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第三章发动机点火控制系统及其他控制系统1
出高压, 火花塞 再由分电器送至
相应缸的火花塞
产生电火花。
恒压电路
微处 理器
带点火 线圈的 点火器
驱 动 电 路
IGF电路
点火线圈初级电流被 切断时,
触发ICF信号发生电 路输出一个点火确认
信号IGF并反馈给ECU。
如果点火控制器中的
三极管不能导通和截 止,
火花塞 则ECU中的微处理器
接受不到反馈信号 IGF,
思考提问
1.电子控制有分电器点火系统的工作 原理?
2.电子控制有分电器点火系统的基本 组成?
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: 双缸同时点火方式; 独立点火方式; 二极管配电点火方式。
主要修正项目:
水温修正; 怠速稳定修正; 空燃比反馈修正。
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:
冷却液温度过高时,点火提前角应适当 增大。
(点火正时信号IGT和点火反馈信号IGF)
六缸发动机 在某工况下, 发动机的转速 为2000r/min, ECU计算出 最佳点火提 前角为上止 点前30°曲 轴转角, 初级线圈所需 通电时间为5ms (相当于 曲轴转角60°) 。
六缸发动机在某工况下,发动机的转速为2000r/min, ECU计算出最佳点火提前角为上止点前30°曲轴转角, 初级线圈所需通电时间为5ms(相当于曲轴转角60°) 。 Ne信号1°(1°信号)转换成方波的上止点G信号(即120 °信号) 上升沿在压缩上止点前70°,方波信号的宽度为4 °曲轴转角。
为防止进气行程的汽缸 引起回火,使发动机无法正 常运转,在点火线圈的次级 绕组中串联一个高压二级 管。 当功率管导通时,产生的 感应电动势反向加在高压 二极管上,由于二极管的反 向截止功能, 1000V的高压电就无法使 火花塞跳火。 当功率控制三极管截止 时,次级绕组产生的高压电 与前相反, 二级管导通,使火花塞顺 利跳火。
主要内容:
点火提前角 的控制
通电时间的 控制
爆燃的控制
点火提前角对发动机性能的影响 最佳点火提前角确定依据 控制点火提前角的基本方法 起动时点火提前角的控制 起动后基本点火提前角的确定 点火提前角的修正
点火提前角是从火花塞发出电 火花,到该缸活塞运行至压缩 上止点时曲轴转过的角度。 当汽油机保持节气门开度、转 速以及混合气浓度一定时,汽 油机功率和耗油率随点火提前 角的改变而变化。对应于发动 机每一工况都存在一个最佳点 火提前角。 适当点火提前角,可使发动机 每循环所做的机械功最多( 曲 线阴影部分)
传感器
ECU
点火器
点火线圈
火花塞
两个汽缸共用一个点 火线圈 次级绕组的两端分别 与两个汽缸上的火花 塞相连接, 一个点火线圈上有两 个火花塞串联。
当产生高压电时,对两个火花塞同时点火。 当一个汽缸处于压缩行程准备点火阶段时,另一个汽缸却处于排气行程, 对于压缩行程的汽缸,由于汽缸压力较高,放电困难,所需击穿电压较高. 对于排气行程的汽缸,压力接近大气压,放电容易,所需的击穿电压低,很容易击穿 当两汽缸的火花塞同时跳火时,其阻抗几乎都在压缩行程的火花塞上,承受绝大部 分电压降,而在排气行程的火花塞上的电能损失也很小,对正常点火影响不大.
