毕业论⽂
论⽂题⽬：汉兰达轿车1AR-FE发动机点⽕系统的结构与
检修
系部：汽车⼯程学院
专业名称：汽车运⽤技术
班级： 121013学号： 24
姓名：冒亚坤
指导教师：郭兆松
完成时间： 2015 年 6 ⽉ 14 ⽇
前⾔
随着汽车⾏业的不断发展，现在汽车⽅⾯的技术有了不断地提升。尤其是现
代汽车的电⼦控制技术，它将汽车技术和电⼦技术相结合反映出现在⾼科技产物
的特点。汽车⽔平的⾼低程度主要靠汽车的电⼦技术⽅⾯来体现。⽬前，电⼦技
术应⽤已经深⼊汽车的各个系统，使得汽车的整体性能得到了很⼤的提⾼。⽽对
于现在这个能源紧缺、污染⽇益严重的社会前提下，汽车发动机的电⼦点⽕系统
将成为我能研究的重点。电⼦点⽕系统的应⽤能更好的提⾼汽车的输出动⼒、降
低油耗和排放，更符合⽬前世界的形势。
本⽂主要为⼤家介绍⼀下，汉兰达发动机电⼦点⽕系统的⼯作原理与故障诊
断。
由于本⼈⽔平有限，加之实践经验不⾜，⽂中不当之处，还望⽼师指正，不
胜感激！
冒亚坤
2015/6/8
⽬录aito m5
⼀、概述 (1)
1、汽车点⽕系统的分类 (1)
2、点⽕系统的作⽤ (1)
3、电⼦点⽕系统的点⽕要求 (2)
⼆、汉兰达1AR-FE发动机点⽕系统的结构 (3)
三、汉兰达1AR-FE发动机点⽕系统的⼯作原理 (6)
四、汉兰达1AR-FE发动机点⽕系统的主要部件的检修 (7)
1、点⽕线圈的检修 (7)
2、⽕花塞的检修 (9)
3、曲轴位置传感器的检修 (11)
五、案例分析 (13)
结束语 (15)
参考⽂献 (16)
汉兰达轿车1AR-FE发动机点⽕系统的结构与检修摘要：本⽂⾸先阐述发动机点⽕系统的分类、点⽕要求以及作⽤，然后介绍了1AR-FE发动机的结构组成，再阐述了该发动机点⽕系统的主要部件的检修，最后结合实例进⾏案例分析。
关键词：1AR-FE发动机；点⽕系统；结构；检修
在⼴汽丰⽥公司2009年后⽣产的轿车上，使⽤过这种1AR-FE发动机点⽕⽅式，本⽂主要是根据这款发动机来研究其点⽕系统的结构与检修。
⼀、概述
1、汽车点⽕系统的分类
汽车点⽕系统按初级电路通断的控制⽅式不同可分为传统点⽕系统、半导体点⽕系统、和计算机控制点⽕系统三种类型。
（1）传统点⽕系统
传统的点⽕系统是指初级线圈的通断是由断电器触点控制的点⽕系统。传统点⽕系统结构简单，价格便宜，但故障率⾼，⾼速性能差，已逐步淘汰。
（2）半导体点⽕系统
半导体点⽕系统是指初级线圈的通断由晶体管控制并且采⽤机械式提前⾓调节装置的点⽕系统，也称“晶体管点⽕系统”或“普通电⼦点⽕系统”。它具有⾼速性能好、点⽕时间精确、结构简单、质量轻、体积⼩等优点，已逐渐取代传统点⽕系统。
（3）计算机控制点⽕系统
计算机控制点⽕系统是指计算机根据各种传感器输⼊的信号，经过数学运算和逻辑判断控制初级电路通断的点⽕系统。计算机控制点⽕系统取消了机械式提前⾓调节装置，点⽕时间控制更精确，应⽤越来越⼴。
按点⽕能量存储⽅式的不同，⽬前汽车上的蓄电池点⽕系统可分为电感放电式和电容放电式。电感放电式点⽕系统是将点⽕能量存储在点⽕线圈产⽣的磁场中，⽽电容式点⽕系统是将点⽕能量存储在储能电容器的电场中。
2、点⽕系统的作⽤
点⽕系的作⽤是将汽车电源供给的低压电转变为⾼压电，并按照发动机的作功顺序与点⽕时间的要求适时、准确地配送给各缸的⽕花塞，在其间隙处产⽣点
⽕花，点燃⽓缸内的可燃混合⽓。
3、电⼦点⽕系统的点⽕要求
（1）能产⽣⾜以击穿⽕花塞间隙的电压
⽕花塞电极击穿从⽽产⽣⽕花时所需要的电压被称为击穿电压。影响⽕花塞击穿电压的因素有很多，其中有⼀下⼏种：
1）⽓缸内混合⽓体的压⼒和温度：混合⽓的压⼒越⼤，温度越低，击穿电压就越⾼。
2）⽕花塞电极间隙和形状：⽕花塞电极的间隙越⼤，击穿电压就越⾼；电极的尖端棱⾓分明，所需的击穿电压低。
3）电极的温度：⽕花塞电极的温度越⾼，造成电极周围空⽓密度变⼩，击穿电压就越低。
（2）有⾜够的点⽕能量
