任务22电控点火系统检测

1、机电工程系汽车电控系统检测 【任务【任务2.22.2】电控点火系统】电控点火系统ESAESA检测检测u任务任务2.2.1 2.2.1 有分电器有分电器ESAESA检测检测u任务任务2.2.2 2.2.2 无分电器无分电器ESAESA检测检测u任务任务2.2.3 ESA2.2.3 ESA控制功能及爆震传感器检测控制功能及爆震传感器检测机电工程系汽车电控系统检测 【绪论】点火系统概述【绪论】点火系统概述u传统点火系统（蓄电池点火系统）传统点火系统（蓄电池点火系统）u电子点火系统（晶体管点火系统）电子点火系统（晶体管点火系统） u电控点火系统（微机控制点火系统）电控点火系统（微机控制点火系统）机电工

2、程系汽车电控系统检测 【一】传统点火系统【一】传统点火系统u点火系统功用点火系统功用 适应发动机工况自适应发动机工况自动调节点火时刻，动调节点火时刻，按照发动机点火顺按照发动机点火顺序将点火高电序将点火高电（1520KV），），送至火花塞，可靠送至火花塞，可靠而准确地点燃压缩而准确地点燃压缩混合气混合气u传统点火系统组成传统点火系统组成 蓄电池蓄电池 点火开关点火开关 点火线圈点火线圈 分电器（断电器分电器（断电器/配电器）配电器） 火花塞火花塞机电工程系汽车电控系统检测 u低压回路低压回路 当触点闭合时：当触点闭合时：蓄电池正极蓄电池正极点火开关点火开关初初级线圈级线圈断电断电器触点器触点分

3、电分电器壳体搭铁器壳体搭铁蓄电池负极蓄电池负极u高压回路高压回路 当触点断开时：当触点断开时：次级线圈次级线圈蓄蓄电池电池搭铁搭铁火花塞侧电极火花塞侧电极火花塞中心火花塞中心电极电极分缸高分缸高压线压线配电器配电器 中央高压线中央高压线次级线圈次级线圈 传统点火系统点火过程传统点火系统点火过程机电工程系汽车电控系统检测 【二】电子点火系统【二】电子点火系统u组成组成 蓄电池蓄电池 点火开关点火开关 点火线圈点火线圈 分电器（配电器）分电器（配电器） 点火信号发生器点火信号发生器 点火控制器点火控制器u特点特点 利用点火信号发生器代利用点火信号发生器代替断电器触点，产生点替断电器触点，产生点火信

4、号火信号u点火信号发生器类型：点火信号发生器类型： 磁电式磁电式 霍尔式霍尔式 光电式光电式机电工程系汽车电控系统检测 u低压回路低压回路 当点火信号发当点火信号发生器高电位时，生器高电位时，点火控制器功点火控制器功率三极管导通，率三极管导通，初级线圈低压初级线圈低压回路接通回路接通u高压回路高压回路 当点火信号发当点火信号发生器低电位时，生器低电位时，点火控制器断点火控制器断开，次级线圈开，次级线圈感应高压点火感应高压点火 电子点火系统点火过程电子点火系统点火过程机电工程系汽车电控系统检测 【三】电控点火系统【三】电控点火系统ESAESAu组成组成 蓄电池蓄电池 点火开关点火开关 点火线圈点

5、火线圈 有有/无分电器无分电器 火花塞火花塞 ECU 点火器点火器 传感器传感器机电工程系汽车电控系统检测 1电控点火系统优点电控点火系统优点u自动获得最佳点火提前角自动获得最佳点火提前角 发动机动力性、经济性、排放性及稳定性均处发动机动力性、经济性、排放性及稳定性均处于最佳状态于最佳状态u控制点火线圈初级电路通电时间控制点火线圈初级电路通电时间 提高点火的可靠性提高点火的可靠性 有效减少电能消耗，防止点火线圈烧损。有效减少电能消耗，防止点火线圈烧损。u采用爆燃控制功能采用爆燃控制功能 使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获得最佳的燃烧过程得最佳的燃烧

