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1、第 1 页汽油机点火控制汽油机点火控制1.点火系统的基本原理点火系统的基本原理2.电控点火系统电控点火系统3.点火提前角控制点火提前角控制4.闭合角控制闭合角控制5.典型电控点火系典型电控点火系2024/7/311第 2 页1. 点火系统的基本原理 1.1 基本功能： 在气缸接近压缩行程上止点时，在气缸内产生电火花，点燃压缩的可燃混合气。 要求：需要8-20KV的高压 精确的点火时刻 足够高的点火能量 2024/7/312第 3 页1. 点火系统的基本原理1.2 主要控制对象 a）点火提前角：指从火花塞电极间跳火开始到活塞运动至上止点为止这段时间曲轴所转过的角度. 功用：在不同的工况下，使发动
2、机输出最高效率。 主要影响因素：发动机转速、负荷 2024/7/313第 4 页 b）闭合角：即一次线圈通电时间内曲轴转过的角度。点火时刻发生在闭合角结束时。 功用：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。 理论空燃比的静态混合气需要0.3mJ的能量，而絮流条件下浓或稀得混合气需要3-4mJ的能量。 1. 点火系统的基本原理2024/7/314第 5 页2 电控点火系统 由于传统的由于传统的触点式点火系统触点式点火系统是通过机械系统来完是通过机械系统来完成对于点火提前角的控制，受到机械本身的限制不能成对于点火提前角的控制，受到机械本身的限制不能达到最佳的点火提前角。达到最佳
3、的点火提前角。 1976年，美国通用汽车公司首次将微机应用于点年，美国通用汽车公司首次将微机应用于点火时刻控制，这种电子点火提前调节装置可满足对点火时刻控制，这种电子点火提前调节装置可满足对点火时刻控制高精度的要求，因此，得到了迅速推广应火时刻控制高精度的要求，因此，得到了迅速推广应用。用。 2024/7/315第 6 页2.1 电控点火系统组成电控点火系统也是由信号输入装置、ECU和执行器三部分组成。1转速传感器；2基准位置传感器；3空气流量计；4水温传感器；5节气门位置传感器；6启动信号；7空调开关A/C；8车速传感器；9输入接口回路；10输入接口回路；11A/D转换器；12输出接口回路；
4、13存储器；14恒定电压电源；15点火器；16IG线圈；17分电器2024/7/316第 7 页2.1 电控点火系统组成a）点火线圈2024/7/317第 8 页2.1 电控点火系统组成b）火花塞2024/7/318第 9 页2.2 电控点火系统分类一、一、有分电器式电控点火系统 （只有1个点火线圈）1主继电器；2压力传感器；3温度传感器；4基准位置传感器；5转速传感器；6ECU；7EFI 控制；8ESA控制；9点火信号；10通电开始；11点火；12电子点火器；13点火监视回路；14闭合角控制；15点火线圈；16点火开关；17蓄电池；18至分电器；19至发动机转速表 2024/7/319第 1
5、0 页二、无分电器式电控点火系统二、无分电器式电控点火系统1一、四缸触发信号；2电子点火控制器；3控制部分；4稳压器；5一初级绕组A；6高压二极管；7次级绕组； 8初级绕组B；9二、三缸触发信号二极管分配式（同时点火方式）二极管分配式（同时点火方式）2.2 电控点火系统分类2024/7/3110第 11 页传感器ECU点火器点火器点火线圈火花塞点火线圈分配式（双缸同时点火式）点火线圈分配式（双缸同时点火式）2.2 电控点火系统分类2024/7/3111第 12 页点火线圈火花塞点火器ECU各种传感器1缸2缸3缸4缸5缸6缸日产六缸机单独点火方式 2.2 电控点火系统分类2024/7/3112第
6、 13 页3 点火提前角的控制点火提前角的控制 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。 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）点火提前角过大，易爆燃；点火提前角过大，易爆燃；点火提前角过小，排气温度升点火提前角过小，排气温度升高，功率降低。高，功率降低。2024/7/3113第 14 页点火提前角的控制点火提前角的控制最佳点火提前角与下述因素有关：发动机转速：发动机转速：转速升高，点火提前角增大。发动机负荷：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，
