第三章 點火控制系統(tǒng)

1、第三章 點火控制系統(tǒng)第第2 2節(jié)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 作業(yè)作業(yè)一、一、點火提前角的控制點火提前角的控制二、二、通電時間的控制通電時間的控制三、三、爆燃的控制爆燃的控制一、一、點火提前角的控制點火提前角的控制1點火提前角對發(fā)動機(jī)性能的影響點火提前角對發(fā)動機(jī)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基本方法4點火提前角的修正點火提前角的修正1點火提前角對發(fā)動機(jī)性能的影響點火提前角對發(fā)動機(jī)性能的影響w 點火提前角是從火花塞發(fā)出電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火花，到該缸活塞運行至壓縮上止點時

2、曲軸轉(zhuǎn)過的角度。上止點時曲軸轉(zhuǎn)過的角度。 w 當(dāng)汽油機(jī)保持節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)當(dāng)汽油機(jī)保持節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度一定時，汽速以及混合氣濃度一定時，汽油機(jī)功率、耗油和排放隨點火油機(jī)功率、耗油和排放隨點火提前角的改變而變化。提前角的改變而變化。w 對應(yīng)于發(fā)動機(jī)每一工況都存在對應(yīng)于發(fā)動機(jī)每一工況都存在一個一個“最佳最佳”點火提前角點火提前角 。適。適當(dāng)點火提前角，可使發(fā)動機(jī)每當(dāng)點火提前角，可使發(fā)動機(jī)每循環(huán)所做的機(jī)械功最多（循環(huán)所做的機(jī)械功最多（ 曲線曲線陰影部分陰影部分）。）。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) 隨著轉(zhuǎn)速的升高點火提前角增大。采用電控點隨著轉(zhuǎn)速的升高點火提前角增大。采用

3、電控點火系統(tǒng)，更接近理想的點火提前角。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(fù)荷大），點火提前歧管壓力高（真空度小、負(fù)荷大），點火提前角小，反之點火提前角大。采用電控點火系統(tǒng)時，可以使發(fā)角小，反之點火提前角大。采用電控點火系統(tǒng)時，可以使發(fā)動機(jī)的實際點火提前角接近于理想的點火提前角。動機(jī)的實際點火提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，點火提前角可增汽油辛烷值越高，抗爆性越好，點火提前角可增大，反之應(yīng)減小。大，反之應(yīng)減小。 燃燒室形狀、燃燒室內(nèi)溫度、空燃比、大氣壓力、燃燒室形狀、燃燒室內(nèi)溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻水溫度。冷卻水溫度。3控制點火提前角的基本方

4、法控制點火提前角的基本方法 發(fā)動機(jī)起動時，按發(fā)動機(jī)起動時，按ECU內(nèi)存儲的初始點火提前角（設(shè)定內(nèi)存儲的初始點火提前角（設(shè)定值）對點火提前角進(jìn)行控制。起動時點火提前角的設(shè)定值）對點火提前角進(jìn)行控制。起動時點火提前角的設(shè)定值隨發(fā)動機(jī)而異，對一定的發(fā)動機(jī)而言，起動時的點火值隨發(fā)動機(jī)而異，對一定的發(fā)動機(jī)而言，起動時的點火提前角是固定的，一般為提前角是固定的，一般為10左右。左右。 發(fā)動機(jī)正常運轉(zhuǎn)時（起動后），發(fā)動機(jī)正常運轉(zhuǎn)時（起動后），ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號，確定基本點火提前角，并根據(jù)其他有關(guān)信和負(fù)荷信號，確定基本點火提前角，并根據(jù)其他有關(guān)信號進(jìn)行修正，最后確定實際的點火提前

5、角，并向點火器號進(jìn)行修正，最后確定實際的點火提前角，并向點火器輸出點火指令信號，以控制點火線圈工作。輸出點火指令信號，以控制點火線圈工作。 4點火提前角的修正點火提前角的修正 不同的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中，對點火提前角的修正項目不同的發(fā)動機(jī)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。（1）水溫修正水溫修正 水溫修正又可分為暖機(jī)修正和水溫修正又可分為暖機(jī)修正和過熱修正

