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1、汽车电器与电子控制技术汽车电器与电子控制技术Automobile Electrical Equipment and Electronic Control Technology 主讲：舒主讲：舒 华华 教授教授汽车电控技术汽车电控技术 Automobile Electronic Control Technology中国人民中国人民解解 放放 军军军事交通学院军事交通学院第第8讲讲 汽油机点火控制技术汽油机点火控制技术主讲：舒主讲：舒 华华 教授教授 第第3章章 发动机点火与爆燃控制技术发动机点火与爆燃控制技术Engine Ignition and Detonation Control Techn
2、ology 3.1 点火系统的功用与分类点火系统的功用与分类 汽汽汽汽车车车车发发发发动动动动机机机机工工工工作作作作循循循循环环环环是是是是由由由由吸吸吸吸气气气气、压压压压缩缩缩缩、做做做做功功功功与与与与排排排排气气气气四四四四个个个个行行行行程程程程组组组组成成成成。柴柴柴柴油油油油发发发发动动动动机机机机在在在在压压压压缩缩缩缩行行行行程程程程末末末末期期期期，汽汽汽汽缸缸缸缸内内内内压压压压缩缩缩缩空空空空气气气气的的的的温温温温度度度度已已已已经经经经超超超超过过过过柴柴柴柴油油油油的的的的燃燃燃燃点点点点，从从从从喷喷喷喷油器喷出的油器喷出的油器喷出的油器喷出的雾状柴油雾状柴油
3、雾状柴油雾状柴油遇到热空气可遇到热空气可遇到热空气可遇到热空气可立即燃烧立即燃烧立即燃烧立即燃烧，因此，因此，因此，因此无需无需无需无需设置设置设置设置点火装置点火装置点火装置点火装置。汽油的燃点较高汽油的燃点较高汽油的燃点较高汽油的燃点较高，汽缸内的汽油混合气，汽缸内的汽油混合气，汽缸内的汽油混合气，汽缸内的汽油混合气需用需用需用需用高压高压高压高压电火花点着才能燃烧电火花点着才能燃烧电火花点着才能燃烧电火花点着才能燃烧。3.1.1 3.1.1 点火系统的分类点火系统的分类点火系统的分类点火系统的分类1.1.电子点火系统：电子点火系统：电子点火系统：电子点火系统：知识链接知识链接 传统点火（
4、触点点火）系统传统点火（触点点火）系统早已淘汰早已淘汰 电子点火系统电子点火系统 微机控制点火系统微机控制点火系统普遍采用普遍采用按结构形式按结构形式 霍尔式霍尔式电子电子点火点火系统系统 磁感应式磁感应式电子点火系统电子点火系统 光电式光电式电子电子点火系统点火系统按信号类型按信号类型3.1.1 点火系统的分类点火系统的分类2.2.微机控制点火系统微机控制点火系统微机控制点火系统微机控制点火系统指指指指由由由由微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机（单单单单片片片片机机机机）根根根根据据据据发发发发动动动动机机机机传传传传感感感感器器器器（如如如如曲曲曲曲轴轴轴轴位位位位置置置置传传传传感
5、感感感器器器器、空空空空气气气气流流流流量量量量传传传传感感感感器器器器、节节节节气气气气门门门门位位位位置置置置传传传传感感感感器器器器、发发发发动动动动机机机机冷冷冷冷却却却却液液液液温温温温度度度度传传传传感感感感器器器器、进进进进气气气气温温温温度度度度传传传传感感感感器器器器、进进进进气气气气压压压压力力力力传传传传感感感感器器器器、车车车车速速速速传传传传感感感感器器器器等等等等）输输输输入入入入的的的的信信信信号号号号，经经经经过过过过数数数数学学学学运运运运算算算算和和和和逻逻逻逻辑辑辑辑判判判判断断断断，再再再再对对对对点点点点火时机、点火高压和点火能量火时机、点火高压和点火
