推迟点火提前角在电控点火系统中优秀PPT.ppt

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1、1第三章 汽油机电控点火系统本章主要内容：本章主要内容：电控点火系统的功能电控点火系统的功能 点火系统的组成与工作原理点火系统的组成与工作原理 电控点火系统主要元件的构造与电控点火系统主要元件的构造与修理修理 2一、电控点火系统的功能 本节主要内容：本节主要内容：点火提前角的限制点火提前角的限制 通电时间的限制通电时间的限制 爆燃的限制爆燃的限制 3基本组成与工作原理 组成：电源、传感器、组成：电源、传感器、ECUECU、点火器、点火线圈、点火器、点火线圈、分电器和火花塞等。分电器和火花塞等。工作原理：发动机工作时，工作原理：发动机工作时，ECUECU依据传感器信号依据传感器信号（G G、Ne

2、Ne等信号），确定出最佳点火提前角和通电时等信号），确定出最佳点火提前角和通电时间，并以此向点火器发出指令（间，并以此向点火器发出指令（IGtIGt、IGdIGd信号）。信号）。点火器依据指令，限制点火线圈初级电路的导通和点火器依据指令，限制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时，点火线圈初级电路导通。当截止。当电路导通时，点火线圈初级电路导通。当时级电路被切断时，次级线圈中感应出高压，经分时级电路被切断时，次级线圈中感应出高压，经分电器或干脆送至工作气缸的火花塞。电器或干脆送至工作气缸的火花塞。IGtIGt：点火正时信号：点火正时信号 IGdIGd：判缸信号：判缸信号5基本点火电路恒压电

3、路微处理器ECU火花塞带点火线圈的点火器驱动电路IGF电路ECU6点点火火正正时时信信号号I IG GT T点火反馈信号点火反馈信号IGFIGF8 主要特点：主要特点：只有1个点火线圈。组成：组成：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。有分电器电控点火系统点火线圈点火器分电器火花塞ECUECU9无分电器电控点火系统 特点：用电子限制装置取代了分电器，利用电子分火限制技特点：用电子限制装置取代了分电器，利用电子分火限制技术将点火线圈产生的高压电干脆送给火花塞进行点火，点火术将点火线圈产生的高压电干脆送给火花塞进行点火，点火线圈的数

4、量比有分电器电控点火系统多。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，但其结构和限制电路困难。优缺点：分火性能较好，但其结构和限制电路困难。分类：依据点火线圈的数量和高压电安排方式的不同，分为：分类：依据点火线圈的数量和高压电安排方式的不同，分为：独立点火方式；独立点火方式；同时点火方式；同时点火方式；二极管配电点火方式。二极管配电点火方式。11独立点火方式 特点：每缸一个点火线圈，即点火线圈的数量与气特点：每缸一个点火线圈，即点火线圈的数量与气缸数相等。缸数相等。由于每缸都有点火线圈，即使发动机转速很高，点由于每缸都有点火线圈，即使发动机转速很高，点火线圈也有较长的通电时间，

5、可供应足够高的点火能火线圈也有较长的通电时间，可供应足够高的点火能量。量。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13同时点火方式特点：特点：点火线圈的个数等于气缸数的一半。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，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，为其中一缸接近压缩行程上止点，为有效点火有效点火；另一缸接近排气行程上止点，为另一缸接近排气行程上止点，为无效点火无效点火。传感器ECU点火器点火器点火线圈火花塞15二极管配电点火方式 特点：四个气缸共用一个点火线圈。特点：四个气缸共用一个点火线圈。发动机气缸数必需

6、是发动机气缸数必需是4 4的整数倍。的整数倍。161、点火提前角的限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限制点火提前角的基本方法起动时点火提前角的限制起动后基本点火提前角的确定点火提前角的修正A：不点火：不点火B：点火过早：点火过早C：点火适当：点火适当D：点火过迟：点火过迟17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确定时，汽油机功率和耗油率随点火提前角的变更而变更。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）点火提前角过大，易爆燃；

