汽車電控點火系統(tǒng)PPT課件

1、電控點火系統(tǒng)的功能電控點火系統(tǒng)的功能是對三方面的控制： 點火提前角控制（點火時刻） 通電時間控制 爆震控制第1頁/共86頁一、點火提前角控制一、點火提前角控制 什么是點火提前角？ 為什么要控制點火提前角？ 怎樣控制點火提前角？第2頁/共86頁1 1、點火提前角對發(fā)動機性能、點火提前角對發(fā)動機性能的影響的影響 點火提前角：點火提前角： 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(zhuǎn)過的角度（火花塞電極間開始跳火時距上止點間的曲軸轉(zhuǎn)角）稱為點火提前角。第3頁/共86頁曲軸壓縮行程的運動狀曲軸壓縮行程的運動狀態(tài)態(tài)第4頁/共86頁點火提前角的概念 點火 開始燃燒（火焰開始傳播） 最大燃燒壓力 燃

2、燒結(jié)束 第5頁/共86頁對應(yīng)于發(fā)動機每一工況都存對應(yīng)于發(fā)動機每一工況都存在一個在一個“最佳最佳”點火提前角；點火提前角；最佳點火提前角不僅保證發(fā)最佳點火提前角不僅保證發(fā)動機的動力性和燃油經(jīng)濟性都動機的動力性和燃油經(jīng)濟性都達(dá)到最佳值，還必須保證排放達(dá)到最佳值，還必須保證排放污染最小；污染最?。坏?頁/共86頁點火提前角對發(fā)動機性能的影響：點火提前角對發(fā)動機性能的影響： 點火過早，功率下降，易爆震； 點火過遲，功率、熱效率降低；第7頁/共86頁2 2、最佳點火提前角確定的依、最佳點火提前角確定的依據(jù)據(jù)最佳點火提前角應(yīng)隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、燃料性質(zhì)、溫度、空燃比、大氣壓力等因素的影響。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 負(fù)

3、 荷 燃料的性質(zhì) 其 他因 素第8頁/共86頁 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 隨著轉(zhuǎn)速的升高點火提前角增大。 負(fù) 荷 定義：發(fā)動機在某一轉(zhuǎn)速之下的負(fù)荷就是當(dāng)時發(fā)動機發(fā)出的功率與同一轉(zhuǎn)速下所可能發(fā)出的最大功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示； 隨著負(fù)荷的減小，最佳點火提前角增大；負(fù)荷增大，最佳點火提前角減小；（原因P46）第9頁/共86頁 燃料的性質(zhì) 辛烷值越高，抗爆性越好，點火提前角可適當(dāng)增大，以提高發(fā)動機性能。反之應(yīng)減小。 其他因素 除了上面幾項外，還應(yīng)考慮發(fā)動機燃燒室形狀，燃燒室內(nèi)溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻水溫度等方面的影響。第10頁/共86頁3 3、控制點火提前角的基本方法、控制點火提前角的基本方法實際點火提前角的控

4、制模式因廠而異多數(shù)汽車點火提前角的控制模式如下實際點火提前角=初始點火提前角+ 基本點火提前角+修正點火提前角實際點火提前角=基本點火提前角 修正點火提前角點火提前角控制可分為起動時點火提前角控制和起動后點火提前角控制第11頁/共86頁（1 1）初始點火提前角：）初始點火提前角： 又稱為固定點火提前角，其值大小取決于發(fā)動機型式，并由凸輪軸位置傳感器的初始位置決定，一般為上止點前60120。第12頁/共86頁在下列工況下，發(fā)動機的實際點火提前角就是初始點火提前角： 發(fā)動機啟動時。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速在400r/min以下時。 檢查初始點火提前角時。 此時有三個條件：T端子（診斷插座測試端子）短路、節(jié)氣門

5、位置傳感器怠速觸點閉合、車速低于2km/h時。 當(dāng)發(fā)動機ECU內(nèi)后備系統(tǒng)開始工作時。第13頁/共86頁4 4、起動時點火提前角的控制、起動時點火提前角的控制起動時各種信號不穩(wěn)定，不能準(zhǔn)確的反映這時發(fā)動機的工作狀況，ECU無法正確計算點火提前角，一般將點火時刻固定在設(shè)定的初始點火提前角；此時的控制信號主要是發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號（Ne信號）和起動開關(guān)信號（STA信號）第14頁/共86頁5 5 起動后基本點火提前角的確起動后基本點火提前角的確定定（2 2）基本點火提前角：）基本點火提前角： 是設(shè)計微機控制點火系統(tǒng)時確定的。 國內(nèi)外普遍采用臺架試驗方法，利用發(fā)動機最佳運行狀態(tài)下的實驗數(shù)據(jù)，描繪出以轉(zhuǎn)速和負(fù)荷

