第八章 汽油机电子控制技术(第2课点火控制系统)

1、汽车拖拉机学电器与电子设备汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件2021年10月23日星期六内内 容：容：第八章第八章 汽油机电子控制技术汽油机电子控制技术 （第（第2 2课课 点火控制系统）点火控制系统）主讲人主讲人：鲁植雄鲁植雄 教授教授Email：Q Q：1607357229汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件22021年年10月月23日星期六日星期六第第1 1课课 供油控制系统供油控制系统第第2 2课课 点火控制系统点火控制系统第第3 3课课 怠速与排放控制系统怠速与排放控制系统第八章 汽油机电子控制技术u本章主要介绍汽油机的电子控制燃油喷

2、射系统、电子控制点火系统、本章主要介绍汽油机的电子控制燃油喷射系统、电子控制点火系统、怠速控制系统、进气控制系统、排放控制系统等各系统的组成与控制怠速控制系统、进气控制系统、排放控制系统等各系统的组成与控制原理。原理。汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件32021年年10月月23日星期六日星期六一、对点火系统的基本要求一、对点火系统的基本要求二、点火提前角的控制二、点火提前角的控制三、点火闭合角的控制三、点火闭合角的控制四、计算机控制点火系统的特点与类型四、计算机控制点火系统的特点与类型五、计算机控制点火系统的组成五、计算机控制点火系统的组成六、爆震控制六、爆震控制本节

3、课的主要内容第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件42021年年10月月23日星期六日星期六1.1.能产生足以击穿火花塞电极间隙的能产生足以击穿火花塞电极间隙的高压电高压电 汽车发动机在汽车发动机在满负荷满负荷低速时需低速时需810kV的高压，的高压，启动启动时则常需时则常需917kV的高压，的高压，正常正常点火一般均在点火一般均在15kV以上，为了保证点火可靠，考虑各种不同因素的影响，以上，为了保证点火可靠，考虑各种不同因素的影响，点火高电压必须有一定的储量，所以点火系统产生的电压均在点火高电压必须有一定的储量，所以点火系

4、统产生的电压均在1520kV，而且，而且高电压的升值要快。火花塞电极之间产生火花的电压通常称为高电压的升值要快。火花塞电极之间产生火花的电压通常称为击穿电压击穿电压。 影响影响 击穿电压的因素有哪些？击穿电压的因素有哪些？u 火花塞电极间隙的大小；火花塞电极间隙的大小；u 汽缸内混合气的压力汽缸内混合气的压力u 火花塞电极的形状、温度和极性；火花塞电极的形状、温度和极性；u 发动机的工作情况。发动机的工作情况。一、对点火系统的基本要求第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件52021年年10月月23日星期六日星期六2.2.火花

5、塞应具有足够的能量火花塞应具有足够的能量u 要使混合气可靠点燃，火花塞产生的火花应具有一定的能量，发动机正常工作要使混合气可靠点燃，火花塞产生的火花应具有一定的能量，发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度已接近其自燃温度，因此所需的火花能量很小时，由于混合气压缩终了的温度已接近其自燃温度，因此所需的火花能量很小（15MJ）。蓄电池点火系统能发出）。蓄电池点火系统能发出1550 MJ的火花能量，足以点燃混合气。的火花能量，足以点燃混合气。u 但在发动机启动、怠速运转以及节气门急剧打开时，则需较高的火花能量。但在发动机启动、怠速运转以及节气门急剧打开时，则需较高的火花能量。u 启动时，由于混合

6、气雾化不良，废气稀释严重，电极温度低，帮所需的点火能启动时，由于混合气雾化不良，废气稀释严重，电极温度低，帮所需的点火能量最高。另外，为了提高发动机的经济性，当采用量最高。另外，为了提高发动机的经济性，当采用=1.21.25的稀混合气时，的稀混合气时，由于稀混合气难于点燃，也需增加火花能量。由于稀混合气难于点燃，也需增加火花能量。为何稀混合气需要较高的点火能为何稀混合气需要较高的点火能量？量？u 考虑上述情况，为了保证可靠点火，火花塞一般应保证有考虑上述情况，为了保证可靠点火，火花塞一般应保证有5080MJ的点火能量，的点火能量，启动时应产生大于启动时应产生大于100MJ的火花能量。的火花能量