发动机正常⼯作时，由于混合⽓体的温度接近其⾃然温度，所以这种情况下，并不需要⽕系统提供过多的能⼒，然⽽当发动机处于怠速或者急加速的情况时，⽓缸内的混合⽓体会出现过稀或者过浓的情况，这种情况下就需要点⽕系统提供⾜够的点⽕能量。
佛山二手车迷网（3）点⽕时间要适当
⾸先，点⽕系统应按发动机的⼯作顺序进⾏点⽕。其次，必须在最有利的时刻进⾏点⽕。最适当的点⽕时间应该在活塞压缩⾏程活塞未到上⽌点之前⼀段时间，因为燃烧也需要时间，提前点燃有利于⽓缸内⽓体充分燃烧，从⽽使活塞运⾏到上⽌点时，
⽓缸内的压⼒达到最⼤，这样可以使做功⾏程得到充⾜动⼒，即能提⾼燃油效率也能提⾼输出动⼒。通常点⽕时刻⼀般⽤点⽕提前⾓来表⽰。
如果点⽕过迟，例如当活塞运⾏到上⽌点时⽕花塞才点⽕，那么⽓缸内的可燃混合⽓主要就在做功⾏程时完成燃烧，做功时活塞下⾏会使燃烧容积增⼤，从⽽使得汽油的燃烧效率下降，功率也随之降低。当点⽕过早时，发动机还处于压缩⾏程时，⽓缸内的⽓体就开始燃烧，这样会使得活塞在压缩⾏程时受到⼀个反作⽤⼒，这就等于发动机在做负功，不仅降低了发动机的输出动率，⽽且还容易出现爆燃并对发动机运⾏轴承也有损伤。
⼆、汉兰达1AR-FE发动机点⽕系统的结构
图1 1AR-FE发动机点⽕系统结构⽰意图
如图1所⽰，1AR-FE发动机点⽕系统的组成：曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、ECU、点⽕线圈、⽕花塞、点⽕器等。
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图2 1AR-FE发动机各个传感器位置图
1、曲轴位置传感器
1AR-FE发动机曲轴位置传感器如图2所⽰，曲轴位置传感器是发动机特别是集中控制系统中最重要的传感器，也是点⽕系统和燃油喷射系统共⽤的传感器。其功能是检测发动机曲轴转点，并将检测信号及时送⾄发动机电脑，⽤以控制点⽕时刻（点⽕提⾓）和喷油正时。同时，曲轴位置传感器亦是测量发动机转速的信号源。因此，曲轴位置传感器⼜称发动机转速与曲轴位置传感器。
2、凸轮轴位置传感器
1AR-FE发动机凸轮轴位置传感器如图2所⽰，凸轮轴位置传感器⼜称为⽓缸识别传感器，其作⽤是采集凸轮轴位置信号，然后将信号传送⾄发动机控制单元，由发动机控制单元结合曲轴位置传感器信号识别1缸压缩上⽌点，从⽽进⾏顺序喷油控制、点⽕时刻控制和爆震控制。在单缸独⽴点⽕系统中，凸轮轴位置传感器严重影响着发动机的起动性能，若该信号丢失，则发动机起动困难，甚⾄⽆法起动。
3、点⽕线圈
图3 1AR-FE发动机点⽕线圈和⽕花塞部件图
如图3所⽰，根据1AR-FE发动机点⽕线圈部件图，1AR-FE发动机的点⽕线圈⾥⾯有两组线圈，初级
线圈和次级线圈。次级线圈⼀端与初级线圈联接，另⼀端与⾼压线输出端联接输出⾼压电。
4、⽕花塞
图4 1AR-FE发动机点⽕系统的⽕花塞结构⽰意图
1AR-FE发动机的⽕花塞外观如图4所⽰，规格如表1所⽰，其采⽤的是加长型铱⾦⽕花塞在保持了与铂⾦⽕花塞相同耐⽤性的同时提⾼了点⽕性能。它的作⽤是把⾼压导线送来的脉冲⾼压电放电，击穿⽕花塞两电极间空⽓，产⽣电⽕花以此引燃⽓缸内的混合⽓体。⾼性能发动机的基本条件：⾼能量稳定的⽕花、混合均匀的混合⽓、⾼压缩⽐。
⽕花塞由以下⼏部分构成：接线螺母、中央电极、接地电极、⾦属壳体、绝缘体。⽕花塞上的接地电极与⾦属壳体连接，通过汽缸盖螺纹连接连接到发动机缸体上。绝缘体主要起到隔离⾦属壳体及中央电极的作⽤。接线螺母是⽕花塞上与⾼压线圈接触的部分，电流通过接线螺母和中央电极后，击穿中央电极与接地电极间的介质产⽣⽕花，从⽽点燃⽓缸中的混合⽓。
表1 ⽕花塞规格
5、点⽕器
点⽕器的结构如图 5 所⽰，其作⽤是和传感器配合⼯作来确定⽕花塞的跳⽕时刻，即点⽕时，能在⼀瞬间提供⾜够的能量点燃混合⽓体并稳定⽕焰的装置。
