《汽車發(fā)動機電控技術(shù)》第四章汽油機電子控制點火系統(tǒng)

汽車發(fā)動機電控技術(shù)第4章汽油機電子控制點火系統(tǒng)1/4/2024第4章汽油機電子控制點火系統(tǒng)教學目的了解汽車電子控制點火系統(tǒng)的組成與任務原理；掌握點火控制系統(tǒng)中的曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆燃傳感器的類型、任務原理及其檢測；掌握無分電器式點火系統(tǒng)的組成；掌握點火提早角和點火線圈初級線圈通電時間的控制原理；掌握典型點火電路的分析。1/4/2024教學內(nèi)容教學重點系統(tǒng)的組成與任務原理；重要傳感器的任務原理及控制；分電器式點火系統(tǒng)的組成及控制；點火提早角和點火線圈初級線圈通電時間控制原理。電控點火系統(tǒng)的組成與任務原理；點火系統(tǒng)中的重要傳感器；點火系統(tǒng)的火花；典型點火電路分析；點火提早角的控制；點火線圈初級通電時間控制；電控點火系統(tǒng)的缺點案例。1/4/2024教學難點曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆燃傳感器的檢測方法；相關(guān)電路分析。教學方法講授、課件教學時數(shù)14學時1/4/20244.1電控點火系統(tǒng)的組成與任務原理4.1.1電子控制點火系統(tǒng)的類型有分電器式的電子控制點火系統(tǒng)特點：由于依然有機械安裝，因此發(fā)動機在一些工況下仍存在缺陷，無法保證在各種工況下點火提早角均處于最正確。此外，由于分電器在任務運轉(zhuǎn)過程中有磨損的情況，所以也無法保證點火提早角的穩(wěn)定與準確性。無分電器式的電子控制點火系統(tǒng)特點：不存在機械磨損，因此不存在各間隙間跳火的能量損失及由于機械的不確定性對點火的干擾；無分電器也使得發(fā)動機上的構(gòu)件在布置上更方便與合理，方便檢測與維修；外界的人為要素不能改動點火時辰，取消了在維修作業(yè)中的失誤情況，比如在安裝的時候，由于裝配不到位而使點火時辰不正確的景象等。1/4/20244.1.2電子控制點火系統(tǒng)的組成1-傳感器2-電子控制單元ECU3-執(zhí)行器1/4/20244.1.3電子控制點火系統(tǒng)的任務原理1/4/20244.2點火系統(tǒng)中的重要傳感器4.2.1曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器磁感應式曲軸位置傳感器構(gòu)造

a)安裝在飛輪附近的曲輪位置傳感器b)安裝在曲軸前端的曲軸位置傳感器1-曲軸信號輪2-曲軸位置傳感器3-信號輪上的檢測孔1/4/2024磁感應式曲軸位置傳感器任務原理1-轉(zhuǎn)速輪2-傳感器線圈3-永久磁鐵1/4/2024霍爾式曲軸位置傳感器

霍爾效應通有電流導體垂直于磁感線放入磁場中時，在導體橫向側(cè)面上就會產(chǎn)生一個垂直于電流方向和磁場的電壓UH，UH與經(jīng)過導體的電流和磁感應強度B成正比，當取消磁場時電壓UH立刻消逝。這種景象被稱為霍爾效應，UH被稱為霍爾電壓。1/4/2024霍爾式傳感器的根本構(gòu)造與任務原理

1/4/2024采用觸發(fā)葉片的霍爾式曲軸位置傳感器1/4/2024霍爾曲軸位置傳感器的檢測電源電壓檢測輸出信號檢測其它檢測

1/4/2024霍爾曲軸位置傳感器的檢測電源電壓檢測拔下傳感器插頭，翻開點火開關(guān)，檢查插頭上電源端子與接地之間的電壓，應為8V或12V(視車型而異)。假設無電壓，那么應檢查傳感器與ECU之間的線路及ECU上相應端子的電壓；假設ECU相應端子有電壓，那么為傳感器到ECU之間線路斷路，否那么為ECU缺點。如北京切諾基就采用過這種類型的曲軸位置傳感器,其電源輸入傳感器的電壓在1996年前車型為8V，1996年以后的車型變?yōu)?V。1/4/2024輸出信號檢測將傳感器插頭插回，起動發(fā)動機，丈量傳感器輸出端子信號的輸出電壓值，其值應在3～6V之間。假設不符，那么為傳感器缺點。如北京切諾基輸出信號是矩形脈沖信號，高電位為5V，低電位為0.3V。其它檢測A、B兩端子間傳感器電阻應為∞，傳感器空氣隙應符合要求。1/4/2024光電式曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器日產(chǎn)公司光電式曲軸位置傳感器

