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1、第七章 汽油机点火控制（理论4学时，实训4学时，共8学时）学习目标：了解：汽油发动机点火系统的作用、要求。理解：汽油发动机点火系统的分类、结构、工作原理。掌握：汽油发动机点火系主要元件的检测，常见故障的诊断与排除。讲授内容：一、点火系的功用点火系统的基本功用是产生电火花点燃气缸内的混合气。在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动机点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气；并能适应发动机工况和使用条件的变化，自动调节点火时刻，实现可靠而准确的点火. 点火提前角是指气缸的火花塞跳火到该气缸活塞运动至压缩上止点
2、时曲轴转过的角度。二、对点火系的要求1能产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压 2火花产生足够的点火能量3点火时刻应与汽油发动机的运行工况相匹配 三、电控点火系统的组成与功能ECU控制的点火系统主要有点火系统主要由电源、点火开关、传感器、ECU、点火器、点火线圈、分电器（有发电器电控点火系统）、火花塞等组成。其功能如下：1.电源和点火开关电源为蓄电池或发电机，其功用是给点火系统提供所需的电能。点火开关用来接通或断开电源电路。2.传感器电控点火系统中的传感器主要用于检测发动机各种运行参数的变化，为ECU提供点火控制所需的信号，的要传感器有凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、爆燃传感器、进气管绝对压力传
3、感器（或空气流量计）、节气门位置传感器和冷却液温度传感器等。3.ECUECU是电控点火系统的中枢。在发动机工作时，ECU不断地接收各传感器输送来的信号，并按内存的程序对接收到的信号进行运算、存储和分析处理，最后向点火器发出控制信号，以完成对点火提前角、通电时间和爆燃的控制。4.点火器点火器是电控点火系统的执行元件，其功用是对ECU输送来的控制信号进行功率放大，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。点火器电路主要由气缸判别电路、闭合角控制电路、恒流控制电路、安全信号电路等组成。5.点火线圈点火线圈的功用是：在不需要点火时，以磁场能的形式贮存点火所需的能量；在需
4、要点火时，释放点火能量，并将电源提供的低压电转变为足以在火花塞电极间击穿点火的高压电。6.分电器在有分电器式的电控点火系统中，分电器的功用是根据发动机的点火顺序，将点火线圈产生的高压电依次输送给各气缸火花塞。7.火花塞火花塞的功用是利用点火线圈产生的高压电产电火花，点燃气缸内的混合气。 四、电控点火系分类 电控点火系可分为有分电器式和无分电器式两种型式。 1有分电器式点火控制系统点火线圈产生的高压电是经过分电器进行分配的，依照点火顺序适时地将高压电分配至各气缸，使各缸火花塞依次点火。2无分电器的点火控制系统无分电器的电子点火控制系统又称为直接点火系统，该系统中点火线圈上的高压线直接与火花塞相连
5、，工作时，点火线圈产生的高压电直接送至各火花塞，由微机根据各传感器输入的信息，依照发动机的点火顺序，适时的控制各缸火花塞点火。根据点火线圈的数量和高压电分配方式不同，无分电器的电子点火控制系统可分为单独点火的配电方式、双缸同时点火的配电方式及二极管配电点火方式3种类型。（1）独立点火方式单独点火配电方式为每一个气缸的火花塞配备一个点火线圈，单独直接地对每个气缸点火。 （2）双缸同时点火的配电方式双缸同时点火配电方式同时点火即用一个点火线圈对到达压缩和排气上止点的两个气缸同时实施点火，处于压缩行程的气缸，混合气被点燃而做功，正在排气的另一气缸火花塞点空火。 （3）二极管配电点火方式 二极管配电点
