典型電控點(diǎn)火系工作原理與檢修

4.2典型電控點(diǎn)火系工作原理與檢修

教學(xué)內(nèi)容：1、微機(jī)控制點(diǎn)火系的組成與工作原理2、微機(jī)控制點(diǎn)火系的控制4.2.1微機(jī)控制點(diǎn)火系的組成與工作原理

一、微機(jī)控制點(diǎn)火系的優(yōu)點(diǎn)1、電子點(diǎn)火系統(tǒng)的缺點(diǎn)——仍采用機(jī)械式點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)裝置。（1）只能對點(diǎn)火提前角作范圍有限的、粗略的線性調(diào)節(jié)。（2）對點(diǎn)火提前角的調(diào)節(jié)僅考慮了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣管真空度兩個(gè)影響因素。（3）存在機(jī)械滯后、機(jī)械磨損等缺陷。2、微機(jī)控制點(diǎn)火系的優(yōu)點(diǎn)（1）最佳的點(diǎn)火時(shí)刻控制——點(diǎn)火提前角控制。（2）最適宜的點(diǎn)火時(shí)間控制——通電時(shí)間控制。（3）最理想的防爆震控制——爆燃控制。使發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下都處于最佳的點(diǎn)火狀態(tài)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的排放污染。二、微機(jī)控制點(diǎn)火系的組成及分類（一）微機(jī)控制點(diǎn)火系的基本組成1、傳感器——用來檢測與點(diǎn)火有關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作信息和狀態(tài)信息，將檢測結(jié)果輸入ECU，作為計(jì)算和控制點(diǎn)火時(shí)刻的依據(jù)。包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、凸輪軸相位傳感器、空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、爆震傳感器、車速傳感器、起動(dòng)開關(guān)、空檔起動(dòng)開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等。上述傳感器與電控燃油噴射系統(tǒng)共用。2、ECU——接收傳感器輸入信號，按預(yù)先編制的程序進(jìn)行計(jì)算、分析、判斷，向點(diǎn)火控制器發(fā)出接通與切斷點(diǎn)火線圈初級電路的控制信號。在發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)中，即發(fā)動(dòng)機(jī)ECU。3、點(diǎn)火執(zhí)行器——根據(jù)ECU輸出的點(diǎn)火控制信號，控制點(diǎn)火線圈的初級電路的接通與切斷，產(chǎn)生次級高壓，使火花塞點(diǎn)火；同時(shí)把點(diǎn)火確認(rèn)信號反饋給ECU。包括點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、（分電器）、火花塞等。（二）微機(jī)控制點(diǎn)火系的分類1、按配電方式分2、按微機(jī)控制的方式分閉環(huán)控制三、微機(jī)控制點(diǎn)火系的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU不斷采集發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角、負(fù)荷信號，與微機(jī)內(nèi)存中預(yù)先儲存的最佳控制參數(shù)進(jìn)行比較，確定出該工況下最佳點(diǎn)火提前角和初級電路的最佳導(dǎo)通時(shí)間，向點(diǎn)火控制模塊發(fā)出指令。點(diǎn)火控制模塊根據(jù)ECU的點(diǎn)火指令，控制初級回路的導(dǎo)通與截止。（當(dāng)初級回路導(dǎo)通時(shí)，點(diǎn)火線圈將點(diǎn)火能量以磁場的形式儲存起來。當(dāng)初級線圈中的電流被切斷時(shí)，次級線圈中產(chǎn)生15-30kV的高壓電，送給火花塞，點(diǎn)燃可燃混合氣。）ECU根據(jù)爆震、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、車速等信號來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震程度，將點(diǎn)火提前角控制在爆震界限的范圍內(nèi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于最佳的燃燒狀態(tài)。無分電器的電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)

（一）機(jī)械配電方式（有分電器）——由分電器分火頭將高壓電分配至分電器蓋旁電極，經(jīng)高壓分缸線輸送到各缸火花塞。缺點(diǎn)：（1）分火頭與分電器旁電極間的間隙損失一部分能量，易產(chǎn)生無線電干擾。（2）采用高阻抗高壓線，消耗一部分能量。（3）分火頭、分電器蓋、高壓線漏電，易導(dǎo)致高壓火花弱、缺火或斷火。（4）分電器的機(jī)械磨損會影響點(diǎn)火的控制精度。（5）分電器的安裝影響發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)布置。豐田IS-E發(fā)動(dòng)機(jī)用微機(jī)控制的點(diǎn)火系（二）電子配電方式（無分電器）——在點(diǎn)火器的控制下，點(diǎn)火線圈的高壓電按照發(fā)動(dòng)機(jī)的作功順序，直接加到各缸的火花塞上。又稱為微機(jī)控制直接點(diǎn)火系統(tǒng)（DIS）。優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)省安裝空間。（2）能量損失減少。（3）高速時(shí)點(diǎn)火可靠。（4）電磁輻射減少。1、分組點(diǎn)火方式（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——每兩缸共用一個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)火線圈（雙缸同時(shí)點(diǎn)火）。（2）控制原理——ECU按點(diǎn)火順序交替控制點(diǎn)火控制器中功率三極管的導(dǎo)通與截止，控制每個(gè)點(diǎn)火線圈產(chǎn)生高壓電，交替對1、4缸和2、3缸進(jìn)行點(diǎn)火控制。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)分組點(diǎn)火