1/4/2024電式信號發(fā)生器的作用原理1/4/2024現(xiàn)代索娜塔汽車用光電式曲軸位置傳感器

1/4/2024索娜塔光電式曲軸位置傳感器的檢測線束檢查輸出信號檢測1/4/2024線束檢查檢查時，脫開曲軸位置傳感器的導線銜接器，把點火開關(guān)置于“ON〞，用萬用表的電壓檔丈量線束側(cè)4號端子與接地間的電壓應為12V，線束側(cè)2號端子和3號端子與接地間電壓應為4.8～5.2V，用萬用表的電阻檔丈量線束側(cè)1號端子與接地間應為導通0Ω。輸出信號檢測用萬用表電壓檔接在傳感器側(cè)3號端子和l號端子上，在起動發(fā)動機時，電壓應為0.2～1.2V。在起動發(fā)動機后的怠速運轉(zhuǎn)期間，用萬用表電壓檔檢測2號端子和l號端子電壓應為1.8～2.5V。否那么應改換曲軸位置傳感器。

1/4/20244.2.2爆燃與爆燃傳感器爆燃爆燃是汽油機運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的一種最有害的缺點景象，是在火花塞點燃汽缸內(nèi)的可燃混合氣之前的自燃。產(chǎn)生的緣由積碳聚集過多；發(fā)動機過熱；燃油運用不當。

1/4/2024控制從最正確點火提早角控制原理中可知，為了最大限制地發(fā)揚汽油機的功率，應把點火提早角控制在接近臨界爆燃點，同時又不能使發(fā)動機發(fā)生爆燃的邊緣。1/4/2024爆燃控制系統(tǒng)1－爆燃傳感器2－ECU3－其它傳感器4－點火控制器5－分電器6－火花塞1/4/2024爆燃傳感器壓電式爆燃傳感器

磁致伸縮式爆燃傳感器1/4/2024爆燃傳感器的檢測電阻檢測電壓檢測示波器檢測桑塔納2000GLiAFE與2000GSiAJR發(fā)動機爆燃傳感器端子及其與ECU的銜接電路。1/4/2024電阻檢測〔1〕檢測傳感器電阻斷開點火開關(guān)，拔下傳感器線束插頭，傳感器端子1與2、1與3、2與3之間電阻均應大于1MΩ?！?〕檢測線束電阻斷開點火開關(guān)，拔下傳感器線束插頭和ECU線束插頭，兩插頭各端子間導線電阻均應小于0.5Ω。1/4/2024電壓檢測當人為敲擊傳感器外表時，在端子1和2之間將有信號產(chǎn)生，直接反映在萬用表上是有電壓出現(xiàn)，時高時低，可運用萬用表的2V檔進展單體的檢測。示波器檢測當振動或敲缸發(fā)生時，有圖中的波形產(chǎn)生。敲缸或振動越大，波形峰值就越大。當高過一定值時，闡明發(fā)動機出現(xiàn)了爆燃。爆燃傳感器通常設計成丈量5～15kHz范圍的頻率。1/4/20244.3無分電器式點火系統(tǒng)組成1/4/2024無分電器式點火系統(tǒng)的同時點火1/4/2024無分電器式點火系統(tǒng)的獨立點火1-ECU2-點火控制器3-點火線圈4-火花塞1/4/2024雙火花塞點火方式1－曲軸位置傳感器2－左側(cè)火花塞3－右點火線圈4－點火模塊5－左點火線圈1/4/2024雙火花塞點火系統(tǒng)電流方向同一汽缸內(nèi)兩火花塞的極性1/4/2024功率晶體管導通時的電動勢與高壓二極管的作用1/4/20244.4典型點火電路分析分電器式ECU根據(jù)傳感器輸入來的各個信號，確定點火時間〔點火提早角〕，同時將點火正時信號送至點火控制器，當點火正時信號變?yōu)榈碗娖匠?，點火線圈初級電流被切斷，次級線圈中感應出高壓電，由分電器送至相應要任務的汽缸火花塞產(chǎn)生電火花。1/4/2024皇冠3.0L2JZ－GE發(fā)動機點火電路1/4/2024無分電器式IGdA與IGdB信號關(guān)系IGdA與IGdB信號關(guān)系確定的各缸點火情況同時點火方式電子控制點火系統(tǒng)1/4/2024無分電器獨立點火控制點火系統(tǒng)1/4/2024電路元件的檢測點火線圈的檢測點火器的檢測高壓線檢測火花塞檢測

