第1講第三章汽車電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)

1、第三章 汽車電子點(diǎn)火控制系統(tǒng) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所用的點(diǎn)火裝置中，柴油機(jī)采用壓縮點(diǎn)火，汽油機(jī)采用火花點(diǎn)火。 電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)的功用：提供高壓，產(chǎn)生電火花，適當(dāng)時(shí)間和有次序地點(diǎn)燃?xì)飧字械膲嚎s混合氣。第三章 汽車電子點(diǎn)火控制系統(tǒng) 對汽車點(diǎn)火裝置的基本要求：（1）提供足夠擊穿火花塞電極間隙的高電壓）提供足夠擊穿火花塞電極間隙的高電壓（3050kV） 火花塞間隙、混合氣濃度、電極溫度和極性、發(fā)動(dòng)機(jī)工況（轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、壓縮比、點(diǎn)火提前角）（2）提供足夠的電火花能量和持續(xù)時(shí)間）提供足夠的電火花能量和持續(xù)時(shí)間 發(fā)動(dòng)工況（起動(dòng)、加速和怠速）帶來混合氣濃度、電極溫度、霧化均勻程度等變化；傳統(tǒng)的點(diǎn)火方式在高速方式在高速時(shí)點(diǎn)

2、火時(shí)間變短。時(shí)點(diǎn)火時(shí)間變短。（3）提供適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火時(shí)機(jī)）提供適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火時(shí)機(jī)（點(diǎn)火提前角：發(fā)出電火花開始到活塞到達(dá)上止點(diǎn)為止的一段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角。 ） 第三章 汽車電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)點(diǎn)火提前角控制點(diǎn)火提前角控制什么叫什么叫“提前角提前角”？ 點(diǎn)火時(shí)曲軸的位置與活塞在上止點(diǎn)（壓縮行程結(jié)束點(diǎn)）之間的夾角。為什么要為什么要“提前角提前角”？ 一般在活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前點(diǎn)火，這樣可以使氣體壓力在活塞相當(dāng)于轉(zhuǎn)過上止點(diǎn)后1015的位置時(shí)達(dá)到最高值，從而使可燃?xì)怏w能在做功行程中得到比較完全的膨脹，熱能得到最有效的利用。第三章 汽車電子點(diǎn)火控制系統(tǒng) 影響點(diǎn)火提前角的因素：影響點(diǎn)火提前角的因素：（1）轉(zhuǎn)速：

3、轉(zhuǎn)速高帶來混合氣壓力和溫度的提高。缸內(nèi)氣流擾動(dòng)加劇，燃燒速度加快。點(diǎn)火提前角也應(yīng)提前。（2）負(fù)荷：負(fù)荷增加時(shí)混合氣量大，壓縮終了溫度和壓力高，點(diǎn)火提前角減小。（3）起動(dòng)和怠速：點(diǎn)火提前角減小或不變。（4）辛烷值：辛烷值表示汽油的抗爆性能。汽油的辛烷值高則抗爆性能好，點(diǎn)火提前角可大些。（5）壓縮比：壓縮比大則提前角要減?。?）空燃比：空燃比1114時(shí)燃燒最快，點(diǎn)火提前角減小。（7）火花塞的數(shù)量：比一個(gè)要提前，但每個(gè)的點(diǎn)火提前角不一樣（8）進(jìn)氣壓力：高原地區(qū)點(diǎn)火提前第三章 汽車電子點(diǎn)火控制系統(tǒng) 被點(diǎn)火提前角影響的因素：被點(diǎn)火提前角影響的因素：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和功率（2）發(fā)動(dòng)機(jī)排放（3）發(fā)動(dòng)機(jī)燃油

4、經(jīng)濟(jì)性（4）發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃（發(fā)動(dòng)機(jī)“輕爆”有利動(dòng)力性和省油）第三章 汽車電子點(diǎn)火控制系統(tǒng) 傳統(tǒng)的汽車點(diǎn)火裝置的工作原理第三章 汽車電子點(diǎn)火控制系統(tǒng) 傳統(tǒng)的汽車點(diǎn)火裝置的缺陷（1）不能滿足多缸和高轉(zhuǎn)速的要求（2）火花塞積碳難清潔（3）系統(tǒng)電容不容易選擇（4）觸點(diǎn)間隙經(jīng)常需要調(diào)整3.1 電子點(diǎn)火裝置 電子點(diǎn)火裝置的分類：（1）按儲能方式分：電感型和電容型（2）按電子元器件分：晶體管、晶閘管和集成電路（3）按有無觸點(diǎn)分：有觸點(diǎn)和無觸點(diǎn)3.1 電子點(diǎn)火裝置 有觸點(diǎn)（斷電器觸點(diǎn)）電子點(diǎn)火裝置有觸點(diǎn)（斷電器觸點(diǎn)）電子點(diǎn)火裝置又稱之為晶體管輔助點(diǎn)火裝置。無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置又稱全晶體管式點(diǎn)火裝置。 無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火

