《電子點火系統(tǒng)原理》課件

電子點火系統(tǒng)原理電子點火系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車的關鍵組成部分，它負責點燃發(fā)動機內(nèi)的燃料混合物，實現(xiàn)汽車動力輸出。電子點火系統(tǒng)的作用和優(yōu)勢提高燃油效率精確控制點火時間，優(yōu)化燃燒，減少燃油消耗。降低排放更精確的點火控制，降低尾氣排放，符合環(huán)保標準。提高發(fā)動機性能增強動力，提高發(fā)動機效率，提升加速性能和燃油經(jīng)濟性。延長發(fā)動機壽命減少機械磨損，延長發(fā)動機使用壽命。內(nèi)燃機工作原理1排氣沖程廢氣排出，為下一個循環(huán)做準備2進氣沖程新鮮空氣進入氣缸，為燃燒做準備3壓縮沖程壓縮空氣，提高燃燒效率4做功沖程燃料燃燒，推動活塞做功內(nèi)燃機是一種將燃料燃燒產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為機械功的熱機。內(nèi)燃機的工作原理基于四個沖程：進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。這四個沖程不斷循環(huán)，為汽車提供動力。火花塞的構造和工作原理火花塞是內(nèi)燃機點火系統(tǒng)中不可或缺的一部分，它將高壓電能轉(zhuǎn)化為電火花，點燃混合氣體，推動活塞運動?；鸹ㄈ饕芍行碾姌O、側電極、絕緣體、外殼等組成。中心電極連接高壓線，側電極連接發(fā)動機缸體，絕緣體隔絕中心電極與外殼之間的電流，外殼固定在發(fā)動機缸體上。火花塞的工作原理是，當高壓電流通過中心電極和側電極之間時，在電極間隙處產(chǎn)生電火花，點燃混合氣體，并推動活塞運動。線圈式電子點火系統(tǒng)組成及工作流程1點火開關點火開關接通電源，為電子點火系統(tǒng)供電。2點火線圈點火線圈將低壓電轉(zhuǎn)化為高壓電，產(chǎn)生高壓火花。3分電器分電器將點火線圈產(chǎn)生的高壓電分配到各個氣缸的火花塞。4火花塞火花塞將高壓電轉(zhuǎn)化為電火花，點燃氣缸內(nèi)的混合氣。晶體管式電子點火系統(tǒng)的工作原理1電源為系統(tǒng)供電。2點火開關控制系統(tǒng)工作。3傳感器檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速、位置。4點火控制單元控制點火時間和點火能量。晶體管式電子點火系統(tǒng)利用晶體管控制點火線圈，將低電壓直流電轉(zhuǎn)換為高電壓脈沖電流，為火花塞提供點火能量。傳感器檢測發(fā)動機參數(shù)，點火控制單元根據(jù)參數(shù)計算點火時間，并將控制信號發(fā)送到晶體管，控制點火線圈的輸出。磁電機式電子點火系統(tǒng)的工作原理磁電機旋轉(zhuǎn)磁電機旋轉(zhuǎn)時，其內(nèi)部的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場，磁場變化通過線圈感應出電壓。感應電壓上升感應電壓逐漸上升，當達到設定值時，電子點火裝置觸發(fā)點火?；鸹ㄈc火點火裝置將高壓電流送到火花塞，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。數(shù)字式電子點火系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢精準點火時間數(shù)字式點火系統(tǒng)采用微處理器控制點火時間，能夠精確地控制點火時刻，提高燃油效率并降低排放。智能控制數(shù)字式點火系統(tǒng)可以根據(jù)發(fā)動機運行狀態(tài)和工況條件，實時調(diào)整點火參數(shù)，優(yōu)化發(fā)動機性能?？