第一部分  学习准备

第一部分 学习准备

一、接车

引导问题 1.接车时,需要登记哪些有效信息?

服务顾问(SA)与客户(车主)进行交流,询问车辆的使用情况、故障现象及车辆的历史维修记录等;检查车辆的行驶里程、发动机号、车架号和车辆的外观损伤情况,并将相关信息填写至表3-1中,完成待修车辆的信息登记。

注意:服务顾问SA进入驾驶室前,要先铺好座椅套、脚垫,装上方向盘套等,以防止弄脏车厢内饰。

××汽车销售服务有限公司委托维修项目估算协议单

3-1

图示

(续)

图示

二、初诊

引导问题 2.对故障车进行初诊时,需要进行哪些基本检查?

维修技师根据服务顾问(SA)填写的《委托维修项目估算协议单》对车辆进行初步检查,确认车辆的故障现象,同时检查发动机的“四漏”,并将检查情况填写至表3-2中。

3-2

图示

(续)

图示

三、收集汽车故障相关信息

发动机不能起动是发动机常见故障之一,主要是由电路、油路和机械故障等造成的,作为汽车机电维修人员,经常会遇到此类故障。在检测维修前,必须对发动机不能起动的原因进行分析,然后再进行有针对性的检查。

引导问题 3.蓄电池如何向发动机电控系统提供电源?

根据图3-1电控系统电源电路图,在发动机上进行测量。当关闭点火开关时,测量+B与E1端子电压为____V,+B1与E1端子电压为____V;当打开点火开关时,测量+B与E1端子电压为____V,+B1与E1端子电压应为____V。

图示

图3-1 电控系统电源电路图

引导问题 4.曲轴位置传感器有什么作用?有哪些类型?

1.作用

曲轴位置传感器(也称发动机转速与曲轴位置传感器,简写为CPS)的作用是将发动机转速信号和上止点信号发送给电子控制单元(ECU),以供ECU判别点火正时和计算基本喷油量进行使用。该传感器是点火系统和燃油喷射系统共用的传感器,也是发动机电控系统中最重要的传感器,如果出现故障,发动机将不能起动。

2.类型

曲轴位置传感器根据产生信号的不同,可分为____、____和光电式三种,其中光电式在汽车应用较少。

3.安装位置

不同车型的曲轴位置传感器安装位置不一定相同。常见的安装位置有____、____和____三种。

引导问题 5.霍尔式曲轴位置传感器的结构与工作原理是怎样的?

1.结构

霍尔式曲轴位置传感器主要由____、____、导磁钢片与永久磁铁等组成。触发叶轮安装在转子轴上,叶轮上制有叶片。当触发叶轮随转子轴一同转动时,叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁之间转动。霍尔集成电路由霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。

图示

图3-2 霍尔式曲轴位置传感器组成原理图

a)叶片进入气隙时 b)叶片离开气隙时 1—触发叶片 2—霍尔元件 3—永久磁铁 4—底板 5—导磁板

2.工作原理

当传感器轴转动时,触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过:当叶片离开气隙时(图3-2b),永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路和导磁钢片构成回路,此时霍尔元件产生电压UH,霍尔集成电路输出级的晶体管导通,曲轴位置传感器输出的信号电压U0为低电平____V。当叶片进入气隙时(图3-2a),霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路,霍尔电压UH为零,集成电路输出级的晶体管截止,传感器输出的信号电压U0为高电平____V。

发动机工作时,霍尔式曲轴位置传感器产生的信号电压不断输入电子控制单元(ECU),ECU根据接收的电压信号进行喷油控制和各缸点火时刻控制,图3-3为霍尔式曲轴位置传感器接线端及电路。

图示

图3-3 霍尔式曲轴位置传感器接线端及电路图

注意:

捷达AT和GTx、桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器信号转子上大齿缺产生的信号为基准信号,ECU控制喷油时间和点火时间是以大齿缺产生的信号为基准的。当ECU接收到大齿缺产生的信号后,再根据小齿缺信号来控制点火时间、喷油时间和点火线圈初级电流接通时间。

引导问题 6.磁感式曲轴位置传感器的结构与工作原理是怎样的?

