汽油機電控點火系統(tǒng)課件

汽油機電控點火系統(tǒng)

第三章汽油機電控點火系統(tǒng)第三章1

●

點火時刻控制

●初級電路導(dǎo)通時間控制

●爆震控制第一節(jié)電控點火系統(tǒng)的功能

第一節(jié)電控點火系統(tǒng)的功能2

點火時刻的控制就是點火提前角的控制。

★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？一、點火時刻的控制點火時刻的控制就是點火提前角的控制。一、點火時刻的控31、點火提前角：

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。2、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。一、點火時刻的控制1、點火提前角：一、點火時刻的控制4點火提前角的概念①點火②開始燃燒（火焰開始傳播）③最大燃燒壓力④燃燒結(jié)束

點火提前角的概念5點火提前角對發(fā)動機性能的影響A-不點火B(yǎng)-點火過早C-點火適當(dāng)D-點火過遲

點火提前角對發(fā)動機性能的影響63、最佳點火提前角及其影響因素：

發(fā)動機發(fā)出功率最大和油耗最少的點火提前角，稱為最佳點火提前角。最佳點火提前角應(yīng)隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高而增大；隨負荷增大而減小。同時還受到燃料性質(zhì)、溫度、空燃比、大氣壓力等因素的影響。

一、點火時刻的控制3、最佳點火提前角及其影響因素：一、點火時刻的控制7汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件84、點火提前角的確定：

實際點火提前角的控制模式因廠而異。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+修正點火提前角一、點火時刻的控制4、點火提前角的確定：一、點火時刻的控制9（1）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60～120。4、點火提前角的確定（1）初始點火提前角：4、點火提前角的確定10

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)氣門位置傳感器怠速觸點閉合、車速低于2km/h時?！?/p>

當(dāng)發(fā)動機ECU內(nèi)后備系統(tǒng)開始工作時。4、點火提前角的確定在下列工況下，發(fā)動機的實際點火提前角就是初始點火11汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件12

（2）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)速和負荷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。4、點火提前角的確定（2）基本點火提前角：4、點火提前角的確定13

4、點火提前角的確定三維點火特性脈譜圖4、點火提前角的確定三維點火特性脈譜圖14

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。(豐田)在空調(diào)工作時為80，在空調(diào)不工作時為40。

正常行駛時的基本點火提前角：

該基本點火提前角由微電腦根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷信號從內(nèi)部存儲器中選出。4、點火提前角的確定基本點火提前角按兩種情況確定：4、點火提前角的15（3）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，即對點火提前角進行必要的修正。修正的項目有多有少，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。4、點火提前角的確定（3）修正點火提前角：4、點火提前角的確定16①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。4、點火提前角的確定①暖機修正：4、點火提前角的確定17

②過熱修正：4、點火提前角的確定

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。

②過熱修正：4、點火提前角的確定18③怠速穩(wěn)定性修正：發(fā)動機怠速運行期間，由于發(fā)動機負荷變化使發(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)。

4、點火提前角的確定

發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于目標轉(zhuǎn)速時，增大點火提前角；反之，則減小。③怠速穩(wěn)定性修正：4、點火提前角的確定發(fā)動機19④空燃比反饋修正：進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)噴油量的變化進行修正。4、點火提前角的確定④空燃比反饋修正：4、點火提前角的確定20

發(fā)動機實際點火提前角是上述三個點火提前角之和。發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圈，ECU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行控制。最大：350-450；最?。?100-00。

4、點火提前角的確定發(fā)動機實際點火提前角是上述三個點火提前角之和。4、21汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件221、通電時間對發(fā)動機工作的影響：

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。

二、初級電路導(dǎo)通時間的控制1、通電時間對發(fā)動機工作的影響：二、初級電路導(dǎo)通時間的控制23

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。1、通電時間對發(fā)動機工作的影響：

初級斷開電流還受蓄電池電壓的影響。當(dāng)次級電壓（即火花塞擊穿電壓）一定時，應(yīng)根據(jù)1、通電24ECU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)通角（閉合角）的大小。2、通電時間的控制方法：ECU首先根據(jù)電源電壓的高低，在存儲器存2、通電時25

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）。3、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26

3、點火線圈的恒流控制：

3、點火線圈的恒流控制：27

當(dāng)點火線圈初級電流增大到某一限定值時，A點的電位使T4的導(dǎo)通電流增大，致使T3的基級電流下降，從而限制了初級電流的繼續(xù)升高。3、點火線圈的恒流控制：當(dāng)點火線圈初級電流增大到某一限定值時，A點的電位使T28

●什么是爆震燃燒？

●爆震燃燒對發(fā)動機性能有何影響？

●如何判別爆震？

●如何控制爆震？三、爆震控制（點火系閉環(huán)控制）三、爆震控制（點火系閉環(huán)控制）29發(fā)動機的爆震燃燒是指火花塞在燃燒室中心跳火，火焰以正常的燃燒速率向四周推進，使處于最后位置上的混合氣（終燃混合氣）在壓縮終點溫度的基礎(chǔ)上進一步受到壓縮、熱輻射作用，終燃混合氣的溫度不斷上升，以致在正常火焰到達之前產(chǎn)生自燃。1、爆震及其影響：發(fā)動機的爆震燃燒是指火花塞在燃燒室中心1、爆震及其影30