煽啃愿邤?shù)字式點火系統(tǒng)采用電子元件，不易受環(huán)境影響，故障率低，使用壽命長?？删S護性強數(shù)字式點火系統(tǒng)可以通過電腦診斷，方便進行故障檢測和維修。數(shù)字式點火系統(tǒng)的主要組成部件1電子控制單元（ECU）接收來自傳感器的信號，處理數(shù)據(jù)，并控制點火時間、點火能量等參數(shù)。2點火線圈將低壓直流電轉(zhuǎn)換為高壓脈沖電流，為火花塞提供點火能量。3火花塞在高壓脈沖電流的作用下，產(chǎn)生電火花，點燃氣缸內(nèi)的混合氣。4傳感器包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、進氣壓力傳感器等，用于提供發(fā)動機運行狀態(tài)的信息。點火時間的控制點火時間是指火花塞產(chǎn)生火花的時間，它決定了燃燒開始的時間，對發(fā)動機性能影響很大。1電子控制單元ECU根據(jù)各種傳感器信號計算最佳點火時間2點火信號ECU輸出點火信號，控制點火線圈3火花塞火花塞在最佳時間產(chǎn)生火花，點燃混合氣ECU通過調(diào)整點火時間，可以優(yōu)化發(fā)動機性能，提高燃油經(jīng)濟性和動力輸出。點火時間提前的原因和影響燃燒效率點火時間提前可以提高燃燒效率，使燃料充分燃燒，提高發(fā)動機功率。排放污染點火時間提前可以減少排放污染，降低尾氣中的有害氣體排放。發(fā)動機噪音點火時間提前可以減少發(fā)動機噪音，提高發(fā)動機運行平穩(wěn)性。燃油經(jīng)濟性點火時間提前可以提高燃油經(jīng)濟性，減少燃油消耗。點火時間遲滯的原因和影響點火時間遲滯的原因點火時間遲滯是指點火時刻比最佳點火時刻滯后，主要原因是點火系統(tǒng)故障，例如傳感器信號錯誤、電子控制單元故障等。點火時間遲滯也可能是由于燃油品質(zhì)較差或發(fā)動機積碳導致燃燒不充分引起。點火時間遲滯的影響點火時間遲滯會導致發(fā)動機功率下降，加速無力，油耗增加，甚至出現(xiàn)爆震現(xiàn)象，嚴重影響發(fā)動機性能。遲滯還會導致發(fā)動機排放污染增加，增加尾氣排放中的有害物質(zhì)含量，對環(huán)境造成負面影響。點火系統(tǒng)的傳感器類型及工作原理發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器測量發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)速，發(fā)送信號給ECU。曲軸位置傳感器檢測曲軸的旋轉(zhuǎn)角度，確定氣缸的點火順序。凸輪軸位置傳感器監(jiān)測凸輪軸的轉(zhuǎn)速和位置，確保噴油正時。進氣壓力/溫度傳感器檢測進氣管內(nèi)的壓力和溫度，優(yōu)化燃油噴射量和點火時間。發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理1感應磁場變化傳感器位于發(fā)動機曲軸或凸輪軸上，會感應到旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的磁場變化。2信號轉(zhuǎn)換磁場變化被轉(zhuǎn)換為電信號，該信號的頻率與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比。3傳遞信號信號被傳遞到電子控制單元(ECU)，ECU使用該信號來計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速。