汽油機電控點火系統(tǒng)

1、2005年6月 第一節(jié)第一節(jié) 電控點火系統(tǒng)的功能電控點火系統(tǒng)的功能 第二節(jié)第二節(jié) 點火系統(tǒng)的組成與工作原理點火系統(tǒng)的組成與工作原理 第三節(jié)第三節(jié) 電控點火系統(tǒng)主要元件的構電控點火系統(tǒng)主要元件的構 造與維修造與維修 第三章第三章 汽油機電控點火系統(tǒng)汽油機電控點火系統(tǒng) 2005年6月 一、點火提前角的控制一、點火提前角的控制 二、通電時間的控制二、通電時間的控制 三、爆燃的控制三、爆燃的控制 2005年6月 一、點火提前角的控制一、點火提前角的控制 1點火提前角對發(fā)動機性能的影響點火提前角對發(fā)動機性能的影響 2最佳點火提前角確定依據(jù)最佳點火提前角確定依據(jù) 3控制點火提前角的基本方法控制點火提前角的

2、基本方法 4點火提前角的修正點火提前角的修正 2005年6月 1點火提前角對發(fā)動機性能的影響點火提前角對發(fā)動機性能的影響 w點火提前角是從火花塞發(fā)出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電火花，到該缸活塞運行至壓 縮上止點時曲軸轉過的角度?？s上止點時曲軸轉過的角度。 w當汽油機保持節(jié)氣門開度、當汽油機保持節(jié)氣門開度、 轉速以及混合氣濃度一定時，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)前角的改變而變化。對應于發(fā) 動機每一工況都存在一個動機每一工況都存在一個“最最 佳佳”點火提前角點火提前角 w適當點火提前角，可使發(fā)

3、動適當點火提前角，可使發(fā)動 機每循環(huán)所做的機械功最多機每循環(huán)所做的機械功最多 （ 曲線陰影部分）曲線陰影部分） 2005年6月 隨著轉速的升高點火提前角增大。隨著轉速的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。采用電控點火系統(tǒng)，更接近理想的點火提前角。 歧管壓力高（真空度小、負荷大），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。采用電控點點火提前角小，反之點火提前角大。采用電控點 火（火（ESA）系統(tǒng)時，可以使發(fā)動機的實際點火提）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。前角接近于理想的點火提前角。 汽油辛烷值越高，抗爆性越好，點

4、火汽油辛烷值越高，抗爆性越好，點火 提前角可增大，反之應減小。提前角可增大，反之應減小。 燃燒室形狀、燃燒室內溫度、空燃燃燒室形狀、燃燒室內溫度、空燃 比、大氣壓力、冷卻水溫度。比、大氣壓力、冷卻水溫度。 2最佳點火提前角確定依據(jù)最佳點火提前角確定依據(jù) 2005年6月 發(fā)動機起動時，按發(fā)動機起動時，按ECU內存儲的初始點火提前角內存儲的初始點火提前角 （設定值）對點火提前角進行控制。起動時點火提前角（設定值）對點火提前角進行控制。起動時點火提前角 的設定值隨發(fā)動機而異，對一定的發(fā)動機而言，起動時的設定值隨發(fā)動機而異，對一定的發(fā)動機而言，起動時 的點火提前角是固定的，一般為的點火提前角是固定的，

5、一般為10左右。左右。 發(fā)動機正常運轉時（起動后），主發(fā)動機正常運轉時（起動后），主ECU根據(jù)發(fā)動機根據(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)其他的轉速和負荷信號，確定基本點火提前角，并根據(jù)其他 有關信號進行修正，最后確定實際的點火提前角，并向有關信號進行修正，最后確定實際的點火提前角，并向 電子點火控制器輸出點火執(zhí)今信號，以控制點火系的工電子點火控制器輸出點火執(zhí)今信號，以控制點火系的工 作。作。 3控制點火提前角的基本方法控制點火提前角的基本方法 2005年6月 發(fā)動機起動過程中，進氣管絕對壓力傳感器信號發(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，或空氣

6、流量計信號不穩(wěn)定，ECU無法正確計算點火提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。前角，一般將點火時刻固定在設定的初始點火提前角。 此時的控制信號主要是發(fā)動機轉速信號（此時的控制信號主要是發(fā)動機轉速信號（Ne信號）和信號）和 起動開關信號（起動開關信號（STA信號）。信號）。 4起動時點火提前角的控制起動時點火提前角的控制 2005年6月 5起動后基本點火提前角的確定起動后基本點火提前角的確定 發(fā)動機起動后怠速運轉時，發(fā)動機起動后怠速運轉時，ECU根據(jù)節(jié)氣門位根據(jù)節(jié)氣門位 置傳感器信號（置傳感器信號（IDL信號）、發(fā)動機轉速傳感信號）、發(fā)動機轉速傳感 器信號（器信號

