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故障诊断案例实操讲解:电子点火系统的电路原理分析

电子点火系统电路构成

微机控制电子点火控制系统按有无分电器分为有分电器型与无分电器型,这里主要介绍无分电器微机控制电子点火系统, 其控制电路主要由低压电源、点火开关、微机控制单元(ECU)、点火控制器、点火线圈、火花塞、高压线和各种传感器等组成,如下图所示。    

无分电器微机控制点火系统 

点火顺序:1-4-3-6-2-5双点火线圈

这个微机控制电子点火系统采用点火线圈配电方式,如下图所示, 这是一种直接用点火线圈分配高压电的同时点火方式。几个相互屏蔽的、结构独立的点火线圈组合成一体,称为点火线圈组件。

4缸发动机的点火线圈组件有两个独立的点火线圈, 每个点火线圈供给配对的两个缸的火花塞以高压电。点火控制器中有与点火线圈数量相等的功率三极管, 各控制一个点火线圈的工作。

点火控制器根据电脑提供的点火信号, 由气缸判别电路按点火顺序轮流激发功率三极管, 使其导通或截止,以此控制点火线圈初级绕组的通断, 产生次级电压而点火。

点火线圈配电方式点火系统是应用最广泛的一种无分电器微机控制点火系统。

点火线圈配电方式

发动机采用点火线圈配电方式时, 点火线圈实际是由若干个相互屏蔽的、独立的点火线圈组装起来形成的一个点火线圈组件,如下图。每个独立的点火线圈初级绕组的一端通过点火开关与电源正极相连, 另一端由点火控制器的大功率三极管控制搭铁;次级绕组两端分别接到两个气缸的火花塞上,使两个气缸的火花塞同时跳火。

点火线圈组成 

电路分析

以最新款一汽大众捷达汽车点火系统为例,其电路如下图所示,电路由J361发动机ECU、N152点火变压器(带末级功率放大器)、火花塞等组成。

2010年款捷达FLⅢ汽车1.6LSimos发动机无分电器点火电路

ECU通过57#、71#控制点火变压器,接到其第1脚和第3脚,点火变压器的2脚为电源输入端,4脚为点火线圈接地(接至发动机线束中的接地连接)。 

ECU根据曲轴的不同位置,按一定顺序控制两个或多个点火线圈初级绕组,以实现电子式高压配电。ECU除了包括输入接口电路、A/D转换器、微机控制单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)等组成部分外,还增加了气缸判别(简称判缸)电路(又称为分电电路),以根据曲轴位置传感器或气缸判别信号传感器确定需要控制的点火线圈初级绕组。 

同理,输出接口电路也不只输出一路点火控制信号,而是依次输出多路点火控制信号,分别控制点火控制器中与各点火线圈初级绕组对应的大功率三极管的通断;或者输出接口电路在输出一路点火控制信号的同时输出一路判别气缸信号,由点火控制器根据点火控制信号和判别气缸信号控制与各点火线圈初级绕组对应的大功率三极管的通断,使需要点火气缸的火花塞适时跳火。

故障诊断案例

故障现象:大众高尔夫GOLFA6偶尔无法启动。

故障诊断:

1. 使用VAS5052A进行检测,发动机控制单元01、ABS控制单元03、仪表板控制单元17、气囊控制单元15、车载能量控制单元09、网关19等系统内均有关于变速箱控制单元无通信的故障。

2. 根据以往的维修经验,可能是变速箱控制单元的相关线束磨损而搭铁,导致故障的发生。本着先易后难的原则进行检修:

01  因为车载能量控制单元09中还有一个关于雨刮的故障码,所以,首先拆下流水槽,检查雨刮电动机的相关线束,未发现异常。

02  检查发动机的线束和搭铁线,也未发现问题。

03  拆下空滤壳体总成,检查通往变速箱控制单元的线束,同样未发现任何破损之处。

04  了解此车的维修历史,注意到该车前段时间左前翼子板处发生过事故,更换过左前大灯,于是着重检查此部位的线束及相关插接件,检查是否有插头锈蚀等问题。在检查到大灯后面的搭铁线的时候,发现搭铁线松动。

3. 查询电路图(下图)发现,此搭铁线为发动机点火线圈的接地点,看来故障的原因在这里。

 电路故障点

原因分析:由于搭铁线松动,导致点火线圈偶尔不工作,造成车辆无法启动。

故障排除:紧固搭铁线,故障排除。

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