7、点火提前角过小，排气温度上升，功率降低。点火提前角对发动机性能的影响点火提前角对发动机性能的影响18最佳点火提前角与下述因素有关：最佳点火提前角与下述因素有关：发动机转速：转速上升，点火提前角增大。接受发动机转速：转速上升，点火提前角增大。接受电控点火系统，更接近志向的点火提前角。电控点火系统，更接近志向的点火提前角。发动机负荷：歧管压力高（真空度小、负荷大），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。接受电控点火点火提前角小，反之点火提前角大。接受电控点火（ESAESA）系统时，可以使发动机的实际点火提前角接）系统时，可以使发动机的实际点火提前角接近于志向的

8、点火提前角。近于志向的点火提前角。燃料性质：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火燃料性质：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大。提前角可增大。其他因素：燃烧室形态、燃烧室内温度、空燃比、其他因素：燃烧室形态、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度。大气压力、冷却水温度。最佳点火提前角确定依据基本点火提前角发动机转速进气量（歧管压力）高高19起动：按ECU内存储的初始点火提前角对点火提前角进行限制。起动时的点火提前角一般是固定的，为10左右。正常运转：ECU依据发动机的转速和负荷信号，确定基本点火提前角，并依据其他信号修正，以确定实际的点火提前角，并向电子点火限制器输出点火信号。限制点火

9、提前角的基本方法电控点火数据图电控点火数据图20点火提前角常用的计算方法：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点火提前角修正点火提前角 实际点火提前角基本点火提前角实际点火提前角基本点火提前角点火点火提前角修正系数提前角修正系数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点火正时控制点火正时控制起动点火控制起动点火控制起动后点火控制起动后点火控制初始点火提前角初始点火提前角基本点火提前角基本点火提前角修正点火提前角修正点火提前角预热修正预热修正过热修正过热修正怠速稳定修正怠速稳定

10、修正爆燃修正爆燃修正其他修正等其他修正等初始点火提前角初始点火提前角22发动机起机起动过程中，程中，进气管确定气管确定压力力传感器感器信号或空气流量信号或空气流量计信号不信号不稳定，定，ECU无法正无法正确确计算点火提前角，一般将点火算点火提前角，一般将点火时刻固定在刻固定在设定的初始点火提前角。定的初始点火提前角。限制信号：限制信号：发动机机转速信号（速信号（Ne信号）和起信号）和起动开关信号（开关信号（STA信号）。信号）。起动时点火提前角的限制基本点火提前角发动机转速进气量（歧管压力）高高23起动后基本点火提前角的确定 怠速运怠速运转 ECU ECU依据依据节气气门位置位置传感器信号感器

11、信号（IDLIDL信号）、信号）、发动机机转速速传感器信号（感器信号（NeNe信信号）和空号）和空调开关信号开关信号（A/CA/C信号）确定基本信号）确定基本点火提前角。点火提前角。怠速以外工况怠速以外工况 ECU ECU依据依据发动机的机的转速和速和负荷荷（单位位转数的数的进气量或气量或基本基本喷油量）确定基本油量）确定基本点火提前角。点火提前角。电控点火数据图电控点火数据图24 不同的发动机限制系统中，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。主要修正项目：水温修正；怠速稳定修正；空燃比反馈修正。点火提前角的修正25水温修正 水温修正又可分为暖机修

12、正和过热修正。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：暖机过程中，随冷却水温的提高，点火提前角应适当减小。暖机修正限制信号：冷却液温度传感器信号、进气管确定压力传感器暖机修正限制信号：冷却液温度传感器信号、进气管确定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（信号或空气流量计信号、节气门位置传感器信号（IDLIDL信号）信号）-40-20020406080冷却液温度/提前角暖机修正暖机修正过热修正：冷却液温度过高时，点火提前角应过热修正：冷却液温度过高时，点火提前角应适当增大。适当增大。过热修正限制信号：冷却液温度传

13、感器信号、过热修正限制信号：冷却液温度传感器信号、节气门位置传感器信号（节气门位置传感器信号（IDL信号）信号）20406080100120冷却液温度/推迟提前IDL通IDL断27ECU依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。怠速稳定修正限制信号：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）（2）怠速稳定修正空调断开空调接通与怠速目标转速的差值修正值28由于空燃比反馈限制系统，是依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限制的，所以这种喷油量的变更必