7、。一、对点火系统的基本要求第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件62021年年10月月23日星期六日星期六3.3.点火时刻应适应发动机的工作情况点火时刻应适应发动机的工作情况 u 为何点火应适当提前？为何点火应适当提前？因为混合气在发动机的汽缸内从开始点火到完全燃因为混合气在发动机的汽缸内从开始点火到完全燃烧需要一定的时间（千分之几秒），所以要使发动机产生最大的功率，就烧需要一定的时间（千分之几秒），所以要使发动机产生最大的功率，就不能在压缩行程终了活塞行至上止点才点火，而是需要适当提前一些。不能在压缩行程终了活塞行至上止点

8、才点火，而是需要适当提前一些。u 发动机汽缸数的多少，负荷的大小，转速的变化，燃油品质的不同，即是发动机汽缸数的多少，负荷的大小，转速的变化，燃油品质的不同，即是同一发动机由于工况和使用条件的不同等因素，都直接影响汽缸内混合气同一发动机由于工况和使用条件的不同等因素，都直接影响汽缸内混合气的点火时间，为了使发动机能发出最大功率，点火系统必需适应上述情况的点火时间，为了使发动机能发出最大功率，点火系统必需适应上述情况的变化实现最佳点火。的变化实现最佳点火。u 影响最佳点火提前角的因素有哪些？影响最佳点火提前角的因素有哪些？转速、负荷、启动及怠速、汽油的辛转速、负荷、启动及怠速、汽油的辛烷值、压缩

9、比、混合气成分、进气压力等。烷值、压缩比、混合气成分、进气压力等。一、对点火系统的基本要求第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件72021年年10月月23日星期六日星期六1.1.何谓点火提前角何谓点火提前角u 定义定义1 1：点火瞬时，气缸中心线与曲柄中心线的夹角。点火瞬时，气缸中心线与曲柄中心线的夹角。u 定义定义2 2：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。为点火提前角。 2.2.为何要控制点火提前角为何要控制点火提前角u

10、点火过迟对发动机性能有何影响？点火过迟对发动机性能有何影响？u 点火过早对发动机性能有何影响？点火过早对发动机性能有何影响？二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件82021年年10月月23日星期六日星期六3.3.起动时点火提前角的控制起动时点火提前角的控制（1 1）启动初始点火提前角控制）启动初始点火提前角控制 u 在发动机启动初始，为何将点火提前角固定在在发动机启动初始，为何将点火提前角固定在在某一值？在某一值？u 在启动初始，发动机的转速很低（一般发动机在启动初始，发动机的转速很低（一般发动机启动转速

11、在启动转速在500r500rminmin以下）此时的发动机负以下）此时的发动机负荷信号（进气管压力信号或进气流量信号）不荷信号（进气管压力信号或进气流量信号）不稳定，因此，通常将点火提前角固定在初始点稳定，因此，通常将点火提前角固定在初始点火提前角。火提前角。u ECUECU根据点火开关信号、发动机转速与曲轴位置根据点火开关信号、发动机转速与曲轴位置传感器信号进行启动初始点火提前角控制，并传感器信号进行启动初始点火提前角控制，并直接由集成电路直接由集成电路ICIC产生点火定时信号产生点火定时信号NeNe。 二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉

12、机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件92021年年10月月23日星期六日星期六3.3.起动时点火提前角的控制起动时点火提前角的控制（2 2）启动非初始点火提前角控制）启动非初始点火提前角控制 为提高启动性能，一些发动机启动时的点火时间并非是初始点火提前角，为提高启动性能，一些发动机启动时的点火时间并非是初始点火提前角，而是由电子点火控制系统根据发动机的温度和启动转速对启动点火提前而是由电子点火控制系统根据发动机的温度和启动转速对启动点火提前角进行不同的控制。角进行不同的控制。 正常启动转速情况正常启动转速情况u 在正常的启动转速（在正常的启动转速（100r100rminmin以上）下启动，

13、主要考虑的是温度对发以上）下启动，主要考虑的是温度对发动机燃烧的影响。动机燃烧的影响。u 在温度低于零度以下时，从点火到迅速燃烧需较长的时间，故需适当增在温度低于零度以下时，从点火到迅速燃烧需较长的时间，故需适当增大点火提前角。大点火提前角。二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件102021年年10月月23日星期六日星期六3.3.起动时点火提前角的控制起动时点火提前角的控制低启动转速情况低启动转速情况 u 在启动转速很低（在启动转速很低（100r100rminmin以下）时，保持原有的点火提前角，可能会出

