电控发动机点火系统的原理课件

点火系统的控制原理点火系统的控制原理一、一、汽油发动机点火系统的发展过程汽油发动机点火系统的发展过程考虑因素：考虑因素：-点火能量；点火能量；-点火提前角。点火提前角。1 1、传统触点式点火系统、传统触点式点火系统 2 2、半导体辅助的点火系统、半导体辅助的点火系统 3 3、普通电子点火系、普通电子点火系 4 4、微机控制的点火系统、微机控制的点火系统 5 5、无分电器的直接点火系统、无分电器的直接点火系统 二、二、点火控制点火控制 在发动机控制系统中，点火控制主要包括点在发动机控制系统中，点火控制主要包括点火提前角的控制、通电时间（闭合角）控制和火提前角的控制、通电时间（闭合角）控制和防爆震控制等三个方面。防爆震控制等三个方面。（一）点火提前角控制（一）点火提前角控制（ESAESA）1 1、点火提前角及其影响因素、点火提前角及其影响因素 （1 1）最佳点火提前角）最佳点火提前角 （2 2）影响点火提前角的因素）影响点火提前角的因素 如如果果点点火火过过晚晚，在在活活塞塞到到达达上上止止点点时时才才点点火火，则则活活塞塞下下行行时时混混合合气气才才燃燃烧烧，即即燃燃烧烧是是在在容容积积增增大大的的情情况况下下进进行行，从从而而使使气气缸缸中中压压力力降降低低，发发动动机机功功率率下下降降，同同时时由由于于炽炽热热的的气气体体与与气气缸缸壁壁接接触触面面积积增增大大，热热损损失失增增大大，导导致致发发动动机机过过热，油耗增大。热，油耗增大。如果点火过早，则燃烧完全在压缩过程中进如果点火过早，则燃烧完全在压缩过程中进行，气缸内压力急剧上升，在活塞到达上止点行，气缸内压力急剧上升，在活塞到达上止点前即达到最大压力，给正在上升的活塞一个很前即达到最大压力，给正在上升的活塞一个很大的阻力，不仅使发动机功率下降，油耗增加，大的阻力，不仅使发动机功率下降，油耗增加，还会引起爆燃。还会引起爆燃。发动机转速发动机转速 进气歧管绝对压力（负荷）进气歧管绝对压力（负荷）辛烷值对点火提前角的影响辛烷值对点火提前角的影响 汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可适当增大；辛烷值越低，抗爆性越差，点角可适当增大；辛烷值越低，抗爆性越差，点火提前角则应相应减小。火提前角则应相应减小。影响点火提前角的其它因素影响点火提前角的其它因素 最佳点火提前角除了与发动机的转速和进气最佳点火提前角除了与发动机的转速和进气歧管绝对压力（负荷）有关外，还与发动机燃歧管绝对压力（负荷）有关外，还与发动机燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却液温度等因素有关。在普通点火系统中，冷却液温度等因素有关。在普通点火系统中，当上述因素变化时，系统无法对点火提前角进当上述因素变化时，系统无法对点火提前角进行调整。而当采用行调整。而当采用ESAESA控制系统时，发动机在各控制系统时，发动机在各种工况和运行条件下，都能提供理想的点火提种工况和运行条件下，都能提供理想的点火提前角，因此发动机的动力性、经济性和排放污前角，因此发动机的动力性、经济性和排放污染都可以达到最佳值。染都可以达到最佳值。2 2、点火提前角控制系统的组成、点火提前角控制系统的组成 3 3、点火提前角的控制方法、点火提前角的控制方法 在电子点火提前控制系统中，根据有关在电子点火提前控制系统中，根据有关传感器送来的信号，发动机控制模块计算传感器送来的信号，发动机控制模块计算出最佳点火时刻、输出点火正时信号、控出最佳点火时刻、输出点火正时信号、控制点火控制模块点火。制点火控制模块点火。