發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器是電子點火系統(tǒng)的重要組成部分，它將機械轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為電信號，為ECU提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速信息，從而控制點火時間和燃油噴射。曲軸位置傳感器的工作原理1磁鐵轉(zhuǎn)動曲軸旋轉(zhuǎn)時，磁鐵也隨之轉(zhuǎn)動，磁場發(fā)生變化。2感應電流傳感器內(nèi)部線圈感應到磁場變化，產(chǎn)生感應電流。3信號輸出感應電流經(jīng)電路放大處理后，輸出脈沖信號。凸輪軸位置傳感器的工作原理傳感器結構凸輪軸位置傳感器通常由一個固定在凸輪軸上的齒輪和一個安裝在傳感器殼體上的磁性傳感器組成，齒輪的齒數(shù)取決于發(fā)動機的缸數(shù)。信號產(chǎn)生當凸輪軸旋轉(zhuǎn)時，齒輪上的齒通過傳感器，傳感器感應到磁場的變化，并產(chǎn)生相應的脈沖信號。信號傳輸傳感器產(chǎn)生的信號被傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?ECU)，ECU根據(jù)信號的頻率、幅度和相位等信息判斷凸輪軸的位置和轉(zhuǎn)速。應用凸輪軸位置傳感器主要用于確定氣門開啟和閉合的時間，以控制噴油和點火等發(fā)動機工作過程。進氣壓力/溫度傳感器的工作原理1壓力傳感器壓力傳感器測量進氣歧管的壓力，將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號。2溫度傳感器溫度傳感器測量進氣歧管的溫度，將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號。3信號處理電子控制單元接收壓力和溫度信號，計算出進氣密度，用于控制噴油量和點火提前角。電子控制單元的主要功能11.點火時間控制根據(jù)發(fā)動機工況，精確控制點火正時，提高燃燒效率和燃油經(jīng)濟性。22.燃油噴射控制根據(jù)發(fā)動機負荷和轉(zhuǎn)速等信息，精確控制噴油量和噴油時間。33.發(fā)動機怠速控制穩(wěn)定怠速轉(zhuǎn)速，并根據(jù)外界環(huán)境條件，調(diào)整怠速轉(zhuǎn)速。44.排放控制通過控制噴油量、點火時間和排氣再循環(huán)系統(tǒng)等，減少有害氣體排放。電子控制單元的輸入/輸出接口輸入信號ECU接收來自各種傳感器的數(shù)據(jù)，例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、曲軸位置傳感器、進氣壓力/溫度傳感器等，用于判斷發(fā)動機運行狀態(tài)。輸出信號ECU根據(jù)接收到的輸入信號，計算出最佳的點火時間和噴油量，并輸出信號控制點火線圈和噴油器，使發(fā)動機正常工作。點火系統(tǒng)的故障診斷方法觀察發(fā)動機運行狀況觀察發(fā)動機是否啟動困難、怠速不穩(wěn)、加速無力或冒黑煙等癥狀。使用故障碼讀取器連接故障碼讀取器，讀取發(fā)動機控制單元存儲的故障代碼，根據(jù)代碼內(nèi)容判斷故障部位。檢查點火系統(tǒng)部件檢查點火線圈、火花塞、傳感器等部件，判斷是否存在物理損傷或老化現(xiàn)象。測試點火信號使用示波器或萬用表測試點火線圈的輸出信號，判斷是否存在信號缺失或波形異常。常見點火系統(tǒng)故障及排查方法發(fā)動機故障燈亮發(fā)動機故障燈亮起，可能表明點火系統(tǒng)存在故障，例如點火線圈故障、火花塞故障或傳感器故障。發(fā)動機冒黑煙發(fā)動機冒黑煙通常是由于點火時間過早或燃料混合氣過濃導致的，這可能與點火系統(tǒng)故障有關。發(fā)動機怠速不穩(wěn)發(fā)動機怠速不穩(wěn)可能是由于點火時間錯誤、傳感器故障或電子控制單元故障引起的。