6、。過熱修正。發(fā)動機(jī)冷車起動后的暖機(jī)過程發(fā)動機(jī)冷車起動后的暖機(jī)過程中，隨冷卻水溫的提高，混合中，隨冷卻水溫的提高，混合氣的燃燒速度加快，燃燒過程氣的燃燒速度加快，燃燒過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角減小，點火提所占的曲軸轉(zhuǎn)角減小，點火提前角也應(yīng)適當(dāng)減小，如右圖所前角也應(yīng)適當(dāng)減小，如右圖所示。示。 （2）怠速穩(wěn)定修正怠速穩(wěn)定修正 ECU根據(jù)實際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速根據(jù)實際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差來修正點火提前角，低于的差來修正點火提前角，低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，應(yīng)增大點火提前角；目標(biāo)轉(zhuǎn)速，應(yīng)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。（3）空燃比反饋修正空燃比反饋修正 由于空燃比反饋控制系統(tǒng)，是由于空燃比反饋控制系統(tǒng)

7、，是根據(jù)氧傳感器的反饋信號調(diào)整根據(jù)氧傳感器的反饋信號調(diào)整噴油量的多少來達(dá)到最佳空燃噴油量的多少來達(dá)到最佳空燃比控制的，所以這種噴油量的比控制的，所以這種噴油量的變化必然帶來發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變變化必然帶來發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。為了穩(wěn)定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，點化。為了穩(wěn)定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，點火提前角需根據(jù)噴油量的變化火提前角需根據(jù)噴油量的變化進(jìn)行修正，如右圖所示。進(jìn)行修正，如右圖所示。 二、二、通電時間控制通電時間控制1通電時間對發(fā)動機(jī)工作的影響通電時間對發(fā)動機(jī)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1通電時間對發(fā)動機(jī)工作的影響通電時間對發(fā)動機(jī)工作的影響 在發(fā)動機(jī)工作時，必須

8、保證點火線圈的初級電路有足在發(fā)動機(jī)工作時，必須保證點火線圈的初級電路有足夠的通電時間，以滿足點火所需要的能量。但如果通夠的通電時間，以滿足點火所需要的能量。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(jìn)行控制。的通電時間進(jìn)行控制。 2通電時間的控制方法通電時間的控制方法 現(xiàn)代電控點火系統(tǒng)和傳統(tǒng)的分電器不同?，F(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

9、的閉合角和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。的閉合角和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。 而現(xiàn)代點火線圈初級電路的通電時間由而現(xiàn)代點火線圈初級電路的通電時間由ECU控制，根據(jù)控制，根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號和電源電壓信號確定最佳的閉合角發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號和電源電壓信號確定最佳的閉合角（通電時間），并輸出指令信號（通電時間），并輸出指令信號（IGt信號），以控制點信號），以控制點火器中晶體管的導(dǎo)通時間?；鹌髦芯w管的導(dǎo)通時間。 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。為了防止初級電流過大燒壞點由于現(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，在部分電控點火系統(tǒng)的點火控制電路中

10、增加了恒流控制電路?；鹁€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。恒流的基本方法是：在點火器功率晶體管的輸出回路中增設(shè)一個電流檢測電阻，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(shè)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(fù)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(fù)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。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。三、三、爆燃的控制爆燃的控制 爆燃的危害爆燃的危害 ：會導(dǎo)致冷卻液過熱、功率下降、油耗上：會導(dǎo)致冷卻液過熱、功率下降、油耗上升。升

11、。 控制方法控制方法 ：推遲點火提前角，利用爆震傳感器中的壓：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(yīng)。電晶體的壓力效應(yīng)。 第2節(jié) 電控點火系統(tǒng)的組成與工作原理一、一、電控點火系統(tǒng)的類型電控點火系統(tǒng)的類型二、二、電控點火系統(tǒng)基本組成電控點火系統(tǒng)基本組成三、三、電控點火系統(tǒng)工作原理電控點火系統(tǒng)工作原理四、四、有分電器電控點火系統(tǒng)有分電器電控點火系統(tǒng)五、五、無分電器電控點火控制系統(tǒng)無分電器電控點火控制系統(tǒng)六、六、爆燃控制系統(tǒng)爆燃控制系統(tǒng)一、一、電控點火系統(tǒng)的類型電控點火系統(tǒng)的類型1.傳統(tǒng)點火系統(tǒng)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)缺點：高速易斷火，不適合高速發(fā)動機(jī)；斷電器觸點易燒蝕，缺點：高速易斷火，不適合高