14、现以下）时，保持原有的点火提前角，可能会出现在活塞运行到上止点前混合气就已迅速燃烧起来，引起启动困难或造成反转。在活塞运行到上止点前混合气就已迅速燃烧起来，引起启动困难或造成反转。u 为避免此种情况，为避免此种情况，ECUECU根据启动转速的降低来减小点火提前角，并由下式确定根据启动转速的降低来减小点火提前角，并由下式确定低速启动点火提前角：低速启动点火提前角： u 电子点火控制系统根据点火开关信号、发动机转速与曲轴位置传感器信号及发电子点火控制系统根据点火开关信号、发动机转速与曲轴位置传感器信号及发动机冷却液温度传感器信号对点火提前角进行控制，使发动机在低温或低启动动机冷却液温度传感器信号对

15、点火提前角进行控制，使发动机在低温或低启动转速的情况下能顺利启动。转速的情况下能顺利启动。二、点火提前角的控制100启动转速角正常启动转速点火提前低速启动点火提前角第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件112021年年10月月23日星期六日星期六4.4.起动后点火提前角的控制起动后点火提前角的控制 起动后点火提前角起动后点火提前角= =基本点火提前角基本点火提前角+ +修正点火提前角。修正点火提前角。 二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件

16、课件122021年年10月月23日星期六日星期六4.4.起动后点火提前角的控制起动后点火提前角的控制（1 1）基本点火提前角控制）基本点火提前角控制 怠速工况与正常运行工况下的基本点火提前角控怠速工况与正常运行工况下的基本点火提前角控制有所不同。制有所不同。 怠速时基本点火提前角是怎样控制的？怠速时基本点火提前角是怎样控制的？ u 发动机处于怠速运转状态时，微机根据发动机处于怠速运转状态时，微机根据发动机发动机转速转速、空调开关是否接通空调开关是否接通来确定不同的基本点来确定不同的基本点火提前角。火提前角。u 怠速基本点火提前角控制有关的信号是：节气怠速基本点火提前角控制有关的信号是：节气门位

17、置信号、发动机转速信号和空调开关信号。门位置信号、发动机转速信号和空调开关信号。二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件132021年年10月月23日星期六日星期六4.4.起动后点火提前角的控制起动后点火提前角的控制正常运转时基本点火提前角是怎样控制的？正常运转时基本点火提前角是怎样控制的？ u 电子控制单元根据发动机的负荷（进气管压力电子控制单元根据发动机的负荷（进气管压力或进气流量）信号和发动机转速信号从或进气流量）信号和发动机转速信号从ROMROM存存储器中查出并通过插值法计算得到基本点火提储器中查出

18、并通过插值法计算得到基本点火提前角。前角。u 正常运转基本点火提前角控制的有关信号是：正常运转基本点火提前角控制的有关信号是：节气门位置信号、发动机转速信号、进气流量节气门位置信号、发动机转速信号、进气流量或进气管压力信号。或进气管压力信号。二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件142021年年10月月23日星期六日星期六（2 2）修正点火提前角控制）修正点火提前角控制 何谓修正点火提前角？何谓修正点火提前角？是基本点火提前角乘以适当的系数得到是基本点火提前角乘以适当的系数得到的点火提前角。的点火提前角。

19、修正点火提前角通常根据哪些信号进行修正？修正点火提前角通常根据哪些信号进行修正？暖机、怠速、过暖机、怠速、过热、空燃比、爆燃等热、空燃比、爆燃等发动机暖机时，点火提前角是怎样修正的？发动机暖机时，点火提前角是怎样修正的？u 发动机冷车启动后，当发动机冷却水温度较低时，应增大点发动机冷车启动后，当发动机冷却水温度较低时，应增大点火提前角。暖机过程中，随冷却水温度升高，修正曲线的形火提前角。暖机过程中，随冷却水温度升高，修正曲线的形状与提前角的大小随车型不同而异。状与提前角的大小随车型不同而异。u 暖机过程中，控制信号主要有：冷却水温度信号、进气歧管暖机过程中，控制信号主要有：冷却水温度信号、进气

