電控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)PPT課件

1、2021/3/91第五章第五章 電控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)電控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 電控點(diǎn)火系統(tǒng)的組成和工作原理電控點(diǎn)火系統(tǒng)的組成和工作原理2021/3/92一、組成一、組成 電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)也稱微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)，是現(xiàn)代轎車廣泛應(yīng)用的一種新型點(diǎn)火系統(tǒng)。電子控制的點(diǎn)火系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況的傳感器，處理信號(hào)和發(fā)出點(diǎn)火指令的電控單元，對(duì)點(diǎn)火指令作出響應(yīng)的點(diǎn)火器和點(diǎn)火線圈等組成，如下圖所示。2021/3/932021/3/94 傳感器用來檢測(cè)與點(diǎn)火有關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作的狀況信息，并將檢測(cè)結(jié)果輸入ECU，作為計(jì)算和控制點(diǎn)火時(shí)刻的依據(jù)。這些傳感器大多與燃油噴射系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)等電子控制系統(tǒng)共用。20

2、21/3/95 目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)都采用集中控制系統(tǒng)，其中微機(jī)控制點(diǎn)火目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)都采用集中控制系統(tǒng)，其中微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)僅是電子控制器的一個(gè)子系統(tǒng)。電子控制器（系統(tǒng)僅是電子控制器的一個(gè)子系統(tǒng)。電子控制器（ECUECU）既是燃油噴）既是燃油噴射控制系統(tǒng)的控制核心，也是點(diǎn)火控制系統(tǒng)的控制核心。在射控制系統(tǒng)的控制核心，也是點(diǎn)火控制系統(tǒng)的控制核心。在ECUECU的只的只讀存貯器（讀存貯器（ROMROM）中，除存儲(chǔ)有監(jiān)控和自檢等程序之外，還存儲(chǔ)有由）中，除存儲(chǔ)有監(jiān)控和自檢等程序之外，還存儲(chǔ)有由臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)定的該型發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的最佳點(diǎn)火提前角。隨機(jī)存臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)定的該型發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的最

3、佳點(diǎn)火提前角。隨機(jī)存儲(chǔ)器（儲(chǔ)器（RAMRAM）用來存儲(chǔ)微機(jī)工作時(shí)暫時(shí)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，如輸入）用來存儲(chǔ)微機(jī)工作時(shí)暫時(shí)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，如輸入/ /輸出輸出數(shù)據(jù)、單片機(jī)運(yùn)算得出的結(jié)果、故障代碼、點(diǎn)火提前角修正數(shù)據(jù)等等，數(shù)據(jù)、單片機(jī)運(yùn)算得出的結(jié)果、故障代碼、點(diǎn)火提前角修正數(shù)據(jù)等等，這些數(shù)據(jù)根據(jù)需要可隨時(shí)調(diào)用或被新的數(shù)據(jù)改寫。這些數(shù)據(jù)根據(jù)需要可隨時(shí)調(diào)用或被新的數(shù)據(jù)改寫。CPUCPU不斷接收上述各不斷接收上述各種傳感器發(fā)送的信號(hào)，并按預(yù)先編制的程序進(jìn)行計(jì)算和判斷后，向點(diǎn)火種傳感器發(fā)送的信號(hào)，并按預(yù)先編制的程序進(jìn)行計(jì)算和判斷后，向點(diǎn)火控制器發(fā)出最佳點(diǎn)火提前角和點(diǎn)火線圈初級(jí)電路導(dǎo)通時(shí)間的控制信號(hào)?？刂破靼l(fā)出最

4、佳點(diǎn)火提前角和點(diǎn)火線圈初級(jí)電路導(dǎo)通時(shí)間的控制信號(hào)。2021/3/96點(diǎn)火器 是電控點(diǎn)火系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它可將電子控制系統(tǒng)輸出的點(diǎn)火信號(hào)進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火線圈工作。點(diǎn)火線圈可將火花塞跳火所需的能量存儲(chǔ)在線圈的磁場(chǎng)中，并將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)樽阋栽陔姌O間產(chǎn)生擊穿點(diǎn)火的1520kV高壓電。在有分電器的電控點(diǎn)火系統(tǒng)中，只有一個(gè)點(diǎn)火線圈，而無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)中則有多個(gè)點(diǎn)火線圈。分電器在有分電器的電控點(diǎn)火系統(tǒng)中，分電器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火順序，將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電依次輸送給各缸火花塞?；鸹ㄈ饕抢命c(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高電壓產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的混合氣。2021/3/97工作原理： 如下圖。點(diǎn)火開關(guān)接通I

