汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)-11點(diǎn)火系統(tǒng)

1、本章主要內(nèi)容：電控點(diǎn)火系統(tǒng)的功能 點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與工作原理電控點(diǎn)火系統(tǒng)主要元件的構(gòu)造與維修汽油機(jī)電控點(diǎn)火系統(tǒng)一、電控點(diǎn)火系統(tǒng)的功能本節(jié)主要內(nèi)容： 點(diǎn)火提前角的控制 通電時(shí)間的控制 爆燃的控制1、點(diǎn)火提前角的控制點(diǎn)火提前角對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響最佳點(diǎn)火提前角確定依據(jù)控制點(diǎn)火提前角的基本方法起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角的控制起動(dòng)后基本點(diǎn)火提前角的確定點(diǎn)火提前角的修正點(diǎn)火提前角是從火花塞發(fā)出電火花，到該缸活塞運(yùn)行至壓縮上止點(diǎn)時(shí)曲軸轉(zhuǎn)過的角度。 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(shí)，汽油機(jī)功率和耗油率隨點(diǎn)火提前角的改變而變化。對應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)每一工況都存在一個(gè)最佳點(diǎn)火提前角。適當(dāng)點(diǎn)火提前角，可使發(fā)動(dòng)機(jī)每循環(huán)所

2、做的機(jī)械功最多（ 曲線陰影部分）點(diǎn)火提前角過大，易爆燃；點(diǎn)火提前角過小，排氣溫度升高，功率降低。點(diǎn)火提前角對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響A：不點(diǎn)火 B：點(diǎn)火過早C：點(diǎn)火適當(dāng) D：點(diǎn)火過遲最佳點(diǎn)火提前角與下述因素有關(guān)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速升高，點(diǎn)火提前角增大。采用電控點(diǎn)火系統(tǒng)，更接近理想的點(diǎn)火提前角。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷：歧管壓力高（真空度小、負(fù)荷大），點(diǎn)火提前角小，反之點(diǎn)火提前角大。采用電控點(diǎn)火（ESA）系統(tǒng)時(shí)，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際點(diǎn)火提前角接近于理想的點(diǎn)火提前角。 燃料性質(zhì)：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，點(diǎn)火提前角可增大。其他因素：燃燒室形狀、燃燒室內(nèi)溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻水溫度。最佳點(diǎn)火提前角確定依據(jù) 起動(dòng)：按E

3、CU內(nèi)存儲(chǔ)的初始點(diǎn)火提前角對點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。起動(dòng)時(shí)的點(diǎn)火提前角一般是固定的，為10左右。正常運(yùn)轉(zhuǎn)：ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號(hào)，確定基本點(diǎn)火提前角，并根據(jù)其他信號(hào)修正，以確定實(shí)際的點(diǎn)火提前角，并向電子點(diǎn)火控制器輸出點(diǎn)火信號(hào)?？刂泣c(diǎn)火提前角的基本方法 基本點(diǎn)火提前角發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)氣量（歧管壓力）高高電控點(diǎn)火數(shù)據(jù)圖點(diǎn)火提前角常用的計(jì)算方法： 實(shí)際點(diǎn)火提前角初始點(diǎn)火提前角基本點(diǎn)火提前角修正點(diǎn)火提前角 實(shí)際點(diǎn)火提前角基本點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角修正系數(shù)起動(dòng)時(shí)起動(dòng)后基本點(diǎn)火提前角初始點(diǎn)火提前角修正點(diǎn)火提前角實(shí)際點(diǎn)火提前角點(diǎn)火正時(shí)控制起動(dòng)點(diǎn)火控制起動(dòng)后點(diǎn)火控制初始點(diǎn)火提前角基本點(diǎn)火提前角修正點(diǎn)火提前角預(yù)