六缸發(fā)動(dòng)機(jī)分組點(diǎn)火

2、二極管配電點(diǎn)火方式（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——四缸共用一只雙初級繞組、雙輸出次級繞組。（2）控制原理——ECU按點(diǎn)火順序交替控制點(diǎn)火控制器中兩只功率三極管，每個(gè)功率三極管分別控制一個(gè)初級繞組，利用四個(gè)二極管，交替對1、4缸和2、3缸進(jìn)行點(diǎn)火控制。

3、獨(dú)立點(diǎn)火方式每個(gè)氣缸都配有一個(gè)點(diǎn)火線圈，直接安裝在火花塞的上方；在點(diǎn)火控制器中，配置與點(diǎn)火線圈數(shù)目相同的功率三極管，分別控制每個(gè)線圈初級繞組的接通與斷開。獨(dú)立點(diǎn)火方式獨(dú)立點(diǎn)火的微機(jī)控制點(diǎn)火系

4.2.2微機(jī)控制點(diǎn)火系的控制

一、點(diǎn)火提前角的控制1、點(diǎn)火提前角——從火花塞開始點(diǎn)火到該缸活塞運(yùn)行至壓縮上止點(diǎn)時(shí)曲軸轉(zhuǎn)過的角度。2、點(diǎn)火提前角對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響當(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。點(diǎn)火提前角過大→易爆燃，起動(dòng)困難，怠速不穩(wěn)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。點(diǎn)火提前角過小→起動(dòng)困難，怠速不穩(wěn)，易出現(xiàn)進(jìn)氣回火或排氣管放炮現(xiàn)象，排氣溫度升高，功率降低。3、最佳點(diǎn)火提前角使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率最大，油耗最低，應(yīng)在最佳點(diǎn)火提前角點(diǎn)火。

選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火提前角，可使發(fā)動(dòng)機(jī)每循環(huán)所做的機(jī)械功最多。A：不點(diǎn)火

B：點(diǎn)火過早C：點(diǎn)火適當(dāng)D：點(diǎn)火過遲4、點(diǎn)火提前角的控制（1）怠速時(shí)：使怠速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、減低有害氣體排放、減少燃油消耗量。（2）部分負(fù)荷時(shí)：減少燃油消耗量和有害氣體排放，提高經(jīng)濟(jì)性和排放性能。（3）大負(fù)荷時(shí)：增大輸出轉(zhuǎn)矩，提高動(dòng)力性。5、最佳點(diǎn)火提前角確定依據(jù)

影響最佳點(diǎn)火提前角的因素：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速升高，點(diǎn)火提前角增大。（2）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。（3）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。（4）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。6、控制點(diǎn)火提前角的基本原理

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU不斷采集發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角、負(fù)荷信號，與微機(jī)內(nèi)存中預(yù)先儲存的最佳控制參數(shù)進(jìn)行比較，確定出該工況下最佳點(diǎn)火提前角和初級電路的最佳導(dǎo)通時(shí)間，向點(diǎn)火控制模塊發(fā)出指令。點(diǎn)火控制模塊根據(jù)ECU的點(diǎn)火指令，控制初級回路的導(dǎo)通與截止。ECU根據(jù)爆震、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、車速等信號來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震程度，將點(diǎn)火提前角控制在爆震界限的范圍內(nèi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于最佳的燃燒狀態(tài)。7、點(diǎn)火提前角常用的計(jì)算方法（1）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（2）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)8、微機(jī)控制的點(diǎn)火提前角的確定

——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（1）初始點(diǎn)火提前角初始點(diǎn)火提前角又稱為固定點(diǎn)火提前角，大小取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式，由曲軸位置傳感器的初始位置確定，一般為壓縮上止點(diǎn)前8°-12°。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)、轉(zhuǎn)速低于400r/min時(shí)、檢查初始點(diǎn)火提前角時(shí)，點(diǎn)火提前角不能精確控制，采用固定的初始點(diǎn)火提前角，其實(shí)際點(diǎn)火提前角等于初始點(diǎn)火提前角。（2）基本點(diǎn)火提前角基本點(diǎn)火提前角是發(fā)動(dòng)機(jī)最主要的點(diǎn)火提前角，是設(shè)計(jì)微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)時(shí)確定的點(diǎn)火提前角，是點(diǎn)火提前角實(shí)現(xiàn)最佳控制的依據(jù)。基本點(diǎn)火提前角的確定一般采用發(fā)動(dòng)機(jī)臺架試驗(yàn)，綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性、穩(wěn)定性，使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)時(shí)所確定的點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角控制脈譜圖（3）修正點(diǎn)火提前角為使實(shí)際點(diǎn)火提前角能適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性，根據(jù)相關(guān)因素，對點(diǎn)火提前角進(jìn)行相關(guān)的修正。根據(jù)進(jìn)氣溫度、冷卻液溫度、節(jié)氣門位置、空燃比、起動(dòng)開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等傳感器信號進(jìn)行修正。9、不同工況下點(diǎn)火提前角的確定（1）起動(dòng)時(shí)——按ECU內(nèi)存儲的初始點(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，一般為10°左右。（2）正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)——ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號，確定基本點(diǎn)火提前角，并根據(jù)其他信號進(jìn)行調(diào)節(jié)和修正，以確定實(shí)際點(diǎn)火提前角，并向電子點(diǎn)火控制器輸出點(diǎn)火信號。點(diǎn)火提前角控制脈譜圖

