第三章汽油机电控点火系统.ppt

1、第三章汽油引擎的电子控制点火系统、学习目的：了解微机控制点火系统的工作原理，掌握微机控制点火系统的检查方法。 学习要求：了解电子控制点火系统的概念了解电子控制点火系统的构成和功能了解电子控制点火系统的点火提前角控制、关闭角控制、爆震现象控制了解电子控制点火系统的检查方法。 学习内容：3-1电子控制式点火系统的控制原理3-2电子控制式点火系统的构成和工作原理3-3电子控制式点火系统的检查、3-1电子控制式点火系统的控制原理、一、点火提前角控制二、关闭角控制三、爆震现象控制、 发动机向点火系统的要求1提供一盏茶的高电压2来破坏火星塞的电极间隙并提供一盏茶的火花能量和持续的发动机的最佳点火时期，应该

2、从发动机功率、燃油消耗率、燃烧是否粗暴、排气净化等方面综合考虑。 一、点火提前角控制，一、点火提前角对发动机性能的影响，点火提前角是从火星塞产生放电，该汽缸活塞运转到压缩上死点时，曲轴旋转的角度。 (1)发动机转速的影响最佳点火提前角随着发动机转速的提高而增大。 在通常的点火系统中，由于用机械离心调整器控制点火提前角，只能阶段性地直线地调节点火提前角，所以调整曲线和理想曲线有很大不同。 采用电控点火系统可使发动机的实际点火提前角接近更理想的点火提前角。 格拉夫转速对点火提前角的影响、2、最佳点火提前角决定依据、(2)发动机负荷的影响最佳点火提前角随着发动机负荷的增大而减小。 在通常的点火系统中

3、，用真空提前角调整器调整点火提前角，只能用简单的线性规则进行调整，调整曲线与理想曲线有很大不同。 采用电控点火系统可使发动机的实际点火提前角接近更理想的点火提前角。 格拉夫负荷对点火提前角的影响，(3)空燃比的影响空燃比A/F为11.7左右时所需的最佳点火提前角最小，此时燃烧速度最快。图空然比点火提前的影响、(4)点火时期对启动机排气的影响使点火时期延迟，提高排气温度，促进HC和CO的氧化，降低HC。 点火时期对CO排放浓度的影响是不大点，但是如果点火过慢，由于没有CO完全氧化的时间，CO排放浓度增大。 延迟点火，发动机的最高温度下降，NOX的排放量减少。 但是，云同步和发动机的动力性和经济性

4、也降低了。 因此，改变点火时间减少有害排放物必然会牺牲发动机的动力性和经济性。 (5)点火时期对发动机爆震声的影响点火过快，上死点附近的压力爬升率增加，因此末端混合气体的压缩压力上升，爆震声的可能性增加。 相反，通过延迟点火，能够避免爆震声的产生。 因此，在现代的发动机中，设置了通过调节点火时期来消除爆震声的爆震声操纵系统。 3 .点火提前角控制的基本方法3.1启动时的点火提前角控制启动时，转速低，情况不稳定，将点火提前角固定为设定值。 发动机转速达到某转速(例如400r/min )时，转移到其他控制方式。 3.2起步后的点火提前角控制实际点火提前角=初始点火提前角基本点火提前角校正点火提前角

5、(1)初始点火提前角初始点火提前角原本设定，也称为固定点火提前角。 初始点火提前角一般为上死点前510。 (2)基本点火提前角基本点火提前角是计算机根据因素决定的点火提前角。 1 )怠速时的基本点火提前角2 )稳定运转时的基本点火提前角，1 )怠速时的基本点火提前角怠速时的基本点火提前角，根据发动机的怠速转速和空调是否工作来控制。在空调工作时，如果使怠速基本点火提前角为4的空调工作，则随着发动机的怠速转速变高，点火提前角增大到8。 考虑到初始点火提前角，对应于两种情形的实际点火提前角分别为14和18。 发动机正常运转时，发动机稳定，汽缸的燃烧一盏茶，此时的基本点火提前角是根据转速和负荷的信息，

6、通过寻找存储在MAP图中的值来决定的。 2 )稳定运转时的基本点火提前角稳定运转时的基本点火提前角是指与节气门资金头寸传感器的怠速接点打开时对应的基本点火提前角。 (3)修正点火提前角1 )暖机是修正怠速，随着冷却液温度的升高而逐渐减小点火提前角。 2 )怠速稳定修正怠速、发动机负荷变化，引起发动机转速的变动时，ECU根据实际转速和目标转速的差修正点火提前角，使怠速稳定。 3 )空燃比种子文件反馈校正ECU基于氧传感器的信号校正喷射量，在喷射量减少、混合气变稀的情况下，应适当增加点火提前角，相反减小点火提前角。 发动机工作时，点火线圈的一次电路必须确保一盏茶的通电时间。 但是，如果通电时间过长

