汽油機(jī)電控點(diǎn)火系統(tǒng)分析解析.ppt

1、2005年6月,第一節(jié) 電控點(diǎn)火系統(tǒng)的功能 第二節(jié) 點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與工作原理 第三節(jié) 電控點(diǎn)火系統(tǒng)主要元件的構(gòu) 造與維修,第三章 汽油機(jī)電控點(diǎn)火系統(tǒng),2005年6月,第一節(jié) 電控點(diǎn)火系統(tǒng)的功能,一、點(diǎn)火提前角的控制 二、通電時間的控制 三、爆燃的控制,2005年6月,一、點(diǎn)火提前角的控制,1點(diǎn)火提前角對發(fā)動機(jī)性能的影響 2最佳點(diǎn)火提前角確定依據(jù) 3控制點(diǎn)火提前角的基本方法 4點(diǎn)火提前角的修正,2005年6月,1點(diǎn)火提前角對發(fā)動機(jī)性能的影響,點(diǎn)火提前角是從火花塞發(fā)出電火花，到該缸活塞運(yùn)行至壓縮上止點(diǎn)時曲軸轉(zhuǎn)過的角度。 當(dāng)汽油機(jī)保持節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度一定時，汽油機(jī)功率和耗油率隨點(diǎn)火提前

2、角的改變而變化。對應(yīng)于發(fā)動機(jī)每一工況都存在一個“最佳”點(diǎn)火提前角 適當(dāng)點(diǎn)火提前角，可使發(fā)動機(jī)每循環(huán)所做的機(jī)械功最多（ 曲線陰影部分）,2005年6月,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 隨著轉(zhuǎn)速的升高點(diǎn)火提前角增大。采用電控點(diǎn)火系統(tǒng)，更接近理想的點(diǎn)火提前角。 發(fā)動機(jī)負(fù)荷 歧管壓力高（真空度小、負(fù)荷大），點(diǎn)火提前角小，反之點(diǎn)火提前角大。采用電控點(diǎn)火（ESA）系統(tǒng)時，可以使發(fā)動機(jī)的實際點(diǎn)火提前角接近于理想的點(diǎn)火提前角。 燃料性質(zhì) 汽油辛烷值越高，抗爆性越好，點(diǎn)火提前角可增大，反之應(yīng)減小。 其他因素 燃燒室形狀、燃燒室內(nèi)溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻水溫度。,2最佳點(diǎn)火提前角確定依據(jù),2005年6月,發(fā)動機(jī)起動時，按ECU內(nèi)

3、存儲的初始點(diǎn)火提前角（設(shè)定值）對點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。起動時點(diǎn)火提前角的設(shè)定值隨發(fā)動機(jī)而異，對一定的發(fā)動機(jī)而言，起動時的點(diǎn)火提前角是固定的，一般為10左右。 發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時（起動后），主ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號，確定基本點(diǎn)火提前角，并根據(jù)其他有關(guān)信號進(jìn)行修正，最后確定實際的點(diǎn)火提前角，并向電子點(diǎn)火控制器輸出點(diǎn)火執(zhí)今信號，以控制點(diǎn)火系的工作。,3控制點(diǎn)火提前角的基本方法,2005年6月,發(fā)動機(jī)起動過程中，進(jìn)氣管絕對壓力傳感器信號或空氣流量計信號不穩(wěn)定，ECU無法正確計算點(diǎn)火提前角，一般將點(diǎn)火時刻固定在設(shè)定的初始點(diǎn)火提前角。此時的控制信號主要是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號（Ne信號）和起動開關(guān)信號（ST

4、A信號）。,4起動時點(diǎn)火提前角的控制,2005年6月,5起動后基本點(diǎn)火提前角的確定,發(fā)動機(jī)起動后怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時，ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號）、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號（Ne信號）和空調(diào)開關(guān)信號（AC信號）確定基本點(diǎn)火提前角。 發(fā)動機(jī)起動后在除怠速以外的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時， ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷（單位轉(zhuǎn)數(shù)的進(jìn)氣量或基本噴油量）確定基本點(diǎn)火提前角。,2005年6月,不同的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中，對點(diǎn)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(diǎn)火提前角法兩種 。 主要修正項目有： （1）水溫修正； （2）怠速穩(wěn)定修正； （3）空燃比反饋修正。,6點(diǎn)火提前角的修正,2005年6

5、月,（1）水溫修正,水溫修正又可分為暖機(jī)修正和過熱修正。 發(fā)動機(jī)冷車起動后的暖機(jī)過程中，隨冷卻水溫的提高，混合氣的燃燒速度加快，燃燒過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角減小，點(diǎn)火提前角也應(yīng)適當(dāng)減小，如右圖所示。,2005年6月,ECU根據(jù)實際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差來修正點(diǎn)火提前角，低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，應(yīng)增大點(diǎn)火提前角，反之，推遲點(diǎn)火提前角。 控制信號有：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號（Ne信號）、節(jié)氣門位置傳感器信號（IDL信號）、車速傳感器信號（SPD信號）、空調(diào)開關(guān)信號（AC信號）,（2）怠速穩(wěn)定修正,2005年6月,由于空燃比反饋控制系統(tǒng)，是根據(jù)氧傳感器的反饋信號調(diào)整噴油量的多少來達(dá)到最佳空燃比控制的，所以這種噴油量的變化必然帶來