20、歧管压力（或进气量）信号、节气门位置信号等。压力（或进气量）信号、节气门位置信号等。二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件152021年年10月月23日星期六日星期六发动机怠速稳定时，点火提前角是怎样修正的？发动机怠速稳定时，点火提前角是怎样修正的？u 发动机在怠速运行期间，由于发动机负荷变化发动机在怠速运行期间，由于发动机负荷变化使发动机转速改变，使发动机转速改变，ECUECU要调整点火提前角，使要调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。发动机在规定的怠速转速下稳定运转。u 怠速运转时，怠速

21、运转时，ECUECU不断地计算发动机的平均转速。不断地计算发动机的平均转速。当发动机的转速低于规定的怠速转速时，当发动机的转速低于规定的怠速转速时，ECUECU根根据与怠速目标转速差值的大小相应地增大点火据与怠速目标转速差值的大小相应地增大点火提前角；当发动机转速高于规定的怠速时，推提前角；当发动机转速高于规定的怠速时，推迟点火提前角。迟点火提前角。u 怠速稳定修正信号主要有：发动机转速信号、怠速稳定修正信号主要有：发动机转速信号、节气门开度、车速、空调信号等。节气门开度、车速、空调信号等。二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设

22、备电器与电子设备课件课件162021年年10月月23日星期六日星期六发动机温度过高时，点火提前角是怎样发动机温度过高时，点火提前角是怎样修正的？修正的？u 发动机处于正常运行工况（怠速触点发动机处于正常运行工况（怠速触点断开），当冷却水温度过高时，为了断开），当冷却水温度过高时，为了避免产生爆震，应将点火提前角推迟。避免产生爆震，应将点火提前角推迟。u 发动机处于怠速工况运行（怠速触点发动机处于怠速工况运行（怠速触点闭合），冷却水温度过高，为了避免闭合），冷却水温度过高，为了避免发动机长时间过热，应将点火提前角发动机长时间过热，应将点火提前角增大。增大。u 过热修正控制信号主要有：冷却水温过热

23、修正控制信号主要有：冷却水温度信号、节气门位置信号等。度信号、节气门位置信号等。二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件172021年年10月月23日星期六日星期六当进行空燃比反馈控制时，点火提前角是怎当进行空燃比反馈控制时，点火提前角是怎样修正的？样修正的？u 装有氧传感器的发动机，当电子控制单元装有氧传感器的发动机，当电子控制单元根据氧传感器的反馈信号空燃比进行修正根据氧传感器的反馈信号空燃比进行修正时，随着喷油量的增加或减少，会引起发时，随着喷油量的增加或减少，会引起发动机的转速在一定的范围内波动。为

24、提高动机的转速在一定的范围内波动。为提高发动机怠速的稳定性，控制器在控制喷油发动机怠速的稳定性，控制器在控制喷油量减少的同时，适当地增大点火提前角。量减少的同时，适当地增大点火提前角。u ECUECU根据氧传感器反馈信号、节气门位置信根据氧传感器反馈信号、节气门位置信号、发动机冷却液温度信号、车速信号作号、发动机冷却液温度信号、车速信号作出空燃比反馈点火提前角修正出空燃比反馈点火提前角修正二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件182021年年10月月23日星期六日星期六最大提前和推迟控制最大提前和推迟控制

25、u 如果根据发动机实际工况和状态计算得到的实际点火提前角过大或过小，如果根据发动机实际工况和状态计算得到的实际点火提前角过大或过小，会导致发动机工作不正常。因此，微机点火时刻控制系统设定了一个实际会导致发动机工作不正常。因此，微机点火时刻控制系统设定了一个实际点火提前角的数值范围，以控制发动机工作时其点火提前角不会超出正常点火提前角的数值范围，以控制发动机工作时其点火提前角不会超出正常工作的极限值。工作的极限值。u 不同的发动机，其设定的点火提前角的最大和最小极限值不同，一般其最不同的发动机，其设定的点火提前角的最大和最小极限值不同，一般其最大值和最小值在如下范围：大值和最小值在如下范围：u

26、最大点火提前角：最大点火提前角：3545u 最小点火提前角：最小点火提前角：-100二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件192021年年10月月23日星期六日星期六当发动机发生爆燃时，点火当发动机发生爆燃时，点火提前角应怎样修正的？提前角应怎样修正的？u 当发动机产生爆燃时，对基当发动机产生爆燃时，对基本点火提前角进行适当的修本点火提前角进行适当的修正（减小点火提前角），以正（减小点火提前角），以迅速消除爆燃。（具体见下迅速消除爆燃。（具体见下一节课）一节课）二、点火提前角的控制第2课 点火控制系统第八