6、為變量的三維點火特性脈譜圖。 將脈譜圖以數(shù)據(jù)形式存儲在ECU的只讀存儲器ROM中，汽車行駛時，微機根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號，從ROM中查詢出相應(yīng)的基本點火提前角來控制點火。第15頁/共86頁三維點火特性脈譜圖三維點火特性脈譜圖第16頁/共86頁基本點火提前角按兩種情況確定基本點火提前角按兩種情況確定怠速時的基本點火提前角： ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和空調(diào)開關(guān)是否接通確定基本點火提前角?？照{(diào)工作時的基本點火提前角比不工作時大，例：(豐田)在空調(diào)工作時為80，在空調(diào)不工作時為40?？刂菩盘枺汗?jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號負(fù)荷信號）、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和空調(diào)開關(guān)信號第17頁/共86頁正常行駛時的基本點火提

7、前角： 該基本點火提前角由微電腦根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號從內(nèi)部存儲器中選出控制信號： 進(jìn)氣管絕對壓力信號或空氣流量計信號（空氣量信號）、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、節(jié)氣門傳感器信號（負(fù)荷信號）、燃油選擇開關(guān)、爆燃信號；第18頁/共86頁6 6、點火提前角的修正、點火提前角的修正（3 3）修正點火提前角）修正點火提前角為使實際點火提前角適應(yīng)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀況，以便得到良好的動力性、經(jīng)濟性和排放性，必須根據(jù)相關(guān)因素（冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、開關(guān)信號等）適當(dāng)增大或減小點火提前角，即對點火提前角進(jìn)行必要的修正。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

8、 。第19頁/共86頁修正的項目有多有少，各個廠家各有不同；主要有暖機修正、過熱修正、怠速穩(wěn)定性修正、空燃比反饋修正；第20頁/共86頁 暖機修正：暖機修正： 是指節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點閉合時，微電腦根據(jù)冷卻水溫度對點火提前角進(jìn)行修正。 水溫較低時，為縮短暖機時間，增大了點火提前角，隨水溫升高，點火提前角的變化如圖。 控制信號：P48第21頁/共86頁 過熱修正過熱修正 發(fā)動機處于正常運行工況（怠速觸點斷開），水溫過高時，為避免爆震，應(yīng)減小點火提前角。 發(fā)動機處于怠速運行工況（怠速觸點閉合），水溫過高時，為避免長時間過熱，應(yīng)增大點火提前角。 第22頁/共86頁 怠速穩(wěn)定性修正怠速穩(wěn)定性修正發(fā)

9、動機怠速運行期間，由于發(fā)動機負(fù)荷變化使發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化，ECU要根據(jù)實際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值調(diào)整點火提前角，使發(fā)動機在規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速時，增大點火提前角；反之，則減小。第23頁/共86頁 空燃比反饋修正空燃比反饋修正進(jìn)行空燃比反饋控制時，根據(jù)氧傳感器的反饋信號調(diào)整噴油量來達(dá)到理論空燃比，這種噴油量的變化必然引起發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化。為了穩(wěn)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速，點火提前角需根據(jù)噴油量的變化進(jìn)行修正。第24頁/共86頁總總 結(jié)結(jié)發(fā)動機實際點火提前角是上述（發(fā)動機實際點火提前角是上述（1 1） （2 2） （3 3）三個點火提前角之和。）三個點火提前角之和。 發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圈，ECU

10、計算處理后就輸出一個提前角信號。因此，當(dāng)傳感器檢測到發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫發(fā)生變化時，ECU就自動調(diào)整點火提前角。 當(dāng)ECU確定的點火提前角超過允許的最大或最小時，發(fā)動機很難正常運轉(zhuǎn)，此時ECU將以最大或最小點火提前角允許值進(jìn)行控制。 最大：3545；最小：-100第25頁/共86頁IDL怠速A/C空調(diào)PIM壓力傳感器Vs空氣流量計KS爆燃傳感器VG空氣流量計R_P燃油開關(guān)信號KNK爆燃信號THW冷卻液溫度傳感器SPD車速傳感器OX氧傳感器PSW節(jié)氣門全開VTA節(jié)氣門開度信號第26頁/共86頁二、通電時間控制二、通電時間控制1通電時間對發(fā)動機工作的影響通電時間對發(fā)動機工作的影響2通電時間的控制