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)濟性嚴重惡化，而當(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。因此，利用點火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠有效地控制點火提前角，從而使發(fā)動機工作在爆震的臨界狀態(tài)。

1、爆震及其影響：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)31

檢測發(fā)動機爆震的方法有三種：

◆

檢測發(fā)動機燃燒室壓力；◆檢測發(fā)動機缸體振動；◆檢測燃燒噪聲。

目前，大多數(shù)汽車采用檢測發(fā)動機缸體振動的方法來檢測爆震。2、爆震的判別：檢測發(fā)動機爆震的方法有三種：2、爆震的判別：32功用：

把發(fā)動機缸內(nèi)發(fā)生爆震時引起的缸體振動轉(zhuǎn)換為電信號。該信號輸入ECU后用于控制點火提前角。爆震傳感器：功用：爆震傳感器：33●磁致伸縮式爆震傳感器：（1）結(jié)構(gòu)：爆震傳感器：●磁致伸縮式爆震傳感器：爆震傳感器：34（2）工作原理：

發(fā)動機振動時，通過外殼帶動其內(nèi)部的鐵心振動，鐵心產(chǎn)生位移，使通過感應(yīng)線圈的磁路發(fā)生變化，通過線圈的磁通量也隨之發(fā)生變化，線圈產(chǎn)生感生電動勢，這就是傳感器輸出的電壓信號。該信號與發(fā)動機的振動頻率有關(guān)。當(dāng)發(fā)動機發(fā)生爆震時，發(fā)動機缸體的振動頻率與傳感器固有的振動頻率（7kHz左右）匹配，發(fā)生諧振現(xiàn)象，振動強度最大，鐵心的位移最大，線圈內(nèi)的磁通變化率最大，傳感器輸出最大信號。磁致伸縮式爆震傳感器：（2）工作原理：磁致伸縮式爆震傳感器：35（3）輸出特性：

磁致伸縮式爆震傳感器：（3）輸出特性：磁致伸縮式爆震傳感器：36壓電效應(yīng)：

某些晶體（如石英、壓電陶瓷等）受到壓力或機械振動之后產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。當(dāng)晶體受到外力作用時，在晶體的某兩個表面上就會產(chǎn)生電荷（輸出電壓）；當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電的狀態(tài)。壓電式爆震傳感器：壓電效應(yīng)：壓電式爆震傳感器：37（1）共振型壓電式爆震傳感器：結(jié)構(gòu)：壓電式爆震傳感器：（1）共振型壓電式爆震傳感器：壓電式爆震傳感器：38工作原理：

壓電元件緊貼在振蕩片上，振蕩片緊固在傳感器基座上。當(dāng)固定在缸體上的爆震傳感器隨發(fā)動機振動時，通過基座帶動振蕩片振蕩。振蕩片壓迫壓電元件，使壓電元件產(chǎn)生電壓信號。當(dāng)發(fā)動機爆震時產(chǎn)生的頻率與振蕩片的固有頻率相同時，振蕩片就發(fā)生共振。壓電元件受到的力最大，此時壓電元件產(chǎn)生的電壓信號也達到最大值。壓電式爆震傳感器：工作原理：壓電式爆震傳感器：39輸出特性：

壓電式爆震傳感器：輸出特性：壓電式爆震傳感器：40共振型壓電式爆震傳感器特點：

輸出的信號電壓高，不需要專門的濾波器，信號處理比較方便。但由于其傳感器的共振頻率必須與發(fā)動機燃燒時的爆震頻率匹配（即兩者能夠產(chǎn)生共振），因此只能用于指定型號的發(fā)動機（因為各種發(fā)動機有自已特定的共振頻率），互換性差。

三、爆震控制（點火系閉環(huán)控制）共振型壓電式爆震傳感器特點：三、爆震控制（點火系閉環(huán)41（2）非共振型壓電式爆震傳感器：結(jié)構(gòu)：壓電式爆震傳感器：（2）非共振型壓電式爆震傳感器：壓電式爆震傳感器：42工作原理：

當(dāng)發(fā)動機振動時，慣性配重會因振動而產(chǎn)生加速度。加速度產(chǎn)生的慣性力作用在壓電陶瓷元件上，使壓電陶瓷元件產(chǎn)生電壓信號。發(fā)動機發(fā)生爆震時，振動幅度大，產(chǎn)生的加速度也大，因此壓電陶瓷元件受到的作用力也大，壓電陶瓷元件輸出的電壓信號就大。壓電式爆震傳感器：工作原理：壓電式爆震傳感器：43輸出特性：

