汽油机电控点火系统.doc

汽车发动机电控技术教案1第三章第三章 汽油机电控点火系统汽油机电控点火系统课程名称汽车发动机电控技术课程性质理论课任课教师职 称总学时：12 学时 讲课：7.5 学时实习：4.5 学时授课对象专业 年 班级 教学目的和要 求掌握发动机电控系统的基本组成；了解发动机电控技术的发展， 和各传感器的类型和功用教学重点和难 点重点：电控点火系统的功能；电控点火系统工作原理及主要元件 的构造与维修 难点：电控点火控制原理教学进程第 次课第 1 次课第 2 次课第 3 次课授课章节电控点火系统的组成与工作原理电控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检修学 时223.5备 注教教案案（（章章节节备备课课））汽车发动机电控技术教案2学时第 1 节电控点火系统的功能电控点火系统的功能教案内容一、点火提前角的控制 1．点火提前角对发动机性能的影响 如点火提前角过大，大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞所消耗的 压缩功增加，缸内最高压力升高，末端混合气自燃所需的时间缩短，爆燃 倾向增大；过小（点火过迟） ，燃烧延伸到膨胀过程，燃烧最高压力和温度 降低，传热损失增多，排气温度升高，功率降低，爆燃倾向减小，NOx排 放降低。

2．最佳点火提前角确定依据 （1）发动机转速 随着转速的升高点火提前角增大采用 ESA 控制系 统，更接近理想的点火提前角 （2）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 （3）燃油辛烷值 辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大，反 之应减小 （4）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．控制点火提前角的基本方法 起动时的点火提前角是固定的，一般为 10°左右，与发动机工况无关起动后的点火提前角控制有： （1）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 （2）实际点火提前角=初始点火提前角×点火提前角修正系数 点火时间由进气歧管压力信号（或进气量信号）和发动机转速确定的点 火提前角和修正量决定 4．点火提前角的修正 （1）水温修正 1）暖机修正 冷车起动后，冷却水温度过低，增大点火提前角随温 度升高点火提前角变化如图点火提前角的暖机修正曲线 控制信号有：冷却水温度信号、进气歧管压力（或进气量）信号、节气 门位置信号 2）过热修正 发动机处于正常的工况（IDL 触点断开） ，当冷却水过 高时，为避免爆震，推迟点火提前角。

发动机处于怠速工况（IDL 触点闭 合） ， 汽车发动机电控技术教案3教案内容冷却水温过高时应增大点火提前角点火提前角的过热修正曲线 控制信号有：冷却水温度信号、节气门位置信号 （2）怠速稳定性的修正 ECU 根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 控制信号有：发动机转速信号、节气门开度信号、车速、空调信号等 （3）空燃比反馈修正 根据氧传感器的反馈信号调整喷油量来控制空 燃比，喷油量大则点火提前角小 二、通电时间的控制 1．通电时间对发动机性能的影响 初级电路被断开的瞬间，初始电流能达到的值与初级电路接通的时间长 短有关，只有通电时间一定值时，初级电流才可能达到饱和由于断开电 流影响次级电压的最大值，次级电压的高低又直接影响点火系工作的可靠 性所以，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 2．通电时间的控制方法 现代电控点火系统和传统的分电器不同，传统的点火线圈初级电路的通 电时间取决于断电器触点的闭合角和发动机转速；而现代点火线圈初级电 路的通电时间由 ECU 控制，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。

3．点火线圈的恒流控制 由于现代车采用了高能点火线圈，改善点火性能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控制电路中增加了恒流控制 电路 恒流的基本方法是：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控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，从而实现恒流控 制 三、爆燃的控制 1．爆燃的危害 会导致冷却液过热，功率下降，油耗上升 2．控制方法 推迟点火提前角，利用爆震传感器中的压电晶体的压力 效应汽车发动机电控技术教案4第 2 节点火系统的组成与工作原理点火系统的组成与工作原理教案内容一、电控点火系统的类型 1．汽油机点火系统的类型： 传统点火系统分为：磁电机点火系统和蓄电池点火系统 缺点：（1）高速易断火，不适合高速发动机2）断电器触点易烧蚀，工作可靠性差3）点火能量低，点火可靠性差 微机控制的点火系统 采用计算机根据各传感器信号对点火提前角进行 控制 2．电控点火系统的类型：有分电器和无分电器式 二、基本组成与工作原理 1．基本组成 一般由电源、传感器、ECU、点火器、点火线圈、分电器和火花塞组成。