6、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。為了穩(wěn)定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，點(diǎn)火提前角需根據(jù)噴油量的變化進(jìn)行修正，如右圖所示。,（3）空燃比反饋修正,2005年6月,二、通電時間控制,1通電時間對發(fā)動機(jī)工作的影響 2通電時間的控制方法 3點(diǎn)火線圈的恒流控制,2005年6月,1通電時間對發(fā)動機(jī)工作的影響,在發(fā)動機(jī)工作時，必須保證點(diǎn)火線圈的初級電路有足夠的通電時間。但如果通電時間過長，點(diǎn)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(diǎn)火線圈初級電路的通電時間進(jìn)行控制。,2005年6月,現(xiàn)代電控點(diǎn)火系統(tǒng)和傳統(tǒng)的分電器不同，傳統(tǒng)的點(diǎn)火線圈初級電路的通電時間取決于斷電器觸點(diǎn)的閉合角和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。而現(xiàn)代點(diǎn)火線圈初級電路的通電時

7、間由ECU控制，根據(jù)發(fā)動機(jī)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(diǎn)火器輸出指令信號（IGt信號），以控制點(diǎn)火器中晶體管的導(dǎo)通時間。,2通電時間的控制方法,2005年6月,3點(diǎn)火線圈的恒流控制,由于現(xiàn)代車采用了高能點(diǎn)火線圈，改善點(diǎn)火性能。為了防止初級電流過大燒壞點(diǎn)火線圈，在部分電控點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火控制電路中增加了恒流控制電路。 恒流的基本方法是：在點(diǎn)火器功率晶體管的輸出回路中增設(shè)一個電流檢測電阻，用電流在該電阻上形成的電壓降反饋控制晶體管的基極電流，只要這種反饋為負(fù)反饋，就可使晶體管的集電極電流穩(wěn)定，從而實現(xiàn)恒流控制。,2005年6月,爆燃的危害 會導(dǎo)致冷卻液過熱，功率下降油

8、耗上升。 控制方法 推遲點(diǎn)火提前角，利用爆震傳感器中的壓電晶體的壓力效應(yīng)。,三、爆燃的控制,2005年6月,一、電控點(diǎn)火系統(tǒng)的類型 二、基本組成與工作原理 三、有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng) 四、無分電器電控點(diǎn)火控制系統(tǒng) 五、爆燃控制系統(tǒng),第二節(jié) 點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與工作原理,2005年6月,1.汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的類型： （1）傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)分為： 1）磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)； 2）蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)。缺點(diǎn)：高速易斷火，不適合高速發(fā)動機(jī)；斷電器觸點(diǎn)易燒蝕，工作可靠性差；點(diǎn)火能量低，點(diǎn)火可靠性差。 （2）微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng) 采用計算機(jī)根據(jù)各傳感器信號對點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。 2.電控點(diǎn)火系統(tǒng)的類型：有分電器和無分電器式,一、電

9、控點(diǎn)火系統(tǒng)的類型,2005年6月,如右圖，一般由電源、傳感器、ECU、點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、分電器和火花塞組成,二、基本組成與工作原理 1.基本組成,下一頁,2005年6月,發(fā)動機(jī)工作時，ECU根據(jù)接受到的傳感器信號，按存儲器中的相關(guān)程序和數(shù)據(jù)，確定出最佳點(diǎn)火提前角和通電時間，并以此向點(diǎn)火器發(fā)出指令。點(diǎn)火器根據(jù)指令，控制點(diǎn)火線圈初級電路的導(dǎo)通和截止。當(dāng)電路導(dǎo)通時，有電流從點(diǎn)火線圈中的初級電路通過，點(diǎn)火線圈將點(diǎn)火能量以磁場的形式儲存起來。當(dāng)初級電路被切斷時，次級線圈中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動勢，經(jīng)分電器或直接送至工作氣缸的火花塞。,2.工作原理,2005年6月,三、有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng),主要特點(diǎn)：只有1個

10、點(diǎn)火線圈。 組成：由凸輪軸/曲軸位置傳感器、空氣流量計、冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、起動開關(guān)、空調(diào)開關(guān)、車速傳感器。如圖,下一頁,2005年6月,有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)的組成 1、2凸輪軸曲軸位置傳感器3空氣流量計或過氣管絕對壓力傳感器4冷卻液溫度傳感器5節(jié)氣門位置傳感器6起動開關(guān)7空調(diào)開關(guān)8車速傳感器9、10輸入回路11AD轉(zhuǎn)換器12輸出回路13存儲器14恒定電壓電源 15點(diǎn)火器16點(diǎn)火線圈17分電器,2005年6月,特點(diǎn)：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(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電直接送給火花塞進(jìn)行點(diǎn)火，點(diǎn)火線圈的數(shù)量比有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)多。 優(yōu)缺點(diǎn)：分火性能較好，但其結(jié)