6、火方式的特点是：4个气缸共用一个点火线圈，该点火线圈为内装双初级绕组、双输出次级绕组的特制点火线圈，且利用4个二极管的单向导电性交替完成对1、4缸和2、3缸配电过程。五、电控点火系统的基本原理由点火开关AM2端子提供的电源同时进入点火器的“+”B接线柱和点火线圈的“”端子，向点火器和点火线圈的初级线圈通电。该电流从点火线圈的“”端子流出，由点火器C“”接线柱流入点火器搭铁，从而形成初级电流。随后ECU根据转速信号(Ne)和曲轴位置信号(G1、G2)、进气歧管真空度(或进气流量)信号以及起动开关信号等计算最佳点火提前角，通过IGT端向点火器输出点火正时信号(IGT)，控制点火器C“”搭铁切断的时
7、刻，与此同时，在点火线圈的次级线圈产生很高的感应电动势，经分电器送至工作气缸的火花塞，点火能量被瞬间释放，并迅速点燃气缸内的混合气，发动机完成作功过程。点火器的IGF向ECU反馈点火确认信号。当ECU接受不到该信号时，便切断燃油喷射，使发动机熄火。六、电子点火系统控制功能 在电子控制点火系统中，电控单元对点火的控制包括点火提前角控制、闭合角控制（通电时间控制）和爆震控制三个方面。 （一）点火提前角的控制点火提前角控制，也称为点火正时控制。对于现代汽车而言，最佳点火提前角是指不仅要保证发动机的动力性、经济性达到最佳，而且还必须使排气中有害物质的排放量达到最小。1、点火提前角的确定与控制在电子控制
8、点火中，电控单元对点火提前角的控制分为发动机起动时点火提前角控制和起动后点火提前角的控制两种情况。1）发动机起动时点火提前角的控制发动机起动时，电控单元不进行最佳点火提前角调整控制，而是根据发动机转速信号（Ne）起动开关信号（STA）以固定不变的点火提前角点火。2）起动后最佳点火提前角控制发动机起动后，电控单元对最佳点火提前角的计算和控制一般按照如下步骤进行：首先根据G信号和Ne信号确定初始点火提前角，然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提前角，最后再根据有关传感器的信号确定修正点火提前角，这三项点火提前角的代数和即为实际的最佳点火提前角，即：实际点火提前角初始点火提前角+基本点火提前角+修正
9、点火提前角。（1）初始点火提前角初始点火提前角是ECU根据发动机上止点位置确定的固定点火提前角，其大小随发动机而异。（2）基本点火提前角发动机正常运转时，电控单元按怠速工况和非怠速工况两种情况，确定基本点火提前角。发动机处于怠速工况时，电单元根据节气门位置信号（怠速触点闭合）、发动机转速信号及空调开关信号，确定基本点火提前角。发动机处于非怠速工况时，ECU根据发动机转速信号和进气歧管压力信号（或进气量信号），在存储器中查到这一工况下运转时相应的点火提前角。（3）修正点火提前角是ECU根据各种传感器传来的信号，对点火提前角进行修正，使控制更加准确。修正点火提前角所包括的修正值有以填几个：a暖机修
10、正 发动机冷车起动后，当发动机冷却液温度较低时，应增大点火提前角，暖机过程中，随冷却液温度升高。 暖机过程中，控制信号主要有：冷却液温度信号（THW）、进气歧管压力（或进气量）信号、节气门位置信号等。b过热修正 发动机处于正常运行工况（怠速触点IDL断开），当冷却液温度过高时，为了避免产生爆震，应将点火提前角推迟。发动机处于正常运行工况（怠速触点IDL闭合），冷却液温度过高时，为了避免长时间过热，应将点火提前角增大。过热修正控制信号主要有：冷却液温度信号（THW）、节气门位置信号（IDL）。C怠速稳定性的修正 发动机在怠速运行期间，由于发动机负荷变化（如空调、动力转向等）使发动机转速改变，EC
