第三章------汽油機電控點火系統(tǒng).ppt

1、2005年6月,第一節(jié) 電控點火系統(tǒng)的功能,一、點火提前角的控制 二、通電時間的控制 三、爆燃的控制,2005年6月,一、點火提前角的控制,1點火提前角對發(fā)動機性能的影響 2最佳點火提前角確定依據(jù) 3控制點火提前角的基本方法 4點火提前角的修正,2005年6月,1點火提前角對發(fā)動機性能的影響,點火提前角是從火花塞發(fā)出電火花，到該缸活塞運行至壓縮上止點時曲軸轉過的角度。 當汽油機保持節(jié)氣門開度、轉速以及混合氣濃度一定時，汽油機功率和耗油率隨點火提前角的改變而變化。對應于發(fā)動機每一工況都存在一個“最佳”點火提前角 適當點火提前角，可使發(fā)動機每循環(huán)所做的機械功最多（ 曲線陰影部分）,2005年6月,

2、發(fā)動機轉速 隨著轉速的升高點火提前角增大。采用電控點火系統(tǒng)，更接近理想的點火提前角。 發(fā)動機負荷 歧管壓力高（真空度小、負荷大），點火提前角小，反之點火提前角大。采用電控點火（ESA）系統(tǒng)時，可以使發(fā)動機的實際點火提前角接近于理想的點火提前角。 燃料性質(zhì) 汽油辛烷值越高，抗爆性越好，點火提前角可增大，反之應減小。 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最佳點火提前角確定依據(jù),2005年6月,發(fā)動機起動時，按ECU內(nèi)存儲的初始點火提前角（設定值）對點火提前角進行控制。起動時點火提前角的設定值隨發(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

3、右。 發(fā)動機正常運轉時（起動后），主ECU根據(jù)發(fā)動機的轉速和負荷信號，確定基本點火提前角，并根據(jù)其他有關信號進行修正，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執(zhí)今信號，以控制點火系的工作。,3控制點火提前角的基本方法,2005年6月,發(fā)動機起動過程中，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定的初始點火提前角。此時的控制信號主要是發(fā)動機轉速信號（Ne信號）和起動開關信號（STA信號）。,4起動時點火提前角的控制,2005年6月,5起動后基本點火提前角的確定,發(fā)動機起動后怠速運轉時，ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號

4、）、發(fā)動機轉速傳感器信號（Ne信號）和空調(diào)開關信號（AC信號）確定基本點火提前角。 發(fā)動機起動后在除怠速以外的工況下運轉時， ECU根據(jù)發(fā)動機的轉速和負荷（單位轉數(shù)的進氣量或基本噴油量）確定基本點火提前角。,2005年6月,不同的發(fā)動機控制系統(tǒng)中，對點火提前角的修正項目和修正方法也不同。修正方法有修正系數(shù)法和修正點火提前角法兩種 。 主要修正項目有： （1）水溫修正； （2）怠速穩(wěn)定修正； （3）空燃比反饋修正。,6點火提前角的修正,2005年6月,（1）水溫修正,水溫修正又可分為暖機修正和過熱修正。 發(fā)動機冷車起動后的暖機過程中，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角

5、減小，點火提前角也應適當減小，如右圖所示。,2005年6月,ECU根據(jù)實際轉速與目標轉速的差來修正點火提前角，低于目標轉速，應增大點火提前角，反之，推遲點火提前角。 控制信號有：發(fā)動機轉速信號（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)開關信號（AC信號）,（2）怠速穩(wěn)定修正,2005年6月,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)動機轉速的變化。為了穩(wěn)定發(fā)動機轉速，點火提前角需根據(jù)噴油量的變化進行修正，如右圖所示。,（3）空燃比反饋修正,2005年6月,二、通電時間控制,1通

6、電時間對發(fā)動機工作的影響 2通電時間的控制方法 3點火線圈的恒流控制,2005年6月,1通電時間對發(fā)動機工作的影響,在發(fā)動機工作時，必須保證點火線圈的初級電路有足夠的通電時間。但如果通電時間過長，點火線圈又會發(fā)熱并增大電能消耗。要兼顧上述兩方面的要求，就必須對點火線圈初級電路的通電時間進行控制。,2005年6月,現(xiàn)代電控點火系統(tǒng)和傳統(tǒng)的分電器不同，傳統(tǒng)的點火線圈初級電路的通電時間取決于斷電器觸點的閉合角和發(fā)動機轉速。而現(xiàn)代點火線圈初級電路的通電時間由ECU控制，根據(jù)發(fā)動機的轉度信號和電源電壓信號確定最佳的閉合角（通電時間），并控制點火器輸出指令信號（IGt信號），以控制點火器中晶體管的導通時間

7、。,2通電時間的控制方法,2005年6月,3點火線圈的恒流控制,由于現(xiàn)代車采用了高能點火線圈，改善點火性能。為了防止初級電流過大燒壞點火線圈，在部分電控點火系統(tǒng)的點火控制電路中增加了恒流控制電路。 恒流的基本方法是：在點火器功率晶體管的輸出回路中增設一個電流檢測電阻，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，只要這種反饋為負反饋，就可使晶體管的集電極電流穩(wěn)定，從而實現(xiàn)恒流控制。,2005年6月,爆燃的危害 會導致冷卻液過熱，功率下降油耗上升。 控制方法 推遲點火提前角，利用爆震傳感器中的壓電晶體的壓力效應。,三、爆燃的控制,2005年6月,一、電控點火系統(tǒng)的類型 二、基本組成與工作