11、方法通電時間的控制方法3點火線圈的恒流控制點火線圈的恒流控制第27頁/共86頁1 1、通電時間對發(fā)動機工作的影、通電時間對發(fā)動機工作的影響響 由理論可知：當(dāng)點火線圈結(jié)構(gòu)一定時，點火線圈次級電壓的最大值與初級斷開電流成正比。 而在初級電路結(jié)構(gòu)一定時，初級斷開電流與蓄電池電壓成正比，且隨初級電路導(dǎo)通時間按指數(shù)規(guī)律增長，并逐漸趨于極限值。 通電時間初級斷開電流次級電壓點火能量點火系工作的可靠性。第28頁/共86頁發(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，保證點火能量。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(jìn)行控制

12、。第29頁/共86頁 當(dāng)次級電壓（即火花塞擊穿電壓）一定時，應(yīng)根據(jù)蓄電池電壓來調(diào)整初級電路的導(dǎo)通時間。蓄電池電壓高時，所需的通電時間較短；蓄電池電壓低時，所需的通電時間就長。 初級斷開電流還受蓄電池電壓的影響。第30頁/共86頁2 2通電時間的控制方法通電時間的控制方法 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(zhuǎn)速 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(zhuǎn)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(dǎo)通時間第31頁/共86頁現(xiàn)代電控點火系統(tǒng)現(xiàn)代電控點

13、火系統(tǒng)ECU首先根據(jù)電源電壓的高低，在存儲器存儲的導(dǎo)通時間脈譜圖中查詢選擇導(dǎo)通時間，然后根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速確定導(dǎo)通時間（閉合角）的大小。控制信號：Ne信號、電源電壓 信號第32頁/共86頁3 3、點火線圈的恒流控制、點火線圈的恒流控制在電控點火系統(tǒng)中，采用了初級線圈電阻很小的高能點火線圈，其初級電流可達(dá)30A以上。為防止初級電流過大燒壞點火線圈，以點火控制電路中增加了恒流控制電路，保證在任何轉(zhuǎn)速下初級電流均為規(guī)定值（7A）。第33頁/共86頁第34頁/共86頁三、爆燃控制三、爆燃控制 爆燃的定義 發(fā)動機的爆震燃燒是指在正常火焰?zhèn)鞑ミ^程中，處于最后燃燒位置的那部分未燃混合氣（末端混合氣），進(jìn)一步受到

14、壓縮和熱輻射的作用，如果在火焰前鋒尚未到達(dá)之前，末端混合氣已經(jīng)自燃的現(xiàn)象第35頁/共86頁1 1、爆燃的危害、爆燃的危害 理論與實踐證明：劇烈的爆震會使發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性嚴(yán)重惡化，會導(dǎo)致冷卻液過熱，功率下降油耗上升發(fā)出尖銳的敲缸聲等等（P50） 當(dāng)發(fā)動機工作在爆震的臨界點或有輕微爆震時，發(fā)動機熱效率最高，動力性和經(jīng)濟性最好。第36頁/共86頁2 2、對爆燃的控制、對爆燃的控制方法： 點火提前角是影響爆燃的主要因素之一，推遲點火是消除爆燃的最有效措施。爆燃控制實際是點火提前角控制的附加功能。控制： 將發(fā)動機控制在爆燃的臨界狀態(tài)下工作；以一個固定角度變化，在臨界點左右擺動點火提前角；第37頁/

