第三章汽油機(jī)電控點(diǎn)火系統(tǒng)

第三章汽油機(jī)電控點(diǎn)火系統(tǒng)第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)電控點(diǎn)火系統(tǒng)的功能一、點(diǎn)火提前角的控制二、通電時(shí)間的控制三、爆燃的控制第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三一、點(diǎn)火提前角的控制1．點(diǎn)火提前角對發(fā)動機(jī)性能的影響2．最佳點(diǎn)火提前角確定依據(jù)3．控制點(diǎn)火提前角的基本方法4．點(diǎn)火提前角的修正

第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三1．點(diǎn)火提前角對發(fā)動機(jī)性能的影響點(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)動機(jī)每一工況都存在一個“最佳”點(diǎn)火提前角適當(dāng)點(diǎn)火提前角，可使發(fā)動機(jī)每循環(huán)所做的機(jī)械功最多（曲線陰影部分）第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)速的升高點(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，反之應(yīng)減小。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。2．最佳點(diǎn)火提前角確定依據(jù)

第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

發(fā)動機(jī)起動時(shí)，按ECU內(nèi)存儲的初始點(diǎn)火提前角（設(shè)定值）對點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。起動時(shí)點(diǎn)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(shí)的點(diǎn)火提前角是固定的，一般為10°左右。發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（起動后），主ECU根據(jù)發(fā)動機(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)其他有關(guān)信號進(jìn)行修正，最后確定實(shí)際的點(diǎn)火提前角，并向電子點(diǎn)火控制器輸出點(diǎn)火執(zhí)今信號，以控制點(diǎn)火系的工作。3．控制點(diǎn)火提前角的基本方法

第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

發(fā)動機(jī)起動過程中，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。此時(shí)的控制信號主要是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號（Ne信號）和起動開關(guān)信號（STA信號）。4．起動時(shí)點(diǎn)火提前角的控制第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三5．起動后基本點(diǎn)火提前角的確定

發(fā)動機(jī)起動后怠速運(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。發(fā)動機(jī)起動后在除怠速以外的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，ECU根據(jù)發(fā)動機(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。第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

不同的發(fā)動機(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)目有：（1）水溫修正；（2）怠速穩(wěn)定修正；（3）空燃比反饋修正。6．點(diǎn)火提前角的修正第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三（1）水溫修正

水溫修正又可分為暖機(jī)修正和過熱修正。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，混合氣的燃燒速度加快，燃燒過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角減小，點(diǎn)火提前角也應(yīng)適當(dāng)減小，如右圖所示。第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三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?？刂菩盘栍校喊l(fā)動機(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）（2）怠速穩(wěn)定修正第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

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(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)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。為了穩(wěn)定發(fā)動機(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，如右圖所示。（3）空燃比反饋修正第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三二、通電時(shí)間控制1．通電時(shí)間對發(fā)動機(jī)工作的影響2．通電時(shí)間的控制方法3．點(diǎn)火線圈的恒流控制第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三1．通電時(shí)間對發(fā)動機(jī)工作的影響

在發(fā)動機(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。

第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三現(xiàn)代電控點(diǎn)火系統(tǒng)和傳統(tǒng)的分電器不同，傳統(tǒng)的點(diǎn)火線圈初級電路的通電時(shí)間取決于斷電器觸點(diǎn)的閉合角和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。而現(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)動機(jī)的轉(zhuǎn)度信號和電源電壓信號確定最佳的閉合角（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。2．通電時(shí)間的控制方法第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三3．點(diǎn)火線圈的恒流控制

由于現(xiàn)代車采用了高能點(diǎn)火線圈，改善點(diǎn)火性能。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。恒流的基本方法是：在點(diǎn)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)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。第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三爆燃的危害會導(dǎo)致冷卻液過熱，功率下降油耗上升?？刂品椒ㄍ七t點(diǎn)火提前角，利用爆震傳感器中的壓電晶體的壓力效應(yīng)。三、爆燃的控制第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三一、電控點(diǎn)火系統(tǒng)的類型二、基本組成與工作原理三、有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)四、無分電器電控點(diǎn)火控制系統(tǒng)五、爆燃控制系統(tǒng)第二節(jié)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與工作原理第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三1.汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的類型：（1）傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)分為：1）磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)；2）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。（2）微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)根據(jù)各傳感器信號對點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。2.電控點(diǎn)火系統(tǒng)的類型：有分電器和無分電器式一、電控點(diǎn)火系統(tǒng)的類型第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三如右圖，一般由電源、傳感器、ECU、點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、分電器和火花塞組成