6、过程机电工程系汽车电控系统检测 2电控点火系统发展电控点火系统发展u1976电控点火系统研制成功电控点火系统研制成功 美国克莱斯勒汽车公司美国克莱斯勒汽车公司 使用模拟计算机根据各传感器信号对点火提前角进使用模拟计算机根据各传感器信号对点火提前角进行控制行控制u1977年使用数字式电控点火系统年使用数字式电控点火系统 美国通用汽车公司美国通用汽车公司u电控点火系已在汽车上得到广泛应用电控点火系已在汽车上得到广泛应用 由于微电子技术的迅速发展由于微电子技术的迅速发展 电控点火系统技术不断完善电控点火系统技术不断完善机电工程系汽车电控系统检测 3电控点火系统类型电控点火系统类型u有分电器电控点火系

7、统有分电器电控点火系统 由分电器将点火线圈高压电按发火顺序依次传给各由分电器将点火线圈高压电按发火顺序依次传给各缸火花塞缸火花塞 多缸共用多缸共用1个（或个（或2个）点火线圈个）点火线圈u无分电器电控点火系统无分电器电控点火系统 利用电子分火控制技术将点火线圈高压电直接传给利用电子分火控制技术将点火线圈高压电直接传给各缸火花塞各缸火花塞 有多个点火线圈有多个点火线圈 按点火方式不同分类按点火方式不同分类l单独点火方式单独点火方式l同时点火方式同时点火方式l二极管配电点火方式二极管配电点火方式机电工程系汽车电控系统检测 【任务【任务2.1.12.1.1】有分电器】有分电器ESAESA检测检测u组

8、成组成 蓄电池蓄电池 点火开关点火开关 点火线圈点火线圈 分电器分电器 火花塞火花塞 ECU 点火器点火器 传感器传感器u点火相关信号点火相关信号 IGT IGF机电工程系汽车电控系统检测 uIGT信号信号（点火（点火信号）信号） 点火器通断控制点火器通断控制信号信号 IGT信号低电平信号低电平时，初级线圈断时，初级线圈断电，次级线圈感电，次级线圈感应点火高压应点火高压uIGF信号信号（点火（点火反馈信号）反馈信号） 点火器向点火器向ECU输送的点火确认输送的点火确认信号信号 初级线圈断电产初级线圈断电产生自感电势产生生自感电势产生IGF信号信号 如果如果ECU接受接受不到不到IGF信号，信号

9、，停止喷油停止喷油 点火控制信号点火控制信号机电工程系汽车电控系统检测 u点火提前角控制点火提前角控制 进气压力和转速传感器决定基本点火提前角，修正后得到实际点进气压力和转速传感器决定基本点火提前角，修正后得到实际点火提前角火提前角 根据根据G和和Ne信号，控制每缸在实际点火提前角时刻实施点火信号，控制每缸在实际点火提前角时刻实施点火u闭合角（通电时间）控制闭合角（通电时间）控制 IGT高电位，初级线圈通电高电位，初级线圈通电 IGT低电位，初级线圈断电，次级线圈感应高压低电位，初级线圈断电，次级线圈感应高压 点火控制回路点火控制回路机电工程系汽车电控系统检测 uECU确定实际点火提前角确定实

10、际点火提前角 压缩上止点前压缩上止点前40 点火控制过程点火控制过程IGT日产日产ECCT系统系统机电工程系汽车电控系统检测 u就车检测就车检测 从分电器上脱开中央高压线从分电器上脱开中央高压线 握住中央高压线端头，离机体约握住中央高压线端头，离机体约12.5mm 发动机转动时查看是否跳火发动机转动时查看是否跳火 注意：每次转动发动机的时间不要超过注意：每次转动发动机的时间不要超过510s，以免喷油器喷出过量燃油，以免喷油器喷出过量燃油 合格条件：蓝白火花合格条件：蓝白火花u高压线检查高压线检查 从火花塞上拆下高压线从火花塞上拆下高压线 用欧姆表检查高压线的电阻用欧姆表检查高压线的电阻 最大电