7、（Ne信號）和空調開關信號（信號）和空調開關信號（AC信信 號）確定基本點火提前角。號）確定基本點火提前角。 發(fā)動機起動后在除怠速以外的工況下運轉時，發(fā)動機起動后在除怠速以外的工況下運轉時， ECU根據(jù)發(fā)動機的轉速和負荷（單位轉數(shù)的進根據(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。氣量或基本噴油量）確定基本點火提前角。 2005年6月 不同的發(fā)動機控制系統(tǒng)中，對點火提前角的修正項不同的發(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)法和修正點目和修正方法也不同。修正方法有修正系數(shù)法和修正點 火提前角法兩種火提前角法兩種 。 主要修正項目

8、有：主要修正項目有： （1）水溫修正；）水溫修正； （2）怠速穩(wěn)定修正；）怠速穩(wěn)定修正； （3）空燃比反饋修正）空燃比反饋修正。 6點火提前角的修正點火提前角的修正 2005年6月 （1）水溫修正）水溫修正 水溫修正又可分為暖機修正水溫修正又可分為暖機修正 和過熱修正。和過熱修正。 發(fā)動機冷車起動后的暖機過發(fā)動機冷車起動后的暖機過 程中，隨冷卻水溫的提高，混合程中，隨冷卻水溫的提高，混合 氣的燃燒速度加快，燃燒過程所氣的燃燒速度加快，燃燒過程所 占的曲軸轉角減小，點火提前角占的曲軸轉角減小，點火提前角 也應適當減小，如右圖所示。也應適當減小，如右圖所示。 2005年6月 ECU根據(jù)實際轉速與目

9、標轉根據(jù)實際轉速與目標轉 速的差來修正點火提前角，低于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，目標轉速，應增大點火提前角， 反之，推遲點火提前角。反之，推遲點火提前角。 控制信號有：發(fā)動機轉速信控制信號有：發(fā)動機轉速信 號（號（Ne信號）、節(jié)氣門位置傳感信號）、節(jié)氣門位置傳感 器信號（器信號（IDL信號）、車速傳感器信號）、車速傳感器 信號（信號（SPD信號）、空調開關信信號）、空調開關信 號（號（AC信號）信號） （2）怠速穩(wěn)定修正）怠速穩(wěn)定修正 2005年6月 由于空燃比反饋控制系統(tǒng)，由于空燃比反饋控制系統(tǒng)， 是根據(jù)氧傳感器的反饋信號調整是根據(jù)氧傳感器的反饋信號調整 噴油

10、量的多少來達到最佳空燃比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，需根據(jù)噴油量的變化進行修正， 如右圖所示。如右圖所示。 （3）空燃比反饋修正）空燃比反饋修正 2005年6月 二、通電時間控制二、通電時間控制 1通電時間對發(fā)動機工作的影響通電時間對發(fā)動機工作的影響 2通電時間的控制方法通電時間的控制方法 3點火線圈的恒流控制點火線圈的恒流控制 2005年6月 1通電時間對發(fā)動機工作的影響通電時間對發(fā)動機工作

11、的影響 在發(fā)動機工作時，必須保證點火線圈的初在發(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。電路的通電時間進行控制。 2005年6月 現(xiàn)代電控點火系統(tǒng)和傳統(tǒng)的分電器不同，傳統(tǒng)的點現(xiàn)代電控點火系統(tǒng)和傳統(tǒng)的分電器不同，傳統(tǒng)的點 火線圈初級電路的通電時間取決于斷電器觸點的閉合角火線圈初級電路的通電時間取決于斷電器觸點的閉合角 和發(fā)動機轉速。而現(xiàn)

12、代點火線圈初級電路的通電時間由和發(fā)動機轉速。而現(xiàn)代點火線圈初級電路的通電時間由 ECU控制，根據(jù)發(fā)動機的轉度信號和電源電壓信號確定控制，根據(jù)發(fā)動機的轉度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最佳的閉合角（通電時間），并控制點火器輸出指令信 號（號（IGt信號），以控制點火器中晶體管的導通時間。信號），以控制點火器中晶體管的導通時間。 2通電時間的控制方法通電時間的控制方法 2005年6月 3點火線圈的恒流控制點火線圈的恒流控制 由于現(xiàn)代車采用了高能點火線圈，改善點火性能。由于現(xiàn)代車采用了高能點火線圈，改善點火性能。 為了防止初級電流過大燒壞點火線圈，在部分電控

13、點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?；鹣到y(tǒng)的點火控制電路中增加了恒流控制電路。 恒流的基本方法是：在點火器功率晶體管的輸出回恒流的基本方法是：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?，F(xiàn)恒流控制。 2005年6月 爆燃的危害爆燃的危害 會導致冷卻液過熱，功率下會導

