電控發(fā)動機點火系統(tǒng)演示文稿

電控發(fā)動機點火系統(tǒng)演示文稿當(dāng)前第1頁\共有35頁\編于星期六\10點優(yōu)選電控發(fā)動機點火系統(tǒng)當(dāng)前第2頁\共有35頁\編于星期六\10點一、組成

電子控制點火系統(tǒng)也稱微機控制的點火系統(tǒng)，是現(xiàn)代轎車廣泛應(yīng)用的一種新型點火系統(tǒng)。電子控制的點火系統(tǒng)主要由監(jiān)測發(fā)動機運行狀況的傳感器，處理信號和發(fā)出點火指令的電控單元，對點火指令作出響應(yīng)的點火器和點火線圈等組成，如下圖所示。當(dāng)前第3頁\共有35頁\編于星期六\10點當(dāng)前第4頁\共有35頁\編于星期六\10點1.傳感器

傳感器用來檢測與點火有關(guān)的發(fā)動機工作的狀況信息，并將檢測結(jié)果輸入ECU，作為計算和控制點火時刻的依據(jù)。這些傳感器大多與燃油噴射系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)等電子控制系統(tǒng)共用。當(dāng)前第5頁\共有35頁\編于星期六\10點2.控制單元（ECU）

目前汽車發(fā)動機大多數(shù)都采用集中控制系統(tǒng)，其中微機控制點火系統(tǒng)僅是電子控制器的一個子系統(tǒng)。電子控制器（ECU）既是燃油噴射控制系統(tǒng)的控制核心，也是點火控制系統(tǒng)的控制核心。在ECU的只讀存貯器（ROM）中，除存儲有監(jiān)控和自檢等程序之外，還存儲有由臺架試驗測定的該型發(fā)動機在各種工況下的最佳點火提前角。隨機存儲器（RAM）用來存儲微機工作時暫時需要存儲的數(shù)據(jù)，如輸入/輸出數(shù)據(jù)、單片機運算得出的結(jié)果、故障代碼、點火提前角修正數(shù)據(jù)等等，這些數(shù)據(jù)根據(jù)需要可隨時調(diào)用或被新的數(shù)據(jù)改寫。CPU不斷接收上述各種傳感器發(fā)送的信號，并按預(yù)先編制的程序進行計算和判斷后，向點火控制器發(fā)出最佳點火提前角和點火線圈初級電路導(dǎo)通時間的控制信號。當(dāng)前第6頁\共有35頁\編于星期六\10點3.點火執(zhí)行器◆點火器是電控點火系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它可將電子控制系統(tǒng)輸出的點火信號進行功率放大，驅(qū)動點火線圈工作?！酎c火線圈 可將火花塞跳火所需的能量存儲在線圈的磁場中，并將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)樽阋栽陔姌O間產(chǎn)生擊穿點火的15~20kV高壓電。在有分電器的電控點火系統(tǒng)中，只有一個點火線圈，而無分電器點火系統(tǒng)中則有多個點火線圈?！舴蛛娖?在有分電器的電控點火系統(tǒng)中，分電器根據(jù)發(fā)動機的點火順序，將點火線圈產(chǎn)生的高壓電依次輸送給各缸火花塞?！艋鸹ㄈ?主要是利用點火線圈產(chǎn)生的高電壓產(chǎn)生電火花，點燃氣缸內(nèi)的混合氣。當(dāng)前第7頁\共有35頁\編于星期六\10點二、類型

1.有分電器式工作原理：如下圖。點火開關(guān)接通IG2，點火器、點火線圈和ECU通電，ECU根據(jù)各種傳感器輸入的信號，確定出發(fā)動機最佳點火時刻，向點火器發(fā)出觸發(fā)點火信號“IGT”，切斷初級電路，使次級繞組感應(yīng)出高壓電經(jīng)分電器送到各缸火花塞。發(fā)動機每點1次火，點火器向ECU反饋1個點火確認信號“IGF”，作為自診斷系統(tǒng)監(jiān)控信號。若ECU連續(xù)4次未收到“IGF”信號，即判定點火系出現(xiàn)故障。當(dāng)前第8頁\共有35頁\編于星期六\10點當(dāng)前第9頁\共有35頁\編于星期六\10點2.無分電器式