27、章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件202021年年10月月23日星期六日星期六1.1.何谓点火闭合角？何谓点火闭合角？u 传统点火系统的闭合角是指断电器触点闭合的时间，即传统点火系统的闭合角是指断电器触点闭合的时间，即初级电路接通时分初级电路接通时分电器轴转过的角度。电器轴转过的角度。u 在计算机控制的点火系统中是沿用了传统点火系统闭合角的概念，实际是在计算机控制的点火系统中是沿用了传统点火系统闭合角的概念，实际是指指初级电路接通的时间初级电路接通的时间。三、点火闭合角的控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机

28、学电器与电子设备电器与电子设备课件课件第2课 点火控制系统212021年年10月月23日星期六日星期六2.2.为何要控制点火闭合角？为何要控制点火闭合角？u 当点火线圈的初级电路被接通后，初级电流是按当点火线圈的初级电路被接通后，初级电流是按指数曲线指数曲线规律增长的，初级电路断开时初级电流规律增长的，初级电路断开时初级电流的数值与初级电路通电时间的长短有关。的数值与初级电路通电时间的长短有关。u 只有当通电时间到达一定值时，初级电流才可能只有当通电时间到达一定值时，初级电流才可能达到饱和。达到饱和。u 点火线圈的次级电压和初级电路断开时的初级电点火线圈的次级电压和初级电路断开时的初级电流成正

29、比。但通电时间过长，会使点火线圈发热，流成正比。但通电时间过长，会使点火线圈发热，甚至烧坏，还会使能耗增大。甚至烧坏，还会使能耗增大。u 因此要控制一个最佳通电时间，既能得到较大的因此要控制一个最佳通电时间，既能得到较大的初级电流，获得较高的点火能量和次级电压，改初级电流，获得较高的点火能量和次级电压，改善点火性能，同时又不会损坏点火线圈。善点火性能，同时又不会损坏点火线圈。三、点火闭合角的控制第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件第2课 点火控制系统222021年年10月月23日星期六日星期六3.3.点火闭合角控制方法点火闭合角控制方法u方法

30、方法1：在点火控制电路中增加：在点火控制电路中增加恒流控恒流控制制电路；电路；u方法方法2：精确地：精确地控制通电时间控制通电时间，提高转，提高转速信号和曲轴位置信号分辨率，例如采速信号和曲轴位置信号分辨率，例如采用用24齿信号触发盘，而不是齿信号触发盘，而不是7齿信号触齿信号触发盘。发盘。u蓄电池的电压变化，会影响初级电流的蓄电池的电压变化，会影响初级电流的大小。蓄电池电压下降时，在相同的通大小。蓄电池电压下降时，在相同的通电时间里初级电流能达到的值会变小。电时间里初级电流能达到的值会变小。因此，必须对通电时间进行修正。因此，必须对通电时间进行修正。三、点火闭合角的控制第八章 汽油机电子 控

31、制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件232021年年10月月23日星期六日星期六1.1.计算机控制点火系统的特点计算机控制点火系统的特点在所有的工况及各种环境条件下，均可在所有的工况及各种环境条件下，均可自动获得理想的最佳点自动获得理想的最佳点火提前角火提前角，从而使发动机动力性、经济性、排放性及工作稳定，从而使发动机动力性、经济性、排放性及工作稳定性等特性均处于最佳匹配状态；性等特性均处于最佳匹配状态；在整个工作范围内，均可在整个工作范围内，均可提供足够的点火能量提供足够的点火能量，提高了点火的，提高了点火的可靠性，有效地减少能源消耗和废气有害成分；可靠性，有效

32、地减少能源消耗和废气有害成分；配合稀薄燃烧技术，在整个工作范围内提供所需配合稀薄燃烧技术，在整个工作范围内提供所需恒定点火能量恒定点火能量；配合闭环反馈控制技术，与配合闭环反馈控制技术，与燃料供给系统实行综合控制燃料供给系统实行综合控制，可使，可使点火提前角控制在刚好不发生爆震的临界状态，以此获得较高点火提前角控制在刚好不发生爆震的临界状态，以此获得较高的燃烧效率，有利于发动机各种性能的提高；的燃烧效率，有利于发动机各种性能的提高； 点火提前角控制不能仅从点火系统或者发动机系统出发考虑，点火提前角控制不能仅从点火系统或者发动机系统出发考虑，而是要求与其它系统协调，提供动态的集中控制平台，以此追