14、定带来发动机转速的变更。为了稳定发动机转速，点火提前角需依据喷油量的变更进行修正。（3）空燃比反馈修正点火提前角喷油量292、通电时间限制通电时间对发动机工作的影响通电时间对发动机工作的影响 在发动机工作时，必需保证点火线圈的初级电路有足够的在发动机工作时，必需保证点火线圈的初级电路有足够的通电时间。通电时间。但假如通电时间过长，点火线圈又会发热并增大电能消耗。但假如通电时间过长，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，就必需对点火线圈初级电路的要兼顾上述两方面的要求，就必需对点火线圈初级电路的通电时间进行限制。通电时间进行限制。另外还需依据蓄电池电压对通电时间进行修正。另外还

15、需依据蓄电池电压对通电时间进行修正。30现代点火线圈初级电路的通电时间由ECU限制，依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），并限制点火器输出指令信号（IGt信号），以限制点火器中晶体管的导通时间。点火线圈的恒流限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限制电路中增加了恒流限制电路。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限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，从而实现恒流限制。通电时间的限制方法31爆燃的危害是一种不正常燃烧。稍微的爆燃，可使发动机功率上升，

16、油耗下降。爆燃严峻时，会导致冷却液过热，功率下降油耗上升。限制方法：推迟点火提前角。在电控点火系统中，通过增加爆燃传感器检测是否发生爆燃及爆燃程度，并依据判定结果对点火提前角进行反馈限制。爆燃的限制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32本节主要内容：本节主要内容：电控点火系统的类型电控点火系统的类型 基本组成与工作原理基本组成与工作原理 有分电器电控点火系统有分电器电控点火系统 无分电器电控点火限制系统无分电器电控点火限制系统 爆燃限制系统爆燃限制系统 点火系统的组成与工作原理3233汽油机点火系统的类型：汽油机点火系统的类型：传统点火系统：又分为

17、：传统点火系统：又分为：磁电机点火系统；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；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，工作牢靠性差；点火能量低，点火牢靠断电器触点易烧蚀，工作牢靠性差；点火能量低，点火牢靠性差。性差。微机限制的点火系统：即电控点火系统。接受计算机依据微机限制的点火系统：即电控点火系统。接受计算机依据各传感器信号对点火提前角进行限制。各传感器信号对点火提前角进行限制。有分电器式有分电器式 无分电器式无分电器式 电控点火系统的类型34组成：在电控点火系统基础上增加爆燃传感器。爆燃识别：由缸体上的爆燃传感器检测发动机不同频率

18、范围内的机械振动，发生爆燃时传感器电压信号有较大的振幅。爆燃强度的确定：ECU依据爆燃信号超过基准值的次数来判定爆燃强度，次数越多，爆燃强度越大，反之越小。爆燃限制系统1、爆燃、爆燃传传感器感器2、ECU3、其他、其他传传感器感器4、点火器和点火、点火器和点火线线圈圈5、分、分电电器器6、火花塞、火花塞36电控点火系统的构造与修理本节主要内容：本节主要内容：点火器点火器 点火线圈和分电器点火线圈和分电器 爆燃传感器爆燃传感器 点火限制电路点火限制电路 37点火器 功能：依据功能：依据ECUECU的指令，限制点火线圈初级电路的的指令，限制点火线圈初级电路的通电或断电，并在完成点火后向通电或断电，

19、并在完成点火后向ECUECU输送点火确认输送点火确认信号。信号。检测：用万用表或示波器检查发动机检测：用万用表或示波器检查发动机ECUECU相应端子相应端子间电压。间电压。38 检测：检测：拆开点火线圈上的线束，用万用表检查点火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。线圈电阻，应符合规定，否则说明点火线圈有故障。电控点火系统所用的分电器，其功用、结构、工作电控点火系统所用的分电器，其功用、结构、工作原理、检修方法与传统点火系基本相同。原理、检修方法与传统点火系基本相同。点火线圈和分电器39冷却液温度传感器ECTSECTSECTSEngine Cool

20、ant Temperature Sensor Engine Coolant Temperature Sensor【功用】给【功用】给ECUECU供应发动机冷却液温度信号，作为燃油供应发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正时限制修正信号。喷射和点火正时限制修正信号。【安装位置】汽缸体水道上或冷却液出口处。【安装位置】汽缸体水道上或冷却液出口处。【工作原理】与进气温度传感器相同。【工作原理】与进气温度传感器相同。【信号类型】电压信号【信号类型】电压信号THW THW 发动机温度发动机温度传感器电阻值传感器电阻值信号电压信号电压THW THW 发动机温度发动机温度传感器电阻值传感器电阻值信号电压