12、速發(fā)動機(jī)；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。工作可靠性差；點火能量低，點火可靠性差。2.微機(jī)控制的點火系統(tǒng)微機(jī)控制的點火系統(tǒng) 分為：有分電器和無分電器式分為：有分電器和無分電器式二、二、基本組成基本組成如右圖，一般由如右圖，一般由電源、傳感器、電源、傳感器、ECU、點火器、點火器、點火線圈、分點火線圈、分電器和火花塞電器和火花塞組成組成三、三、工作原理工作原理 發(fā)動機(jī)工作時，發(fā)動機(jī)工作時，ECU根據(jù)接受到的傳感器信號，按存儲器根據(jù)接受到的傳感器信號，按存儲器中的相關(guān)程序和數(shù)據(jù)，確定出最佳點火提前角和通電時間，中的相關(guān)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

13、火器發(fā)出指令。點火器根據(jù)指令，控制點火線并以此向點火器發(fā)出指令。點火器根據(jù)指令，控制點火線圈初級電路的導(dǎo)通和截止。當(dāng)電路導(dǎo)通時，有電流從點火圈初級電路的導(dǎo)通和截止。當(dāng)電路導(dǎo)通時，有電流從點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。當(dāng)初級電路被切斷時，次級線圈中產(chǎn)生很高式儲存起來。當(dāng)初級電路被切斷時，次級線圈中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動勢，經(jīng)分電器或直接送至工作氣缸的火花塞。的感應(yīng)電動勢，經(jīng)分電器或直接送至工作氣缸的火花塞。 四、四、有分電器電控點火系統(tǒng)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有分電器

14、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空氣流量計或進(jìn)氣管絕對壓力傳感器空氣流量計或進(jìn)氣管絕對壓力傳感器 4冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度傳感器 5節(jié)氣節(jié)氣門位置傳感器門位置傳感器6起動開關(guān)起動開關(guān)7空調(diào)開關(guān)空調(diào)開關(guān)8車速傳感器車速傳感器9、10輸入回路輸入回路11AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器12輸出回路輸出回路13存儲器存儲器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 五、五、無分電器電控點火系統(tǒng)無分電器電控點火系統(tǒng) 特點：利用電子分火控制技術(shù)將點火線圈產(chǎn)生的高壓電直接特點：利用電子分火控制技術(shù)將點火線圈產(chǎn)生的高壓

15、電直接送給火花塞進(jìn)行點火，點火線圈的數(shù)量比有分電器電控點火送給火花塞進(jìn)行點火，點火線圈的數(shù)量比有分電器電控點火系統(tǒng)多。系統(tǒng)多。 優(yōu)缺點：分火性能較好，但其結(jié)構(gòu)和控制電路復(fù)雜。優(yōu)缺點：分火性能較好，但其結(jié)構(gòu)和控制電路復(fù)雜。 根據(jù)點火線圈的數(shù)量和高壓電分配方式的不同，該點火系統(tǒng)根據(jù)點火線圈的數(shù)量和高壓電分配方式的不同，該點火系統(tǒng)又可分為：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。1.獨立點火方式獨立點火方式特點是每缸一個特點是每缸一個點火線圈，即點火線圈，即點火線圈的數(shù)點火線圈的數(shù)量與氣缸數(shù)相量與氣缸數(shù)相等。等。 1、點火線圈、

16、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 2.同時點火方式同時點火方式 特點：點火線特點：點火線圈的數(shù)等于氣圈的數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。缸數(shù)的一半。3.二極管配電點火方式二極管配電點火方式 特點：四個氣缸共用一個點火線圈。特點：四個氣缸共用一個點火線圈。 六、六、爆燃控制系統(tǒng)爆燃控制系統(tǒng) 組成：如圖組成：如圖 識別：根據(jù)安裝在缸體識別：根據(jù)安裝在缸體上的爆燃傳感器檢測發(fā)上的爆燃傳感器檢測發(fā)動機(jī)不同頻率范圍內(nèi)的動機(jī)不同頻率范圍內(nèi)的機(jī)械振動，發(fā)生爆燃時機(jī)械振動，發(fā)生爆燃時傳感器電壓信號有較大傳感器電壓信號有較大的振幅。的振幅。 爆燃強度的確定爆燃強度的確定