11、阻为最大电阻为25K 如果电阻大于最大值，应更换高压线。如果电阻大于最大值，应更换高压线。u火花塞检查火花塞检查 标准绝缘电阻应大于标准绝缘电阻应大于10M 用肉眼检查火花塞的螺纹和绝缘体是否损坏用肉眼检查火花塞的螺纹和绝缘体是否损坏 检查电极间隙：正确电极间隙为检查电极间隙：正确电极间隙为1mm左右左右 清洗火花塞清洗火花塞 （积炭）（积炭） 电控点火系统检测电控点火系统检测机电工程系汽车电控系统检测 u点火线圈检查点火线圈检查 检查初级线圈检查初级线圈l测量点火线圈连接器各端子间的电阻测量点火线圈连接器各端子间的电阻l冷态（冷态（-1050）时：）时：0.360.55l热态（热态（5010

12、0）时：）时：0.450.65 检查次级线圈检查次级线圈l测点火线圈连接器端子测点火线圈连接器端子1与高压端子间电阻与高压端子间电阻l冷态（冷态（-1050）时：）时：9.015.4kl热态（热态（50100）时：）时：11.418.1K 凌志凌志LS400 1UZ-FE机电工程系汽车电控系统检测 u点火信号波形检测点火信号波形检测机电工程系汽车电控系统检测 【任务【任务2.1.22.1.2】无分电器】无分电器ESAESA检测检测u按点火方式不按点火方式不同分类同分类 同时点火方式同时点火方式 独立点火方式独立点火方式 二极管配电点二极管配电点火方式火方式机电工程系汽车电控系统检测 【一】同时

13、点火系统【一】同时点火系统u组成组成 蓄电池蓄电池 点火开关点火开关 点火线圈点火线圈 火花塞火花塞 ECU 点火器点火器 传感器传感器u点火相关信号点火相关信号 IGT IGF IGD（判缸（判缸信号）信号）机电工程系汽车电控系统检测 u点火相关信号点火相关信号 IGT IGF IGd 点火控制信号点火控制信号IGdAIGdB点火点火线圈线圈点火点火气缸气缸011#1、6002#2、5103#3、4u特点特点 闭磁路点火线圈：初级线圈和次级线圈没有闭磁路点火线圈：初级线圈和次级线圈没有连接，各自独立，提高能量连接，各自独立，提高能量 高压二极管：避免初级线圈接通时次级线圈高压二极管：避免初级

14、线圈接通时次级线圈感应感应1KV的反向电压，防止进气时产生回火的反向电压，防止进气时产生回火机电工程系汽车电控系统检测 u优点优点 结构和控制电结构和控制电路较简单，应路较简单，应用较多用较多 保留高压线，保留高压线，能量损失较大能量损失较大u提问提问 几个点火线圈？几个点火线圈？ 判缸信号？判缸信号？ 点火控制过程点火控制过程丰田皇冠无分电器丰田皇冠无分电器ESA同时点火同时点火机电工程系汽车电控系统检测 别克同时点火控制过别克同时点火控制过程程机电工程系汽车电控系统检测 大众同时点火控制过大众同时点火控制过程程机电工程系汽车电控系统检测 【二】独立点火系统【二】独立点火系统u组成组成 蓄电

15、池蓄电池 点火开关点火开关 点火线圈集点火线圈集成火花塞上成火花塞上 ECU 点火器点火器 传感器传感器u点火相关信号点火相关信号 IGT IGF机电工程系汽车电控系统检测 u系统特点系统特点 点火线圈有较点火线圈有较长通电时间长通电时间 初级线圈通电初级线圈通电电流较小，不电流较小，不易发热易发热 点火线圈体积点火线圈体积小巧，可压装小巧，可压装在火花塞上在火花塞上 结构和控制电结构和控制电路复杂路复杂机电工程系汽车电控系统检测 【三】二极管配电点火系统【三】二极管配电点火系统u组成组成 蓄电池蓄电池 点火开关点火开关 点火线圈点火线圈 火花塞火花塞 ECU 点火器点火器 传感器传感器u特点