壓電式爆震傳感器：輸出特性：壓電式爆震傳感器：44非共振型壓電式爆震傳感器的特點：

輸出的信號電壓小、平緩，必須將輸出信號輸送至帶通濾波器中，判斷爆震是否發(fā)生。帶通濾波器一般由線圈和電容器組成，它只允許特定頻帶的信號通過，對其它頻帶的信號進行衰減。這種傳感器適應(yīng)范圍廣，當(dāng)用在不同類型的發(fā)動機上時，只需對帶通濾波器的過濾頻率進行調(diào)整即可，無需更換傳感器。

壓電式爆震傳感器：非共振型壓電式爆震傳感器的特點：壓電式爆震傳感器：45（3）共振型與非共振型輸出電壓波形比較：

壓電式爆震傳感器：（3）共振型與非共振型輸出電壓波形比較：壓電46比較：

兩種傳感器的輸出信號都是隨發(fā)動機的振動頻率而變化的電壓信號，信號的頻率都與發(fā)動機振動頻率一致，其電壓幅值與振動頻率有關(guān)。共振型，其輸出的信號電壓在發(fā)動機發(fā)生爆震時最大；非共振型，其輸出的信號電壓在發(fā)動機爆震時無顯著增加，只能依靠帶通濾波器檢查傳感器輸出信號中有無爆震頻率段來判斷是否發(fā)生了爆震。壓電式爆震傳感器：比較：壓電式爆震傳感器：47傳統(tǒng)的斷電器點火系統(tǒng)

1、高壓是怎么產(chǎn)生的

(1)自感原理

傳統(tǒng)的斷電器點火系統(tǒng)1、高壓是怎么產(chǎn)生的(1)自感原理48

(2)互感原理

(2)互感原理492、傳統(tǒng)斷電器點火系的工作原理

2、傳統(tǒng)斷電器點火系的工作原理50汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件51汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件52汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件53汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件54汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件55汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件56汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件57汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件58汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件59汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件60汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件61汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件62汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件63汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件64汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件65第二節(jié)電控點火系的組成與工作原理有分電器無分電器電控點火系統(tǒng)的類型：第二節(jié)電控點火系的組成與工作原理有分電器無分電器電控點火66

一、有分電器點火系統(tǒng)豐田4A-GE發(fā)動機TCCS點火系統(tǒng)

一、有分電器點火系統(tǒng)豐田4A-GE發(fā)動機TCCS點火系統(tǒng)67為了產(chǎn)生穩(wěn)定的二次測電壓和保證系統(tǒng)的可靠工作，在點火器中設(shè)有閉合角控制電路和點火確認信號（IGf）安全保護電路。當(dāng)ECU向點火器發(fā)出8～11個點火正時信號（IGt）后，ECU還沒有接收到IGf信號，則ECU將會進入失效-安全模式，切斷噴油，防止催化轉(zhuǎn)換器過熱。為了產(chǎn)生穩(wěn)定的二次測電壓和保證系統(tǒng)的可靠工作，在點火器中設(shè)有68二、無分電器點火系統(tǒng)

分為三種類型獨立點火方式同步點火方式二極管配電點火方式二、無分電器點火系統(tǒng)分為三種類型獨立點火方式同步點火方式二691、獨立點火

★一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。1、獨立點火706個點火線圈共用一個點火器6個點火線圈共用一個點火器71豐田1MZ-FE電控獨立點火系統(tǒng)

豐田1MZ-FE電控獨立點火系統(tǒng)72豐田1MZ-FE獨立點火系統(tǒng)中點火器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

豐田1MZ-FE獨立點火系統(tǒng)中點火器內(nèi)部結(jié)構(gòu)73一個點火線圈一個點火器一個點火線圈一個點火器74汽油機電控點火系統(tǒng)ppt課件752、同時點火方式

豐田7M-GTE發(fā)動機同時點火系統(tǒng)

2、同時點火方式豐田7M-GTE發(fā)動機同時點火系統(tǒng)76

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)決定接通哪條初級電路。IGdA為0、IGdB為1——VT1導(dǎo)通，1缸或6缸點火。IGdA為1、IGdB為0——VT2導(dǎo)通，2缸或5缸點火。IGdA為0、IGdB為0——VT3導(dǎo)通，3缸或4缸點火。IGdA、IGdB信號是根據(jù)G1、G2和Ne信號向點77同步點火高壓線路中串接二極管的作用同步點火高壓線路中串接二極管的作用783.二極管配電點火方式3.二極管配電點火方式79作業(yè)：1．說明獨立點火和同時點火的區(qū)別？作業(yè)：1．說明獨立點火和同時點火的區(qū)別？80

電控點火系統(tǒng)主要元件的構(gòu)造與檢修●點火器●點火線圈●分電器●點火控制電路

第三節(jié)電控點火系統(tǒng)811、功用：

根據(jù)ECU輸入的指令，按點火順序控制各個點火線圈工作，同時向ECU輸送點火確認信號IGF。

一、點火器1、功用：一、點火器822、構(gòu)造：

各種發(fā)動機的點火器內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一樣。有的只有大功率三極管，單純起開關(guān)作用（奧迪200、日產(chǎn)公司ECCS系統(tǒng)）；有的除起開關(guān)作用外，還有氣缸判別、閉合角控制、恒流控制