7、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：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：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。3 点火提前角的控制点火提前角的控制2024/7/3114第 15 页点火正时控制点火正时控制起动点火控制起动后点火控制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初始点火提前角3.1 点火提前角的确定点火提前角的确定2024/7/3115第 16 页起动时起动后基本点火提前角初始点火提前角修正点火提前角实际点火提前角实际点火提前角3.1 点火提前角的确定点
8、火提前角的确定l点火提前角常用的计算方法：l 实际点火提前角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l 实际点火提前角实际点火提前角基本点火提前角点火提前角修正系数2024/7/3116第 17 页 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。 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。控制信号控制信号：发动机转速信号（Ne信号）和起动开关信号（STA信号）。3.2 不同工况下的点火提前角不同工况下的点火提前角1.启动工况的点
9、火时刻控制2024/7/3117第 18 页2.起动后点火时刻控制 基本点火提前角发动机转速进气量（歧管压力）高高电控点火数据图电控点火数据图进气支管压力信号进气支管压力信号（或进气量）（或进气量）发动机转速信号发动机转速信号3.2 不同工况下的点火提前角不同工况下的点火提前角2-1基本点火提前角控制情况下主要信号：2024/7/3118第 19 页过热修正控制信号：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）2-2点火提前角的主要修正3.2 不同工况下的点火提前角不同工况下的点火提前角-40 -20 0 20 40 60 80冷却液温度/提前角a）水温修正暖机修
10、正暖机修正暖机修正控制信号：暖机修正控制信号：进气歧管压力信号（进气量信号）冷却液温度传感器信号、节气门位置传感器信号（IDL信号） 20 40 60 80 100 120 冷却液温度/推迟 提前IDL通IDL断过热修正过热修正2024/7/3119第 20 页怠速稳定修正控制信号：怠速稳定修正控制信号：发动机转速信号（Ne信号）空调开关信号（A/C信号）节气门位置传感器信号（IDL信号）空调断开空调接通与怠速目标转速的差值修正值3.2 不同工况下的点火提前角不同工况下的点火提前角b）怠速稳定修正2024/7/3120第 21 页3.2 不同工况下的点火提前角不同工况下的点火提前角c）爆燃控制
11、爆燃的危害：爆燃的危害：是一种不正常燃烧。轻微的爆燃，可使发动机功率上升，油耗下降。爆燃严重时，会导致冷却液过热，功率下降油耗上升。爆燃率：爆燃率：爆燃的循环次数与实际工作循环的次数比值控制方式：控制方式：通过增加爆燃传感器检测是否发生爆燃及爆燃程度，对点火提前角进行反馈控制。2024/7/3121第 22 页3.2 不同工况下的点火提前角不同工况下的点火提前角爆燃控制的点火提前角增大点火提前角增大点火提前角有爆燃有爆燃无爆燃无爆燃减小点火提前角减小点火提前角2024/7/3122第 23 页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
12、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。点火提前角喷油量3.2 不同工况下的点火提前角不同工况下的点火提前角d）空燃比反馈修正2024/7/3123第 24 页 在发动机工作时，必须保证点火线圈的初级电路有足够的通电时间。 但如果通电时间过长，点火线圈又会发热并增大电能消耗。 要兼顾上述两方面的要求，就必须对点火线圈初级电路的通电时间进行控制。 另外还需根据蓄电池电压对通电时间进行修正。4 闭合角的控制闭合角的控制2024/7/3124第 25 页4.1 ECU对闭合角的控制4 闭合角的控制闭合角的控制 现代点火线圈初级电路的通电时间由ECU控
13、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。2024/7/3125第 26 页4.1 ECU对闭合角的控制4 闭合角的控制闭合角的控制点火线圈的恒流控制：脉冲信号发生器闭合角控制输出级电流检测整形2024/7/3126第 27 页4.2 1信号的产生：由曲轴位置传感器产生 磁脉冲式曲轴位置传感器4 闭合角的控制闭合角的控制2024/7/3127第 28 页4.2 1信号的产生：由曲轴位置传感器产生 磁脉冲式曲轴位置传感器4 闭合角的控制闭合角的控制2024/7/3128第 29 页l桑塔纳2000Gli型轿车点火系l捷达王轿车点火系的控制5 典型的电控点火系典型的电控点火系2024/7/3129第 30 页2024/7/3130