在发动机起动时，不经发动机控制模块计在发动机起动时，不经发动机控制模块计算，点火时刻直接由传感器信号确定一个算，点火时刻直接由传感器信号确定一个固定的初始点火提前角。固定的初始点火提前角。当发动机转速超过一定值，自动转换为由当发动机转速超过一定值，自动转换为由发动机控制模块的点火正时信号发动机控制模块的点火正时信号IGtIGt控制。控制。实际点火提前角实际点火提前角(点火正时）点火正时）=初始点火提初始点火提前角前角+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（或延迟角）。（或延迟角）。点火提前角的确定方法点火提前角的确定方法（1 1）点火正时信号（）点火正时信号（IGtIGt）根据有关传感器送来的信号，发动机控根据有关传感器送来的信号，发动机控制模块（制模块（ECUECU）计算出最佳的点火提前角，计算出最佳的点火提前角，通过点火正时信号（通过点火正时信号（IGtIGt）控制点火控制控制点火控制模块（模块（ICMICM）点火点火 。（2 2）初始点火提前角）初始点火提前角 为了控制点火正时，发动机控制模块（为了控制点火正时，发动机控制模块（ECUECU）根据上止点位置或曲轴位置传感器（根据上止点位置或曲轴位置传感器（CKPCKP）确定确定点火的时刻。点火的时刻。初始点火提前角的确定初始点火提前角的确定（3 3）点火提前角修正量的计算与控制）点火提前角修正量的计算与控制 发动机工作时，发动机控制模块（发动机工作时，发动机控制模块（ECUECU）根据根据空气流量传感器（空气流量传感器（MAFMAF）（）（或进气歧管绝对压力或进气歧管绝对压力传感器（传感器（MAPMAP）和发动机转速传感器（和发动机转速传感器（NeNe）的的信号，从存储器存储的数据中找到相应的基本信号，从存储器存储的数据中找到相应的基本点火提前角，再根据有关传感器信号加以修正，点火提前角，再根据有关传感器信号加以修正，得到实际点火提前角得到实际点火提前角 。1 1）起动期间的点火提前角的控制）起动期间的点火提前角的控制 发动机控制电脑根据发动机启动信号、发动发动机控制电脑根据发动机启动信号、发动机转速信号、曲轴位置信号来确定初始的点火机转速信号、曲轴位置信号来确定初始的点火提前角。提前角。ECUSTA。CKPICM2 2）起动后点火提前角的控制）起动后点火提前角的控制 基本点火提前角基本点火提前角 在正常运行工况下运行时，发动机控制模块在正常运行工况下运行时，发动机控制模块根据进气歧管压力信号（或进气量信号）、发根据进气歧管压力信号（或进气量信号）、发动机转速信号、节气门位置信号、燃油品质选动机转速信号、节气门位置信号、燃油品质选择开关或插头、爆震信号等择开关或插头、爆震信号等 来确定基本的点火来确定基本的点火提前角。提前角。ECU（MAF）CKP（ne）TPS燃油品质开关燃油品质开关MAPKSICM点火提前角的修正点火提前角的修正 a a、暖机过程中点火提前角的修正暖机过程中点火提前角的修正 b b、发动机过热时点火提前角的修正发动机过热时点火提前角的修正 c c、空燃比反馈过程中点火提前角的修正空燃比反馈过程中点火提前角的修正 d d、怠速稳定性修正怠速稳定性修正 e e、爆震修正爆震修正 在后文爆震控制中详细叙述。在后文爆震控制中详细叙述。f f、最大和最小点火提前角的限制最大和最小点火提前角的限制 最大提前角：最大提前角：35-4535-45度曲轴转角；度曲轴转角；最小提前角：最小提前角：-10-0-10-0度曲轴转角。度曲轴转角。