教学简案

 

项目三? 汽车点火系统

课题	项目三? 汽车点火系统
教学资料	教材、课件	教学设备	发动机、火花塞、缸线钳、汽修常用工具、汽车万用表、火花塞、火花塞套筒、厚薄规、电子点火系统台架或实训整车
教学方法	老师讲解、示范。 学生讨论，制定计划，实施计划，展示。老师总结。	授课节数	汽修课时：14节 汽电课时：28节
教学目标	掌握传统点火系统的结构。 熟悉传统点火系统的工作原理。 学会检测传统点火系统的主要元件。 掌握电子点火系统的结构。 熟悉电子点火系统的工作原理。 了解微机控制电子点火系统。
学习重点	1、掌握传统点火系统的结构。 2、掌握电子点火系统的结构。。
学习难点	1、熟悉传统点火系统的工作原理。 2、学会检测传统点火系统的主要元件。 3、熟悉电子点火系统的工作原理。 4、学会检测电子点火系统的主要元件。
实施建议	1、从实际入手，借助实物、图片、课件、视频等展示直观的内容，理论联系实际，强化学生的第一印象。学生要正确查阅维修手册，为点火系统的检修提供正确的数据参考。 2、鼓励学生动手操作：认识正确电子点火系统位置，了解各点火系统组成及作用，正确使用万用表对点火元件的测量。
课后评价（或后面的课后总结）	学生能够叙述点火系统总体组成和工作原理。 学生正确制定制定火系统检测的计划，故障元件的测量并引导学生执行实施计划，找出故障所在，并且分析整个学习过程的得失。

 

【组织教学】

检查学生出勤，作好学生考勤记录。分好学习小组，选出小组长。

强调学生学习的主体性，强调小组讨论与合作，正确制定计划并实施，小组长起学习组织者作用。

强调实习纪律，做好安全文明生产。

【课题导入】

汽油发动机是怎样推动活塞向下运动而做功呢？ 现代的电子点火系统有什么优点？电子点火为什么能达到精确控制？

【讲授新课】（3课时；6课时）

一、传统点火系统的结构、原理与检测

1、汽车点火系统的分类

传统点火系统、电子点火系统和微机控制电子点火系统

（1） 传统点火系统

传统点火系统俗称蓄电池点火系统，又称触点点火装置。

（2） 电子点火系统

电子点火系统是汽车发展过程中的过渡产品，它克服了传统点火装置点

火能量不足的致命缺点，但适时点火这一问题仍然无法解决。

（3） 微机控制电子点火系统

取消了其他类型点火装置的机械调节结构，而是根据各种传感器的信

号由微机进行综合控制。

2、传统点火系统的组成

传统点火系统主要有电源、点火开关、点火线圈、分电器、火花塞、附加电阻等组成。

1. 电源

电源是指蓄电池或发电机供给点火系统工作所需的电能。

2. 点火开关

点火开关是用来控制点火系统初级电路的。关闭点火开关，点火系统立即停止工作，发动机立即熄火。

3. 点火线圈

点火线圈是用来产生高压电的元件，它可将蓄电池或发电机的 12 V 的低压电转变为15 ～ 30 kV 左右的高压电。

（1） 开磁路点火线圈

在薄钢片叠成的铁芯上缠有两组绕组，分别为初级（低压）绕组和次级（高压）绕组。

（2） 闭磁路点火线圈、

闭磁路点火线圈是在“日”形或“口”形铁芯内绕有两个绕组，其磁力线在铁芯内形成闭合回路，不经过空气，磁损失小，能量利用率高，使点火系统的整体结构更加紧凑，非常符合现代汽车点火系统的要求。

4. 分电器

分电器由断电器、配电器和点火提前装置等部分组成。

（1） 断电器

断电器实质上是一个控制点火线圈初级电路的通断给点火系统提供工作信号的开关装置。

（2） 配电器

配电器的作用是将点火线圈产生的高压电，按发动机的点火顺序，分配给各缸火花塞。

（3） 点火提前装置

点火提前装置的作用是在发动机工况和使用条件改变时，及时改变点火提前角的大小，保证发动机适时点火的需要。点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度。（点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，热负荷、机械负荷、噪声和振动加剧；点火过迟，气体做功困难，油耗大，效率低，排气声大）

