汽車微機(jī)控制點火系統(tǒng)

電控點火系統(tǒng) 電控點火系統(tǒng)的組成 如圖8 34所示 圖8 34汽車發(fā)動機(jī)電控燃油分配噴射系統(tǒng)方框圖 圖8 35電控點火系統(tǒng)基本組成和原理 一 電控點火系統(tǒng)1 電控點火系統(tǒng)的工作原理 電控點火系統(tǒng)主要由與點火有關(guān)的各種傳感器 電子控制單元 發(fā)動機(jī)控制ECU 點火電子組件 點火器 點火線圈 高壓配電器和火花塞等組成 如圖8 35所示 1 點火系統(tǒng)有關(guān)的傳感器及開關(guān)信號電子控制點火系統(tǒng)中所用到的主要傳感器有曲軸轉(zhuǎn)角 轉(zhuǎn)速傳感器 曲軸基準(zhǔn)位置傳感器 點火基準(zhǔn)傳感器 和爆震傳感器 另外 還根據(jù)進(jìn)氣壓力傳感器或空氣流量傳感器 進(jìn)氣溫度傳感器 冷卻液溫度傳感器 節(jié)氣門位置傳感器以及起動開關(guān)信號 空調(diào)開關(guān)信號 空擋開關(guān)信號等開關(guān)信號對各種工況下的點火提前角進(jìn)行必要的修正 曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速傳感器 電控點火系統(tǒng)中 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號是微機(jī)用來讀取或計算基本點火提前角最主要的依據(jù)之一 而曲軸轉(zhuǎn)角信號則用來計算具體的點火時刻 曲軸基準(zhǔn)位置傳感器 點火基準(zhǔn)傳感器 該傳感器可在曲軸轉(zhuǎn)至某一特殊的位置 如一缸上止點或上止點前某一特定的角度時 輸出一個脈沖信號 微機(jī)將這一脈沖信號作為計算點火提前角的曲軸位置基準(zhǔn)點 并與曲軸轉(zhuǎn)角信號一起計算曲軸任一時刻所處的具體位置 2 點火提前角的確定電子控制點火系統(tǒng)中 點火提前角通常由初始點火提前角 基本點火提前角和點火提前角修正值三部分組成 基本點火提前角 如圖8 36所示 圖8 36點火提前角示意圖 點火提前角修正值 點火提前角修正值是電子控制單元根據(jù)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度 冷卻液溫度 節(jié)氣門位置 混合氣空燃比 起動開關(guān) 空調(diào)開關(guān)等傳感器信號和有關(guān)開關(guān)信號 對基本點火提前角按一定的修正特性所做的進(jìn)一步優(yōu)化性校正 從而使發(fā)動機(jī)點火性能最佳 3 點火提前角的控制點火提前角的控制通常有開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種方式 如圖8 37所示 開環(huán)控制方式 即電子控制器根據(jù)有關(guān)傳感器提供的發(fā)動機(jī)工況信息從內(nèi)部存儲器 ROM 中讀取出相應(yīng)的基本提前角 閉環(huán)控制方式 閉環(huán)控制方式可以在控制點火提前角的同時 不斷地檢測發(fā)動機(jī)的有關(guān)工況 如發(fā)動機(jī)是否發(fā)生爆震 怠速是否穩(wěn)定等 圖8 37開環(huán) 閉環(huán)控制方式框圖 爆震控制最主要的傳感器是爆震傳感器 它用于檢測發(fā)動機(jī)是否發(fā)生爆震 一般每臺發(fā)動機(jī)安裝一到兩只 爆震傳感器安裝位置 3缸發(fā)動機(jī)安裝在第2缸缸體中間 4缸發(fā)動機(jī)安裝在2 3缸缸體之間 工作原理 爆震傳感器 如圖8 38 8 39所示 是一種振動加速度傳感器 裝在發(fā)動機(jī)氣缸體上 圖8 38爆震傳感器實物與特性簡圖 圖8 39爆震傳感器結(jié)構(gòu)圖 發(fā)動機(jī)工作期間 多在低速大負(fù)荷工況時 如發(fā)生爆震 且爆震強(qiáng)度達(dá)到一定值時 電子控制單元便能接收到提前信號 并根據(jù)爆震強(qiáng)度的大小給點火電子組件發(fā)出推遲點火的信號 直到爆震消失 爆震消失后 電子控制單元便將點火提前角逐漸移至最佳點火角 或以一定角度使點火提前 直到再次發(fā)生爆震時為止 通電時間的控制 導(dǎo)通角即前述的閉合角 它主要影響點火線圈初級繞組的通電時間和點火線圈的儲存能量 而點火線圈通電時間和儲存能量取決于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和蓄電池的供電電壓 控制原理框圖如圖8 40所示 圖8 40爆震傳感器結(jié)構(gòu)圖 二 分電器高壓配電電子點火控制系統(tǒng)當(dāng)前為了提高發(fā)動機(jī)的動力性 經(jīng)濟(jì)性 減少排氣污染 要求點火系統(tǒng)不僅要提供較高的點火能量 而且對點火時刻的控制要求有較高的精度和對發(fā)動機(jī)各種工況變化的適應(yīng)能力 典型的有分電器ECU控制點火系統(tǒng)組成方框圖如圖8 41所示 圖8 41典型的有分電器電控點火系統(tǒng)組成圖 圖8 42磁電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器結(jié)構(gòu)圖 1 相關(guān)傳感器 執(zhí)行器的工作原理與檢修方法 1 傳感器 磁電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器結(jié)構(gòu)與原理 