16、特点 特制点火线圈，特制点火线圈，内装双初级绕组、内装双初级绕组、双次级绕组双次级绕组 利用二极管分配利用二极管分配高压电的双缸同高压电的双缸同时点火时点火机电工程系汽车电控系统检测 【任务【任务2.1.32.1.3】ESAESA控制功能及爆震传感器检测控制功能及爆震传感器检测u点火提前角控制点火提前角控制 在各种工况下，可自动获得最佳的点火提前角，使在各种工况下，可自动获得最佳的点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放性及稳定性均处于发动机的动力性、经济性、排放性及稳定性均处于最佳最佳u通电时间（闭合角）控制通电时间（闭合角）控制 在整个工作过程中，均可对点火线圈初级电路的通在整个工作过程

17、中，均可对点火线圈初级电路的通电时间和电流进行控制，不仅提高了点火的可靠性，电时间和电流进行控制，不仅提高了点火的可靠性，而且可有效地减少电能消耗，防止点火线圈烧损而且可有效地减少电能消耗，防止点火线圈烧损u爆震控制爆震控制 采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获得最佳的燃烧过程的临界状态，以此获得最佳的燃烧过程机电工程系汽车电控系统检测 【一】点火提前角控制【一】点火提前角控制u最佳点火提前角最佳点火提前角 最高压力在上止点最高压力在上止点后后1015，机械，机械功（阴影）最多功（阴影）最多 保证动力性、经济保证动力性、经济

18、性最佳，排放污染性最佳，排放污染最少最少 过大，易爆燃过大，易爆燃 过小，排温升高，过小，排温升高，功率降低功率降低 最佳点火提前角最佳点火提前角A：不点火：不点火 B：点火过：点火过早早 C：点火适当：点火适当 D：点火过迟：点火过迟机电工程系汽车电控系统检测 u发动机转速发动机转速 转速升高，点火提转速升高，点火提前角增大前角增大u发动机负荷发动机负荷 负荷小、真空度大、负荷小、真空度大、点火提前角大。点火提前角大。u燃料性质燃料性质 汽油辛烷值越高，汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火抗爆性越好，点火提前角可增大提前角可增大 u其他因素其他因素 燃烧室形状、燃烧燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃

19、比、室内温度、空燃比、大气压力、冷却水大气压力、冷却水温度等温度等 影响点火提前角因影响点火提前角因素素机电工程系汽车电控系统检测 u起动工况起动工况 将点火时刻固定在设定的初始点火提前角将点火时刻固定在设定的初始点火提前角u丰田丰田TCCS系统为系统为10u日产日产ECCS系统为系统为16 主要原因主要原因u转速变化大且低，进气信号不稳定转速变化大且低，进气信号不稳定uECU无法正确计算点火提前角无法正确计算点火提前角u起动后起动后 实际点火提前角初始点火提前角基本点火提前角修正点实际点火提前角初始点火提前角基本点火提前角修正点火提前角火提前角 点火提前角控制点火提前角控制基本点火提前角基本

20、点火提前角初始点火提前角初始点火提前角修正点火提前角修正点火提前角实际点火提前角实际点火提前角预热修正预热修正过热修正过热修正爆燃修正爆燃修正怠速稳定修正怠速稳定修正空燃比反馈修正空燃比反馈修正机电工程系汽车电控系统检测 u基本点火提前角基本点火提前角 点火正时图存储在点火正时图存储在ECU中（上图）中（上图） 主控信号：转速，负荷（油门位置、主控信号：转速，负荷（油门位置、进气量、喷油量）进气量、喷油量）u丰田丰田 TCCS系统基本点火提前角系统基本点火提前角（中图）（中图） 实际点火提前角实际点火提前角=初始点火提前角初始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

21、u日产日产ECCS系统基本点火提前角系统基本点火提前角（下图）（下图） 实际点火提前角实际点火提前角=基本点火提前角基本点火提前角点火提前角修正系数点火提前角修正系数 基本点火提前角基本点火提前角机电工程系汽车电控系统检测 【二】通电时间（闭合角）控制【二】通电时间（闭合角）控制u通电时间对发动机工作的通电时间对发动机工作的影响影响 通电时间：初级电路接通的通电时间：初级电路接通的时间时间 次级电压最大值与初级电路次级电压最大值与初级电路断开电流成正比，而断开电断开电流成正比，而断开电流与通电时间长短有关流与通电时间长短有关 必须保证通电时间才能使初必须保证通电时间才能使初级电流达到饱和级电流