6、能量火时机、点火高压和点火能量火时机、点火高压和点火能量等参数等参数等参数等参数进行控制的系统。进行控制的系统。进行控制的系统。进行控制的系统。电感储能式电子电感储能式电子点火系统点火系统点火线圈储能点火线圈储能 电容储能式电容储能式电子点火系统电子点火系统电容器储能电容器储能按储能方式按储能方式机械配电式机械配电式点火系统点火系统电子配电式电子配电式点火系统点火系统按点火按点火高压分配高压分配方式方式3.1.2 点火系统的功用与要求点火系统的功用与要求 把把把把汽汽汽汽车车车车电电电电源源源源系系系系统统统统10 10 15 15 V V的的的的低低低低压压压压电电电电源源源源转转转转变变变
7、变成成成成15 15 20 20 kVkV的的的的高高高高压压压压电电电电源源源源，并并并并按按按按照照照照发发发发动动动动机机机机汽汽汽汽缸缸缸缸工工工工作作作作顺顺顺顺序序序序适适适适时时时时地地地地引引引引入入入入汽汽汽汽缸缸缸缸形形形形成成成成电电电电火火火火花花花花点点点点着着着着混混混混合合合合气气气气，从从从从而而而而使使使使发发发发动动动动机机机机正正正正常工作。常工作。常工作。常工作。uu汽油发动机汽油发动机汽油发动机汽油发动机对对对对点火系统点火系统点火系统点火系统的要求的要求的要求的要求1.1.点火电压点火电压点火电压点火电压：高于高于高于高于击穿电压击穿电压击穿电压击穿
8、电压U Uj j：击穿击穿击穿击穿火花塞火花塞火花塞火花塞电极间隙电极间隙电极间隙电极间隙时的时的时的时的电压电压电压电压。高压电火花高压电火花高压电火花高压电火花的的的的产生产生产生产生：在在在在正常状态下正常状态下正常状态下正常状态下，任何，任何，任何，任何气体气体气体气体中都有少量的气体分子中都有少量的气体分子中都有少量的气体分子中都有少量的气体分子游离成正离子和电子游离成正离子和电子游离成正离子和电子游离成正离子和电子，该电，该电，该电，该电子或独立存在、或与中性分子结合而形成负离子。子或独立存在、或与中性分子结合而形成负离子。子或独立存在、或与中性分子结合而形成负离子。子或独立存在、
9、或与中性分子结合而形成负离子。当正、负电极两端加有电压时当正、负电极两端加有电压时当正、负电极两端加有电压时当正、负电极两端加有电压时，在在在在电场力作用下电场力作用下电场力作用下电场力作用下，电极间的，电极间的，电极间的，电极间的正离子正离子正离子正离子便会便会便会便会向负电极运动向负电极运动向负电极运动向负电极运动，负离子和电子负离子和电子负离子和电子负离子和电子便会便会便会便会向正电向正电向正电向正电极运动极运动极运动极运动，图，图，图，图3-13-1示。离子和电子在运动中都会示。离子和电子在运动中都会示。离子和电子在运动中都会示。离子和电子在运动中都会撞击中性分子，从而形成电流。撞击中
10、性分子，从而形成电流。撞击中性分子，从而形成电流。撞击中性分子，从而形成电流。当正、负电极两端施加的当正、负电极两端施加的当正、负电极两端施加的当正、负电极两端施加的电压较低时电压较低时电压较低时电压较低时，离子和电子的运动速度较慢、动能较，离子和电子的运动速度较慢、动能较，离子和电子的运动速度较慢、动能较，离子和电子的运动速度较慢、动能较小，小，小，小，不能将中性分子撞破不能将中性分子撞破不能将中性分子撞破不能将中性分子撞破，气体中只有原有少量离子和电子导电，因此电流微小，气体中只有原有少量离子和电子导电，因此电流微小，气体中只有原有少量离子和电子导电，因此电流微小，气体中只有原有少量离子和
11、电子导电，因此电流微小，正、负电极之间正、负电极之间正、负电极之间正、负电极之间不能形成电火花不能形成电火花不能形成电火花不能形成电火花。功用功用3.1.2 点火系统的要求点火系统的要求1.1.点火电压点火电压点火电压点火电压：高于：高于：高于：高于击穿电压击穿电压击穿电压击穿电压U Uj j。当当当当正正正正、负负负负电电电电极极极极两两两两端端端端施施施施加加加加的的的的电电电电压压压压升升升升高高高高时时时时，离离离离子子子子和和和和电电电电子子子子的的的的运运运运动动动动速速速速度度度度加加加加快快快快，动动动动能能能能增增增增大大大大；当当当当电电电电压压压压升升升升高高高高到到到到