7、，则点火线圈发热，电功耗增大。 为了使上述两种要求并存，需要控制点火线圈一次电路的通电时间。 二、通电时间控制通电时间控制也称为闭角控制。 ECU中存储有闭角控制模型，闭角随着发动机转速的增大和电池电压的减少而增大，使原线圈的导通时间不发生变化。 通电时间的控制方法、点火线圈的恒流控制，使现代车采用高能量点火线圈，从而改善了点火性能。 为了防止一次电流过度烧毁点火线圈，在一部分电子控制式点火系统的点火控制电路中追加了恒流控制电路。 恒流的基本方法是在点火器大功率晶体管的输出电路上增设检流电阻，通过在其电阻中流过电流的电压降对晶体管的基极电流进行种子文件回控，如果该种子文件回控是负反馈，则使晶体

8、管的集电极电流稳定，实现恒流控制。 1、检测在爆震声控制爆燃传感器中是否发生了爆震声，如果有爆震声则延迟点火时期，如果没有爆震声则提前点火时期，在任何情况下都将点火时期保持在最佳值，实现点火时期闭环控制。 2 .爆震现象控制方法当在爆震现象判定时段中检测到爆震现象时，延迟点火提前角，直到爆震现象停止，并且提前角以恒定角度增大，直到再次爆震现象。 爆炸燃烧的危害导致冷却液过热，电力下降燃油消耗率上升。 控制方法延迟点火提前角，利用爆震传感器中压电晶体的压力效应。 用于爆震控制、闭环控制的回种子文件信息也可以是发动机的爆震信号、转速信号或气缸的压力信号等。 最常见的是，利用发动机的爆震信号作为种子

9、文件反馈信息，控制大负荷等情况下的点火提前角，爆震传感器将发动机的爆震状况种子文件反馈给ECU， 如果爆震程度超过规定的基准，ECU立即发出点火系统，延期点火的爆震现象程度低于规定的基准，ECU又提前点火时期，循环调节点火时期的结果，发动机总是处于临界爆震现象的工作状态。 此外，通过以产生爆震现象的循环数和实际循环数之比(爆震现象率)来测量爆震现象强度，可以将爆震现象的控制原理定量地分类为4个阶段，即，在爆震现象率是5以下的情况下，微爆震现象510是轻爆震现象1025，而中爆震25以上是重爆震。 发动机发生15级轻微爆震时，其动力性、经济性接近最佳值。 闭环控制方式在轻微爆震中确定最佳点火提前

10、角。 3-2电子控制点火系统的构成和工作原理，1、电子控制点火系统的类型2、构成和工作原理3、分类4、燃烧操纵系统、1 .汽油引擎点火系统的类型： (1)传统的点火系统，1 )电动机点火系统2 )电池点火系统。缺点：高速容易断火，不适合高速发动机的电触点容易烧伤，动作可靠性差，点火能量低，点火可靠性差。 (2)电子控制用的点火系统，利用计算机根据各传感器信号来控制点火提前角。 一、电子控制点火系统的类型，(3)电子控制点火系统的优点无分电器点火系统由于废除了分电器，其性能更优越，除了具有一般的微机控制点火系统的优点之外，还有以下优点2 )减少或不设置高压线，减少电磁干扰作用3 )减小机械的磨损

11、2 .电子控制式点火系统的类型：有分电器和无分电器式、1、基本构成(1)电源(2)传感器(3)电子控制单元针织面料(4)点火控制支重轮(5)点火线圈(6)分电器(7)火星塞1 )转速和曲柄位置传感器：发动机曲柄转速信号、发动机曲柄角ECU根据转速信号来确定基本点火提前角，并根据旋转角和基准位置信号来确定曲柄位置。 2 )吸气产水量传感器：检测吸气产水量，决定基本点火提前角。 3 )节气门资金头寸传感器：检测节气门开度的大小，使判定发动机负荷状态的云同步反映节气门的变化速度，判定加速、减速情况，能够修正点火提前角。 4 )水温传感器：检测冷却液温度，修正点火提前角。 5 )进气温度传感器：检测进

12、气温度，修正点火提前角。 6 )爆震现象传感器：检测发动机的爆震现象信号，实现点火时期的闭合控制。 (3)电子控制单元针织面料：点火系统中的控制设备。 其作用是不断收集各传感器的信息，按照特定的程序进行判断运算，向点火控制支重轮和点火线圈发送最佳的控制信号。 1 )点火提前角控制信号IGT ECU根据传感器输入信息来计算最佳点火提前角，然后，根据曲柄位置传感器g、Ne信号来确定曲柄位置，将点火控制信号IGT适时地发出到点火器，使火星塞点火。 2 )汽缸判别信号IGDA、IGDB有分电器的点火系统，点火顺序由分配器决定的无分电器的点火系统，ECU基于g、Ne信号，计算输出汽缸判别信号IGDA、I