33、而是要求与其它系统协调，提供动态的集中控制平台，以此追求系统最佳，即求系统最佳，即车辆整体的最佳控制车辆整体的最佳控制。四、计算机控制点火系统的特点与类型第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件242021年年10月月23日星期六日星期六2 2. .计算机控制点火系统的类型计算机控制点火系统的类型 （1 1）按高压配电方式不同分）按高压配电方式不同分 机械高压配电机械高压配电 采用传统的分电器分配点火线圈产生的高压。采用传统的分电器分配点火线圈产生的高压。因此这种改进型的微电脑点火控制系统还有分电因此这种改进型的微电脑点火控制

34、系统还有分电器，但只相当于传统分电器中的配电器的功能。器，但只相当于传统分电器中的配电器的功能。 电子高压配电电子高压配电 由电子控制进行高压分配，这种全电子微电由电子控制进行高压分配，这种全电子微电脑点火控制系统又分两种类型，一种是无分电器，脑点火控制系统又分两种类型，一种是无分电器，但点火线圈与火花塞之间还用高压导线连接；另但点火线圈与火花塞之间还用高压导线连接；另一种则无高压导线，每个火花塞上面直接连接着一种则无高压导线，每个火花塞上面直接连接着一个点火线圈。一个点火线圈。四、计算机控制点火系统的特点与类型第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子

35、设备电器与电子设备课件课件252021年年10月月23日星期六日星期六2.2.计算机控制点火系统的类型计算机控制点火系统的类型 （2 2）按点火方式不同分）按点火方式不同分 分组同时点火方式分组同时点火方式 一般是将各缸火花塞两两分组，一般是将各缸火花塞两两分组，每次点火都是同组的两缸火花塞同时每次点火都是同组的两缸火花塞同时进行。其中一缸是有效点火，成对的进行。其中一缸是有效点火，成对的另一缸为排气行程，是无效点火。由另一缸为排气行程，是无效点火。由于排气行程缸内的温度高、压力低，于排气行程缸内的温度高、压力低，因此跳火电压很低，能量的损失很小。因此跳火电压很低，能量的损失很小。 分组同时点

36、火方式又有分组同时点火方式又有二极管分二极管分配方式配方式和和点火线圈分配方式点火线圈分配方式两种不同两种不同的高压配电形式。的高压配电形式。四、计算机控制点火系统的特点与类型第2课 点火控制系统二极管分配同时点火方式二极管分配同时点火方式点火线圈分配同时点火方式点火线圈分配同时点火方式第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件262021年年10月月23日星期六日星期六2.2.计算机控制点火系统的类型计算机控制点火系统的类型 （2 2）按点火方式不同分）按点火方式不同分直接点火方式直接点火方式 每缸火花塞都单独配有一个点火每缸火花塞都单独配有一个

37、点火线圈，一般是将点火线圈直接安装在线圈，一般是将点火线圈直接安装在火花塞的上面，因此可省去高压导线。火花塞的上面，因此可省去高压导线。四、计算机控制点火系统的特点与类型第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件272021年年10月月23日星期六日星期六2.2.计算机控制点火系统的类型计算机控制点火系统的类型 （3 3）按是否有反馈控制分）按是否有反馈控制分 开环控制方式开环控制方式 微电脑点火控制系统中无爆燃传感器，控制器微电脑点火控制系统中无爆燃传感器，控制器只是以反映发动机工况、状态的各传感器信号对点只是以反映发动机工况

38、、状态的各传感器信号对点火提前角进行控制。火提前角进行控制。 闭环控制方式闭环控制方式 微电脑点火控制系统中设有发动机爆燃传感器，微电脑点火控制系统中设有发动机爆燃传感器，通过发动机爆燃传感器反馈发动机爆燃情况，作出通过发动机爆燃传感器反馈发动机爆燃情况，作出点火提前角的修正控制。闭环控制方式可使点火提点火提前角的修正控制。闭环控制方式可使点火提前角控制更接近爆燃区，可更有效地发挥发动机的前角控制更接近爆燃区，可更有效地发挥发动机的功率。因此，目前的微电脑点火控制系统大都采用功率。因此，目前的微电脑点火控制系统大都采用闭环控制方式。闭环控制方式。四、计算机控制点火系统的特点与类型第2课 点火控