5、裝置無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置：去掉“斷電器”觸點(diǎn)，用脈沖信號發(fā)生器代替，故無“觸點(diǎn)”。無觸點(diǎn) 電子點(diǎn)火裝置由脈沖信號發(fā)生器和電子點(diǎn)火控制器組成。脈沖信號發(fā)生器檢測曲軸或活塞在氣缸中的位置，轉(zhuǎn)換成脈沖電信號。輸出給電子點(diǎn)火控制器。電子點(diǎn)火控制器在脈沖電信號控制下控制點(diǎn)火線圈的一次電路通斷。 無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置優(yōu)點(diǎn)無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置優(yōu)點(diǎn)：無觸點(diǎn)、無機(jī)械磨損，一次電流大（二次電壓高、間隙可大、可點(diǎn)燃稀薄氣，降低排放和改善經(jīng)濟(jì)性） 無觸點(diǎn)的觸發(fā)裝置有：無觸點(diǎn)的觸發(fā)裝置有：磁電式、霍爾式、光電式和電磁式3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 技術(shù)背景技術(shù)背景：（1）普通的無觸點(diǎn)式點(diǎn)火裝置需要采用機(jī)械方式調(diào)整點(diǎn)火時(shí)刻，由于其

6、本身的局限性和機(jī)械磨損不能保證點(diǎn)火提前角的最佳和提前角的穩(wěn)定性。（2）對發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、排放和燃油經(jīng)濟(jì)性的嚴(yán)格要求，對點(diǎn)火提前角的控制有更高的要求（3）微機(jī)數(shù)字式點(diǎn)火控制可以動(dòng)態(tài)滿足不同發(fā)動(dòng)機(jī)工況對提前角的控制要求，同時(shí)通電時(shí)間的控制、爆燃的控制也能達(dá)到比較理想的精度。3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 微機(jī)數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng)是通過高壓發(fā)生器實(shí)現(xiàn)對發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火。按高壓分配方式數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng)的分類：（1）帶分電器點(diǎn)火系統(tǒng)帶分電器點(diǎn)火系統(tǒng) 類似普通的機(jī)械式點(diǎn)火裝置通過分電器分配高壓電，不需要判缸，結(jié)構(gòu)簡單，適合于發(fā)動(dòng)機(jī)的改造。（2）直接點(diǎn)火系統(tǒng)直接點(diǎn)火系統(tǒng) 每缸一個(gè)高壓發(fā)生裝置、點(diǎn)火線圈及其驅(qū)動(dòng)電路，控制系

7、統(tǒng)還必須判缸。結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.1 數(shù)字式點(diǎn)火控制系統(tǒng)綜述數(shù)字式點(diǎn)火控制系統(tǒng)綜述 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng)三大功能：數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng)三大功能： （1）提前角的控制 （2）點(diǎn)火線圈導(dǎo)通時(shí)間的控制 （3）爆燃的控制3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.1 數(shù)字式點(diǎn)火控制系統(tǒng)綜述數(shù)字式點(diǎn)火控制系統(tǒng)綜述 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng)組成數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng)組成：（1）電源：電池和發(fā)電機(jī)（2）傳感器：主要有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器、曲軸位置傳感器、凸能軸位置傳感器、還有節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、爆燃傳感器和起動(dòng)開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等傳感器及開關(guān)信號。 （3）電子控制系統(tǒng)：收集傳感

8、器信號，計(jì)算提前角，發(fā)出點(diǎn)火指令。3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) （4）點(diǎn)火控制模塊：接受點(diǎn)火指令，產(chǎn)生功率輸出，驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火線圈（5）點(diǎn)火線圈：儲存點(diǎn)火電能，轉(zhuǎn)換高壓電（1520kv）（6）火花塞：產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣（7）分電器3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 數(shù)字式點(diǎn)火控制系統(tǒng)的工作原理及控制過程數(shù)字式點(diǎn)火控制系統(tǒng)的工作原理及控制過程： 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)ECU不斷地采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫、進(jìn)氣溫度等信號，并根據(jù)固化在ECU中的程序和參數(shù)計(jì)算出該工況下的最佳點(diǎn)火提前角和一次電路的導(dǎo)通角，并以此向點(diǎn)火控制模塊發(fā)出控制指令。 點(diǎn)火控制模塊根據(jù)點(diǎn)火指令控制點(diǎn)火線圈的通斷。導(dǎo)通時(shí)一次電路和一次線圈有電流通過，點(diǎn)火線