（4 4）点火提前角的控制方式）点火提前角的控制方式点火控制方式点火控制方式I I：是利用曲轴位置传感器（是利用曲轴位置传感器（CKPCKP）（）（该曲该曲轴位置传感器（轴位置传感器（CKPCKP）在每个气缸工作间在每个气缸工作间隔角度都产生信号，四缸发动机的气缸工隔角度都产生信号，四缸发动机的气缸工作间隔为作间隔为180180度曲轴转角、六缸发动机为度曲轴转角、六缸发动机为120120度曲轴转角，该传感器多采用磁电式度曲轴转角，该传感器多采用磁电式曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器）曲轴位置传感器或霍尔式曲轴位置传感器）的信号发生时刻为基准，根据预定程序的的信号发生时刻为基准，根据预定程序的通电时间和点火时刻进行计算，求出点火通电时间和点火时刻进行计算，求出点火线圈开始通电和断电的时刻，再用内装的线圈开始通电和断电的时刻，再用内装的高速计算机进行控制。高速计算机进行控制。点火控制方式点火控制方式IIII：曲轴位置传感器（曲轴位置传感器（CKPCKP）产生产生180180度曲轴度曲轴转角的转角的G G信号和信号和3030度曲轴转角的度曲轴转角的NeNe信号。信号。这种传感器多采用磁电式曲轴位置传感器这种传感器多采用磁电式曲轴位置传感器（CKPCKP）。）。发动机控制模块（发动机控制模块（ECUECU）同时对同时对180180度的度的G G信号和信号和3030度的度的NeNe信号计数，以信号计数，以G G信号为基准，算出通电开始时刻到点火时信号为基准，算出通电开始时刻到点火时刻的刻的3030度曲轴转角信号，再由高速微机控度曲轴转角信号，再由高速微机控制从制从3030度曲轴转角开始的通电开始时刻和度曲轴转角开始的通电开始时刻和断电时刻。断电时刻。点火控制方式点火控制方式IIIIII：曲轴位置传感器（曲轴位置传感器（CKPCKP）产生产生180180度度曲轴转角的曲轴转角的G G信号和信号和1 1度曲轴转角的度曲轴转角的NeNe信号，以信号，以G G信号为基准，按每信号为基准，按每1 1度曲轴度曲轴转角分频，用既定的曲轴角度产生开转角分频，用既定的曲轴角度产生开始通电时刻和断电时刻信号始通电时刻和断电时刻信号IGtIGt。这这种控制方式是目前最精确的一种控制种控制方式是目前最精确的一种控制方式。方式。（二）点火线圈通电时间（闭合角）的控制（二）点火线圈通电时间（闭合角）的控制 （三）防爆震控制（三）防爆震控制1 1爆震与点火提前角的关系爆震与点火提前角的关系 点火提前角越大，燃烧的最大压力就越大，就点火提前角越大，燃烧的最大压力就越大，就越易产生爆震。越易产生爆震。2 2爆震控制系统爆震控制系统 爆震控制原理爆震控制原理 爆震控制的实质，是由爆震传感器（爆震控制的实质，是由爆震传感器（KSKS）检检测发动机的爆震强度，在产生爆震前，发动机测发动机的爆震强度，在产生爆震前，发动机控制模块（控制模块（ECUECU）会自动减少点火提前角，使点会自动减少点火提前角，使点火时刻保持在爆震边界曲线的附近，以提高发火时刻保持在爆震边界曲线的附近，以提高发动机的功率，降低燃料的消耗，动机的功率，降低燃料的消耗，爆震控制过程爆震控制过程爆震控制系统主要有两种类型：爆震控制系统主要有两种类型：一种是将爆震传感器（一种是将爆震传感器（KSKS）装在每个气装在每个气缸内，用以检测爆震引起的压力波动的控缸内，用以检测爆震引起的压力波动的控制形式称为压力传感器型控制系统；制形式称为压力传感器型控制系统；另外一种是把一个或两个爆震传感器另外一种是把一个或两个爆震传感器（KSKS）装在发动机缸体或进气歧管上，检装在发动机缸体或进气歧管上，检测爆震引起的振动的控制形式称为壁振动测爆震引起的振动的控制形式称为壁振动型控制系统。型控制系统。(1)(1)爆震传感器（爆震传感器（KSKS）的输出信号的输出信号 (2)(2)爆震的判断与点火提前角的控制爆震的判断与点火提前角的控制 三、电子控制点火系统的工作原理与故障检修三、电子控制点火系统的工作原理与故障检修 (一一)分电器式电子点火系统的工作原理与故障检分电器式电子点火系统的工作原理与故障检修修 1 1、工作原理、工作原理 ECUICMCKPECTMAFTPSVSSA/CBOOO2SKSBATT。