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）高高不同工況下點(diǎn)火提前角的控制過程

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)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)火提前角起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角的控制：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或空氣流量計(jì)信號不穩(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。控制信號——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號（Ne信號）和起動(dòng)開關(guān)信號（STA信號）。起動(dòng)后基本點(diǎn)火提前角的確定：怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)——ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號）、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號（Ne信號）和空調(diào)開關(guān)信號（A/C信號）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)荷確定基本點(diǎn)火提前角。

10、點(diǎn)火提前角的修正主要修正方法：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。主要修正方法有：主要修正項(xiàng)目：

（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——冷卻液溫度傳感器信號、進(jìn)氣管絕對壓力傳感器信號（或空氣流量計(jì)信號）、節(jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號）-40-20020406080冷卻液溫度/℃提前角

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——冷卻液溫度傳感器信號、節(jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號）。20406080100120冷卻液溫度/℃←推遲提前→IDL通IDL斷（2）怠速穩(wěn)定修正怠速穩(wěn)定修正——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——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)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(diào)開關(guān)信號（A/C信號）?？照{(diào)斷開空調(diào)接通與怠速目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值修正值（3）空燃比反饋修正空燃比反饋修正——ECU根據(jù)氧傳感器的反饋信號調(diào)整噴油量的多少來達(dá)到最佳空燃比控制?？杖急确答佇拚刂菩盘枴鮽鞲衅餍盘?。點(diǎn)火提前角噴油量日產(chǎn)汽車點(diǎn)火提前角確定方法1、平常行駛時(shí)點(diǎn)火提前角的控制實(shí)際點(diǎn)火提前角=基本點(diǎn)火提前角*水溫修正系數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷確定基本點(diǎn)火角

水溫對點(diǎn)火提前角的修正

2、怠速及減速時(shí)點(diǎn)火提前角控制

3、起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角控制

二、通電時(shí)間控制1、通電時(shí)間對發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響（1）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。（2）如果通電時(shí)間過長，點(diǎn)火線圈又會發(fā)熱并增大電能消耗。（3）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。（4）需根據(jù)蓄電池電壓對通電時(shí)間進(jìn)行修正。2、點(diǎn)火導(dǎo)通角（通電時(shí)間）點(diǎn)火導(dǎo)通角——在點(diǎn)火線圈初級電路的功率三極管導(dǎo)通期間，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸所轉(zhuǎn)過的角度。對點(diǎn)火導(dǎo)通角進(jìn)行控制，可保證點(diǎn)火線圈既能產(chǎn)生足夠高的次級電壓，又能防止通電時(shí)間過長，導(dǎo)致點(diǎn)火線圈過熱而燒壞。控制方法：ECU根據(jù)電源電壓、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從預(yù)先試驗(yàn)并儲存在存儲器中的點(diǎn)火導(dǎo)通時(shí)間脈譜圖中查詢并確定導(dǎo)通時(shí)間。3、通電時(shí)間的控制方法點(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)轉(zhuǎn)速信號和電源電壓信號，從儲存在存儲器中的點(diǎn)火導(dǎo)通時(shí)間脈譜圖中查詢并確定導(dǎo)通時(shí)間確定最佳的閉合角（通電時(shí)間），并控制點(diǎn)火器輸出指令信號（IGt信號），以控制點(diǎn)火器中晶體管的導(dǎo)通時(shí)間。4、點(diǎn)火線圈的恒流控制控制原理——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)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。閉合角控制

三、爆燃控制1、爆燃的危害（1）是一種不正常燃燒。（2）輕微的爆燃，可使發(fā)動(dòng)機(jī)功率上升，油耗下降。（3）爆燃嚴(yán)重時(shí)，會導(dǎo)致冷卻液過熱，功率下降油耗上升。2、爆燃的控制方法——推遲點(diǎn)火提前角在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，ECU根據(jù)爆燃傳感器送來的信號，分析判斷有無爆燃及爆燃的程度，輸出相應(yīng)的點(diǎn)火指令控制，對點(diǎn)火提前角進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，使發(fā)動(dòng)機(jī)無限接近爆燃區(qū)而不進(jìn)入爆燃區(qū)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率最高。增大點(diǎn)火提前角有爆燃無爆燃減小點(diǎn)火提前角4.7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)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。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?！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壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳感器3、爆燃傳感器

KnockSensor

(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