4、熱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(diǎn)火提前角發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，進(jìn)氣管絕對壓力傳感器信號(hào)或空氣流量計(jì)信號(hào)不穩(wěn)定，ECU無法正確計(jì)算點(diǎn)火提前角，一般將點(diǎn)火時(shí)刻固定在設(shè)定的初始點(diǎn)火提前角?？刂菩盘?hào)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)（Ne信號(hào)）和起動(dòng)開關(guān)信號(hào)（STA信號(hào)）。起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角的控制 起動(dòng)后基本點(diǎn)火提前角的確定 怠速運(yùn)轉(zhuǎn) ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)（IDL信號(hào)）、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)（Ne信號(hào)）和空調(diào)開關(guān)信號(hào)（A/C信號(hào)）確定基本點(diǎn)火提前角。 怠速以外工況 ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷（單位轉(zhuǎn)數(shù)的進(jìn)氣量或基本噴油量）確定基本點(diǎn)火提前角。 基本點(diǎn)火提前角發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)氣量（歧管壓力）高高電控點(diǎn)

5、火數(shù)據(jù)圖不同的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，對點(diǎn)火提前角的修正項(xiàng)目和修正方法也不同。修正方法有修正系數(shù)法和修正點(diǎn)火提前角法兩種 。主要修正項(xiàng)目：水溫修正；怠速穩(wěn)定修正；空燃比反饋修正。點(diǎn)火提前角的修正（1）水溫修正水溫修正又可分為暖機(jī)修正和過熱修正。暖機(jī)修正：暖機(jī)過程中，隨冷卻水溫的提高，點(diǎn)火提前角應(yīng)適當(dāng)減小。暖機(jī)修正控制信號(hào)：冷卻液溫度傳感器信號(hào)、進(jìn)氣管絕對壓力傳感器信號(hào)或空氣流量計(jì)信號(hào)、節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)（IDL信號(hào)）過熱修正：冷卻液溫度過高時(shí)，點(diǎn)火提前角應(yīng)適當(dāng)增大。過熱修正控制信號(hào)：冷卻液溫度傳感器信號(hào)、節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)（IDL信號(hào)）-40 -20 0 20 40 60 80冷卻液溫度/提前角

6、暖機(jī)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(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差來修正點(diǎn)火提前角，低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，應(yīng)增大點(diǎn)火提前角，反之，推遲點(diǎn)火提前角。怠速穩(wěn)定修正控制信號(hào)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)（Ne信號(hào)）、節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)（IDL信號(hào)）、車速傳感器信號(hào)（SPD信號(hào)）、空調(diào)開關(guān)信號(hào)（A/C信號(hào)）（2）怠速穩(wěn)定修正空調(diào)斷開空調(diào)接通與怠速目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值修正值由于空燃比反饋控制系統(tǒng)，是根據(jù)氧傳感器的反饋信號(hào)調(diào)整噴油量的多少來達(dá)到最佳空燃比控制的，所以這種噴油量的變化必然帶來發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。為了穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，點(diǎn)火提前角需根據(jù)噴油量的變化進(jìn)行修正。（3）

7、空燃比反饋修正點(diǎn)火提前角噴油量2、通電時(shí)間控制通電時(shí)間對發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，必須保證點(diǎn)火線圈的初級電路有足夠的通電時(shí)間。但如果通電時(shí)間過長，點(diǎn)火線圈又會(huì)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(diǎn)火線圈初級電路的通電時(shí)間進(jìn)行控制。另外還需根據(jù)蓄電池電壓對通電時(shí)間進(jìn)行修正?，F(xiàn)代點(diǎn)火線圈初級電路的通電時(shí)間由ECU控制，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)和電源電壓信號(hào)確定最佳的閉合角（通電時(shí)間），并控制點(diǎn)火器輸出指令信號(hào)（IGt信號(hào)），以控制點(diǎn)火器中晶體管的導(dǎo)通時(shí)間。點(diǎn)火線圈的恒流控制為了防止初級電流過大燒壞點(diǎn)火線圈，在部分電控點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火控制電路中增加了恒流控制電路。恒流的基本方法：在點(diǎn)