17、ECU根據(jù)爆燃信號超過基根據(jù)爆燃信號超過基準(zhǔn)值的次數(shù)來判定爆燃準(zhǔn)值的次數(shù)來判定爆燃強度，次數(shù)越多，爆燃強度，次數(shù)越多，爆燃強度越大，反之越小。強度越大，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、火花塞塞一、一、點火器點火器二、二、點火線圈點火線圈三、三、分電器分電器四、四、爆燃傳感器爆燃傳感器五、五、點火控制電路點火控制電路一、一、點火器點火器 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EC

18、U輸送點火確認(rèn)信輸送點火確認(rèn)信號。號。 結(jié)構(gòu)：如圖結(jié)構(gòu)：如圖二、二、點火線圈點火線圈 檢測：拆開點火線圈上的線束，用萬用表檢查點火線圈檢測：拆開點火線圈上的線束，用萬用表檢查點火線圈電阻，應(yīng)符合規(guī)定，否則說明點火線圈有故障。電阻，應(yīng)符合規(guī)定，否則說明點火線圈有故障。 三、三、分電器分電器 電控點火系統(tǒng)所用的分電器，其功用、結(jié)構(gòu)、工作原電控點火系統(tǒng)所用的分電器，其功用、結(jié)構(gòu)、工作原理、檢修方法與傳統(tǒng)點火系基本相同。理、檢修方法與傳統(tǒng)點火系基本相同。 四、四、爆燃傳感器爆燃傳感器功能：是用來檢測發(fā)動機(jī)有無爆燃發(fā)生及爆燃強度。功能：是用來檢測發(fā)動機(jī)有無爆燃發(fā)生及爆燃強度。 1.電感式電感式2.壓電式

19、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 1.電感式電感式 主要由鐵心、永久主要由鐵心、永久磁鐵、線圈及外殼磁鐵、線圈及外殼等組成。等組成。a）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)b）輸出信號輸出信號 利用電磁感應(yīng)原理利用電磁感應(yīng)原理檢測發(fā)動機(jī)爆燃。檢測發(fā)動機(jī)爆燃。 1線圈線圈 2鐵心鐵心 3殼體殼體 4永久磁鐵永久磁鐵 （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、由壓電元件、振子、基座、外殼等組成，基座、外殼等組成，

20、如右圖。如右圖。 當(dāng)發(fā)生爆燃時，振子當(dāng)發(fā)生爆燃時，振子與發(fā)動機(jī)共振，壓電與發(fā)動機(jī)共振，壓電元件輸出的信號電壓元件輸出的信號電壓也有明顯增大，易于也有明顯增大，易于測量。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（2）壓電式非共振型爆燃傳感器壓電式非共振型爆燃傳感器 與共振式相比，非共振式與共振式相比，非共振式內(nèi)部無震蕩片，但設(shè)一個內(nèi)部無震蕩片，但設(shè)一個配重塊，以一定的預(yù)緊壓配重塊，以一定的預(yù)緊壓力壓緊在壓電元件上。當(dāng)力壓緊在壓電元件上。當(dāng)發(fā)動機(jī)發(fā)生爆燃時，配重發(fā)動機(jī)發(fā)生爆燃時，配重塊以正比于振動加速度的塊以正比于振動加速度的交變力施加在壓電元件上，交變力施加在壓電元件上，壓力元件則將此壓力信號壓力元件則將此壓力信號轉(zhuǎn)變成電信號輸送給轉(zhuǎn)變成電信號輸送給ECU。 1、配重塊、配重塊 2、壓電元件、壓電元件3、引線、引線（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 安裝在火花塞的墊安裝在火花塞的墊圈處，每缸一個，圈處，每缸一個，根據(jù)各缸的燃燒壓根據(jù)各缸的燃燒壓力直接檢測各缸的