5、G2，點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈和ECU通電，ECU根據(jù)各種傳感器輸入的信號(hào)，確定出發(fā)動(dòng)機(jī)最佳點(diǎn)火時(shí)刻，向點(diǎn)火器發(fā)出觸發(fā)點(diǎn)火信號(hào)“IGT”，切斷初級(jí)電路，使次級(jí)繞組感應(yīng)出高壓電經(jīng)分電器送到各缸火花塞。發(fā)動(dòng)機(jī)每點(diǎn)1次火，點(diǎn)火器向ECU反饋1個(gè)點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)“IGF”，作為自診斷系統(tǒng)監(jiān)控信號(hào)。若ECU連續(xù)4次未收到“IGF”信號(hào)，即判定點(diǎn)火系出現(xiàn)故障。2021/3/982021/3/99二極管分配高壓電的雙缸同時(shí)點(diǎn)火電路原理如下圖所示。2021/3/910 點(diǎn)火線圈直接分配高壓的雙缸同時(shí)點(diǎn)火電路原理如下圖所示。桑塔納2000GSi、捷達(dá)AT、GTX和奧迪200型轎車點(diǎn)火系統(tǒng)采用了這種配電方式。 2021/3/

6、911電壓檢測(cè) 無分電器電壓的檢測(cè)如圖7-5所示。 a. 關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下點(diǎn)火線圈插頭。 b. 用萬用表紅表筆接2腳，黑表筆表4腳，打開點(diǎn)火開關(guān)，測(cè) 電壓值12V左右。2021/3/912信號(hào)檢測(cè) 無分電器信號(hào)的檢測(cè)如下圖所示。 a. 用發(fā)光二極管連接點(diǎn)火模塊插頭1、4腳測(cè)量點(diǎn)火信號(hào)。 b. 用同樣的方法連接3、4腳，發(fā)光二極管也應(yīng)閃亮。2021/3/913電阻檢測(cè) 無分電器電阻的檢測(cè)如下圖所示。 分別測(cè)量點(diǎn)火線圈的初、次級(jí)電阻。初級(jí)電阻為幾歐到十幾歐姆；次級(jí)電阻為幾千歐至于十幾千歐姆。2021/3/914 無分電器單獨(dú)點(diǎn)火方式的控制電路基本相同，但隨車型不同也存在一些差異，下圖所示為日產(chǎn)公

7、司無分電器點(diǎn)火系的電路控制原理圖。2021/3/915第二節(jié)第二節(jié) 電控點(diǎn)火系的控制內(nèi)容電控點(diǎn)火系的控制內(nèi)容 一、點(diǎn)火提前角控制 二、通電時(shí)間控制 三、爆燃控制 2021/3/916 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，按ECU內(nèi)存儲(chǔ)的初始點(diǎn)火提前角（設(shè)定值）對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角的設(shè)定值隨發(fā)動(dòng)機(jī)而異，對(duì)一定的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，起動(dòng)時(shí)的點(diǎn)火提前角是固定的，一般為10左右。 在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化大，且由于轉(zhuǎn)速較低（一般低于500r/min），進(jìn)氣管絕對(duì)壓力傳感器信號(hào)或空氣流量計(jì)信號(hào)不穩(wěn)定，ECU無法正確計(jì)算點(diǎn)火提前角，一般將點(diǎn)火時(shí)刻固定在設(shè)定的初始點(diǎn)火提前角。此時(shí)的控制信號(hào)主要是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)

8、（Ne信號(hào)）和起動(dòng)開關(guān)信號(hào)（STA信號(hào)）。2021/3/917 發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（起動(dòng)后），發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號(hào)，確定基本點(diǎn)火提前角，并根據(jù)其他有關(guān)信號(hào)進(jìn)行修正，最后確定實(shí)際的點(diǎn)火提前角，并向電子點(diǎn)火控制器輸出點(diǎn)火指令信號(hào)，以控制點(diǎn)火系的工作。 最佳點(diǎn)火提前角 = 初始點(diǎn)火提前角 + 基本點(diǎn)火提前角 + 修正點(diǎn)火提前角（或點(diǎn)火延遲角）2021/3/918 為了控制點(diǎn)火正時(shí)，電控單元根據(jù)上止點(diǎn)位置來確定點(diǎn)火提前角。在一些微電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)中，有些發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元把G1或G2信號(hào)出現(xiàn)后第一個(gè)Ne信號(hào)過零點(diǎn)定為壓縮行程上止點(diǎn)前10，并以這個(gè)角度作為點(diǎn)火正時(shí)計(jì)算的基準(zhǔn)點(diǎn)，稱之為初始點(diǎn)火

9、提前角，其大小隨發(fā)動(dòng)機(jī)而異。2021/3/919 發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電控單元按怠速工況和非怠速工況兩種情況，確定基本點(diǎn)火提前角。 發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況時(shí)，電控單元根據(jù)節(jié)氣門位置信號(hào)（怠速觸點(diǎn)閉合）、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)及空調(diào)開關(guān)信號(hào)，確定基本點(diǎn)火提前角，如下圖所示。2021/3/920 發(fā)動(dòng)機(jī)處于非怠速工況時(shí)，電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置信號(hào)，從預(yù)置在儲(chǔ)存器中的數(shù)據(jù)表中查出相應(yīng)的基本點(diǎn)火提前角，如下圖所示。2021/3/921 發(fā)動(dòng)機(jī)冷車起動(dòng)后，冷卻水溫度較低時(shí)，應(yīng)增大點(diǎn)火提前角。在暖機(jī)過程中，隨冷卻水溫度的升高，點(diǎn)火提前角修正值逐漸減小，如下圖所示。修正值的變化規(guī)律及大小隨發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)修正的主要