1.结构

磁感式曲轴位置传感器主要由信号发生器和信号转子组成,如图3-4所示。查找相关资料,将图中标号对应的名称填写在图3-4的右表中。

信号发生器用螺钉固定在发动机缸体上,由永久磁铁、传感线圈和线束插头组成。传感线圈又称为信号线圈,永久磁铁上带有一个磁头,磁头正对着安装在曲轴上的齿盘式信号转子,磁头与磁轭(导磁板)连接而构成导磁回路。

图示

图3-4 磁感式曲轴位置传感器原理图

2.工作原理

当曲轴位置传感器随曲轴旋转时,信号转子每转过一个凸齿,传感线圈中就会产生一个周期性交变电动势(即电动势出现一次最大值和一次最小值),线圈相应地输出一个交变电压信号。因为信号转子上设有一个产生基准信号的大齿缺(图3-5),所以当大齿缺转过磁头时,信号电压所占的时间较长,即输出信号为一宽脉冲信号,该信号对应于气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。电子控制单元(ECU)接收到宽脉冲信号时,便可知道气缸1或气缸4上止点位置即将到来,至于即将到来的是气缸1还是气缸4,则需根据凸轮轴位置传感器输入的信号来确定。由于信号转子上有58个凸齿,因此信号转子每转一圈(发动机曲轴转一圈),传感线圈就会产生____个交变电压信号输入电子控制单元(ECU)。

图示

图3-5 磁感应式曲轴位置传感器

1—发动机机体 2—空缺两齿 3—磁感应传感器 4—信号盘

3.霍尔式传感器与磁感应式传感器的区别

霍尔式传感器与磁感应式传感器都是为发动机提供曲轴位置信号,它们之间最大的不同在哪里?

引导问题 7.凸轮轴位置传感器的作用、结构和工作原理是怎样的?

凸轮轴位置传感器又称为____和____。为了区别于曲轴位置传感器(CPS),凸轮轴位置传感器一般用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号,并输入ECU,以便ECU识别气缸1压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外,凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸的活塞即将到达上止点,所以也称为气缸识别传感器。凸轮轴位置传感器的接线端如图3-6所示。

如图3-7所示,霍尔式凸轮轴位置传感器安装在分电器内,由脉冲环和霍尔传感器组成。脉冲环是一个半圆环,通过环座安装在分电器轴上,当脉冲环接近霍尔传感器时,凸轮轴位置传感器输出5V的电位;当脉冲环离开霍尔传感器时,凸轮轴位置传感器输出0V的电位。分电器转一周,高低电位各占半周,即输出一个脉冲信号。

当脉冲环的前沿进入霍尔传感器后,凸轮轴位置传感器输出5V的电位,对四缸发动机表示第1缸、第4缸活塞正向上止点运动,其中第1缸为压缩行程,第4缸为____行程;当脉冲环的前沿离开霍尔传感器后,凸轮轴位置传感器输出0V的电位,依然为第1缸、第4缸活塞正向上止点运动,其中第1缸为排气行程,第4缸为____行程。

图示

图3-6 凸轮轴位置传感器接线端

图示

图3-7 凸轮轴位置传感器结构原理图

注意:

1.并非所有曲轴位置传感器的信号盘都是58个齿,丰田车一般为24个齿。

2.当信号盘大齿缺经过凸轮轴位置传感产生G信号时,活塞并不是正好达到上止点,而是在上止点前10°的位置。

引导问题 8.发动机的点火系统经历了哪三个阶段?

汽车技术发展很快,目前汽车上的点火系统主要经历了三个阶段,传统触点式点火系统、晶体管点火系统和计算机控制的电子点火系统(电控点火系统)。其中,____

已被淘汰,电控点火系统又为有分电器电控点火系统和无分电器电控点火系统两个阶段。

引导问题 9.传统点火系统主要由哪些部件组成?

图3-8为传统触点式点火系统的组成,请根据图3-8完成表3-3的填写。

图示(https://www.daowen.com)

图3-8 传统触点式点火系统的组成

1—蓄电池 2—易熔线 3—点火开关 4—火花塞 5—分电器 6—点火线圈 7—点火线圈附加电阻

3-3

图示

注意:

在火花塞跳火时,点火电压在1000015000V左右,电控点火系统跳火电压更高,所以转动分电器轴时或发动机在工作时,尽量不要接触高压电。

引导问题 10.晶体管电子点火系统主要由哪些部件组成?与传统点火系统有什么不同?

请根据图3-9查找资料,说明晶体管电子点火系统结构与传统点火系统的结构有什么不同?并完成表3-4的填写。

图示

图3-9 晶体管电子点火系统结构图

3-4

图示

引导问题 11.有分电器电控点火系统主要由哪些部件组成?

有分电器电控点火系统是在晶体管点火系统的基础上,ECU根据各输入信号,确定点火时刻,并将点火正时信号IGt送至点火器,当IGt信号变为低电平时,点火线圈的初级绕组被切断,次级绕组中感应出高压电,再由分电器送至相应气缸的火花塞进行点火。它还增加了电控点火提前(ESA)功能,取消了离心式和真空式点火提前装置。

有分电器电控点火系统主要由ECU、曲轴转角/转速传感器、曲轴基准位置传感器(点火基准传感器)、爆燃传感器、点火器、分电器、点火线圈、火花塞、高低压导线和熔断器等组成。如图3-10所示是一个典型的有分电器电控点火系统组成图,请根据图

3-10完成表3-5的填写。

图示

图3-10 有分电器电控点火系统

3-5

图示

注意:

1.IGT是指点火信号,ECU根据不同传感器信号,计算最佳点火正时,并向点火器发送IGT信号,点火器接到信号后切断点火线圈的初级电流。

2.IGF是指点火确认信号,当点火线圈的初级电流被切断时,点火器向ECU发出一个IGF信号,ECU接到此信号,便认为点火成功,如果ECU连续三次接收不到此信号,将停止喷油器喷油,发动机熄火。不是所有车型都有点火确认信号。

引导问题 12.无分电器电控点火系统有何特点?