1/4/2024點火線圈的檢測拔下點火線圈線束銜接器，用萬用表歐姆檔檢測點火線圈各線圈的電阻值，其冷熱態(tài)的數(shù)值應符合維修手冊中的規(guī)定，如不符合，必需改換點火線圈。點火器的檢測(皇冠3.0L2JZ－GE發(fā)動機點火電路)起動發(fā)動機，用萬用表電壓檔或示波器檢查點火器端子間的電壓，其電壓值應符合：①在+B與接地間為9～14V，②IGt、IGf與接地之間有電壓脈沖。如不符合，那么必需檢查相關(guān)線路或改換點火控制器直至檢查ECU。高壓線檢測經(jīng)過丈量高壓線的電阻值來判別高壓線能否良好，其最大電阻值普通為25kΩ，留意，有些發(fā)動機上，不同缸的高壓線電阻值是不相等的，詳細數(shù)值要查閱相關(guān)的維修手冊。不符合規(guī)定時，應改換高壓線?；鸹ㄈ麢z測用萬用表歐姆檔丈量火花塞絕緣體電阻，其絕緣體電阻值應大于10MΩ，否那么不能繼續(xù)運用，同時也要監(jiān)測汽車的行駛里程。1/4/20244.5點火提早角的控制影響點火提早角的主要要素發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機負荷辛烷值點火提早角的控制初始點火提早角根本點火提早角修正點火提早角

最正確點火提早角=初始點火提早角+根本點火提早角+修正點火提早角1/4/2024影響點火提早角的主要要素發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高后，在給定的時間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過的角度會更大，而熄滅速度在相對低的轉(zhuǎn)速下是不會跟隨變化的，假設想使熄滅在上止點后(ATDC)10°～15°左右完成，那么必需使點火時辰提早。如發(fā)動機在850r／min的怠速時，點火提早角為6°～12°，而轉(zhuǎn)速添加到4000r／min時，點火提早角增大到28°。但當轉(zhuǎn)速繼續(xù)添加時，由于混合氣壓力與溫度的提高及進氣擾流的加強，會使熄滅速度加快，為防止發(fā)生爆燃，最正確點火提早角的添加速度就要適當減慢。1/4/2024發(fā)動機負荷在輕載和節(jié)氣門部分開度時，進氣管內(nèi)的真空度較高，吸進進氣管和汽缸內(nèi)的空燃混合氣的數(shù)量少。這些稀薄的混合氣在緊縮終了的壓力較低，熄滅速度較慢，為了在上止點后(ATDC)10°～15°左右完成熄滅，點火時辰必需提早。在大負荷時，節(jié)氣門全開，大量的空燃混合氣被吸入汽缸，并且進氣管的真空度低，這就會導致熄滅壓力增高，熄滅速度加快。在這樣的情況下，必需推遲點火提早角，以防止氣體在上止點后(ATDC)10°～15°以前全部熄滅終了。1/4/2024辛烷值汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，點火提早角可適當增大；辛烷值越低，抗爆性越差，點火提早角那么應相應減小，否那么容易產(chǎn)生爆燃。