8、原理 三、有分電器電控點火系統(tǒng) 四、無分電器電控點火控制系統(tǒng) 五、爆燃控制系統(tǒng),第二節(jié) 點火系統(tǒng)的組成與工作原理,2005年6月,1.汽油機點火系統(tǒng)的類型： （1）傳統(tǒng)點火系統(tǒng)分為： 1）磁電機點火系統(tǒng)； 2）蓄電池點火系統(tǒng)。缺點：高速易斷火，不適合高速發(fā)動機；斷電器觸點易燒蝕，工作可靠性差；點火能量低，點火可靠性差。 （2）微機控制的點火系統(tǒng) 采用計算機根據(jù)各傳感器信號對點火提前角進行控制。 2.電控點火系統(tǒng)的類型：有分電器和無分電器式,一、電控點火系統(tǒng)的類型,2005年6月,如右圖，一般由電源、傳感器、ECU、點火器、點火線圈、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

9、頁,（動畫）,2005年6月,發(fā)動機工作時，ECU根據(jù)接受到的傳感器信號，按存儲器中的相關程序和數(shù)據(jù)，確定出最佳點火提前角和通電時間，并以此向點火器發(fā)出指令。點火器根據(jù)指令，控制點火線圈初級電路的導通和截止。當電路導通時，有電流從點火線圈中的初級電路通過，點火線圈將點火能量以磁場的形式儲存起來。當初級電路被切斷時，次級線圈中產(chǎn)生很高的感應電動勢，經(jīng)分電器或直接送至工作氣缸的火花塞。,2.工作原理,2005年6月,三、有分電器電控點火系統(tǒng),主要特點：只有1個點火線圈。 組成：由凸輪軸/曲軸位置傳感器、空氣流量計、冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、起動開關、空調(diào)開關、車速傳感器。如圖,下一頁,2

10、005年6月,有分電器電控點火系統(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7空調(diào)開關8車速傳感器9、10輸入回路11AD轉換器12輸出回路13存儲器14恒定電壓電源 15點火器16點火線圈17分電器,2005年6月,特點：用電子控制裝置取代了分電器，利用電子分火控制技術將點火線圈產(chǎn)生的高壓電直接送給火花塞進行點火，點火線圈的數(shù)量比有分電器電控點火系統(tǒng)多。 優(yōu)缺點：分火性能較好，但其結構和控制電路復雜。 根據(jù)點火線圈的數(shù)量和高壓電分配方式的不同，該火系統(tǒng)又可分為： 1.獨立點火方式； 2.同時點火方式； 3.二極管配電點火

11、方式。,四、無分電器電控點火系統(tǒng),2005年6月,1、點火線圈 2、火花塞 3、點火器 4、ECU 5、各種傳感器,1.獨立點火方式,特點是每缸一個點火線圈，即點火線圈的數(shù)量與氣缸數(shù)相等。,2005年6月,2.同時點火方式,特點：點火線圈的數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。,2005年6月,3.二極管配電點火方式,特點：四個氣缸共用一個點火線圈。,2005年6月,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)動機不同頻率范圍內(nèi)的機械振動，發(fā)生爆燃時傳感器電壓信號有叫大的振幅。 爆燃強度的確定 ECU根據(jù)爆燃信號超過基準值的次數(shù)來判定爆燃強度，次數(shù)越多，爆燃強度越大，反之越小。,1、爆

12、燃傳感器 2、ECU 3、其他傳感器 4、點火器和點火線圈 5、分電器 6、火花塞,2005年6月,一、點火器 二、點火線圈 三、分電器 四、爆燃傳感器 五、點火控制電路,第三節(jié) 電控點火系統(tǒng)主要元件的構造與維修,2005年6月,一、點火器,功能：根據(jù)ECU的指令，控制點火線圈初級電路的通電或斷電，并在完成點火后向ECU輸送點火確認信號。 結構：如左圖 檢測：用萬用表或示波器檢查發(fā)動機ECU相應端子間電壓。,2005年6月,檢測：拆開點火線圈上的線束，用萬用表檢查點火線圈電阻，應符合規(guī)定，否則說明點火線圈有故障。,二、點火線圈,2005年6月,三、分電器,電控點火系統(tǒng)所用的分電器，其功用、結構

13、、工作原理、檢修方法與傳統(tǒng)點火系基本相同。,2005年6月,四、爆燃傳感器,功能：是用來檢測發(fā)動機有無爆燃發(fā)生及爆燃強度。 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,（動畫）,2005年6月,主要由鐵心、永久磁鐵、線圈及外殼等組成。a）結構b）輸出信號 利用電磁感應原理檢測發(fā)動機爆燃。,1.電感式,1線圈2鐵心 3殼體4永久磁鐵,2005年6月,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。當發(fā)生爆燃時，振子與發(fā)動機共振，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,2005年6月,（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，但設一個配重塊，以一定的預緊壓力壓緊在壓電元件上。當發(fā)動機發(fā)生爆燃時，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變成電信號輸送給ECU。,1、配重塊 2、壓電元件 3、引線,2005年6月,（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，并轉換成電信號輸送給ECU。,1、火