5. 电容器

电容器安装在分电器壳上，可以吸收触点产生的火花，延长触点的寿命；还可以改善点火系统的整体工作性能。

6. 火花塞

火花塞的作用是将点火线圈产生的高压电引入发动机的燃烧室并在其电极间形成电火花，点燃可燃混合气。

7. 高压线

高压线的作用是将点火线圈产生的高压电传输到各缸火花塞。（需要区别中央高压线和分缸高压线）

3、传统点火系统的工作原理

发动机工作时，发动机曲轴通过凸轮轴和分电器轴带动断电器凸轮旋转，不断地将断电器触点闭合和打开。当点火开关接通后，触点闭合时，初级绕组被接通，形成初级电流，初级电流的走向为：蓄电池正极 → 点火开关 → 点火线圈初级绕组 → 断电器触点 → 搭铁 → 蓄电池负极。初级电流在线圈的铁芯中形成磁场点火能量以磁场能的形式储存起来。经过一段时间后，凸轮的旋转将触点打开时，初级电路被切断，初级电流瞬间消失，由初级电流所形成的磁场也随之迅速发生变化，在两个绕组中都感应出自感电动势。由于次级绕组的匝数多，因此在次级绕组中所形成的感应电动势高达 15 ～ 30 kV 以上，它足以使火花塞间的气体被击穿而电离，产生电火花点燃混合气。产生电火花时高压电流的走向为：次级绕组 → 初级绕组 → 点火开关 → 蓄电池 → 搭铁 → 火花塞旁电极、中心电极 → 分缸高压线 → 分电器盖旁电极 → 分火头 → 中央高压线 → 次级绕组。

2. 机械式点火提前装置的结构及工作过程

1 离心调节器

离心调节器又称离心点火提前装置，离心式点火提前装置通常安装在断电器固定底板的下部，在分电器轴上固定有离心调节器底板，两个离心重块的一端分别套在拨板的矩形孔中，并可绕柱销转动，离心重块的另一端由弹簧牵引拉向轴心方向。凸轮和拨板制成一体，通过中心孔活络地套装在分电器轴上。（利用重块随转速提高离心力增大，克服弹簧力向外甩出，通过联动装置使凸轮在轴上超前一个角度来加大点火提前角）

2 真空调节器

负荷对点火提前角的要求是随负荷的增大而减小点火提前角。真空式点火提前装置的原理是通过转动断电器的活动底板，使触点和凸轮的相对位置发生变化，来调节点火提前角。

4、传统点火系统的使用与维护

1.点火线圈的检测

?? 1 外观检查

点火线圈外壳和盖应无裂纹、接线柱无松动、螺纹无滑牙、壳体无变形、工作时温度不过高、中央高压线插孔与中央高压线应接触良好。

2 用万用表检测点火线圈初级、次级绕组及附加电阻

2. 配电器的检测

1 目视检查分电器盖，若盖内有脏污应进行清洁，若有裂纹应更换。

2 检查分电器盖的绝缘性能。

3 检查分火头是否有裂纹，导电片是否烧蚀，若有裂纹和烧蚀现象都应更换分火头。

4 检测高压线。

火花塞是点火系统中非常重要的元件，它的技术状况对发动机的点火性能影响很大。火花塞的常见故障有积炭、积油、间隙过大、绝缘体出现裂缝、漏气和火花塞过热等。

二、电子点火系统的结构、原理与检测

1、电子点火系统的概述

1 电子点火系统的基本组成

电子点火系统又称晶体管点火系统，它的组成是在传统点火系统的基础上增加了点火信号发生器和点火控制模块。

?? 2 电子点火系统的优点

1. 消除了触点给点火装置带来的弊端。
2. 提高了次级电压和点火能量。
3. 改善了点火系统的稳定性。
4. 增加了点火正时的准确性。

2、磁感应式电子点火系统

1．日系车装用的磁感应式电子点火系统

磁感应式分电器由磁感应信号发生器（或称传感器）、真空和离心点火提前装置、配电器等组成。

2．汽车磁感应电子点火系统

1 磁感应信号发生器

磁感应信号发生器主要由信号转子、传感器线圈、铁芯、永久磁铁等组成。整个信号发生器装在分电器内，永久磁铁和铁芯固定在分电器内，传感器线圈绕在铁芯上。信号转子由分电器轴带动，其上的凸齿数与发动机汽缸数相同。