14、致冷卻液過熱，功率下 降油耗上升。降油耗上升。 控制方法控制方法 推遲點火提前角，利用爆震傳推遲點火提前角，利用爆震傳 感器中的壓電晶體的壓力效應。感器中的壓電晶體的壓力效應。 三、爆燃的控制三、爆燃的控制 2005年6月 一、電控點火系統(tǒng)的類型一、電控點火系統(tǒng)的類型 二、基本組成與工作原理二、基本組成與工作原理 三、有分電器電控點火系統(tǒng)三、有分電器電控點火系統(tǒng) 四、無分電器電控點火控制系統(tǒng)四、無分電器電控點火控制系統(tǒng) 五、爆燃控制系統(tǒng)五、爆燃控制系統(tǒng) 2005年6月 1.汽油機點火系統(tǒng)的類型：汽油機點火系統(tǒng)的類型： （1）傳統(tǒng)點火系統(tǒng)分為：）傳統(tǒng)點火系統(tǒng)分為： 1）磁電機點火系統(tǒng)；）磁電機點

15、火系統(tǒng)； 2）蓄電池點火系統(tǒng)。缺點：高速易斷火，不適合高速）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?；鹂煽啃圆?。 （2）微機控制的點火系統(tǒng)）微機控制的點火系統(tǒng) 采用計算機根據(jù)各傳感器信號對采用計算機根據(jù)各傳感器信號對 點火提前角進行控制。點火提前角進行控制。 2.電控點火系統(tǒng)的類型：有分電器和無分電器式電控點火系統(tǒng)的類型：有分電器和無分電器式 一、電控點火系統(tǒng)的類型一、電控點火系統(tǒng)的類型 2005年6月 如右圖，一般由電如右圖，一般由電 源、傳感器、源、傳感器、ECU

16、、點、點 火器、點火線圈、分電火器、點火線圈、分電 器和火花塞組成器和火花塞組成 二、基本組成與工作原理二、基本組成與工作原理 1.基本組成基本組成 下一頁 2005年6月 發(fā)動機工作時，發(fā)動機工作時，ECU根據(jù)接受到的傳感器信號，根據(jù)接受到的傳感器信號， 按存儲器中的相關程序和數(shù)據(jù)，確定出最佳點火提按存儲器中的相關程序和數(shù)據(jù)，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。點火前角和通電時間，并以此向點火器發(fā)出指令。點火 器根據(jù)指令，控制點火線圈初級電路的導通和截止。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，有電流從點火線圈中的初級電路通當電路導通時，有電流從點

17、火線圈中的初級電路通 過，點火線圈將點火能量以磁場的形式儲存起來。過，點火線圈將點火能量以磁場的形式儲存起來。 當初級電路被切斷時，次級線圈中產生很高的感應當初級電路被切斷時，次級線圈中產生很高的感應 電動勢，經分電器或直接送至工作氣缸的火花塞。電動勢，經分電器或直接送至工作氣缸的火花塞。 2.工作原理工作原理 2005年6月 三、有分電器電控點火系統(tǒng)三、有分電器電控點火系統(tǒng) 主要特點：只有主要特點：只有1個點火線圈。個點火線圈。 組成：由凸輪軸組成：由凸輪軸/曲軸位置傳感器、空氣流量計、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、冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳

18、感器、起動開關、 空調開關、車速傳感器。空調開關、車速傳感器。如圖如圖 下一頁 2005年6月 有分電器電控點火系統(tǒng)的組成有分電器電控點火系統(tǒng)的組成 1、2凸輪軸曲軸位置傳感器凸輪軸曲軸位置傳感器3空氣流量計或過氣管絕對壓力傳感空氣流量計或過氣管絕對壓力傳感 器器4冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度傳感器5節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器6起動開關起動開關7空調開關空調開關 8車速傳感器車速傳感器9、10輸入回路輸入回路11AD轉換器轉換器12輸出回路輸出回路13存存 儲器儲器14恒定電壓電源恒定電壓電源 15點火器點火器16點火線圈點火線圈17分電器分電器 2005年6月 特點：用電子控制裝置取代了

19、分電器，利用電子分火特點：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。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：分火性能較好，但其結構和控制電路復雜。優(yōu)缺點：分火性能較好，但其結構和控制電路復雜。 根據(jù)點火線圈的數(shù)量和高壓電分配方式的不同，該火根據(jù)點火線圈的數(shù)量和高壓電分配方式的不同，該火 系統(tǒng)又可分為：系統(tǒng)又可分為： 1.獨立點火方式；獨立點火方式； 2.同時點火方式；同時點火方式； 3.二極管配電點火方式。二極管配電點火方式。 四、無分