15、共86頁發(fā)動機負(fù)荷較小時，發(fā)生爆燃的傾向幾乎為零（點火提前角很小，不會引起爆燃），采用開環(huán)控制模式（爆燃信號對控制沒有影響）。負(fù)荷超過一定值時，轉(zhuǎn)入閉環(huán)控制模式，取得爆燃信號。第38頁/共86頁工工 作作 原原 理理各處傳感器信號ECU確定最佳點火提前角和通電時間發(fā)指令初級導(dǎo)通和截止次級線圈產(chǎn)生電壓爆燃控制信號火花塞放電點火燃燒第39頁/共86頁電控系統(tǒng)中的五信號電控系統(tǒng)中的五信號1、G信號2、Ne信號3、IGt信號4、IGd信號5、IGf信號第40頁/共86頁1 1、G G信號信號是指活塞運行到上止點位置的判別信號；由于點火控制和噴油控制中都需要準(zhǔn)確的知道活塞運動的具體位置，要準(zhǔn)確的測量到曲

16、軸1轉(zhuǎn)角凸輪軸位置傳感器產(chǎn)生；傳輸中產(chǎn)生的滯后現(xiàn)象G1,G2信號（P54)第41頁/共86頁2 2、NeNe信號信號Ne信號發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)角信號（轉(zhuǎn)速信號）確定一定角度轉(zhuǎn)過的時間，從而確定點火時刻和通電時間。第42頁/共86頁3 3、IGIGt t信號信號是ECU向點火器發(fā)出的通斷控制信號給初級線圈通、斷電信號，有分電器的電控點火系統(tǒng)中，點火順序由分電器利用機械的方式控制；無分電器的電控點火系統(tǒng)中，需要有點火順序信號，確定該時刻是那個缸需要點火；第43頁/共86頁4 4、IGIGd d信號信號點火順序信號在無分電器的電控點火系統(tǒng)中才會存在此信號第44頁/共86頁5 5、IGIGf f信號信號發(fā)動

17、機完成點火后，點火器向ECU輸送的點火確認(rèn)信號。若有35次均收不到返回的點火確認(rèn)信號，ECU認(rèn)為點火西有故障，且強行停止電控燃油噴射系統(tǒng)繼續(xù)噴油，致使發(fā)動機熄火。第45頁/共86頁無分電器電控點火系統(tǒng)無分電器電控點火系統(tǒng)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(shù)將點火線圈產(chǎn)生的高壓電直接送給火花塞進(jìn)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(jié)構(gòu)和控制電路復(fù)雜。第46頁/共86頁 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；3.二極管配電點火方式。第47頁/共86頁1. 1.獨立點火方式獨立點火方式一

18、種是點火線圈共用一個點火器的；另一種是每個點火線圈都有一個單獨的點火器，并且點火器和點火線圈集成一體第48頁/共86頁6 6個點火線圈共用一個點火器個點火線圈共用一個點火器第49頁/共86頁豐田1MZ-FE電控獨立點火系統(tǒng) 第50頁/共86頁豐田1MZ-FE獨立點火系統(tǒng)中點火器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第51頁/共86頁一個點火線圈一個點火器一個點火線圈一個點火器第52頁/共86頁第53頁/共86頁2.2.同時點火方式同時點火方式豐田7M-GTE發(fā)動機同時點火系統(tǒng)第54頁/共86頁 IGdA、IGdB信號是根據(jù)G1、G2和Ne信號向點火器輸送的判缸信號。 點火器根據(jù)IGdA、IGdB信號的狀態(tài)決定接通哪條初級

19、電路。IGdA為0、IGdB為1VT1導(dǎo)通，1缸或6缸點火。IGdA為1、IGdB為0VT2導(dǎo)通，2缸或5缸點火。IGdA為0、IGdB為0VT3導(dǎo)通，3缸或4缸點火。第55頁/共86頁 同步點火高壓線路中串接二極管的作用 防止點火線圈初級電路導(dǎo)通的瞬間所產(chǎn)生的二次電壓加在火花塞上后發(fā)生誤點火第56頁/共86頁3.3.二極管配電點火方式二極管配電點火方式第57頁/共86頁五、爆燃控制系統(tǒng)五、爆燃控制系統(tǒng)1、爆燃控制系統(tǒng)的組成（反饋控制）1、爆燃傳感器 2、ECU 3、其他傳感器 4、點火器和點火線圈5、分電器 6、火花塞第58頁/共86頁3 3、檢、檢 查查（1）將點火線圈與點火器的導(dǎo)線連接器