2汽车磁感应电子点火系统的工作原理

3、霍尔式电子点火系统

?? 霍尔电子点火系统主要由电源、点火开关、高能点火线圈、霍尔分电器、点火控制器及火花塞等组成。

1. 霍尔分电器

霍尔分电器主要由霍尔信号发生器、配电器、真空调节器、离心调节器等组成。

2. 霍尔点火系统电路

霍尔点火系统电路具有恒能点火、闭合角控制、初级电流上升率控制、停车断电保护、过电压保护等功能。

4、光电式电子点火系统的工作原理

光电式电子点火系统的组成：电式信号发生器（又称光触发器）用来产生脉冲信号电压提供点火信号，并经放大电路放大后，推动大功率管工作，控制点火线圈初级绕组的通断，使次级绕组产生高压电，实现点火。

1. 光电式信号发生器

安装在分电器内的光电式信号发生器由光源、光接收器和遮光盘（信号转子）组成。

2. 点火控制器

点火控制器的作用是把光接收器的信号电流放大，并通过功率晶体管接通或切断点火线圈的初级电流。

5、电子点火系统的使用与维修

1. 电子点火装置使用的注意事项

1 电子点火装置的拆、装应在关闭点火开关、断开蓄电池连接线的状态下进行，安装接线必须正确、牢固，尤其注意电源极性不可接反，高压线要插接牢靠，搭铁处应尽量减小接触电阻。

2 当利用启动机带动发动机旋转，而又不想启动发动机时，应拆下分电器中央高压线，并将其搭铁。

3 若怀疑点火系统有故障，而又必须拖动汽车时，应先拆下点火模块的插接件。

4 为防止无线电干扰，应使用 1 kΩ 电阻的高压线、1 ～ 5 kΩ 电阻的火花塞插头和1 kΩ 电阻的分火头；点火信号发生器输出线应尽量远离高压线，以避免高频电子干扰对信号电压的影响。

5 不可用普通的点火线圈来代替电子点火系统的专用高能点火线圈，否则有可能损坏点火线圈和大功率达林顿管。

6 发动机工作时不可拆下蓄电池的连接导线，也不可用试火法检查电器元件故障，避免电器系统出现瞬间高压而损坏电子元件。

7 使用带快速充电设备的启动辅助装置启动汽车时，电压不得超过 16.5 V，使用时间不得超过 1 min。

8 在车上进行电焊作业时，应先拆下蓄电池的搭铁线。

9 清洗发动机时应关闭点火开关，并尽量在热车熄火状态下进行。

10 电子点火器应置于干燥通风处。

2. 电子点火装置的点火正时的调整

1 找出第一缸压缩行程终了上止点的位置，方法和传统点火系统相同。

2 安装分电器。

3 插接高压线。

4 检查点火正时。

3. 电子点火系统的检修

1 点火控制器的检修

1 用干电池电压作为点火信号进行检查。

2 用跳火试验法进行检查。

三、微机控制的电子点火系

???? 微机控制点火系主要包括各种传感器、电子控制单元（ECU)、执行器（点火器、点火线圈、火花塞）等。

? ?? 1．传感器

????? 主要有空气流量计（或绝对压力传感器）、曲轴位置传感器、发动机转速传感器、节气门位置传感器、水温传感器、车速传感器、爆震传感器、空调开关信号等。

??? 2．电子控制单元(ECU)

????? 电子控制单元的作用是根据发动机各传感器输入的信息及内存的数据，进行运算、处理、判断，然后输出指令（信号）控制执行器（如点火器）动作，实现对点火系的精确控制。

?? ? 3．执行器

????? 执行器根据电子控制单元(ECU)或其它控制元件的指令(信号)，执行各自的功能。

 

【技能训练】（10课时；20课时）

一、目标任务

掌握汽车点火系统的结构，原理与检测。

二、分组操作

1、检查发动机高压电的简易方法

1 将一缸分火线取出并套上火花塞，如图 3-1-17（a）、（b）所示

　2 用缸线钳夹紧分火线并将火花塞压紧于缸体上，如图 3-1-17（c）所示

　3 启动发动机观察火花塞的点火情况

2、检查发动机高压线圈

针对高压线圈的老化或漏电情况应选择目视检测法较为恰当，方法如下：

　1 发动机运转时，观察高压线圈是否存在与机体发生放电现象（跳火），如图 3-1-18（a）所示

　2 拆卸高压线圈检查表面有无裂纹或发黄、发白的跳火痕迹。用鼻子闻是否存在由于高温后绝缘下降而产生的烧焦的味道

　针对高压线圈无高压电情况应选择用万用表检测或替换检测法较为恰当，方法如下：

　1 用万用表的电阻挡，测量初级绕组两接线柱间电阻值，桑塔纳轿车为 0.52 ～ 0.76 Ω；红旗、奥迪轿车为 0.6 ～ 0.7 Ω。当电阻偏小或偏大时，应核查点火线圈的型号是否正确。当电阻为无穷大时，为初级绕组断路，应更换点火线圈，如图 3-1-18（b）、（c）所示