1/4/2024點火提早角的控制初始點火提早角點火提早角確實定是很復雜的，需求經(jīng)過大量的反復實驗，不同的發(fā)動機，初始點火提早角大小是不同的。普通來講，為了控制點火正時，電子控制單元〔ECU〕根據(jù)上止點位置來確定點火提早角。在一些電子控制點火系統(tǒng)中，有些發(fā)動機電控單元把G1或G2信號后第一個Ne信號過零點定為緊縮行程上止點前10°，并以這個角度作為點火正時計算的基準點，稱之為初始點火提早角。1/4/2024根本點火提早角發(fā)動機處于怠速工況時，電控單元根據(jù)節(jié)氣門位置信號(怠速觸點閉合信號)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號Ne及空調(diào)開關(guān)信號共同來確定根本點火提早角。發(fā)動機處于非怠速工況時，電控單元根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置及空氣流量傳感器信號，從ECU儲存器中的點火特性三維脈譜圖中查出相應的根本點火提早角，見圖4－52所示,去控制點火的時辰。1/4/2024修正點火提早角暖機修正怠速穩(wěn)定性修正空燃比反響修正過熱修正爆燃修正留意發(fā)動機的修正點火提早角不是沒有限制的，最大和最小點火提早角的普通范圍是：最大點火提早角35°～45°，最小點火提早角-10°～0°。1/4/2024修正點火提早角暖機修正發(fā)動機冷機起動后，冷卻液溫度較低且汽油霧化不良，此時應增大點火提早角。在暖機過程中，隨冷卻液溫度的升高，點火提早角修正值逐漸減小。修正值的變化規(guī)律及大小隨發(fā)動機暖機修正的主要控制信號如：冷卻液溫度信號、空氣流量信號、節(jié)氣門位置信號等有關(guān)。1/4/2024怠速穩(wěn)定性修正發(fā)動機在怠速工況運轉(zhuǎn)時，由于負荷變化使發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，電控單元要調(diào)整點火提早角，使發(fā)動機在規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速內(nèi)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。發(fā)動機處于怠速工況時，電控單元不斷地計算發(fā)動機的平均轉(zhuǎn)速，當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速時，電控單元根據(jù)實踐轉(zhuǎn)速與目的轉(zhuǎn)速差值的大小相應地增大點火提早角；當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于目的轉(zhuǎn)速時，那么減小點火提早角。調(diào)理范圍普通在±20r/min。怠速穩(wěn)定性修正的控制信號主要有：發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、節(jié)氣門位置信號、車速信號和空調(diào)信號等。1/4/2024空燃比反響修正如今的發(fā)動機都裝有氧傳感器，ECU根據(jù)氧傳感器的反響出來的電信號對空燃比進展修正。隨著修正噴油量的添加或減少，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)動搖。為了提高怠速的穩(wěn)定性，在反響修正油量減少時，點火提早角會適當?shù)靥砑?。空燃比反響修正的控制信號主要有：氧傳感器信號、?jié)氣門位置信號、冷卻液溫度信號、車速信號等。

1/4/2024過熱修正發(fā)動機處于正常運轉(zhuǎn)工況時(怠速觸點斷開)，假設冷卻液溫度過高，很能夠呵斥發(fā)動機爆燃，此時應將點火提早角適當推遲。而在發(fā)動機處于怠速工況時(怠速觸點閉合)，假設冷卻液溫度過高，為了防止發(fā)動機長時間過熱，應將點火提早角增大〔提高發(fā)動機的轉(zhuǎn)速〕。過熱時修正的主要控制信號有：冷卻液溫度信號、節(jié)氣門位置信號等。

1/4/20244.6點火線圈初級線圈通電時間控制點火線圈初級線圈通電時間控制也就通常所說的閉合角控制或簡稱為通電時間控制。閉合角在點火線圈的初級線圈通電時，對應曲軸所轉(zhuǎn)過的角度。普通在傳統(tǒng)點火系統(tǒng)中將此處的控制稱為閉合角控制，而在微機控制點火系統(tǒng)中多以初級線圈通電時間的控制來稱謂。1/4/20244.7電控點火系統(tǒng)的缺點案例4.7.1高壓無火不能起動的缺點皇冠3.0轎車不能起動且無高壓火4.7.2無法起動的點火系統(tǒng)的缺點廣州本田雅閣轎車無法起動上海桑塔納GLi轎車無法起動豐田ES300轎車不能正常起動

1/4/2024本章小結(jié)電子控制點火系統(tǒng)是當前比較先進的點火系統(tǒng)，可以對點火進展全過程控制，包括初級線圈的通電時間控