8、火器功率晶體管的輸出回路中增設(shè)一個(gè)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)反饋，就可使晶體管的集電極電流穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)恒流控制。通電時(shí)間的控制方法爆燃的危害是一種不正常燃燒。輕微的爆燃，可使發(fā)動(dòng)機(jī)功率上升，油耗下降。爆燃嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致冷卻液過熱，功率下降油耗上升?？刂品椒ǎ和七t點(diǎn)火提前角。在電控點(diǎn)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(jié)果對點(diǎn)火提前角進(jìn)行反饋控制。3、爆燃的控制增大點(diǎn)火提前角有爆燃無爆燃減小點(diǎn)火提前角本節(jié)主要內(nèi)容：電控點(diǎn)火系統(tǒng)的類型基本組成與工作原理有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)無分電器電控點(diǎn)火控制系統(tǒng)爆燃控制系統(tǒng)二

9、、點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與工作原理汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的類型：傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)：又分為：磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)；蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)。缺點(diǎn)：高速易斷火，不適合高速發(fā)動(dòng)機(jī)；斷電器觸點(diǎn)易燒蝕，工作可靠性差；點(diǎn)火能量低，點(diǎn)火可靠性差。微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)：即電控點(diǎn)火系統(tǒng)。采用計(jì)算機(jī)根據(jù)各傳感器信號(hào)對點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。有分電器式無分電器式1、電控點(diǎn)火系統(tǒng)的類型2、基本組成與工作原理組成：電源、傳感器、ECU、點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、分電器和火花塞等。工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)傳感器信號(hào)（G、Ne等信號(hào)），確定出最佳點(diǎn)火提前角和通電時(shí)間，并以此向點(diǎn)火器發(fā)出指令（IGt、IGd信號(hào)）。點(diǎn)火器根據(jù)指令，控制點(diǎn)火線圈初級電路的導(dǎo)通和截止。

10、當(dāng)電路導(dǎo)通時(shí)，點(diǎn)火線圈初級電路導(dǎo)通。當(dāng)初級電路被切斷時(shí)，次級線圈中感應(yīng)出高壓，經(jīng)分電器或直接送至工作氣缸的火花塞。IGt：點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)IGd：判缸信號(hào)基本點(diǎn)火電路恒壓電路微處理器ECU火花塞帶點(diǎn)火線圈的點(diǎn)火器驅(qū)動(dòng)電路IGF電路ECU點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)IGT和點(diǎn)火反饋信號(hào)IGF點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)IGT點(diǎn)火反饋信號(hào)IGF主要特點(diǎn)：只有1個(gè)點(diǎn)火線圈。組成：凸輪軸/曲軸位置傳感器、空氣流量計(jì)、冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、起動(dòng)開關(guān)、空調(diào)開關(guān)、車速傳感器。3、有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火線圈點(diǎn)火器分電器火花塞ECU4、無分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)特點(diǎn)：用電子控制裝置取代了分電器，利用電子分火控制技術(shù)將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電

11、直接送給火花塞進(jìn)行點(diǎn)火，點(diǎn)火線圈的數(shù)量比有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)多。優(yōu)缺點(diǎn)：分火性能較好，但其結(jié)構(gòu)和控制電路復(fù)雜。分類：根據(jù)點(diǎn)火線圈的數(shù)量和高壓電分配方式的不同，分為：獨(dú)立點(diǎn)火方式；同時(shí)點(diǎn)火方式；二極管配電點(diǎn)火方式。獨(dú)立點(diǎn)火方式特點(diǎn)：每缸一個(gè)點(diǎn)火線圈，即點(diǎn)火線圈的數(shù)量與氣缸數(shù)相等。由于每缸都有點(diǎn)火線圈，即使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高，點(diǎn)火線圈也有較長的通電時(shí)間，可提供足夠高的點(diǎn)火能量。點(diǎn)火線圈火花塞點(diǎn)火器ECU各種傳感器1缸2缸3缸4缸5缸6缸獨(dú)立點(diǎn)火方式影片同時(shí)點(diǎn)火方式 特點(diǎn)：點(diǎn)火線圈的個(gè)數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。當(dāng)兩同步缸同時(shí)到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，火花塞跳火，其中一缸接近壓縮行程上止點(diǎn)，為有效點(diǎn)火；另一缸接近排氣行程上