發(fā)動機啟動困難發(fā)動機啟動困難可能是由點火系統(tǒng)故障導致的，例如點火線圈故障、火花塞故障或電池電量不足。點火線圈故障的識別和診斷火花塞故障火花塞可能出現(xiàn)積碳、電極磨損或間隙過大等問題，導致點火能量不足或點火時間錯誤。發(fā)動機運行狀況發(fā)動機可能出現(xiàn)啟動困難、怠速不穩(wěn)、加速無力等癥狀，這些癥狀可能與點火線圈故障有關。診斷儀器使用診斷儀器可以讀取發(fā)動機控制單元的故障碼，并分析點火線圈的工作狀態(tài)。火花塞故障的識別和診斷火花塞電極磨損電極磨損導致點火間隙增大，點火能量降低。火花塞積碳積碳會影響火花塞的傳熱性能，導致點火不穩(wěn)定?；鸹ㄈ屏鸦鸹ㄈ屏褧е曼c火失效，造成發(fā)動機無法啟動或運行不穩(wěn)定。火花塞漏電火花塞漏電會影響點火能量，導致發(fā)動機加速無力或熄火。傳感器故障的識別和診斷檢測儀器使用專業(yè)的汽車診斷儀器讀取傳感器數(shù)據(jù)。檢查傳感器輸出電壓是否正常，是否符合傳感器規(guī)格。觀察傳感器檢查傳感器外觀是否有損壞，連接線是否松動或斷裂。觀察傳感器周圍是否有油污或水漬。實際測試在實際測試中，模擬傳感器工作環(huán)境，觀察傳感器輸出信號是否正常，響應時間是否符合要求。更換傳感器如果以上方法無法排除故障，可以嘗試更換傳感器，看看故障是否消失。電子控制單元故障的識別和診斷癥狀識別發(fā)動機啟動困難，怠速不穩(wěn)，加速無力，冒黑煙等癥狀可能是電子控制單元故障。診斷方法使用故障診斷儀讀取故障碼，分析故障碼含義，判斷故障原因。檢測電子控制單元供電電壓，信號線電壓，確認電路正常。常見故障電子控制單元內(nèi)部電路損壞，導致信號處理錯誤，影響發(fā)動機控制。電子控制單元軟件故障，導致程序運行錯誤，影響發(fā)動機工作。排查步驟檢查連接線和接頭，確保接觸良好。檢查電子控制單元內(nèi)部電路板，尋找燒毀或斷裂的元件。更換電子控制單元，測試發(fā)動機是否恢復正常。點火系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)試的方法1檢查點火時間確保點火時間在最佳范圍內(nèi)，以獲得最佳燃燒效率。2調(diào)整火花塞間隙根據(jù)發(fā)動機類型和運行條件調(diào)整間隙，以優(yōu)化點火性能。3檢查點火線圈確保線圈輸出電壓和電流符合標準，避免火花能量不足。4檢查傳感器確保傳感器信號準確，以確保點火系統(tǒng)正常工作。通過系統(tǒng)地檢查和調(diào)整以上要素，可以優(yōu)化點火系統(tǒng)性能，提升燃油效率，減少排放，并提高發(fā)動機動力輸出。電子點火系統(tǒng)的發(fā)展趨勢1智能化電子點火系統(tǒng)將更加智能化，結合傳感器和人工智能技術實現(xiàn)更精準的點火控制。2集成化電子點火系統(tǒng)將與其他汽車電子系統(tǒng)集成，例如發(fā)動機控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。3網(wǎng)絡化電子點火系統(tǒng)將接入車輛網(wǎng)絡，實現(xiàn)遠程診斷、數(shù)據(jù)采集和軟件更新等功能。4新能源化電子點火系統(tǒng)將適應新能源汽車的需求，例如混合動力系統(tǒng)、純電動系統(tǒng)等。電子點火系統(tǒng)在新能源車上的應用11.混合動力系統(tǒng)點火系統(tǒng)控制發(fā)動機啟動和運行，優(yōu)化燃油效率和排放。22.插電式混合動力系統(tǒng)點火系統(tǒng)確保發(fā)動機可靠啟動，補充電池能量，延長續(xù)航里程。33.純電動汽車部分車型使用點火系統(tǒng)啟動輔助電機，提高起動性能和效率。44.燃料電池汽車點火系統(tǒng)可能用于啟動輔助系統(tǒng)或備用燃油發(fā)