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)
提前角
←推迟 提前→
-40 -20 0 20 40 60 80
冷Hale Waihona Puke 液温度/℃暖机修正IDL通
IDL断
20 40 60 80 100 120
冷却液温度/℃
过热修正
ECU根据实际转速与目标转速的差来修正点火提前角, 低于目标转速,应增大点火提前角,反之,推迟点火提前角。 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)
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。
传感器
同时点火方式影片
ECU
点火器
点火线圈
火花塞
同时点火方式FLASH动画
(1)工作原理: ➢双缸同时点火系统是指两个汽缸共用一个点火线圈, ➢其次级绕组的两端分别与两个汽缸上的火花塞相连接, ➢一个点火线圈上有两个火花塞串联。
功能:根据ECU的指令,控制点火线圈初级电路的通电或 断电,并在完成点火后向ECU输送点火确认信号。 检测:用万用表或示波器检查发动机ECU相应端子间电压。
(3)点火控制器:
辨别点火汽缸、实现点火线圈初级电路的接通和切断, 向ECU反馈点火控制器工作状态; 反馈功能主要向ECU提供火花塞是否正常点火信号。 ECU在每次发出点火正时指令后,通过IGF信号进行检测。 当连续三次没有反馈信号时, ECU认为点火系统有故障并自动停止喷油。 P103图3.5
速和负荷信号,
驱
动
查阅内部存储器
电 路
中的最佳控制参数
IGF电路
,从而获得这一工
况下的最佳点火提
火花塞 前角和点火线圈初
级电路通电时间,
将其转换成点火 正时指令(IGT)
送至电火控制器 (模块)。
恒压电路
微处 理器
带点火 线圈的 点火器
当点火正时指令 变为低电平时,
驱 动 电 路
IGF电路
点火线圈初级电 流被切断, 次级线圈中感应
表明点火系统发生故 障,
ECU立即中止燃油喷 射。
电控点火系统的分电器与传统的区别:
1)取消了断电器等装置, 不再承担初级点火线圈通断控制任务, 仅起到对高压电的分配作用。 2)分电器内装凸轮轴位置传感器, 为ECU提供凸轮轴位置和上止点信号, 3)有的车型将点火线圈和点火控制器全集成 在一个分电器内。
初始点火提前角 基本点火提前角 修正点火提前角
预热修正 过热修正 怠速稳定修正 爆燃修正 其他修正等
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。
控制信号:发动机转速信号(Ne信号)和起动开 关信号(STA信号)。
并发出辨缸指令 (IGGDDAA) 和 (IGGDBB) 。
输出的辨缸指令 IGD A IGDB 与点火气缸的约定关系
IGD
状态
A
IGDB 状态
点火线圈
点火汽缸
低电平0 高电平1
1#
1、6缸
低电平 低电平
2#
2、5缸
高电平1 低电平0
3#
3、4缸
发动机工作时,ECU不停地输出具有点火正时功能和通电时间 功能的点火正时指令(IGT)。 此信号用于哪一组点火线圈, 由ECU辨缸指令IGDA和IGDB来决定。
检测:拆开点火线圈上的线束, 用万用表检查点火线圈电阻,应符合规定, 否则说明点火线圈有故障。
(4)点火线圈: 采用小型闭磁路点火线圈, 次级线圈的两端分别与两 个火花塞相连接。 汽缸组合的原则: 一个处于压缩行程的结束 时,另一个处于排气行程的 结束时刻,即同步。
当初级电流突然切断时, 在次级线圈上会感应出 上万伏的高压电动势, 加至火花塞电极之间, 喷出高压火花, 点燃汽缸内的混合气。 然后, 当晶体管导通瞬间, 初级电流发生突变, 在次级线圈中产生约 1000V的电压.
思考提问
点火提前角的定义?最佳点火 提前角与哪些因素有关?
起动: 按ECU内存储的初始点火 提前角对点火提前角进行 控制。起动时的点火提前 角一般是固定的为10°左右。
正常运转:
ECU根据发动机的转速和 负荷信号,确定基本点火 提前角,并根据其他信号 修正,以确定实际的点火提前 角,并向电子点火控制器输出 点火信号。
点火正时信号IGT
点火反馈信号IGF
由于六缸发动机的点火间隔为120 °, 该工况的通电闭合角为60° 。 ECU从功率管截止后又重新计数第60个1°信号时, ECU控制点火正时指令(IGT)刚处于上升沿, 使功率三极管又开始导通, 初级线圈开始通电,准备下一个缸的点火。
点火正时信号IGT
点火反馈信号IGF
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。
怠速以外工况
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。
基本点火提前角
电控点火数据图
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。
点火提前角过大,易爆燃; 点火提前角过小,排气温度升 高,功率降低。
A:不点火 过早 C:点火适当 迟
B:点火 D:点火过
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。采用电控点火系统,更接近理想的 点火提前角。 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。采用电控点火(ESA)系统时,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。 燃料性质:汽油辛烷值越高,抗爆性越好,点火提前角可增大。 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。