第四章汽油机点火控制解析
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5、起动后基本点火提前角的确定
(1)怠速运转 ECU根据节气门位置传感器信 号(IDL信号)、发动机转速 传感器信号(Ne信号)和空 调开关信号(A/C信号)确定 基本点火提前角。图4-8 (P96)
基本点火提前角
(2)正常行驶
ECU根据发动机的转速和负荷 (单位转数的进气量或基本 喷油量)确定基本点火提前 角。采用查表法确定,图4-7 (P96)。
现代点火线圈初级电路的通电时间由ECU控制,根据发 动机的转速信号和电源电压信号确定最佳的闭合角(通电 时间),并控制点火器输出指令信号(IGt信号),以控 制点火器中晶体管的导通时间。
2、点火线圈的恒流控制
为了防止初级电流过大烧坏点火线圈,在部分电控点火 系统的点火控制电路中增加了恒流控制电路。
恒流的基本方法:在点火器功率晶体管的输出回路中 增设一个电流检测电阻,用电流在该电阻上形成的电压降 反馈控制晶体管的基极电流,只要这种反馈为负反馈,就 可使晶体管的集电极电流稳定,从而实现恒流控制。
电控点火数据图
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6、点火提前角的修正
不同的发动机控制系统中,对点火提前角的修正项目和修正 方法也不同。修正方法有修正系数法和修正点火提前角法两 种 。 部分负荷工况根据冷却水温、进气温度和节气门位置等信 号修正。 满负荷工况要特别小心控制点火提前角,以免产生爆震。 主要修正项目: 水温修正;
二极管配电点火方式;
点火线圈分配式。
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(1)二极管配电点火方式
特点:四个气缸共用一个点火线圈。 发动机气缸数必须是4的整数倍,点火顺序为1-3-4-2。 工作原理:当ECU接收到曲轴位置传感器相应信号时,向点火 控制器发出点火信号,点火控制器的控制回路使VT1切断,一 次线圈的上半部电流被切断,在二次线圈中感应出上 “+” 下 “-” 的高电压,经1缸和4缸火花塞构成回路,两个火花 跳火,此时 1缸接近压 塞均 缩终了,混合气被点 燃,而4缸正在排气, 火花塞点空火。 曲轴转过180°后, 则VT2截止,3缸点火, 2缸火花塞点空火。
A:不点火 C:点火适当
B:点火过早 D:点火过迟
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2、最佳点火提前角的影响因素
最佳点火提前角与下述因素有关: 发动机转速:转速升高,点火提前角增大。 发动机负荷:歧管压力高(真空度小、负荷大),点火提 前角小,反之点火提前角大。
燃料性质:汽油辛烷值越高,抗爆性越好,点火提前角可 增大。
起动点火控制
初始点火提前角 初始点火提前角
预热修正 过热修正 怠速稳定修正 爆燃修正 其他修正等
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点火正时控制
起动后点火控制
基本点火提前角 修正点火提前角
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4、起动时点火提前角的控制
发动机起动过程中,进气管绝对压力传感器信号或空气 流量计信号不稳定,ECU无法正确计算点火提前角,一般将点 火时刻固定在设定的初始点火提前角,通常为10°左右。 控制信号:发动机转速信号(Ne信号)和起动开关信号(STA 信号)。
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(2)点火线圈分配式
点火线圈分配式无分电器点火系统是将来自点火线圈
的高压电直接分配给火花塞,有同时点火和单独点火两种
形式。
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1)同时点火方式
特点:点火线圈的个数等于气缸数的一半。 当两同步缸同时到达上止点时,火花塞跳火,其中一缸接近压缩行程上 止点,为有效点火;另一缸接近排气行程上止点,为无效点火。
(注意:空调或动力转向的引入会引起转速的不稳定。)
怠速稳定修正控制信号:发动机转速信号(Ne信号)、节气门位 置传感器信号(IDL信号)、车速传感器信号(SPD信号)、空调 开关信号(A/C信号)
修正值 空调断开 空调接通
与怠速目标转速的差值
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(3)空燃比反馈修正
由于空燃比反馈控制系统,是根据氧传感器的反馈信号调 整喷油量的多少来达到最佳空燃比控制的,所以这种喷油量 的变化必然带来发动机转速的变化。为了稳定发动机转速, 点火提前角需根据喷油量的变化进行修正。
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点火线圈的次级电压是和初级电路断开时的初级电流成正 比。通电时间短时,初级电流小,会使感应的次级电压偏低, 容易造成失火。初级电流大,对点火有利;但通电时间过长, 会使点火线圈发热,甚至烧坏,还会使能耗增大。因此要控制 一个最佳通电时间。
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(2)通电时间的控制方法
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二、电控点火系统分类
1、有分电器式点火系 ECU根据各输入信号,确定点火时刻,并将点火正时信 号IGt送至点火器,当IGt 信号变为低电平时,点火线圈一 次侧被切断,二次线圈中感应出高压电,再由分电器送至相 应缸火花塞点火。