(1)无分电器电控点火系统是将来自点火线圈的高压电直接分配给火花塞,它取消了分电器,因此完全消除了分电器的缺陷,进一步提高了发动机的点火性能,降低了点火能量的高压传输损失,提高了点火系统的可靠性和耐久性。目前常用的无分电器电子点火方式有____和____两种,如图3-11、图3-12所示。

(2)其中双缸同时点火系统是____个气缸共用一个点火线圈,这种点火系统火花塞在____行程点火一次,在____行程再点火一次,其中____是无效的。而直接点火系统一般是____个气缸用一个点火线圈。

图示

图3-11 直接点火系统的原理示意图

图示

图3-12 双缸同时点火系统的原理示意图

(3)试指出实训车间的实训用车采用的是哪种点火类型?

引导问题 13.对比上述几种点火系统,说明其区别在哪里?

1.结构区别(填写表3-6)

3-6

图示

2.控制功能区别(填写表3-7)

3-7

图示

引导问题 14.什么是点火正时?其对发动机有哪些影响?

(1)点火正时也就是点火提前角,是指从点火开始到活塞运行到上止点,这一时间内曲轴所转过的角度。最佳点火提前角是指能使发动机输出功率最大而油耗最小的点火提前角。

(2)实际点火提前角=初始提前角+____+____,其中初始点火提前角为固定值,因发动机而异;基本点火提前角的控制由转速和负荷确定;修正点火提前角,是电子控制单元根据发动机进气温度、冷却液温度、节气门位置、混合气空燃比、起动开关、空调开关等传感器信号和相关开关信号,对基本点火提前角按一定的修正特性所做的进一步优化性校正,从而使发动机点火性能最佳。

(3)点火提前角过大或过小对发动机性能有什么影响?

引导问题 15.爆燃传感器的结构与原理是怎样的?

爆燃传感器的作用是检测发动机是否发生爆燃,一般每台发动机安装____。发动机工作期间(多在低速大负荷工况时)如发生爆燃,且爆燃强度达到一定值时,电子控制单元便能接收到点火提前信号,并根据爆燃强度的大小给点火电子组件发出推迟点火的信号,直到爆燃消失。爆燃消失后,电子控制单元便将点火提前角逐渐移至最佳点火角或以一定角度使点火提前,直到再次发生爆燃时为止。爆燃传感器主要有磁致伸缩式(3-13)和压电式(3-14)两种,波形对比如图3-15所示,爆燃传感器的实物如图3-16所示。

图示

图3-13 磁致伸缩式爆燃传感器

图示

图3-14 压电式爆燃传感器

图示

图3-15 磁致伸缩式爆燃传感器与压电式爆燃传感器波形对比图

图示

图3-16 爆燃传感器的实物图

引导问题 16.点火线圈有什么作用?电控点火系统中采用什么样的点火线圈?

点火线圈的作用是将低压电转换成高压电,在汽车电控点火系统中,采用了能量转换效率较高的(□开磁路□闭磁路)高能点火线圈(图3-17)。

图示

图3-17 点火线圈结构图

a)开磁路点火线圈(两接线柱式) b)开磁路点火线圈(三接线柱式) c)闭磁路点火线圈

注意:

点火线圈是一次性元件,不可维修,当检测有故障时,应整体更换。

引导问题 17.火花塞有什么作用?如何对其进行选用?

(1)火花塞的作用是将点火线圈所产生的高压电引入发动机燃烧室,并在其电极间产生电火花,点燃气缸内混合气,其构造如图3-18所示。中心电极用镍铬合金制成,具有良好的耐高温、耐腐蚀性能,导体玻璃起密封作用。火花塞的间隙多为____mm,但当采用电子点火时,间隙可增大至1.01.2mm。

(2)火花塞有哪些常见的故障?

(3)火花塞如发生故障,对发动机性能有什么影响?

(4)除了普通火花塞外,常见的火花塞还有哪些类型?

图示

图3-18 火花塞结构图

引导问题 18.发动机电控点火系统的主要部件在车上的安装位置?

请在实训车上,找出发动机电控点火系统主要部件的安装位置,完成表3-8的填写。

3-8

图示

(续)

图示