13、GDB，用于决定点火顺序(点火汽缸)。图2.10丰田ESA系统的点火控制支重轮电路fig 2.10 ignitioncontrollercircuitoftoyotaesasystem，基本功能闭角控制恒流控制加速感知摇滾乐提升保护点火监视，(4)点火控制支重轮ECU的驱动器。 其作用是对电子控制针织面料输出的点火信号进行功率放大，使点火线圈工作。 三、电子控制式点火系统的分类1、有分电器点火系统有分电器，由点火线圈产生的高压电经由分电器中的配电盘，按点火顺序分配到各汽缸。 雷克萨斯凌志LS400、桑塔纳2000的AFE引擎等采用了该点火系统。图微机控制有分电器点火系统，2、无分电器点火系统微

14、机控制无分电器点火系统，也称为直接点火系统，无分电器、点火线圈的高压电直接施加于火星塞，由ECU和点火控制支重轮决定点火顺序。 (1)单独点火方式(2)云同步点火方式(3)二极管配电点火方式、无分电器、点火线圈直接与火星塞连接，一个点火线圈与一个汽缸的火星塞连接，没有高压线。 微机控制点火顺序。、图2.5单独点火方式的点火系统fig 2.5 independentignitingignitionsystem，(1)单独点火方式，(2)云同步点火方式无分电器，点火线圈的高压线直接与火星塞连接，一个点火线圈与两缸的火星塞、两缸的火星塞连接， 图云同步点火方式的微机控制无分电器点火系统，有3个独立点

15、火线圈，各点火线圈的初级线圈分别由点火控制支重轮内的一个晶体管控制，次级线圈分别向对方的两个火星塞供电。 (3)二极管分配式、特点： 4个汽缸共用1个点火线圈。 四、发动机的爆炸燃烧的控制，基于安装在汽缸摇滾乐上的爆炸燃烧传感器来检测发动机的不同频率范围内的机械振动，识别发生爆炸燃烧时的传感器电压信号有大的振幅。 爆震声强度的决定ECU根据爆震声信号超过基准值的次数来判定爆震声强度，次数越多则爆震声强度越大，反之亦然。一、点火器2、点火线圈3、分电器4、爆炸传感器5、点火控制电路、3-3电子控制式点火系统主要零配件的结构与维护、点火器、功能：根据ECU的指令，控制点火线圈一次电路的通电或切断，

16、在点火完成后向ECU发送点火确认信号。 构造：检测：用万用表或示波器检查发动机ECU的相应端子间电压。 点火器结构、爆燃传感器、功能：用于检测发动机有无爆燃及爆燃强度。 1 .感应式2 .压电式(1)压电式谐振型爆燃传感器(2)压电式非谐振型爆燃传感器(3)压电式火星塞座金属垫型爆燃传感器3 .爆燃传感器的检查主要由铁元素芯、永久吸铁石、线圈及外壳等组成。 利用电磁效应原理检测发动机的爆震声。 (通用和日产汽车)，1 .感应式，1线圈2铁元素芯3盒4永久吸铁石，2 .压电式(1)压电式共振型爆燃传感器，由压电元件，振子，底座，盒等组成，如右图所示。 发生爆震声时，振子与发动机共振，压电元件输出

17、的信号电压也显着增大，测量变得容易。 (1)压电元件2、振子3、基座4、o形环5、连接器6、连接器7、封固剂8、壳体9、引线、(2)压电式非共振型爆燃传感器与共振式相比，在非共振式内部没有振动片，但当设有一个锤的发动机爆震声时，锤与振动加速度成比例、1、重锤2、压电元件3、导线、(3)火星塞的垫圈爆燃传感器安装在火星塞的垫圈上，对每一个气缸，根据各气缸的燃烧压力直接检测各气缸的爆震声信息，并转换为电信号并发送给ECU。 1、火星塞2、爆燃传感器、传感器端子和传感器外壳之间的电阻应通过星空卫视在传感器侧检查，不导通(电阻无限大)。 否则说明内部短路，更换传感器。 3 .爆燃传感器的检查、点火控制电路，例如左图为丰田皇冠3.0轿车的点火控制电路。 在维护时，用万用表检测“b”端子与点火线圈的“”端子与铁元素之间的电压，将该电压作为电池电压。 在怠速时，在点火器“IGT”端子和铁元素之间检查脉冲信号，在ECU的“IGF”端子和铁元素之间检查脉冲信号。 点火系统检查基本步骤：高压电路检查：低压电路检查：例如丰田皇冠3.0 2JZ-GE发动机点火系统检查特征：有分电器、ECU控制点火器、点火器控制点火线圈、检查： 1、高压线：用欧姆表测定2 .分电器盖、分火头、分电器的接触状况和3、检查ECU输出的