12、击击击击穿穿穿穿电电电电压压压压时时时时，离离离离子子子子和和和和电电电电子子子子便便便便将将将将中中中中性性性性分分分分子子子子撞撞撞撞破破破破，使使使使中中中中性性性性分分分分子子子子分分分分裂裂裂裂成成成成正正正正离离离离子子子子和和和和负负负负离离离离子子子子，新新新新产产产产生生生生的的的的离离离离子子子子和和和和电电电电子子子子在在在在电电电电场场场场力力力力的的的的作作作作用用用用下下下下，也也也也以以以以高高高高速速速速分分分分别别别别向向向向正正正正负负负负两两两两极极极极运运运运动动动动，并并并并又又又又撞撞撞撞击击击击其其其其他他他他中中中中性性性性分分分分子子子子。如如
13、如如此此此此进进进进行行行行链链链链式式式式反反反反应应应应，电电电电极极极极间间间间隙隙隙隙之之之之间间间间的的的的离离离离子子子子和和和和电电电电子子子子便便便便骤骤骤骤然然然然增增增增多多多多。离离离离子子子子、电电电电子子子子激激激激烈烈烈烈地地地地运运运运动动动动与与与与碰碰碰碰撞撞撞撞就就就就会会会会发发发发出出出出大大大大量量量量的的的的热热热热，当当当当温温温温度度度度达达达达到一定值时，便会产生弧光放电到一定值时，便会产生弧光放电到一定值时，便会产生弧光放电到一定值时，便会产生弧光放电，放电，放电，放电，放电电流急剧增大电流急剧增大电流急剧增大电流急剧增大，并产生，并产生，并
14、产生，并产生轻脆响声轻脆响声轻脆响声轻脆响声。火花塞火花塞电极间隙电极间隙的大小的大小电极温度电极温度的高低的高低电极的电极的形状形状和电极的和电极的极性极性混合气的混合气的压力压力大小大小与与温度温度发动机发动机的的工况工况U Uj j影响因素影响因素3.1.2 点火系统的要求点火系统的要求1.1.点火电压点火电压点火电压点火电压：高于：高于：高于：高于击穿电压击穿电压击穿电压击穿电压U Uj j。2.2.点火能量点火能量点火能量点火能量：电火花电火花电火花电火花必须必须必须必须具有足够的能量具有足够的能量具有足够的能量具有足够的能量。当当当当高压电高压电高压电高压电在电极间隙之间在电极间隙
15、之间在电极间隙之间在电极间隙之间跳火时跳火时跳火时跳火时，其，其，其，其电能将变成热能电能将变成热能电能将变成热能电能将变成热能，从而，从而，从而，从而点着可燃混合气点着可燃混合气点着可燃混合气点着可燃混合气。火火火火花花花花能能能能量量量量越越越越大大大大，则则则则混混混混合合合合气气气气越越越越易易易易点点点点着着着着，发发发发动动动动机机机机的的的的着着着着火火火火性性性性能能能能就就就就越越越越好好好好；反反反反之之之之则则则则越越越越差差差差。为使混合气能可靠点着，火花塞产生的电火花必须具有足够的能量。为使混合气能可靠点着，火花塞产生的电火花必须具有足够的能量。为使混合气能可靠点着，
16、火花塞产生的电火花必须具有足够的能量。为使混合气能可靠点着，火花塞产生的电火花必须具有足够的能量。保证可靠点火，提供保证可靠点火，提供保证可靠点火，提供保证可靠点火，提供50 mJ50 mJ以上的点火能量。以上的点火能量。以上的点火能量。以上的点火能量。高能点火高能点火高能点火高能点火：100 200 mJ100 200 mJ。3.3.点火时机点火时机点火时机点火时机：适应：适应：适应：适应汽油机的汽油机的汽油机的汽油机的点火顺序点火顺序点火顺序点火顺序和和和和点火时刻点火时刻点火时刻点火时刻。三缸发动机三缸发动机：点火顺序为点火顺序为123；四缸发动机四缸发动机：点火顺序为点火顺序为1243或或1342；六缸发动机六缸发动机：点火顺序为点火顺序为153624；八缸发动机八缸发动机：点火顺序为点火顺序为18436572（汽缸次序自车前向后（汽缸次序自车前向后：左边左边为为1、3、5、7；右边右边为为2、4、6、8）点火顺序点火顺序3.1.2 点火系统的要求点火系统的要求点火时刻：点火时刻：在在最有利最有利的的时刻时刻进行进行点火点火，用用点火提前角点火提前角“”来表示。来表示。从从火火