12、止點(diǎn)，為無效點(diǎn)火。傳感器ECU點(diǎn)火器點(diǎn)火線圈火花塞同時(shí)點(diǎn)火方式FLASH動(dòng)畫同時(shí)點(diǎn)火方式影片二極管配電點(diǎn)火方式 特點(diǎn)：四個(gè)氣缸共用一個(gè)點(diǎn)火線圈。發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)必須是4的整數(shù)倍。 組成：在電控點(diǎn)火系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加爆燃傳感器。爆燃識(shí)別：由缸體上的爆燃傳感器檢測發(fā)動(dòng)機(jī)不同頻率范圍內(nèi)的機(jī)械振動(dòng)，發(fā)生爆燃時(shí)傳感器電壓信號(hào)有較大的振幅。爆燃強(qiáng)度的確定：ECU根據(jù)爆燃信號(hào)超過基準(zhǔn)值的次數(shù)來判定爆燃強(qiáng)度，次數(shù)越多，爆燃強(qiáng)度越大，反之越小。 1、爆燃傳感器 2、ECU3、其他傳感器4、點(diǎn)火器和點(diǎn)火線圈5、分電器 6、火花塞5、爆燃控制系統(tǒng)三、電控點(diǎn)火系統(tǒng)的構(gòu)造與維修 本節(jié)主要內(nèi)容：點(diǎn)火器點(diǎn)火線圈和分電器爆燃傳感器點(diǎn)

13、火控制電路1、點(diǎn)火器功能：根據(jù)ECU的指令，控制點(diǎn)火線圈初級電路的通電或斷電，并在完成點(diǎn)火后向ECU輸送點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)。檢測：用萬用表或示波器檢查發(fā)動(dòng)機(jī)ECU相應(yīng)端子間電壓。 檢測：拆開點(diǎn)火線圈上的線束，用萬用表檢查點(diǎn)火線圈電阻，應(yīng)符合規(guī)定，否則說明點(diǎn)火線圈有故障。電控點(diǎn)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(diǎn)火系基本相同。2、點(diǎn)火線圈和分電器 【功能】檢測發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒時(shí)有無爆燃，并把爆燃信號(hào)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦作為修正點(diǎn)火提前角的重要參考信號(hào)?！景惭b位置】缸體側(cè)面或火花塞座孔上【分類】電感式爆燃傳感器壓電式爆燃傳感器。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

14、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】鐵心、永久磁鐵、線圈及外殼。 【原理】利用電磁感應(yīng)原理檢測發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃。當(dāng)傳感器的固有振動(dòng)頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃時(shí)的振動(dòng)頻率相同時(shí)，傳感器輸出的信號(hào)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(diǎn)頻率f輸出電壓u0電感式爆燃傳感器壓電式共振型爆燃傳感器【組成】壓電元件、振子、基座、外殼等組成。【原理】壓電效應(yīng)原理。當(dāng)發(fā)生爆燃時(shí)，振子與發(fā)動(dòng)機(jī)共振，壓電元件輸出的信號(hào)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(hào)波形帶開路/斷路檢測電阻的傳感器爆燃傳感器FLASH動(dòng)畫壓電式非共振型爆燃傳感器 與共振式相比，非共振式內(nèi)部無震蕩片，但設(shè)一個(gè)配重塊，以一定的預(yù)緊壓力壓緊在壓電元件上。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆燃時(shí)，配重塊以正比于振動(dòng)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(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)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(gè)，根據(jù)各缸的燃燒壓力直接檢測各缸的爆燃信息，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送給ECU。火花塞爆燃傳感器用萬用表在傳感器側(cè)檢查傳感器端子與傳感器殼體之