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1、有分电器电控点火系统
主要特点:只有1个点火线圈。
第二节 点火提前角和闭合角的控制
点火提前角的控制可分为开环控制和闭环控制两种 1)开环控制的基本点火提前角是靠预先在台架上用实验 方法测得的数据来确定的。这些数据存入ECU的只读存储器ROM 中,工作时,ECU根据发动机的工况来选择调取。 2)闭环控制方式是根据发动机实际运行结果的反馈信息 来控制点火提前角的,所以闭环控制又称为反馈控制。通常, 闭环控制方式是利用爆震传感器反馈爆震信号来控制点火提前 角的。 目前广泛应用的电控点火系统,是在开环控制方式的基础 上再配以闭环控制方式的混合控制方式。
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ECU主要输入信号:凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计、冷却液温度 传感器、节气门位置传感器、起动开关、空调开关、车速传感器。
点火 点火 器 线圈 ECU 火 花 塞 分电器2、无分电器电控点火系统
特点:用电子控制装置取代了分电器,利用电子分火控制技术将点火线圈产 生的高压电直接送给火花塞进行点火,点火线圈的数量比有分电器电控点 火系统多。 优缺点:分火性能较好,但其结构和控制电路复杂。 分类:根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同,分为:
其他因素:燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压 力、冷却水温度。 采用电控点火(ESA)系统,可以使发动机的实际点火提前 角接近于理想的点火提前角。
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3、点火提前角的确定方法
起动时 初始点火提前角
基本点火提前角 起动后
修正点火提前角
实际点火提前角
点火提前角常用的计算方法: 实际点火提前角=初始点火 提前角+基本点火提前角+ 修正点火提前角
喷油量
点火提前角
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(4)最大和最小提前角的控制 微处理器计算的点火提前角必须控制在 一定范围 内,否则发动机很难正常运转。一般地,最大提前角 为35~45º ,最小提前角为-10~0º 。
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二、闭合角的控制
闭合角控制电路的作用是:根据发动机转速和蓄电池电
←推迟 提前→
冷却液温度/℃
暖机修正
IDL通
IDL断 20 40 60 80 100 120
过热修正控制信号:冷却液温度传感器 信号、节气门位置传感器信号(IDL信 号)
冷却液温度/℃
过热修正
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(2)怠速稳定修正
ECU根据实际转速与目标转速的差值来修正点火提前角,低于目 标转速,应增大点火提前角,反之,推迟点火提前角。
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第三节 发动机爆燃的控制 1、发动机爆燃的概念 汽车发动机利用电火花将混合气点燃,并以 火焰传播方式使混合气燃烧。如果在传播过程中, 火焰还未到达时,局部地区混合气自行着火燃烧, 使气流运动速度加快,缸内压力、温度迅速增加, 这种现象称为爆燃。
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怠速稳定修正;
空燃比反馈修正。
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提前角
-40 -20 0 20 40 60 80
(1)水温修正
水温修正又可分为暖机修正和过热修正。 暖机修正:暖机过程中,随冷却水温的 提高,点火提前角应适当减小。 暖机修正控制信号:冷却液温度传感器 信号、进气管绝对压力传感器信号或空 气流量计信号、节气门位置传感器信号 (IDL信号) 过热修正:节气门位置传感器(IDL信 号)触点断开时,若冷却液温度过高, 点火提前角应减小,以免产生爆燃。节 气门位置传感器(IDL信号)触点闭合 时,若冷却液温度过高,点火提前角应 适当增大,以免发动机长时间过热。
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第四章
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传统的点火系统,其点火时刻的调整是依 靠机械离心式调节装置和真空式调节装置完成 的,由于机械的滞后、磨损及装置本身的局限 性,故不能保证点火时刻在最佳值。而用ECU控 制的点火系统,则可方便地解决以上问题。因 为用微机可考虑更多的对点火提前角影响的因 素,使发动机在各种工况下均能达到最佳点火 时刻,从而提高发动机的动力性和经济性,并 可改善排放指标。
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点火系统的类型
汽油机点火系统可分为以下两种类型: 传统点火系统:又分为: 磁电机点火系统; 蓄电池点火系统。缺点:高速易断火,不适合高速发动 机;断电器触点易烧蚀,工作可靠性差;点火能量低, 点火可靠性差。 微机控制的点火系统:即电控点火系统。采用计算机根据 各传感器信号对点火提前角进行控制。 有分电器式 无分电器式