第4章_電控點火系統(tǒng)

1、第四章 汽油機電控點火系統(tǒng) 本章主要內容：一、點火系統(tǒng)的組成與工作原理二、電控點火系統(tǒng)的功能三、電控點火系統(tǒng)的構造與維修 本節(jié)主要內容： 電控點火系統(tǒng)的類型 基本組成與工作原理 有分電器電控點火系統(tǒng) 無分電器電控點火控制系統(tǒng) 爆燃控制系統(tǒng)一、點火系統(tǒng)的組成與工作原理 汽油機點火系統(tǒng)的類型： 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)：又分為：磁電機點火系統(tǒng)；蓄電池點火系統(tǒng)。缺點：高速易斷火，不適合高速發(fā)動機；斷電器觸點易燒蝕，工作可靠性差；點火能量低，點火可靠性差。 微機控制的點火系統(tǒng)：即電控點火系統(tǒng)。采用計算機根據(jù)各傳感器信號對點火提前角進行控制。 有分電器式 無分電器式1、電控點火系統(tǒng)的類型2、基本組成與工作原理組成：

2、組成：電源、傳感器、ECU、點火器、點火線圈、分電器和火花塞等。工作原理：工作原理：發(fā)動機工作時，ECU根據(jù)傳感器信號（G、Ne等信號），確定出最佳點火提前角和通電時間，并以此向點火器發(fā)出指令（IGt、IGd信號）。點火器根據(jù)指令，控制點火線圈初級電路的導通和截止。當電路導通時，點火線圈初級電路導通。當初級電路被切斷時，次級線圈中感應出高壓，經分電器或直接送至工作氣缸的火花塞。IGt：點火正時信號IGd：判缸信號基本點火電路恒壓電路微處理器ECU火花塞帶點火線圈的點火器驅動電路IGF電路ECU點火正時信號IGT和點火反饋信號IGF點火正時信號點火正時信號IGT點火反饋信號點火反饋信號IGF主要

3、特點：主要特點：只有1個點火線圈。組成：組成：凸輪軸/曲軸位置傳感器、空氣流量計、冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、起動開關、空調開關、車速傳感器。3、有分電器電控點火系統(tǒng)點火線圈點火器分電器火花塞4、無分電器電控點火系統(tǒng)特點：特點：用電子控制裝置取代了分電器，利用電子分火控制技術將點火線圈產生的高壓電直接送給火花塞進行點火，點火線圈的數(shù)量比有分電器電控點火系統(tǒng)多。優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：分火性能較好，但其結構和控制電路復雜。分類：分類：根據(jù)點火線圈的數(shù)量和高壓電分配方式的不同，分為：二極管配電點火方式。同時點火方式；獨立點火方式；二極管配電點火方式 特點：特點：四個氣缸共用一個點火線圈。發(fā)動機氣缸

4、數(shù)必須是4的整數(shù)倍。 同時點火方式 特點：特點：點火線圈的個數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。當兩同步缸同時到達上止點時，火花塞跳火，其中一缸接近壓縮行程上止點，為有效點火；另一缸接近排氣行程上止點，為無效點火。傳感器ECU點火器點火器點火線圈火花塞獨立點火方式特點：特點：每缸一個點火線圈，即點火線圈的數(shù)量與氣缸數(shù)相等。由于每缸都有點火線圈，即使發(fā)動機轉速很高，點火線圈也有較長的通電時間，可提供足夠高的點火能量。點火線圈火花塞點火器ECU各種傳感器1缸2缸3缸4缸5缸6缸二、電控點火系統(tǒng)的功能 本節(jié)主要內容： 點火提前角的控制 通電時間的控制 爆燃的控制1、點火提前角的控制 點火提前角對發(fā)動機性能的影響 最

5、佳點火提前角確定依據(jù) 控制點火提前角的基本方法 起動時點火提前角的控制 起動后基本點火提前角的確定 點火提前角的修正點火提前角是從火花塞發(fā)出電火花，到該缸活塞運行至壓縮上止點時曲軸轉過的角度。 當汽油機保持節(jié)氣門開度、轉速以及混合氣濃度一定時，汽油機功率和耗油率隨點火提前角的改變而變化。對應于發(fā)動機每一工況都存在一個最佳點最佳點火提前角火提前角。適當點火提前角，可使發(fā)動機每循環(huán)所做的機械功最多（ 曲線陰影部分）點火提前角過大，易爆燃；點火提前角過大，易爆燃；點火提前角過小，排氣溫度升點火提前角過小，排氣溫度升高，功率降低。高，功率降低。點火提前角對發(fā)動機性能的影響A：不點火：不點火 B：點火過