二、基本組成與工作原理

1.基本組成下一頁第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三發(fā)動機(jī)工作時(shí)，ECU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(diǎn)火提前角和通電時(shí)間，并以此向點(diǎn)火器發(fā)出指令。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。當(dāng)電路導(dǎo)通時(shí)，有電流從點(diǎn)火線圈中的初級電路通過，點(diǎn)火線圈將點(diǎn)火能量以磁場的形式儲存起來。當(dāng)初級電路被切斷時(shí)，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。2.工作原理第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三三、有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)主要特點(diǎn)：只有1個點(diǎn)火線圈。組成：由凸輪軸/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、起動開關(guān)、空調(diào)開關(guān)、車速傳感器。如圖下一頁第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)的組成1、2—凸輪軸／曲軸位置傳感器3—空氣流量計(jì)或過氣管絕對壓力傳感器4—冷卻液溫度傳感器5—節(jié)氣門位置傳感器6—起動開關(guān)7—空調(diào)開關(guān)8—車速傳感器9、10—輸入回路11—A／D轉(zhuǎn)換器12—輸出回路13—存儲器14—恒定電壓電源15—點(diǎn)火器16—點(diǎn)火線圈17—分電器第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

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。根據(jù)點(diǎn)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：1.獨(dú)立點(diǎn)火方式；2.同時(shí)點(diǎn)火方式；3.二極管配電點(diǎn)火方式。四、無分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三1、點(diǎn)火線圈2、火花塞3、點(diǎn)火器4、ECU5、各種傳感器1.獨(dú)立點(diǎn)火方式

特點(diǎn)是每缸一個點(diǎn)火線圈，即點(diǎn)火線圈的數(shù)量與氣缸數(shù)相等。

第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三2.同時(shí)點(diǎn)火方式

特點(diǎn)：點(diǎn)火線圈的數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三3.二極管配電點(diǎn)火方式

特點(diǎn)：四個氣缸共用一個點(diǎn)火線圈。

第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三五、爆燃控制系統(tǒng)

組成如左圖識別根據(jù)安裝在缸體上的爆燃傳感器檢測發(fā)動機(jī)不同頻率范圍內(nèi)的機(jī)械振動，發(fā)生爆燃時(shí)傳感器電壓信號有叫大的振幅。爆燃強(qiáng)度的確定ECU根據(jù)爆燃信號超過基準(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、火花塞第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三一、點(diǎn)火器二、點(diǎn)火線圈三、分電器四、爆燃傳感器五、點(diǎn)火控制電路第三節(jié)電控點(diǎn)火系統(tǒng)主要元件的構(gòu)造與維修第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三一、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。結(jié)構(gòu)：如左圖檢測：用萬用表或示波器檢查發(fā)動機(jī)ECU相應(yīng)端子間電壓。第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三檢測：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。二、點(diǎn)火線圈第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三三、分電器

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。第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三四、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(qiáng)度。1.電感式2.壓電式（1）壓電式共振型爆燃傳感器（2）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3.爆燃傳感器的檢修第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

主要由鐵心、永久磁鐵、線圈及外殼等組成。a）結(jié)構(gòu)b）輸出信號利用電磁感應(yīng)原理檢測發(fā)動機(jī)爆燃。

1.電感式1—線圈2—鐵心3—?dú)んw4—永久磁鐵

第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三2.壓電式

（1）壓電式共振型爆燃傳感器由壓電元件、振子、基座、外殼等組成，如右圖。當(dāng)發(fā)生爆燃時(shí)，振子與發(fā)動機(jī)共振，壓電元件輸出的信號電壓也有明顯增大，易于測量。1、壓電元件2、振子3、基座4、O型密封圈5、連接器6、接頭7、密封劑8、殼體9、引線第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三（2）.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)動機(jī)發(fā)生爆燃時(shí)，配重塊以正比于振動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轉(zhuǎn)變成電信號輸送給ECU。1、配重塊2、壓電元件3、引線第36頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三（3）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，根據(jù)各缸的燃燒壓力直接檢測各缸的爆燃信息，并轉(zhuǎn)換成電信號輸送給ECU。1、火花塞2、爆燃傳感器第37頁，共39頁