21、信号电压THW THW 冷却液温度传感器冷却液温度传感器 测量不同温度条件下发动机冷却液温度传测量不同温度条件下发动机冷却液温度传感器的输出电压，视察电压是否满足其特性曲感器的输出电压，视察电压是否满足其特性曲线。线。冷却液温度传感器构造、电路及其检测传感器热敏电阻ECU传感器电阻特性曲线传感器电阻特性曲线电阻（k）水温（）42【功能】检测发动机燃烧时有无爆燃，【功能】检测发动机燃烧时有无爆燃，并把爆燃信号送给发动机限制电脑作并把爆燃信号送给发动机限制电脑作为修正点火提前角的重要参考信号。为修正点火提前角的重要参考信号。【安装位置】缸体侧面或火花塞座孔【安装位置】缸体侧面或火花塞座孔上上 【分

22、类】【分类】电感式爆燃传感器电感式爆燃传感器 压电式爆燃传感器。这又分为：压电式爆燃传感器。这又分为：压电式共振型爆燃传感器压电式共振型爆燃传感器 压电式非共振型爆燃传感器压电式非共振型爆燃传感器 压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器 爆燃传感器KnockSensor(KS)【组成】【组成】铁心、永久磁铁、铁心、永久磁铁、线圈及外壳。线圈及外壳。【原理】【原理】利用电磁感应原理利用电磁感应原理检测发动机爆燃。检测发动机爆燃。当传感器的固有振动当传感器的固有振动频率与发动机爆燃时频率与发动机爆燃时的振动频率相同时，的振动频率相同时，传感器输出的信号电传感器输出的信号电

23、压最大。压最大。电感式爆燃传感器谐振点频率f输出电压u0线圈铁心壳体永久磁铁电感式爆燃传感器45压电式共振型爆燃传感器【组成】【组成】压电元件、振子、基座、外壳压电元件、振子、基座、外壳等组成。等组成。【原理】【原理】压电效应原理。压电效应原理。当发生爆燃时，振子与发动机共振，当发生爆燃时，振子与发动机共振，压电元件输出的信号电压也有明显增压电元件输出的信号电压也有明显增大，易于测量。大，易于测量。爆燃传感器至ECU压电元件膜片频率电压ECUKNK信号波形带开路/断路检测电阻的传感器47压电式非共振型爆燃传感器 与共振式相比，非共振式内部无震与共振式相比，非共振式内部无震荡片，但片，但设一个配

24、重一个配重块，以确定的以确定的预紧压力力压紧在在压电元件上。当元件上。当发动机机发生爆燃生爆燃时，配重配重块以正比于振以正比于振动加速度的交加速度的交变力施加在力施加在压电元件上，元件上，压力元件力元件则将此将此压力信号力信号转变成成电信号信号输送送给ECUECU。配重块压电元件引线频率（kHz）输出电压（mV）压电式非共振型爆燃传感器压电式非共振型爆燃传感器48压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器 安装在火花塞的垫安装在火花塞的垫圈处，每缸一个，依圈处，每缸一个，依据各缸的燃烧压力干据各缸的燃烧压力干脆检测各缸的爆燃信脆检测各缸的爆燃信息，并转换成电信号息，并转换

25、成电信号输送给输送给ECUECU。火花塞爆燃传感器49 用万用表在传感器侧检查传感器端子与传感用万用表在传感器侧检查传感器端子与传感器壳体之间电阻，应不导通（电阻为无穷大），器壳体之间电阻，应不导通（电阻为无穷大），否则说明内部短路，应更换传感器。否则说明内部短路，应更换传感器。用用敲击传感器敲击传感器的方法来模拟传感器的工作过的方法来模拟传感器的工作过程，测试传感器的输出信号。程，测试传感器的输出信号。在发动机在发动机急加速急加速的时候，测试传感器的输出的时候，测试传感器的输出信号。信号。爆燃传感器电路及其检修1号爆燃传感器2号爆燃传感器ECU514、点火限制电路 丰田皇冠丰田皇冠3.03.

