（假设信号转子顺时针转动）如图：当信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间的空气隙越来越小，通过传感线圈的磁通逐渐增大，当信号转子凸齿的齿角与铁心边缘相对时，磁通急剧增加，磁通变化率最大 空气间隙的变化使磁路的磁阻随之改变，使通过传感线圈的磁通量发生变化，因而在传感线圈内感应出交变电动势。 点火信号电压的大小会随发动机转速的变化而变化。转速升高时，磁路磁阻变化速率升高，磁通量变化升高，信号电压升高，使点火的击穿电压提前到达，使点火相应提前。即能实现自动调节点火提前。 故若设计合理，可省去离心点火提
23、前调节器。 工作特点：三、霍尔式点火系三、霍尔式点火系（一）霍尔式点火系统的组成（一）霍尔式点火系统的组成v主要由低压电源、点火线圈、点火控制器、分电器、火花塞等部分组成。各部件的主要作用是：低压电源：为蓄电池或发电机电压，一般为12v。点火线圈：构造与自耦变压器相似，其功用是将12-14v的低压电转化为1520kv的高压电。点火控制器：又称电子点火器、点火模块，主要是根据点火信号发生器产生的点火脉冲信号，接通和切断点火线圈初级绕组电路。分电器：又点火信号发生器、高压配电器和点火提前装置组成。火花塞：其作用是产生电火花点燃可燃混合气。点火开关：其功用是控制点火系统的初级电路，一旦断开，发动机就
24、会立即熄火。 （二）霍尔信号发生器（二）霍尔信号发生器v当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时，当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。霍尔式电子点火系统：霍尔式电子点火系统：（三）（三）霍尔式电子点火系统工作原理：霍尔式电子点火系统工作原理： 触发叶轮转动，当叶轮齿对准永久磁铁和霍尔基片时，磁力线被旁通，霍尔基片上的磁场消失，霍尔基片不产生感应电压
25、；当气隙对准永久磁铁和霍尔基片时，磁力线通过霍尔基片，霍尔基片产生感应电压。应用情况：应用情况：（1）叶轮齿等宽式：）叶轮齿等宽式：这类传感器一般只用来测发动机的转速信号，所以还必须再配一曲轴位置传感器；（2）叶轮齿不等宽式：）叶轮齿不等宽式：这类传感器可用来测转速和曲轴位置信号。其特点是有一个齿与其他的齿不等宽，用其测发动机第一缸上止点信号。霍尔式电子点火系统霍尔式电子点火系统输出信号为方波：1)高低电平的时间比由触发叶轮的叶片分配来决定。2)触发叶轮的叶片数等于发动机的气缸数。 其他组成： 1)分电器：传感器、离心提前装置、真空提前装置、配电器 2)点火线圈 3)火花塞 分电器和点火模块分
26、电器和点火模块点火控制器：点火控制器： 一般多由专用点一般多由专用点火集成导体火集成导体IC和一些外围电路和一些外围电路组成，组成， 其他功能：其他功能： 1）、点火线圈限流控制）、点火线圈限流控制 2）、闭合角控制）、闭合角控制 3）、停车断电控制）、停车断电控制 4）、过压保护控制）、过压保护控制 霍尔式点火系统电路分析 1 1、点火开关打开，点火模块通电准备工作，同时、点火开关打开，点火模块通电准备工作，同时稳压电路给霍耳传感器提供工作电源。稳压电路给霍耳传感器提供工作电源。 2 2、凸轮轴带动分电器轴转动，传感器叶轮转动使、凸轮轴带动分电器轴转动，传感器叶轮转动使霍尔元件中产生交变变化
27、的电信号（方波）。霍尔元件中产生交变变化的电信号（方波）。 3 3、信号送入点火模块，经过多级放大驱动功率三、信号送入点火模块，经过多级放大驱动功率三极管工作。功率三极管接通点火线圈一次侧电路极管工作。功率三极管接通点火线圈一次侧电路通电储能；功率三极管断开点火线圈二次侧电路通电储能；功率三极管断开点火线圈二次侧电路通过互感产生高压；击穿火花塞点火。通过互感产生高压；击穿火花塞点火。 4 4、传感器工作稳定可靠，无机械磨损，寿命长，、传感器工作稳定可靠，无机械磨损，寿命长，控制精度高。控制精度高。桑塔纳轿车霍尔效应式无触点点火装置桑塔纳轿车霍尔效应式无触点点火装置组成如图3-11所示，具体连接
28、电路如表表3-11霍尔效应式无触点点火装置点火模块线路连接插脚连接及线色1接点火线圈负极（初级）接线柱，绿色导线2接地线，接蓄电池负极，棕色导线3霍尔传感器的地线接霍尔传感器负极，棕白色寻线4电源线，接点火线圈正极接线柱，黑色导线5接霍尔传感器的电源线，红黑色导线6接霍尔传感器的信号线，绿白色导线7空脚四、光电式点火系四、光电式点火系采用光电式点火信号发生器产生点火信号，控制电子点火器和点火系的工作。 组成：转盘、光触发器：发光二极管、光敏二极管 缺点：抗污能力差，对分电器的密封要求高，应用不广泛。 光电感应原理：光电感应原理： 利用光敏二极管的光敏效应制成；当光敏二极管接收到光线时，光敏二极
29、管导通；当光敏二极管没接收到光时，就截止。图3-12光电式点火系光电感应式传感器的安装位置 一般安装在分电盘上；也有的直接安装在凸轮轴前端。遮光盘、发光二极管和光敏二极管遮光盘、发光二极管和光敏二极管实物图实物图光电式点火系统工作原理光电式点火系统工作原理遮光盘位于发光二极管和光敏二极管之间。当遮光盘的转动挡住发光二极管的光线时，光敏二极管截止，控制电路输出低电平；当缝隙对准发光二极管和光敏二极管时，光线照到光敏二极管上，控制电路输出高电平。 发光二极管持续发光； 遮光盘的外侧缝隙用于测发动机转速，内侧缝隙用于测曲轴位置信号。五、点火系主要故障五、点火系主要故障表3-13点火系主要故障原因及检
30、查故障现象故障原因故障检查不着车（高压无火）低压电路故障（1）蓄电池存电不足（2）线连接不良或错乱（3）蓄电池搭铁不良；（4）分电器或霍尔传感器损坏；（5）点火开关损坏或接线不良；（6）晶体管点火控制单元损坏或接线不良；不着车（高压有火）高压电路故障（1）高压线脱落或漏电；（2）分电器盖破裂击穿；（3）分电器分火头烧蚀破裂击穿；（4）火花塞电极间隙过大或过小； （5）火花塞积炭过多；（6）火花塞绝缘体损坏；（7）点火线圈损坏或接线脱落（8）火花塞积炭、油污和过热怠速运转不平稳，易熄火；加速时，发动机有严重的爆燃声点火过早点火正时调整失准或点火角度装配失准所致消音器声响沉重、急加速化油器回火、发动机冷却液温度较高、汽车行驶无力点火过晚点火正时调整失准或点火角度装配失准所致