9、圈將點(diǎn)火能量儲存線圈磁場中；當(dāng)一次線圈斷電，在二次線圈中產(chǎn)生很高的電壓，高電壓擊穿火花塞間隙，產(chǎn)生點(diǎn)火火花。 ECU還可根據(jù)爆燃傳感器的輸入信號來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的爆燃程度，并將點(diǎn)火提前角控制在輕微爆燃范圍內(nèi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得較高的燃燒效率。3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.2 點(diǎn)火提前角控制點(diǎn)火提前角控制 影響提前角的主要因素有：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷荷。通過試驗(yàn)得出在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和不同的負(fù)荷下的最佳提前角列表存入計(jì)算機(jī)，供提前角計(jì)算之用。發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置傳感器的信號在表中提起對應(yīng)的點(diǎn)火提前角數(shù)值。 3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.2 點(diǎn)火提前角控制點(diǎn)火提前角控制

10、 影響提前角的主要因素有：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷負(fù)荷。通過試驗(yàn)得出在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和不同的負(fù)荷下的最佳提前角列表存入計(jì)算機(jī)，供提前角計(jì)算之用。發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置傳感器的信號在表中提起對應(yīng)的點(diǎn)火提前角數(shù)值。 3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.2 點(diǎn)火提前角控制點(diǎn)火提前角控制 提前角的控制：實(shí)際點(diǎn)火提前角實(shí)際點(diǎn)火提前角 = 初始點(diǎn)火提前角初始點(diǎn)火提前角 +基本點(diǎn)火提前角基本點(diǎn)火提前角 +修正點(diǎn)火提前角修正點(diǎn)火提前角 最大最大35 40 最小-10 0 3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.2 點(diǎn)火提前角控制點(diǎn)火提前角控制（1）初始點(diǎn)火提前角初始點(diǎn)火提前角 原始設(shè)定值，又稱

11、固定點(diǎn)火提前角，與發(fā)動(dòng)的型號有關(guān)。一般為10 特殊情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的點(diǎn)火提前角等于初始點(diǎn)火提前角。 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和轉(zhuǎn)速小于400rpm時(shí)，節(jié)氣門位置傳感器T端頭短路或怠速觸點(diǎn)閉合，且車速小于2km/h），發(fā)動(dòng)機(jī)ECU故障或后備系統(tǒng)工作時(shí)： 實(shí)際點(diǎn)火提前角實(shí)際點(diǎn)火提前角 = 初始點(diǎn)火提前角初始點(diǎn)火提前角 3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.2 點(diǎn)火提前角控制點(diǎn)火提前角控制（2）基本點(diǎn)火提前角基本點(diǎn)火提前角 怠速基本點(diǎn)火提前角（有空調(diào)8 和無空調(diào)4 ） 正常運(yùn)行基本點(diǎn)火提前角（二維表存入計(jì)算機(jī)）3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.2 點(diǎn)火提前角控制點(diǎn)火提前角控制（3）修正點(diǎn)火提前角修正點(diǎn)火提前角 暖機(jī)

12、修正：根據(jù)水溫修正 怠速修正 過熱修正 空燃比反饋修正 3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.3 通電時(shí)間控制通電時(shí)間控制 保證足夠的通電時(shí)間，使一次電流達(dá)到飽和，同時(shí)還不應(yīng)使點(diǎn)火線圈發(fā)熱。 根據(jù)蓄電池電壓修正通電時(shí)間。 3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.4 爆燃控制爆燃控制 保氣缸內(nèi)的異常高溫和高壓，部分混合氣在點(diǎn)火火焰未傳播到位時(shí)就發(fā)生自燃，燃燒室瞬時(shí)會(huì)有多個(gè)火源燃燒，這種現(xiàn)象叫爆燃。 爆燃帶來的危害： （1) 高溫和沖擊波 （2）引起氣缸體、氣缸蓋和進(jìn)氣歧管等薄壁構(gòu)件產(chǎn)生高頻振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)構(gòu)件承受沖擊載荷（敲缸） （3）火花塞和活塞等過熱和熔損3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.4 爆燃控制爆燃控制 爆燃與點(diǎn)火時(shí)刻的關(guān)系 點(diǎn)火角越大，燃燒壓力越高，越容易產(chǎn)生爆燃。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出最大轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)在爆燃界限附近。利用爆燃傳感器進(jìn)行反饋控制，可以把點(diǎn)火時(shí)刻控制在爆燃界限附近。 3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.4 爆燃控制爆燃控制 爆燃控制系統(tǒng) 爆燃的檢測：爆燃傳感器安裝在缸體上，利用壓電元件的壓電效應(yīng)把振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號，再通過信號處理和識別，判斷出爆燃。 檢測氣缸壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)或燃燒噪聲。3.2 數(shù)字點(diǎn)火控制系統(tǒng) 3.2.4 爆燃控制爆