39、制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件282021年年10月月23日星期六日星期六组成：传感器、电子控制单元（组成：传感器、电子控制单元（ECUECU）、执行）、执行器组成器组成五、计算机控制点火系统的组成第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件292021年年10月月23日星期六日星期六1.1.传感器传感器u 发动机转速传感器（曲轴位置传发动机转速传感器（曲轴位置传感器）感器）u 空气流量计空气流量计u 节气门位置传感器节气门位置传感器u 上止点位置传感器（判缸传感器）

40、上止点位置传感器（判缸传感器）u 冷却液温度传感器冷却液温度传感器u 氧传感器氧传感器u 爆震传感器爆震传感器u 进气温度传感器进气温度传感器五、计算机控制点火系统的组成第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件302021年年10月月23日星期六日星期六1.1.传感器传感器（1 1）发动机转速传感器（）发动机转速传感器（曲曲轴位置传感器轴位置传感器）u 磁电式磁电式问题：问题：1 1信号是如何产生的？信号是如何产生的？9090齿、齿、4 4/ /齿、齿、2 2/ /方波方波五、计算机控制点火系统的组成第2课 点火控制系统 第八

41、章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件312021年年10月月23日星期六日星期六1.1.传感器传感器（1 1）发动机转速传感器）发动机转速传感器（曲轴位置传感器）（曲轴位置传感器）u 光电式光电式问题：问题：1 1信号是如何产生的？信号是如何产生的？五、计算机控制点火系统的组成第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件322021年年10月月23日星期六日星期六1.1.传感器传感器（2 2）上止点位置传感器）上止点位置传感器 （判缸传感器）（判缸传感器）五、计算机控制点火系统的组成

42、第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件332021年年10月月23日星期六日星期六1.1.传感器传感器（3 3）爆震传感器）爆震传感器u 功用：爆震传感器向功用：爆震传感器向ECUECU输入爆输入爆震信号，经震信号，经ECUECU处理后，控制点处理后，控制点火提前角，抑制爆震产生火提前角，抑制爆震产生u 安装位置安装位置五、计算机控制点火系统的组成第2课 点火控制系统安装在发动机缸体上 安装在火花塞上第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件342021年年10月月23日星期六日

43、星期六1.1.传感器传感器（3 3）爆震传感器）爆震传感器u 磁致伸缩式爆震传感器磁致伸缩式爆震传感器u 磁致伸缩效应磁致伸缩效应：是指铁磁体在被外磁场：是指铁磁体在被外磁场磁化时，其体积和长度将发生变化的现磁化时，其体积和长度将发生变化的现象。象。u 组成组成：永久磁铁、靠永久磁铁激磁的强：永久磁铁、靠永久磁铁激磁的强磁性铁芯以及铁芯周围的线圈。磁性铁芯以及铁芯周围的线圈。u 原理原理：当发动机的气缸体出现振动时，：当发动机的气缸体出现振动时，该传感器在该传感器在7kHz7kHz左右处与发动机产生共左右处与发动机产生共振，强磁性材料铁芯的导磁率发生变化，振，强磁性材料铁芯的导磁率发生变化，致

44、使永久磁铁穿过铁芯的磁通密度也变致使永久磁铁穿过铁芯的磁通密度也变化，从而在铁芯周围的绕组中产生电动化，从而在铁芯周围的绕组中产生电动势，并将这一信号输入势，并将这一信号输入ECUECU。五、计算机控制点火系统的组成第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件352021年年10月月23日星期六日星期六1.1.传感器传感器（3 3）爆震传感器）爆震传感器u 压电式爆震传感器压电式爆震传感器u 组成：组成：压电元件、配重块及导线压电元件、配重块及导线u 原理：原理：利用结晶或陶瓷多晶体的利用结晶或陶瓷多晶体的压电压电效应效应而工作，

45、也有利用掺杂硅的压电而工作，也有利用掺杂硅的压电电阻效应的。电阻效应的。u 当发动机的气缸体出现振动且振动传当发动机的气缸体出现振动且振动传递到传感器外壳上时，外壳与配重块递到传感器外壳上时，外壳与配重块之间产生相对运动，夹在这两者之间之间产生相对运动，夹在这两者之间的压电元件所受有压力发生变化，从的压电元件所受有压力发生变化，从而产生电压。而产生电压。五、计算机控制点火系统的组成第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件362021年年10月月23日星期六日星期六2.2.执行器执行器u 点火线圈点火线圈u 点火控制模块点火控制