BAROSTA。曲轴位置和凸轮轴位置传感器安装在分电器内曲轴位置和凸轮轴位置传感器安装在分电器内曲轴和凸轮轴位置传感器的分类曲轴和凸轮轴位置传感器的分类-电磁式传感器；电磁式传感器；-霍尔式传感器；霍尔式传感器；-光电式传感器光电式传感器 。电磁式曲轴位置传感器电磁式曲轴位置传感器霍尔效应式曲轴位置传感器霍尔效应式曲轴位置传感器光电式曲轴位置传感器光电式曲轴位置传感器点火系统的工作过程点火系统的工作过程发动机控制模块根据分电器内信号发生器的发动机控制模块根据分电器内信号发生器的输入信号和其它传感器的输入信号来接通和输入信号和其它传感器的输入信号来接通和切断初级点火线圈电路中的电流，当发动机切断初级点火线圈电路中的电流，当发动机控制模块向点火控制模块输出一个点火正时控制模块向点火控制模块输出一个点火正时信号时，初级电路被切断，点火线圈产生次信号时，初级电路被切断，点火线圈产生次级点火电压使火花塞开始点火。在发动机控级点火电压使火花塞开始点火。在发动机控制模块向点火控制模块发出切断初级电路的制模块向点火控制模块发出切断初级电路的命令后，发动机控制模块就会通过点火信号命令后，发动机控制模块就会通过点火信号反馈线上的信号来判定初级点火电路是否被反馈线上的信号来判定初级点火电路是否被切断。切断。(二二)带分电器的二极管分电的点火系统带分电器的二极管分电的点火系统的工作原理与故障检修的工作原理与故障检修 举例举例1 1、系统元件的构造、系统元件的构造 （1 1）点火线圈和点火控制模块）点火线圈和点火控制模块 （2 2）分电器）分电器 2 2、点火线圈和点火控制模块的工作原理、点火线圈和点火控制模块的工作原理 3 3、分电器的工作原理、分电器的工作原理 举例举例（三）无分电器式点火控制系统及故障检修（三）无分电器式点火控制系统及故障检修 1 1二极管分配式同时点火的无分电器点火系二极管分配式同时点火的无分电器点火系 （1 1）构成）构成 工作过程工作过程2 2点火线圈分配式无分电器点火系统点火线圈分配式无分电器点火系统的工作原理与故障检修的工作原理与故障检修 点火系统点火线圈（1 1）点火线圈分配式同时点火的）点火线圈分配式同时点火的无分电器点火系的工作原理无分电器点火系的工作原理 （2 2）点火线圈分配式同时点火的）点火线圈分配式同时点火的无分电器点火系统的测试无分电器点火系统的测试 1 1）火花测试）火花测试 2 2）点火系统各连接器的检查）点火系统各连接器的检查 3 3）点火线圈的测试）点火线圈的测试 首先检查点火线圈的电源电路首先检查点火线圈的电源电路 点火线圈初级绕组电阻值的检查点火线圈初级绕组电阻值的检查 最后检查点火线圈的搭铁电路是否正常最后检查点火线圈的搭铁电路是否正常 4 4）点火系统运行情况的检查）点火系统运行情况的检查 5 5）信号拾取线圈电阻的测试）信号拾取线圈电阻的测试 6 6）信号拾取线圈空气间隙的检查）信号拾取线圈空气间隙的检查 7 7）点火控制模块（）点火控制模块（ICMICM）的测试的测试 （3 3）点火线圈分配式单独点火的）点火线圈分配式单独点火的无分电器点火系统的工作原理无分电器点火系统的工作原理 1 1）系统的构造和工作原理）系统的构造和工作原理 工作原理工作原理 ECUICMCKPECTMAFTPSVSSA/CBOOO2SKSBATT。BAROSTA。CMPAUDIAUDI点火系统点火系统点火线圈和火花塞点火线圈和火花塞火花塞火花塞（4 4）点火线圈分配试单独点火的点火系统的测试）点火线圈分配试单独点火的点火系统的测试