10、控制信號(hào)包括冷卻水溫度信號(hào)（THW）、空氣流量信號(hào)、節(jié)氣門位置信號(hào)（IDL）等。2021/3/922 發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常運(yùn)行工況時(shí)（怠速觸點(diǎn)斷開），若冷卻水溫度過高，為了避免產(chǎn)生爆震，應(yīng)將點(diǎn)火提前角推遲。發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況時(shí)（怠速觸點(diǎn)閉合），若冷卻水溫度過高，為了避免發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過熱，應(yīng)將點(diǎn)火提前角增大。過熱修正值的變化規(guī)律如下圖所示。 過熱修正的主要控制信號(hào)包括冷卻水溫度信號(hào)（THW）、節(jié)氣門位置信號(hào)（IDL）等。2021/3/923 裝有氧傳感器的電控汽油噴射系統(tǒng)，其電控單元根據(jù)氧傳感器的反饋信號(hào)空燃比進(jìn)行修正。髓著修正噴油的增加或減少，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。為了高怠速的穩(wěn)定性，在反饋修

11、正油量減少時(shí)，點(diǎn)火提前角相應(yīng)地增加，如下圖所示。 空燃比反饋修正的控制信號(hào)主要有氧傳感器信號(hào)（OX）、節(jié)氣門位置信號(hào)（IDL）、冷卻水溫度信號(hào)（THW）、車速信號(hào)等。2021/3/924 發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況時(shí)，電控單元不斷地計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，電控單元根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速差值的大小相應(yīng)地增大點(diǎn)火提前角；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)，則減小點(diǎn)火提前角，如下圖所示。 2021/3/925爆燃修正見本節(jié)第三點(diǎn)爆燃控制。2021/3/926 影響初級(jí)線圈通過電流的主要因素有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和蓄電池電壓。為了保證在不同的蓄電弛供電電壓和不同的轉(zhuǎn)速下都具有相同的初級(jí)斷開電流

12、，電控單元根據(jù)蓄電池電壓和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，從預(yù)置的閉合角數(shù)據(jù)表中查出相應(yīng)的數(shù)值，對(duì)閉合角進(jìn)行控制。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，適當(dāng)增大閉合角，以防止初級(jí)線圈通過電流值下降，造成次級(jí)高壓下降，點(diǎn)火困難。蓄電池電壓下降時(shí)，基于相同的理由，也應(yīng)適當(dāng)增大閉合角，如下圖所示。 2021/3/9272021/3/928 磁致伸縮式爆燃傳感器的外形和結(jié)構(gòu)如下圖所示。它由高鎳合金的磁芯、永久磁鐵、感應(yīng)線圈、殼體等構(gòu)成。2021/3/929共振型壓電式爆燃傳感器 共振型壓電式爆燃傳感器，是利用產(chǎn)生爆燃時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率與傳感器本身的固定頻率“合拍”時(shí)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，來檢測(cè)爆燃是否發(fā)生的，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。2021/3/9

13、30 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃時(shí)的振動(dòng)頻率與振蕩片的固有頻率“合拍”時(shí)，振動(dòng)蕩片產(chǎn)生共振，此時(shí)壓電元件將產(chǎn)生最大的電壓信號(hào)，如下圖所示。這種傳感器在爆燃發(fā)生時(shí)的輸出電壓比非共振（即無爆燃）時(shí)的輸出電壓高得多，因此不需要濾波器，ECU即可判別是否發(fā)生爆燃。2021/3/931 非共振型壓電式爆燃傳感器是以接收加速度信號(hào)的形式來判斷是否產(chǎn)生爆燃，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。它由兩個(gè)同極性相向?qū)拥膲弘娫团渲貥?gòu)成。2021/3/932 壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳感器是將壓電元件安裝在火花塞的墊圈處，每缸安裝一個(gè)，根據(jù)各缸的燃燒壓力直接檢測(cè)各缸的爆燃信息，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送給ECU。2021/3/933在使用中，拆開爆燃傳感器線束連接器，用萬用表在傳感器側(cè) 檢查傳感器端子與傳感器殼體之間電阻，應(yīng)不導(dǎo)通（電阻為無 窮大），否則說明內(nèi)部短路，應(yīng)更換傳感器。如圖（a）所示。2021/3/934爆燃傳感器工作情況的檢查，可在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行。拆開爆燃傳感 器線束連接器，用示波器檢查傳感器端