（1）同時點火

①二極管分配式二極管分配高壓電的雙缸同時點火電路原理如下圖所示。當(dāng)前第10頁\共有35頁\編于星期六\10點②線圈分配式

點火線圈直接分配高壓的雙缸同時點火電路原理如下圖所示。桑塔納2000GSi、捷達AT、GTX和奧迪200型轎車點火系統(tǒng)采用了這種配電方式。當(dāng)前第11頁\共有35頁\編于星期六\10點③檢修電壓檢測無分電器電壓的檢測如圖7-5所示。

a.關(guān)閉點火開關(guān)，拔下點火線圈插頭。

b.用萬用表紅表筆接2腳，黑表筆表4腳，打開點火開關(guān)，測電壓值12V左右。當(dāng)前第12頁\共有35頁\編于星期六\10點信號檢測無分電器信號的檢測如下圖所示。

a.用發(fā)光二極管連接點火模塊插頭1、4腳測量點火信號。

b.用同樣的方法連接3、4腳，發(fā)光二極管也應(yīng)閃亮。當(dāng)前第13頁\共有35頁\編于星期六\10點電阻檢測無分電器電阻的檢測如下圖所示。分別測量點火線圈的初、次級電阻。初級電阻為幾歐到十幾歐姆；次級電阻為幾千歐至于十幾千歐姆。當(dāng)前第14頁\共有35頁\編于星期六\10點（2）單獨點火

無分電器單獨點火方式的控制電路基本相同，但隨車型不同也存在一些差異，下圖所示為日產(chǎn)公司無分電器點火系的電路控制原理圖。當(dāng)前第15頁\共有35頁\編于星期六\10點第二節(jié)電控點火系的控制內(nèi)容本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：

一、點火提前角控制

二、通電時間控制

三、爆燃控制

當(dāng)前第16頁\共有35頁\編于星期六\10點一、點火提前角控制

1.起動時點火提前角的控制

發(fā)動機起動時，按ECU內(nèi)存儲的初始點火提前角（設(shè)定值）對點火提前角進行控制。起動時點火提前角的設(shè)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10°左右。在發(fā)動機起動過程中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化大，且由于轉(zhuǎn)速較低（一般低于500r/min），進氣管絕對壓力傳感器信號或空氣流量計信號不穩(wěn)定，ECU無法正確計算點火提前角，一般將點火時刻固定在設(shè)定的初始點火提前角。此時的控制信號主要是發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號（Ne信號）和起動開關(guān)信號（STA信號）。當(dāng)前第17頁\共有35頁\編于星期六\10點2.起動后點火提前角的控制

發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時（起動后），發(fā)動機ECU根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷信號，確定基本點火提前角，并根據(jù)其他有關(guān)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指令信號，以控制點火系的工作。最佳點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角（或點火延遲角）當(dāng)前第18頁\共有35頁\編于星期六\10點（1）初始點火提前角

為了控制點火正時，電控單元根據(jù)上止點位置來確定點火提前角。在一些微電子控制點火系統(tǒng)中，有些發(fā)動機電控單元把G1或G2信號出現(xiàn)后第一個Ne信號過零點定為壓縮行程上止點前10°，并以這個角度作為點火正時計算的基準(zhǔn)點，稱之為初始點火提前角，其大小隨發(fā)動機而異。當(dāng)前第19頁\共有35頁\編于星期六\10點（2）基本點火提前角

發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，電控單元按怠速工況和非怠速工況兩種情況，確定基本點火提前角。發(fā)動機處于怠速工況時，電控單元根據(jù)節(jié)氣門位置信號（怠速觸點閉合）、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號及空調(diào)開關(guān)信號，確定基本點火提前角，如下圖所示。當(dāng)前第20頁\共有35頁\編于星期六\10點

發(fā)動機處于非怠速工況時，電控單元根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置信號，從預(yù)置在儲存器中的數(shù)據(jù)表中查出相應(yīng)的基本點火提前角，如下圖所示。當(dāng)前第21頁\共有35頁\編于星期六\10點（3）修正點火提前角（或點火延遲角）

①暖機修正

發(fā)動機冷車起動后，冷卻水溫度較低時，應(yīng)增大點火提前角。在暖機過程中，隨冷卻水溫度的升高，點火提前角修正值逐漸減小，如下圖所示。修正值的變化規(guī)律及大小隨發(fā)動機暖機修正的主要控制信號包括冷卻水溫度信號（THW）、空氣流量信號、節(jié)氣門位置信號（IDL）等。當(dāng)前第22頁\共有35頁\編于星期六\10點②過熱修正