26、0轿车点火限制点火限制电路。路。修理修理时用万用表用万用表检测“B B”端子和点火端子和点火线圈圈的的“”端子与搭端子与搭铁之之间的的电压，应为蓄蓄电池池电压。怠速。怠速时检查点火点火器器“IGTIGT”端子与搭端子与搭铁之之间应有脉冲信号，有脉冲信号，检查ECUECU的的“IGFIGF”端子端子与搭与搭铁之之间应有脉冲信有脉冲信号。号。凸轮轴/曲轴位置传感器CPS【功用】凸轮轴位置传感器【功用】凸轮轴位置传感器CMPSCMPS（=Camshaft=Camshaft Position SensorPosition Sensor）：又称为上止点传感器、霍尔传）：又称为上止点传感器、霍尔传感器等。

27、用于给感器等。用于给ECUECU供应曲轴转角基准位置（第一缸供应曲轴转角基准位置（第一缸压缩上止点）信号，作为燃油喷射限制和点火限制的压缩上止点）信号，作为燃油喷射限制和点火限制的主控信号。主控信号。曲轴位置传感器曲轴位置传感器CKPSCKPS（=Crankshaft Position=Crankshaft Position Sensor Sensor）：又称转速传感器，检测曲轴转角位移，）：又称转速传感器，检测曲轴转角位移，给给ECUECU供应发动机转速信号和曲轴转角信号，作为燃供应发动机转速信号和曲轴转角信号，作为燃油喷射和点火限制的主控信号。油喷射和点火限制的主控信号。【安装位置】曲轴、

28、凸轮轴、飞轮或分电器处。两传【安装位置】曲轴、凸轮轴、飞轮或分电器处。两传感器有安装在一起的，也有分开安装的感器有安装在一起的，也有分开安装的 【分类】电磁式、霍尔式和光电式。【分类】电磁式、霍尔式和光电式。电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器【信号类型】【信号类型】频率信号 发动机转速信号频率信号振幅感应线圈正时转子磁铁(永久磁铁)NSNSNS磁铁信号转子ABC通过线圈的磁通量点火信号产生电压秃顶交流波形电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器：丰田车NeNe信号信号：检测曲轴转角位：检测曲轴转角位置及发动机转速的信。置及发动机转速的信。G G信号信号：用于辨别气缸及：用于辨别气缸及检测活塞上止点位置。检测活塞

29、上止点位置。电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器电路及其检测检测：检测：检查感应线圈的电检查感应线圈的电阻，冷态下的阻，冷态下的G1G1和和G2G2感感应线圈电阻应为应线圈电阻应为125125200200，NeNe感应线圈电感应线圈电阻应为阻应为155155250250。电磁式凸轮轴电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器电路曲轴位置传感器电路 传感器ECUG1,G2转子 Ne转子磁铁 电电磁磁式式凸凸轮轮轴轴/曲曲轴轴位位置置传传感感器器：大大众众车车720720 360基准信号 HZ/转 角度信号 24HZ/转 第四缸第四缸 BTDC7BTDC7 第一缸第一缸 BTDC7BTDC7 3030 3030 59电

30、磁式凸轮轴/曲轴位置传感器：本田车信号轮信号轮60霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器61霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器电路及其检测【信号类型】频率信号 发动机转速信号频率信号振幅不变 检测 点火开关转至ON位。检测A、C之间的电压应为8V。B、C间输出的信号电压应为5V到0V交替变更。霍尔式传感器电路霍尔式传感器电路 同步信号电源搭铁传感传感器器ECUECU光电式凸轮轴/曲轴位置传感器【信号类型】【信号类型】频率信号 发动机转速信号频率信号振幅不变63光电式凸轮轴/曲轴位置传感器电路及其检测 检测：检测：点火开关转至点火开关转至ONON位，检测电脑侧位，检测电脑侧1 1和和2 2端子间电压为端子间电压为12V12V，给传感器施加，给传感器施加12V12V电压，正在信号输出端子电压，正在信号输出端子3 3和和4 4与与1 1之间接之间接上电流表，转动转子一圈，两个电流表应分别摇摆上电流表，转动转子一圈，两个电流表应分别摇摆1 1次和次和4 4次，次，电流应约为电流应约为1mA1mA。光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路 曲轴曲轴位置位置传感传感器器ECUECU