20、插接好，用電壓表或示波器檢查發(fā)動機ECU端子間的電壓，應(yīng)符合要求：端子標(biāo)準(zhǔn)電壓條件+B接地914V點火開關(guān)“ON”IGt接地脈沖發(fā)生發(fā)動機工作IGf接地脈沖發(fā)生發(fā)動機工作第59頁/共86頁 (2) (2)檢查檢查IGIGf f的接地電壓。的接地電壓。 拔下點火器的導(dǎo)線連接器，當(dāng)點火開關(guān)位于“ON”位置時，用電壓表檢查發(fā)動機ECU的IGF端子與接地之間的電壓，標(biāo)準(zhǔn)電壓值為4.55V。 (3)(3)檢查檢查IGIGt t的接地電壓。的接地電壓。 拔下點火器的導(dǎo)線連接器，當(dāng)用起動機帶動發(fā)動機時，用電壓表檢查發(fā)動機ECU的IGT端子與接地間的電壓，其標(biāo)準(zhǔn)電壓為0.51.0V。 第60頁/共86頁火花試

21、驗第61頁/共86頁第62頁/共86頁 點火電路采用獨立式點火，點火線圈與點火模塊集成一體，內(nèi)嵌二極管； 點火模塊線腳功能 1#.點火電源2#.電源負(fù)極或地線3#.點火信號線電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)第63頁/共86頁A.A.檢查點火線圈供電電路檢查點火線圈供電電路 測試工藝： 1. 斷開點火開關(guān) 2. 斷開點火線圈線束插頭 3. 打開點火開關(guān) 4. 檢測點火線圈1號端口與接地之間的電壓。第64頁/共86頁B.B.檢查點火線圈接地電路檢查點火線圈接地電路 檢查點火線圈接地電路是否開路或者短路1. 斷開點火開關(guān) 2. 檢查點火線圈端口2與發(fā)動機接地之間的線束是否導(dǎo)通，標(biāo)準(zhǔn)是：導(dǎo)通接近標(biāo)準(zhǔn)是：導(dǎo)通接近00第

22、65頁/共86頁C.C.檢查點火線圈輸出信號電路檢查點火線圈輸出信號電路 檢查點火線圈輸出信號電路是否開路或者短路 1. 斷開ECM線束插頭 2. 檢查ECM的9/10/11/12號端口和點火線圈3號端口之間線束的導(dǎo)通性標(biāo)準(zhǔn)是：導(dǎo)通接近標(biāo)準(zhǔn)是：導(dǎo)通接近003. 還應(yīng)檢查線束是否對地短路和對電源短路 第66頁/共86頁D.D.檢查點火輸出信號電路檢查點火輸出信號電路第67頁/共86頁E.E.帶功率晶體管的點火線圈檢帶功率晶體管的點火線圈檢查查 帶功率晶體管的點火線圈 1.斷開帶有功率晶體管線束插頭的點火線圈 2.依照圖表檢查帶有功率晶體管的點火線圈電阻 如果不正常，更換帶有功率晶體管的點火線圈總

23、成!第68頁/共86頁案例一金杯海獅4G22/20系列發(fā)動機，怠速抖動，加速不良，故障燈亮（故障碼P0300失火）。引起失火的原因有哪些？ 第69頁/共86頁故障排查檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)動機抖動缺缸，但感覺上每個缸都有缺火現(xiàn)象。遂拆檢火花塞檢查，發(fā)現(xiàn)火花塞上存有大量白色燃燒后的沉積物，判斷為燃油品質(zhì)差導(dǎo)致。建議客戶更換火花塞后，將燃油也一并換掉，故障排除。 第70頁/共86頁故障車火花塞圖片：（仔細(xì)觀察火花塞電極處的白色粉狀生成物劣質(zhì)燃油導(dǎo)致）問題批量出現(xiàn)在北京地區(qū)，時間段為08年4月5月份，因為燃油品質(zhì)差導(dǎo)致。 第71頁/共86頁案例二德爾福MT20U2系統(tǒng)，金杯車4G20/22系列發(fā)動機，車輛怠速運行感覺正常，但急加速時無力、抖動，較正常提速要慢。點火系統(tǒng)可能引起的原因？ 第72頁/共86頁檢測波形故障波形（急加油瞬間的測試記錄）第73頁/共86頁正常波形（根據(jù)手冊確定）第74頁/共86頁點火系統(tǒng)漏電、接觸不良、銹蝕導(dǎo)致的發(fā)動機抖動 第75頁/共86頁 正常的雙缸點火波形對比缸和缸異常的雙缸對比波形上圖號通道為點火缸信號第76頁/共86頁第