22、达到饱和 通电时间过长，点火线圈又通电时间过长，点火线圈又会发热并使电能消耗增大会发热并使电能消耗增大u通电时间由通电时间由ECU控制控制 由转速信号和电源电压信号由转速信号和电源电压信号确定最佳的闭合角确定最佳的闭合角 控制点火器输出指令信号控制点火器输出指令信号（IGt信号）信号） 通电时间控制信号通电时间控制信号机电工程系汽车电控系统检测 u恒流控制电路恒流控制电路 保证任何转速下保证任何转速下初级电流均为规初级电流均为规定值（定值（7A） 利用利用电流检测电电流检测电阻阻压降反馈控制压降反馈控制晶体管基极电流，晶体管基极电流，使集电极电流稳使集电极电流稳定定u恒流控制功用恒流控制功用

23、防止初级电流过防止初级电流过大烧坏点火线圈大烧坏点火线圈 点火线圈恒流控制点火线圈恒流控制电电流流检检测测电电阻阻机电工程系汽车电控系统检测 u已知条件已知条件 桑塔纳桑塔纳2000GSi四缸无四缸无分电器同时点火系统分电器同时点火系统 ECU确定点火提前角为确定点火提前角为BTDC30 蓄电池电压蓄电池电压14V，发动，发动机转速机转速2000rpm ECU确定通电时间为确定通电时间为7.5msu计算闭合角计算闭合角 转换为闭合角：转换为闭合角：(3602000/60)(7.5/1000)=90曲曲轴转角轴转角 初级线圈断电角度：初级线圈断电角度：360(作功间隔角作功间隔角)-90(闭合角

24、闭合角)=270曲曲轴转角轴转角 点火提前角和闭合角控制示例点火提前角和闭合角控制示例机电工程系汽车电控系统检测 机电工程系汽车电控系统检测 【三】爆震控制【三】爆震控制u爆燃的危害爆燃的危害 是一种不正常燃烧。是一种不正常燃烧。 轻微的爆燃，可使轻微的爆燃，可使发动机功率上升，发动机功率上升，油耗下降。油耗下降。 爆燃严重，导致发爆燃严重，导致发动机过热，功率下动机过热，功率下降油耗上升。降油耗上升。 u爆震控制方法爆震控制方法 延迟点火提前角延迟点火提前角 爆燃传感器信号对爆燃传感器信号对点火提前角进行反点火提前角进行反馈控制馈控制 爆震控制方法爆震控制方法机电工程系汽车电控系统检测 爆震

25、识别电路爆震识别电路机电工程系汽车电控系统检测 爆震范围与强度判断爆震范围与强度判断机电工程系汽车电控系统检测 爆震控制过程爆震控制过程在一定时间内维持当在一定时间内维持当前的点火提前角前的点火提前角机电工程系汽车电控系统检测 【四】爆震传感器检测【四】爆震传感器检测u爆燃传感器功用爆燃传感器功用 爆震闭环控制爆震闭环控制 检测发动机有无爆震及爆震强度，并将信号送入发检测发动机有无爆震及爆震强度，并将信号送入发动机动机ECU，修正点火提前角，防止产生爆震，修正点火提前角，防止产生爆震u传感器原理分类传感器原理分类 共振型：传感器共振频率与发动机爆震固有频率相共振型：传感器共振频率与发动机爆震固有频率相匹配；输出电压高，不需滤波，但装车自由度小匹配；输出电压高，不需滤波，但装车自由度小 非共振型：输出电压低，需带通滤波。中、日、欧非共振型：输出电压低，需带通滤波。中、日、欧等应用广泛。等应用广泛。u传感器结构分类传感器结构分类 压电式（非共振型）压电式（非共振型） 磁致伸缩式磁致伸缩式 (共振型共振型) 爆震传感器类型爆震传感器类型机电工程系汽车电控系统检测 1压电式爆震传感器（非共振型）压电式爆震传感器（非共振型）u压电效应压电效应 当缸体振动时，配重当