1AR-FE发动机采⽤的这种点⽕器是⼀体式的点⽕器，这种点⽕器是将点⽕线圈内置。
图5 1AR-FE发动机点⽕系统的点⽕器结构⽰意图
三、汉兰达1AR-FE发动机点⽕系统的⼯作原理
图6 1AR-FE发动机点⽕系统原理图
如图6所⽰1AR-FE发动机点⽕系统原理图，该单缸独⽴点⽕系统也需要利
⽤曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器来感知曲轴和活塞位置，将信号传给电⼦控制单元（ECU），ECU在结合发动机转速、空⽓流量传感器、⽔温、节⽓门位置传感器等信号，发出控制信号控制点⽕
器，从⽽使点⽕线圈适时地产⽣⾼电压，其结构组成。
汉兰达这款1AR-FE发动机采⽤了先进的⽆分电器独⽴点⽕系统。各个⽓缸采⽤了配置点⽕器内藏式的点⽕线圈，两者⼀体化，⽆需分电器和分缸⾼压线就能把⾼压电分配给各个⽕花塞。这种独⽴的点⽕系统有以下优点：每个缸都有各⾃独⽴的点⽕线圈，即使发动机转速很⾼，点⽕线圈也有较⼤的闭合⾓，可以保证⾜够的点⽕能量；每个⽓缸均有点⽕线圈，单位时间内通过点⽕线圈初级绕组的电流较⼩，点⽕线圈不易发热；点⽕线圈体积也可减⼩，能直接安装在⽕花塞上⾯；取消了分缸⾼压线，避免了对计算机信号的电磁⼲扰；在提⾼点⽕正时控制精准度的同时，还可以达到点⽕时间的全程调整。
四、汉兰达1AR-FE发动机点⽕系统的主要部件的检修
1、点⽕线圈的检修
(1)检查点⽕线圈总成并执⾏⽕花测试
1)检查DTC。翼豹wrx
⼩⼼：如果有DTC输出，则执⾏该DTC的故障排除程序。
(2）如图7所⽰，检查并确认有⽕花。
1)拆下点⽕线圈和⽕花塞。
2)断开4个喷油器连接器。
3)将⽕花塞安装到点⽕线圈中，然后连接点⽕线圈连接器。
4)将⽕花塞搭铁。
5)检查并确认发动机起动时有⽕花。
图7 1AR-FE发动机的⽕花塞检测图
检查时，确保检查时⽕花塞搭铁，如果点⽕线圈受到敲击或掉落，则将其更换，不要使发动机起动超过 2 秒，如果没有⽕花，则执⾏以下程序。
6)连接4个喷油器连接器。
7)安装⽕花塞和点⽕线圈。
8)清除DTC 。
(3）执⾏以下⽕花测试程序。
1)检查并确认带点⽕器的点⽕线圈的线束侧连接器连接牢固，根据测试结果数据表所⽰，进⾏下⼀步操作。
表2 测试结果
2)对各点⽕线圈执⾏⽕花测试，根据测试结果数据表所⽰，进⾏下⼀步操作。
①⽤已知良好的点⽕线圈更换。
②再次执⾏⽕花测试。
3）对各⽕花塞执⾏⽕花测试。
①⽤已知良好的⽕花塞更换。
②再次执⾏⽕花测试。
南昌到进贤表4 测试结果
4）检查并确认电源向点⽕线圈供电。
①将点⽕开关置于ON位置。
②根据下图8所⽰测量B和GND端⼦电压。标准值见表5所⽰，根据测试结果结合表6进⾏下⼀步操作。
图8 线束连接器前视图
表5 标准电压
2、⽕花塞的检修
(1）⽕花塞常见的故障
⽕花塞常见故障有因电极烧损、电极熔断、积碳、积油、积灰⽽漏电、绝缘磁体破裂⽽漏电、电极间隙不当等。这些故障会造成点⽕系断⽕、缺⽕，使发动机运转不平稳或不能⼯作。
(2) 故障检查⽅法
⼩⼼：清洁时不要使⽤钢丝刷。
不要试图调整旧⽕花塞的电极间隙。
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图9 欧姆表检测电极图
1)⽤兆欧表检查电极，操作如图9所⽰：
⽤兆欧表测量绝缘电阻，标准值见表7所⽰。
表7 标准绝缘电阻
提⽰：如果结果不符合规定，则⽤⽕花塞清洁器清洗⽕花塞并再次测量电阻。如果没有兆欧表，则可⽤下述简单检查代替。
2）替代检查⽅法：
①将发动机迅速加速到 4,000 rpm，重复操作 5次
②拆下⽕花塞。
③⽬视检查⽕花塞。
如果电极⼲燥，则⽕花塞⼯作正常。如果电极潮湿，则转⾄下⼀步。
3）检查⽕花塞的螺纹和绝缘垫是否损坏。
如果有损坏，则更换⽕花塞。
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