發(fā)動機處于正常運行工況時（怠速觸點斷開），若冷卻水溫度過高，為了避免產(chǎn)生爆震，應(yīng)將點火提前角推遲。發(fā)動機處于怠速工況時（怠速觸點閉合），若冷卻水溫度過高，為了避免發(fā)動機長時間過熱，應(yīng)將點火提前角增大。過熱修正值的變化規(guī)律如下圖所示。過熱修正的主要控制信號包括冷卻水溫度信號（THW）、節(jié)氣門位置信號（IDL）等。當(dāng)前第23頁\共有35頁\編于星期六\10點③空燃比反饋修正

裝有氧傳感器的電控汽油噴射系統(tǒng)，其電控單元根據(jù)氧傳感器的反饋信號空燃比進行修正。髓著修正噴油的增加或減少，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)波動。為了高怠速的穩(wěn)定性，在反饋修正油量減少時，點火提前角相應(yīng)地增加，如下圖所示。空燃比反饋修正的控制信號主要有氧傳感器信號（OX）、節(jié)氣門位置信號（IDL）、冷卻水溫度信號（THW）、車速信號等。當(dāng)前第24頁\共有35頁\編于星期六\10點④怠速穩(wěn)定性修正

發(fā)動機處于怠速工況時，電控單元不斷地計算發(fā)動機的平均轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速時，電控單元根據(jù)實際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速差值的大小相應(yīng)地增大點火提前角；當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于目標(biāo)轉(zhuǎn)速時，則減小點火提前角，如下圖所示。當(dāng)前第25頁\共有35頁\編于星期六\10點⑤爆燃修正爆燃修正見本節(jié)第三點爆燃控制。當(dāng)前第26頁\共有35頁\編于星期六\10點二、通電時間控制

影響初級線圈通過電流的主要因素有發(fā)動機轉(zhuǎn)速和蓄電池電壓。為了保證在不同的蓄電弛供電電壓和不同的轉(zhuǎn)速下都具有相同的初級斷開電流，電控單元根據(jù)蓄電池電壓和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，從預(yù)置的閉合角數(shù)據(jù)表中查出相應(yīng)的數(shù)值，對閉合角進行控制。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時，適當(dāng)增大閉合角，以防止初級線圈通過電流值下降，造成次級高壓下降，點火困難。蓄電池電壓下降時，基于相同的理由，也應(yīng)適當(dāng)增大閉合角，如下圖所示。當(dāng)前第27頁\共有35頁\編于星期六\10點當(dāng)前第28頁\共有35頁\編于星期六\10點三、爆燃控制

1.爆燃傳感器

（1）磁致伸縮式爆燃傳感器

磁致伸縮式爆燃傳感器的外形和結(jié)構(gòu)如下圖所示。它由高鎳合金的磁芯、永久磁鐵、感應(yīng)線圈、殼體等構(gòu)成。當(dāng)前第29頁\共有35頁\編于星期六\10點（2）壓電式爆燃傳感器①共振型壓電式爆燃傳感器共振型壓電式爆燃傳感器，是利用產(chǎn)生爆燃時的發(fā)動機振動頻率與傳感器本身的固定頻率“合拍”時產(chǎn)生共振現(xiàn)象，來檢測爆燃是否發(fā)生的，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。當(dāng)前第30頁\共有35頁\編于星期六\10點

當(dāng)發(fā)動機爆燃時的振動頻率與振蕩片的固有頻率“合拍”時，振動蕩片產(chǎn)生共振，此時壓電元件將產(chǎn)生最大的電壓信號，如下圖所示。這種傳感器在爆燃發(fā)生時的輸出電壓比非共振（即無爆燃）時的輸出電壓高得多，因此不需要濾波器，ECU即可判別是否發(fā)生爆燃。當(dāng)前第31頁\共有35頁\編于星期六\10點②非共振型壓電式爆燃傳感器

非共振型壓電式爆燃傳感器是以接收加速度信號的形式來判斷是否產(chǎn)生爆燃，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。它由兩個同極性相向?qū)拥膲弘娫团渲貥?gòu)成。當(dāng)前第32頁\共有35頁\編于星期六\10點③火花塞座金屬墊型

壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳感器是將壓電元件安裝在火花塞的墊圈處，每缸安裝一個，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。當(dāng)前第33頁\共有35頁\編于星期六\10點（3）檢修（以桑