6、早：點火過早C：點火適當：點火適當 D：點火過遲：點火過遲 最佳點火提前角與下述因素有關： 發(fā)動機轉速：發(fā)動機轉速：轉速升高，點火提前角增大。采用電控點火系統(tǒng)，更接近理想的點火提前角。 發(fā)動機負荷：發(fā)動機負荷：歧管壓力高（真空度小、負荷大），點火提前角小，反之點火提前角大。采用電控點火（ESA）系統(tǒng)時，可以使發(fā)動機的實際點火提前角接近于理想的點火提前角。 燃料性質：燃料性質：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，點火提前角可增大。 其他因素：其他因素：燃燒室形狀、燃燒室內溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻水溫度。最佳點火提前角確定依據(jù) 起動：按ECU內存儲的初始點火提前角對點火提前角進行控制。起動時的點火提前

7、角一般是固定的，為10左右。正常運轉：ECU根據(jù)發(fā)動機的轉速和負荷信號，確定基本點火提前角，并根據(jù)其他信號修正，以確定實際的點火提前角，并向電子點火控制器輸出點火信號?？刂泣c火提前角的基本方法 基本點火提前角發(fā)動機轉速進氣量（歧管壓力）高高電控點火數(shù)據(jù)圖電控點火數(shù)據(jù)圖點火提前角常用的計算方法： 實際點火提前角實際點火提前角初始點火提前角基本點火提前角修正點火提前角實際點火提前角實際點火提前角基本點火提前角點火提前角修正系數(shù)起動時起動后基本點火提前角初始點火提前角修正點火提前角實際點火提前角實際點火提前角點火正時控制點火正時控制起動點火控制起動后點火控制初始點火提前角基本點火提前角修正點火提前角

8、暖機修正過熱修正怠速穩(wěn)定修正爆燃修正其他修正等初始點火提前角發(fā)動機起動過程中，進氣管絕對壓力傳感器信號或空氣流量計信號不穩(wěn)定，ECU無法正確計算點火提前角，一般將點火時刻固定在設定的初始點火提前角?？刂菩盘柨刂菩盘枺喊l(fā)動機轉速信號（Ne信號）和起動開關信號（STA信號）。起動時點火提前角的控制 起動后基本點火提前角的確定 怠速運轉 ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號）、發(fā)動機轉速傳感器信號（Ne信號）和空調開關信號（A/C信號）確定基本點火提前角。怠速以外工況 ECU根據(jù)發(fā)動機的轉速和負荷（單位轉數(shù)的進氣量或基本噴油量）確定基本點火提前角。 基本點火提前角發(fā)動機轉速進氣量（歧管壓力）高

9、高電控點火數(shù)據(jù)圖電控點火數(shù)據(jù)圖不同的發(fā)動機控制系統(tǒng)中，對點火提前角的修正項目和修正方法也不同。修正方法有修正系數(shù)法修正系數(shù)法和修正點火提前角法修正點火提前角法兩種 。主要修正項目：水溫修正怠速穩(wěn)定修正空燃比反饋修正點火提前角的修正（1）水溫修正水溫修正水溫修正又可分為暖機修正暖機修正和過熱過熱修正修正。暖機修正：暖機修正：暖機過程中，隨冷卻水溫的提高，點火提前角應適當減小。暖機修正控制信號：暖機修正控制信號：冷卻液溫度傳感器信號、進氣管絕對壓力傳感器信號或空氣流量計信號、節(jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號）過熱修正：過熱修正：冷卻液溫度過高時，點火提前角應適當增大。過熱修正控制信號：過熱修正控制

10、信號：冷卻液溫度傳感器信號、節(jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號）-40 -20 0 20 40 60 80冷卻液溫度/提前角暖機修正暖機修正過熱修正過熱修正 20 40 60 80 100 120 冷卻液溫度/推遲 提前IDL通IDL斷ECU根據(jù)實際轉速與目標轉速的差來修正點火提前角，低于目標轉速，應增大點火提前角，反之，推遲點火提前角。怠速穩(wěn)定修正控制信號怠速穩(wěn)定修正控制信號：發(fā)動機轉速信號（Ne信號）、節(jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號）、車速傳感器信號（SPD信號）、空調開關信號（A/C信號）（2）怠速穩(wěn)定修正空調斷開空調接通與怠速目標轉速的差值修正值由于空燃比反饋控制系統(tǒng)，是根據(jù)氧傳感器的

11、反饋信號調整噴油量的多少來達到最佳空燃比控制的，所以這種噴油量的變化必然帶來發(fā)動機轉速的變化。為了穩(wěn)定發(fā)動機轉速，點火提前角需根據(jù)噴油量的變化進行修正。（3）空燃比反饋修正點火提前角噴油量2、通電時間控制 通電時間對發(fā)動機工作的影響在發(fā)動機工作時，必須保證點火線圈的初級電路有足夠的通電時間。但如果通電時間過長，點火線圈又會發(fā)熱并增大電能消耗。要兼顧上述兩方面的要求，就必須對點火線圈初級電路的通電時間進行控制。另外還需根據(jù)蓄電池電壓對通電時間進行修正?，F(xiàn)代點火線圈初級電路的通電時間由ECU控制，根據(jù)發(fā)動機的轉速信號和電源電壓信號確定最佳的閉合角（通電時間），并控制點火器輸出指令信號（IGt信號）