11、U要调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。怠速运转时，ECU不断地计算发动机的平均转速。当发动机的转速低于规定的怠速转速时，ECU根据与怠速目标转速差值的大小相应地增大点火提前角；反之，则推迟点火提前角。怠速稳定修正信号主要有：发动机转速信号（Ne）、节气门位置（IDL）、车速（SPD）、空调信号（A/C）等。d空燃比反馈修正装有氧传感器的电控燃油喷射系统进行闭环控制时，ECU根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正。随着修正喷油量的增加和减少，发动机的转速在一定范围内波动。为了提高发动机转速的稳定性，在反馈修正油量减少时，适当地增大点火提前角。 （二）闭合角的控制 闭合角的控制也
12、称为通电时间控制。闭合角控制电路的作用是：根据发动机转速和蓄电池电压调节闭合角，以保证足够的点火能量。在发动机转速上升和蓄电池电压下降时，闭合角控制电路使闭合角加大，即延长初级电路的导通时间，确保点火能量。在发动机转速下降和蓄电池电压较高时，闭合角控制电路使闭合角减小，即缩减初级电路的导通时间，确保初级线圈的安全。（三）发动机的爆震控制从最佳点火提前角的分析中可知，为了最大限度地发挥汽油机的潜能，应把点火提前角控制在接近临界爆震点，同时又不能使发动机发生爆震。要使点火系统达到这样的性能要求，除了必须用电子控制的点火系统外，对点火提前角还必须采用爆震反馈控制。ECU根据检测传感器的输入信号，对发
13、动机是否发生爆震作出判断，然后对点火提前角进行闭环控制。七、 电控点火系主要元件的检测及常见故障的诊断与排除（一）电控点火系主要元件的检测1点火器检测：用万用表或示波器检测发动机ECU相应端子间电压，应符合下表规定标准，否则说明点火器或ECU有故障。检测端子检测条件检测标准+B与搭铁点火开关“ON”蓄电池电压IGT与搭铁发动机工作有脉冲IGF与搭铁发动机工作有脉冲2点火线圈检测：万用表检测点火线圈的电阻，应符合下表规定。线 圈初级线圈次级线圈检查条件冷态 （-1050）热态 （50100）冷态 （-1050）热态 （50100）检查标准1.111.751.412.059.015.7k11.41
14、8.8k3点火控制电路根据各车型特点，检测点火线圈及点火器的工作电压， “IGT”、 “IGF”信号是否正常。（二）电控点火系常见故障的诊断与排除1、点火正时的调整起动发动机并在怠速下运转，直到发动机达到正常工作温度。打开检测接线盒盖。将转速表和正时灯连接到发动机上。将转速探测器连接到数据传输接线盒DLC1的IG(-)接头上。注意不允许转速探头搭铁，因为这将引起点火装置或点火线圈损坏。用跨接连线把数据传输接线盒的TE1和E1接头连接起来。检查怠速。将正时灯对准正时标记并检查点火正时。在怠速之下，正时角应为上止点前10。如果需要调整，松开分电器的定位夹紧螺栓，用转动分电器的方法调整。紧固定位夹紧
15、螺栓，并再次检查点火正时。拆掉跨接连线。检查点火提前角。把转速表和正时灯从发动机上拆下。2、就车检查点火系统就车检查可以根据如下流程进行排查，故障原因查明后，以换件维修作为主要的维修方法。1）高压电火花检查。若发现高压电有强足的火花，但发动机运转不稳时，应检查分电器、高压导线和火花塞，找出故障，视情修理或更换故障元件。若无火花产生，则进行下一步。2）检查点火线圈。用欧姆表分别测量点火线圈初级绕组与次级绕组的电阻值，若阻值不符合标准，应更换点火线圈。3）检查低压送电电路(蓄电池点火开关点火线圈点火器搭铁)，若发现蓄电池电压不足或线路中有断路、短路和接触不良故障，应分别进行排除。4）检查曲轴位置传感器(点火脉冲发生器)。当发动机转动时，点火脉冲发生器应有脉冲信号输出，否则，应调整、修理或更换新件。5）检查点火器。在发动机转动时点火器输出端应有脉冲信号输出，若点火器输入信号良好，而输出信号不良，应更换点火器。脉冲信号输出，否则，应调整、修理或更换新件。6）检查ECU。找