20、電器電控點火系統(tǒng)四、無分電器電控點火系統(tǒng) 2005年6月 1、點火線圈、點火線圈 2、火花塞、火花塞 3、點火器、點火器 4、ECU 5、各種傳感器、各種傳感器 1.獨立點火方式獨立點火方式 特點是每缸一特點是每缸一 個點火線圈，即點個點火線圈，即點 火線圈的數(shù)量與氣火線圈的數(shù)量與氣 缸數(shù)相等。缸數(shù)相等。 2005年6月 2.同時點火方式同時點火方式 特點：點火特點：點火 線圈的數(shù)等于氣線圈的數(shù)等于氣 缸數(shù)的一半。缸數(shù)的一半。 2005年6月 3.二極管配電點火方式二極管配電點火方式 特點：四個氣缸特點：四個氣缸 共用一個點火線圈。共用一個點火線圈。 2005年6月 五、爆燃控制系統(tǒng)五、爆燃控

21、制系統(tǒng) 組成組成 如左圖如左圖 識別根據(jù)安裝在缸體上的識別根據(jù)安裝在缸體上的 爆燃傳感器檢測發(fā)動機不同爆燃傳感器檢測發(fā)動機不同 頻率范圍內的機械振動，發(fā)頻率范圍內的機械振動，發(fā) 生爆燃時傳感器電壓信號有生爆燃時傳感器電壓信號有 叫大的振幅。叫大的振幅。 爆燃強度的確定爆燃強度的確定 w ECU根據(jù)爆燃信號超過基根據(jù)爆燃信號超過基 準值的次數(shù)來判定爆燃強度，準值的次數(shù)來判定爆燃強度， 次數(shù)越多，爆燃強度越大，次數(shù)越多，爆燃強度越大， 反之越小。反之越小。 1、爆燃傳感器、爆燃傳感器 2、ECU 3、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

22、花塞 2005年6月 一、點火器一、點火器 二、點火線圈二、點火線圈 三、分電器三、分電器 四、爆燃傳感器四、爆燃傳感器 五、點火控制電路五、點火控制電路 2005年6月 一、點火器一、點火器 功能：根據(jù)功能：根據(jù)ECU的指的指 令，控制點火線圈初令，控制點火線圈初 級電路的通電或斷電，級電路的通電或斷電， 并在完成點火后向并在完成點火后向 ECU輸送點火確認信輸送點火確認信 號。號。 結構：如左圖結構：如左圖 檢測：用萬用表或示檢測：用萬用表或示 波器檢查發(fā)動機波器檢查發(fā)動機ECU 相應端子間電壓。相應端子間電壓。 2005年6月 檢測：拆開點火線圈上的線束，用萬用表檢測：拆開點火線圈上的線

23、束，用萬用表 檢查點火線圈電阻，應符合規(guī)定，否則說明點檢查點火線圈電阻，應符合規(guī)定，否則說明點 火線圈有故障?；鹁€圈有故障。 二、點火線圈二、點火線圈 2005年6月 三、分電器三、分電器 電控點火系統(tǒng)所用的分電器，其功用、結構、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。工作原理、檢修方法與傳統(tǒng)點火系基本相同。 2005年6月 四、爆燃傳感器四、爆燃傳感器 功能：是用來檢測發(fā)動機有無爆燃發(fā)生及爆燃強度。功能：是用來檢測發(fā)動機有無爆燃發(fā)生及爆燃強度。 1.電感式電感式 2.壓電式壓電式 （1）壓電式共振型爆燃傳感器）壓電式共振型爆燃傳感器 （2）壓電式非共

24、振型爆燃傳感器）壓電式非共振型爆燃傳感器 （3）壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳感器）壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳感器 3.爆燃傳感器的檢修爆燃傳感器的檢修 2005年6月 主要由鐵心、永主要由鐵心、永 久磁鐵、線圈及外殼久磁鐵、線圈及外殼 等組成。等組成。a）結構）結構b） 輸出信號輸出信號 利用電磁感應原利用電磁感應原 理檢測發(fā)動機爆燃。理檢測發(fā)動機爆燃。 1.電感式電感式 1線圈線圈2鐵心鐵心 3殼體殼體4永久磁鐵永久磁鐵 2005年6月 2.壓電式壓電式 （1）壓電式共振型爆燃傳感器）壓電式共振型爆燃傳感器 由壓電元件、振子、基座、由壓電元件、振子、基座、 外殼等組成，如右圖。當發(fā)生外殼等組成，如右圖。當發(fā)生 爆燃時，振子與發(fā)動機共振，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壓電元件輸出的信號電壓也有 明顯增大，易于測量。明顯增大，易于測量。 1、壓電元件、壓電元件 2、振子、振子 3、基座、基座 4、O型密封圈型密封圈 5、連接器、連接器 6、接頭、接頭 7、密封劑、密封劑 8、殼體、殼體 9、引線、引線 2005年6月 （2）.壓電式