46、模块五、计算机控制点火系统的组成第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件372021年年10月月23日星期六日星期六2.2.执行器执行器u 点火线圈点火线圈u 点火控制模块点火控制模块五、计算机控制点火系统的组成第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件382021年年10月月23日星期六日星期六u 理论与实践均表明，发动机工作于爆震临界状态将获得最佳燃烧性能。但该状理论与实践均表明，发动机工作于爆震临界状态将获得最佳燃烧性能。但该状态极不稳定，其控制过程也必须

47、是动态的。态极不稳定，其控制过程也必须是动态的。u 爆震控制系统的目的：就是使发动机稳定地工作在无限逼近爆震临界状态区域。爆震控制系统的目的：就是使发动机稳定地工作在无限逼近爆震临界状态区域。对于爆震控制而言，点火时刻控制具有重要的作用。对于爆震控制而言，点火时刻控制具有重要的作用。六、爆震控制第2课 点火控制系统第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件392021年年10月月23日星期六日星期六1.1.爆震与点火时刻的关系爆震与点火时刻的关系u 爆震的产生和发动机点火时刻密切相关，图爆震的产生和发动机点火时刻密切相关，图4-204-20所示。所

48、示。u 如点火时刻早，燃烧的最高压力会过高，爆震就容易发如点火时刻早，燃烧的最高压力会过高，爆震就容易发生。通常发动机发出最大转矩对应的点火时刻将处在产生。通常发动机发出最大转矩对应的点火时刻将处在产生爆震对应的点火时刻附近（生爆震对应的点火时刻附近（MBTMBT曲线）。曲线）。u 传统点火系统除根据油料品质选择点火提前角外，并无传统点火系统除根据油料品质选择点火提前角外，并无其它爆震控制系统。其它爆震控制系统。u 点火时刻设定远离爆震界限，点火时刻滞后，导致发动点火时刻设定远离爆震界限，点火时刻滞后，导致发动机转矩和功率下降，燃料消耗增加。机转矩和功率下降，燃料消耗增加。u 因此，在设置爆震

49、传感器的点火系闭环控制系统中，可因此，在设置爆震传感器的点火系闭环控制系统中，可利用反馈控制把点火时刻控制在爆震界限点附近，即所利用反馈控制把点火时刻控制在爆震界限点附近，即所谓谓“微爆微爆”状态，有利于提高发动机各项性能。状态，有利于提高发动机各项性能。六、爆震控制第2课 点火控制系统气缸压力与点火时刻关系气缸压力与点火时刻关系爆震与点火时刻的关系爆震与点火时刻的关系爆震与发动机扭矩的关系爆震与发动机扭矩的关系第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件402021年年10月月23日星期六日星期六2.2.爆震控制系统爆震控制系统u 安装在发动机缸体

50、上的爆震传感器可安装在发动机缸体上的爆震传感器可感应出发动机不同频率范围内的振动。感应出发动机不同频率范围内的振动。u 当发动机发生振动时，传感器可产生当发动机发生振动时，传感器可产生较大振幅的电压信号。较大振幅的电压信号。六、爆震控制第2课 点火控制系统图422 爆震传感器的检测频率与输出电压第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件412021年年10月月23日星期六日星期六u 发动机产生振动是否一定是发生发动机产生振动是否一定是发生爆震，还必须利用爆震，还必须利用ECUECU中的爆震中的爆震信号识别系统进行判定。信号识别系统进行判定。u 先用

51、滤波电路将传感器输入的发先用滤波电路将传感器输入的发动机振动信号进行过滤，只允许动机振动信号进行过滤，只允许特定频率范围的振动信号通过滤特定频率范围的振动信号通过滤波电路。波电路。u 再将滤波后信号的峰值电压与爆再将滤波后信号的峰值电压与爆震强度基准值进行比较，若其值震强度基准值进行比较，若其值爆震强度基准值，爆震强度基准值，ECUECU即可据即可据此判定发动机处于爆震状态。此判定发动机处于爆震状态。六、爆震控制第2课 点火控制系统ECU中的爆震信号识别电路第八章 汽油机电子 控制技术汽车拖拉机学汽车拖拉机学电器与电子设备电器与电子设备课件课件422021年年10月月23日星期六日星期六u 判定发动机存在爆震状态后，判定发动机存在爆震状态后，E