11、構(gòu)和控制電路復(fù)雜。 根據(jù)點(diǎn)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(dú)立點(diǎn)火方式； 2.同時點(diǎn)火方式； 3.二極管配電點(diǎn)火方式。,四、無分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng),2005年6月,1、點(diǎn)火線圈 2、火花塞 3、點(diǎn)火器 4、ECU 5、各種傳感器,1.獨(dú)立點(diǎn)火方式,特點(diǎn)是每缸一個點(diǎn)火線圈，即點(diǎn)火線圈的數(shù)量與氣缸數(shù)相等。,2005年6月,2.同時點(diǎn)火方式,特點(diǎn)：點(diǎn)火線圈的數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。,2005年6月,3.二極管配電點(diǎn)火方式,特點(diǎn)：四個氣缸共用一個點(diǎn)火線圈。,2005年6月,五、爆燃控制系統(tǒng),組成 如左圖 識別根據(jù)安裝在缸體上的爆燃傳感器檢測發(fā)動機(jī)不同頻率范圍內(nèi)的機(jī)械振動，發(fā)生爆燃

12、時傳感器電壓信號有叫大的振幅。 爆燃強(qiáng)度的確定 ECU根據(jù)爆燃信號超過基準(zhǔn)值的次數(shù)來判定爆燃強(qiáng)度，次數(shù)越多，爆燃強(qiáng)度越大，反之越小。,1、爆燃傳感器 2、ECU 3、其他傳感器 4、點(diǎn)火器和點(diǎn)火線圈 5、分電器 6、火花塞,2005年6月,一、點(diǎn)火器 二、點(diǎn)火線圈 三、分電器 四、爆燃傳感器 五、點(diǎn)火控制電路,第三節(jié) 電控點(diǎn)火系統(tǒng)主要元件的構(gòu)造與維修,2005年6月,一、點(diǎn)火器,功能：根據(jù)ECU的指令，控制點(diǎn)火線圈初級電路的通電或斷電，并在完成點(diǎn)火后向ECU輸送點(diǎn)火確認(rèn)信號。 結(jié)構(gòu)：如左圖 檢測：用萬用表或示波器檢查發(fā)動機(jī)ECU相應(yīng)端子間電壓。,2005年6月,檢測：拆開點(diǎn)火線圈上的線束，用萬

13、用表檢查點(diǎn)火線圈電阻，應(yīng)符合規(guī)定，否則說明點(diǎn)火線圈有故障。,二、點(diǎn)火線圈,2005年6月,三、分電器,電控點(diǎn)火系統(tǒng)所用的分電器，其功用、結(jié)構(gòu)、工作原理、檢修方法與傳統(tǒng)點(diǎn)火系基本相同。,2005年6月,四、爆燃傳感器,功能：是用來檢測發(fā)動機(jī)有無爆燃發(fā)生及爆燃強(qiáng)度。 1.電感式 2.壓電式 （1）壓電式共振型爆燃傳感器 （2）壓電式非共振型爆燃傳感器 （3）壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳感器 3.爆燃傳感器的檢修,2005年6月,主要由鐵心、永久磁鐵、線圈及外殼等組成。a）結(jié)構(gòu)b）輸出信號 利用電磁感應(yīng)原理檢測發(fā)動機(jī)爆燃。,1.電感式,1線圈2鐵心 3殼體4永久磁鐵,2005年6月,2.壓電式（1）

14、壓電式共振型爆燃傳感器,由壓電元件、振子、基座、外殼等組成，如右圖。當(dāng)發(fā)生爆燃時，振子與發(fā)動機(jī)共振，壓電元件輸出的信號電壓也有明顯增大，易于測量。,1、壓電元件 2、振子 3、基座 4、O型密封圈 5、連接器 6、接頭 7、密封劑 8、殼體 9、引線,2005年6月,（2）.壓電式非共振型爆燃傳感器,與共振式相比，非共振式內(nèi)部無震蕩片，但設(shè)一個配重塊，以一定的預(yù)緊壓力壓緊在壓電元件上。當(dāng)發(fā)動機(jī)發(fā)生爆燃時，配重塊以正比于振動加速度的交變力施加在壓電元件上，壓力元件則將此壓力信號轉(zhuǎn)變成電信號輸送給ECU。,1、配重塊 2、壓電元件 3、引線,2005年6月,（3）壓電式火花塞座金屬墊型爆燃傳感器,安裝在火花塞的墊圈處，每缸一個，根據(jù)各缸的燃燒壓力直接檢測各缸的爆燃信息，并轉(zhuǎn)換成電信號輸送給ECU。,