其典型結(jié)構(gòu)如圖8 50所示 下面分三種情況來說明其工作原理 如圖8 43所示 這三種情況下的磁通回路為 永久磁鐵的N極 空氣隙 信號轉(zhuǎn)子 空氣隙 鐵芯 永久磁鐵的S極 圖8 43磁電式傳感器典型結(jié)構(gòu)示意圖 磁電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的檢測 檢查 調(diào)整信號轉(zhuǎn)子凸齒與線圈鐵心之間的間隙值 可用厚薄規(guī)進(jìn)行測量 如圖8 44 a 所示 該間隙的標(biāo)準(zhǔn)值一般為0 2mm 0 4mm 如不符合 調(diào)整方法如圖8 44 b 所示 圖8 44信號轉(zhuǎn)子凸齒示意圖 圖8 45霍爾式傳感器工作原理示意圖 霍爾式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器 如圖8 55所示是霍爾式傳感器工作原理示意圖 如圖8 45 a 所示 霍爾元件有4個接線端 其中A B分別為電流Ig的輸出和輸入端 C D分別為霍爾電壓Eh兩輸出端 永久磁鐵的磁力線可穿過空氣間隙垂直進(jìn)入霍爾元件如圖8 45 c 虛線所示 也可由葉片遮擋而不進(jìn)入霍爾元件如圖8 45 b 虛線所示 2 執(zhí)行器 霍爾式點火信號發(fā)生器的檢修 霍爾式點火信號發(fā)生器為有源器件 需輸入一定電源電壓時才能工作 結(jié)構(gòu)如圖8 46 圖8 46霍爾式點火信號發(fā)生器示意圖 光電式點火觸發(fā)信號工作原理 如圖8 47所示 發(fā)動機(jī)工作時 轉(zhuǎn)盤由分電器軸驅(qū)動在發(fā)光二極管與光敏三極管之間轉(zhuǎn)動 當(dāng)發(fā)光二極管的光線穿過狹縫射向光敏三極管時 當(dāng)敏三極管導(dǎo)通 信號電路便輸出信號 分電器每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生360個1 曲軸角度與轉(zhuǎn)速信號和6個60 基準(zhǔn)位置信號 指六缸 四缸為4個90 基準(zhǔn)位置信號 圖8 47光電式分電器曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速傳感器 圖8 48光電式分電器曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速傳感器原理結(jié)構(gòu)圖 其結(jié)構(gòu)由安裝在分電器軸上的轉(zhuǎn)盤和安裝在分電器底板上的光電式信號發(fā)生器組成 信號發(fā)生由發(fā)光二極管 光敏三極管和信號電路組成 轉(zhuǎn)盤位于發(fā)光二極管和光敏三極管之間 如圖8 48所示 點火線圈原理與檢修 a 傳統(tǒng)點火線圈原理點火線圈的上端裝有膠木蓋 中央突出部分為高壓接線柱 其他的接線柱為低壓接線柱 根據(jù)低壓接線柱的數(shù)目不同 點火線圈有二接線柱和三接線柱之分 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖8 49所示 圖8 49普通點火線圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 b 開磁路與閉磁路點火線圈原理 在汽車電子點火系統(tǒng)中 采用了能量轉(zhuǎn)換效率較高的開磁路與閉磁路點火線圈 如圖8 50所示 圖8 50開磁路和閉磁路點火線圈 c 點火線圈的故障檢修 點火線圈的故障主要有初 次級繞組斷路 短路和搭鐵 絕緣蓋破裂漏電 檢查 試驗和修理方法如下 點火線圈的檢查 肉眼直觀檢查 檢查的主要內(nèi)容和要求是察看絕緣蓋與外殼封裝應(yīng)完好 周圍不得有絕緣物溢出 初 次級繞組斷路 短路和搭鐵的檢查 如圖8 51所示 圖8 51檢查點火線圈搭鐵 圖8 52火花塞的構(gòu)造 火花塞工作原理與檢修 a 火花塞工作原理 火花塞的作用是將點火線圈所產(chǎn)生的高壓電引入發(fā)動機(jī)燃燒室 并在其電極間產(chǎn)生電火花 點燃缸內(nèi)混合氣 火花塞的構(gòu)造如圖8 52所示 中心電極用鎳鉻合金制成 具有良好的耐高溫 耐腐蝕性能 導(dǎo)體玻璃起密封作用 火花塞的間隙多為0 6 0 8mm 但當(dāng)采用電子點火時 間隙可增大至1 0 1 2mm 圖8 53火花塞的構(gòu)造 圖8 54火花塞的間隙的測量與調(diào)整 b 火花塞電極間隙的檢查與調(diào)整 火花塞間隙不當(dāng)時 應(yīng)用特制的測量調(diào)整工具彎曲側(cè)電極進(jìn)行調(diào)整 如圖8 53所示為火花塞間隙示意圖 火花塞間隙的調(diào)整如圖8 54所示 三 無分電器電子點火系統(tǒng)無分電器點火系統(tǒng)取消了分電器的機(jī)械配電方式 因此完全消除了分電器的缺陷 進(jìn)一步提高了點火性能 降低了點火能量的高壓傳輸損失 提高了點火系統(tǒng)的可靠性和耐久性 目前常用的無分電器電子點火方式有各缸單獨(dú)點火和雙缸同時點火兩種 如圖8 55所示 圖8 55各缸單獨(dú)點火與雙缸同時點火示意圖 1 單獨(dú)點火方式 單獨(dú)點火是指一個火花塞配一只點火線圈 將點火線圈及功率晶體管作為一體直接安裝在火花塞頂上 這樣不僅取消了分電器 而且也不用高壓線 因此 徹底消除了分電器和高壓線所帶來的缺陷 點火性能最好 但結(jié)構(gòu)和點火控制系統(tǒng)復(fù)雜 如圖8 56所示 圖8 5