12、，以控制點火器中晶體管的導通時間。點火線圈的恒流控制為了防止初級電流過大燒壞點火線圈，在部分電控點火系統(tǒng)的點火控制電路中增加了恒流控制電路。恒流的基本方法：在點火器功率晶體管的輸出回路中增設一個電流檢測電阻，用電流在該電阻上形成的電壓降反饋控制晶體管的基極電流，只要這種反饋為負反饋，就可使晶體管的集電極電流穩(wěn)定，從而實現(xiàn)恒流控制。通電時間的控制方法爆燃的危害爆燃的危害是一種不正常燃燒。輕微的爆燃，可使發(fā)動機功率上升，油耗下降。爆燃嚴重時，會導致冷卻液過熱，功率下降油耗上升?？刂品椒ǎ嚎刂品椒ǎ和七t點火提前角。在電控點火系統(tǒng)中，通過增加爆燃傳感器檢測是否發(fā)生爆燃及爆燃程度，并根據(jù)判定結果對點火提

13、前角進行反饋控制。3、爆燃的控制增大點火提前角增大點火提前角有爆燃有爆燃無爆燃無爆燃減小點火提前角減小點火提前角組成：組成：在電控點火系統(tǒng)基礎上增加爆燃傳感器。爆燃識別：爆燃識別：由缸體上的爆燃傳感器檢測發(fā)動機不同頻率范圍內的機械振動，發(fā)生爆燃時傳感器電壓信號有較大的振幅。爆燃強度的確定：爆燃強度的確定：ECU根據(jù)爆燃信號超過基準值的次數(shù)來判定爆燃強度，次數(shù)越多，爆燃強度越大，反之越小。 1、爆燃傳感器、爆燃傳感器 2、ECU3、其他傳感器、其他傳感器4、點火器和點火線圈、點火器和點火線圈5、分電器、分電器 6、火花塞、火花塞4、爆燃控制系統(tǒng)三、電控點火系統(tǒng)的構造與維修 本節(jié)主要內容： 點火器

14、 點火線圈和分電器 爆燃傳感器 點火控制電路1、點火器功能：功能：根據(jù)ECU的指令，控制點火線圈初級電路的通電或斷電，并在完成點火后向ECU輸送點火確認信號。檢測：檢測：用萬用表或示波器檢查發(fā)動機ECU相應端子間電壓。 檢測：檢測：拆開點火線圈上的線束，用萬用表檢查點火線圈電阻，應符合規(guī)定，否則說明點火線圈有故障。電控點火系統(tǒng)所用的分電器，其功用、結構、工作原理、檢修方法與傳統(tǒng)點火系基本相同。2、點火線圈和分電器 【功能【功能】檢測發(fā)動機燃燒時有無爆燃，并把爆燃信號送給發(fā)動機控制電腦作為修正點火提前角的重要參考信號。 【安裝位置【安裝位置】缸體側面或火花塞座孔上 【分類【分類】電感式爆燃傳感器

15、壓電式爆燃傳感器。這又分為： 壓電式共振型爆燃傳感器 壓電式非共振型爆燃傳感器 壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳感器3、爆燃傳感器 Knock Sensor (KS) ) 【組成【組成】鐵心、永久磁鐵、線圈及外殼。 【原理【原理】利用電磁感應原理檢測發(fā)動機爆燃。當傳感器的固有振動頻率與發(fā)動機爆燃時的振動頻率相同時，傳感器輸出的信號電壓最大。電感式爆燃傳感器線圈鐵心殼體永久磁鐵諧振點頻率f輸出電壓u0電感式爆燃傳感器電感式爆燃傳感器壓電式共振型爆燃傳感器 【組成【組成】壓電元件、振子、基座、外殼等組成。 【原理【原理】壓電效應原理。當發(fā)生爆燃時，振子與發(fā)動機共振，壓電元件輸出的信號電壓也有明顯增大，易于測量。爆燃傳感器至ECU壓電元件膜片頻率電壓ECUKNK信號波形帶開路/斷路檢測電阻的傳感器壓電式非共振型爆燃傳感器 與共振式相比，非共振式內部無震蕩片，但設一個配重塊，以一定的預緊壓力壓緊在壓電元件上。當發(fā)動機發(fā)生爆燃時，配重塊以正比于振動加速度的交變力施加在壓電元件上，壓力元件則將此壓力信號轉變成電信號輸送給ECU。 配重塊壓電元件引線頻率（kHz）輸出電壓（mV）壓電式非共振型爆燃傳感器壓電式非共振型爆燃傳感器壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳感器 安裝在火花塞的墊圈處，每缸一個，根據(jù)各缸的燃燒壓力直接檢測各缸的爆燃信息，并轉換成電信號輸送給ECU?；鸹ㄈ紓鞲衅饔萌f用表