2 用万用表的电阻挡，测量“开关”接柱与高压线插孔间电阻值，桑塔纳轿车为2.4 ～ 3.5 kΩ；红旗、奥迪轿车为 2.5 ～ 3.5 kΩ

　3 用万用表的电阻挡，测附加电阻，阻值应在 0.3 ～ 1.8 Ω 之间。（注：闭磁路点火线圈已取消附加电阻

3、检测发动机断火

　1 操作环境的安全及发动机的例行检查

　2 检查前先将每缸高压线拔松后装好，检查工具的绝缘性能是否良好，为检查作准备

　3 启动发动机并达到工作水温

　4 逐一将各缸高压线拔起使当前缸停止工作，细心观察发动机工作情况。观察后将高压线插回，如此往复检查至全部汽缸完成

4、检查火花塞

　1 将分火线取下，把火花塞套筒套好，如图 3-1-19（a）所示

　2 使用套筒旋出火花塞，观察火花塞电极的颜色、陶瓷表面的漏电情况，如图 3-1-19

（b）所示

　3 清洁电极后用厚薄规检查电极的间隙，如图 3-1-19（c）所示

5、认识电子点火系统位置

? 1 找出点火模块

　特征：方便紧固及能满足元件的散热需求，元件一般牢靠地安装在金属板上。老款大众一般安装在雨刮机构下方的金属底板上，发动机控制单元也同样在此。

　标准操作：查询维修手册上点火系统的元件布置图

　2 找出点火信号装置

　特征：一般安装在分电器内；现代轿车取消分电器点火信号装置一般在曲轴皮带轮或飞轮上（曲轴位置传感器，磁电式）、凸轮轴上（凸轮轴位置传感器，霍尔式、磁电式）。

　标准操作：对高压线作好相应记号，使用工具拆下配电器盖，找出带线的感应元件

6、使用故障诊断仪读取故障码及数据流

　1 找出故障诊断接口，如 OBD Ⅱ（16 脚）接口，常见安装在方向盘下，少量车型安装于挂挡杆饰盖下方或烟灰缸背后。本田车型诊断口（两个 2 脚端子）一般安装于乘客的杂物箱下方。非16脚一般安装于发动机仓中，熔断器盒、左右减振器座旁。位置仅供大家参考，具体标准可查看相关车型维修手册。

　2 选择相应的诊断口，并与故障车辆连接。

　3 选择维修车辆信息，找出读取故障代码项，读取故障码及数据流。

三、巡回指导

1、观察每个小组的计划制定和学习进展。

2、对于检查发动机高压电和高压线圈以及电子点火系统时，老师要特别注意学生的安装规范、安全和可靠。

3、及时恰当引导，讲解个别难点。

4、注意学生学习的安全操作。

【课程评价】（1课时；2课时）

本次课主要讲解了传统点火系统、电子点火系统和微机控制电子点火系统的基本结构和工作原理。通过学习可以独立检查发动机高压电与高压线圈，检查火花塞并对故障作出诊断和读取数据流。

个人自我评价课程中的得失，对汽车点火系统的理解和检测计划的制定做一评价。各小组讨论和评价小组成员在实施过程的得失，讨论如何在后续的课程中怎样改进。

最后，老师总结陈词，评价本项目的实施情况，总结得失，提出改进意见。

【布置作业】

1. 简述汽车发动机对点火系统的要求。
2. 请指出图 3-1-20 中编号 1 ～ 13 的元件名称，并用导线将各电器连接起来，组成传统点火系统电路图，在图中指出传统点火系统工作时低压电流和高压电流的走向（注：用符号“→”表示电流走向）
3. 请指出图 3-2-20 中，各元件的名称和作用。
4. 根据图 3-2-21 简述霍尔信号发生器的工作原理。
5. 简述电子点火装置使用的注意事项。

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