2．工作原理 发动机工作时，ECU 根据接收到的传感器信号，按存储器中的相关程 序和数据，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 点火器根据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止当电路导通时， 有电流从点火线圈中的初级电路通过，点火线圈将点火能量以磁场的形式 储存起来当初级电路被切断时，次级线圈中产生很高的感应电动势，经 分电器或直接送至工作气缸的火花塞 三、有分电器电控点火系统 特点：1 个点火线圈 组成：由凸轮轴/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 四、无分电器电控点火控制系统 特点：用电子控制装置取代分电器，利用电子分火控制技术将点火线圈 产生的高压电直接送给火花塞进行点火 1．独立点火方式 特点：点火线圈的数量和气缸数相等 优缺点：分火性能较好，但其结构和控制电路复杂 2．同时点火方式 特点：点火线圈的数等于气缸数的一半 3．二极管配电点火方式 特点：四个气缸共用一个点火线圈 五、爆燃控制系统 1．组成（如图） 2．识别 根据安装在缸体上的爆震传感器检测发动机不同频率范围内 的机械振动，发生爆燃时传感器电压信号有较大的振幅。

汽车发动机电控技术教案5教案内容爆燃控制系统的组成1—爆燃传感器 2—ECU 3—其他传感器 4—点火器和点火线圈 5—分电器 6—火花塞爆燃识别电路 3．爆燃强度的确定 ECU 根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，反之越小汽车发动机电控技术教案6第 3 节电控点火系统主要元件的构造与维修电控点火系统主要元件的构造与维修教案内容一、点火器功能：根据 ECU 的指令，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 输送点火确认信号结构： 检测：用万用表或示波器检查发动机 ECU 相应端子间电压，应符合要 求 二、点火线圈检测：万用表检测点火线圈的电阻，应符合规定 线 圈初级线圈次级线圈检查条件冷态 （-10～50℃）热态 （50～100℃）冷态 （-10～50℃）热态 （50～100℃）检查标准1.11～1.75Ω1.41～2.05Ω9.0～15.7kΩ11.4～18.8kΩ三、爆燃传感器 功能：检测发动机有无爆燃发生及爆燃强度 类型：电感式和压电式两种，压电式又分为共振式、非共振式和火花 塞座金属垫型 1．电感式爆燃传感器 构造：主要由铁心、永久磁铁、线圈及外壳等组成。

原理：利用电磁感应原理检测发动机爆燃 2．压电式爆燃传感器 原理：利用压电效应原理检测发动机爆燃 （1）压电式共振型爆燃传感器 由压电元件、振子、基座、外壳等组成当发生爆燃时，振子与发动 机共振，压电元件输出的信号电压也有明显增大，易于测量 （2）压电式非共振型爆燃传感器 与共振式相比，非共振式内部无震荡片，但设一个配重块，以一定的 预紧压力压紧在压电元件上当发动机发生爆燃时，配重块以正比于振动 加速度的交变力施加在压电元件上，压电元件则将此压力信号转变成电信 号输送给 ECU （3）压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器 安装在火花塞的垫圈处，每缸一个，根据各缸的燃烧压力直接检测各 缸的爆燃信息，并转换成电信号输送给 ECU 3．检测：用万用表检查传感器端子与传感器壳体之间的电阻，应不通四、点火控制电路 以丰田皇冠 3.0 轿车点火控制电路为例（如下图） 维修时用万用表检测“＋B”端子和点火线圈的“＋”端子与搭铁之间 的电压，应为蓄电池电压怠速时检查点火器“IGT”端子与搭铁之间应有 脉冲信号，检查 ECU 的“IGF”端子与搭铁之间应有脉冲信号汽车发动机电控技术教案7教案内容丰田皇冠 3.0 轿车点火控制电路作 业1．汽油机对点火系统有哪些要求? 2．普通电子点火系统和 ECU 控制电控点火系统有哪些异同点? 3．电控点火系统有哪些优点? 4．影响发动机点火提前角的因素有哪些? 5．在电控点火系中最佳点火提前角是如何确定的? 6．修正点火提前角考虑了哪些因素?这些因素对发动机的点火提前角有 何影响 7．什么叫闭合角控制?为什么要进行闭合角控制? 8．汽油机的爆震对发动机有何影响?本 章小 结1．为了使汽油机的各项性能指标达到较佳水平，点火系统必须向火花 塞电极提供足够高的击穿电压，火花塞电极间产生的火花必须具有足够的 能量，点火正时应与汽油机运行工况相匹配。

以上三点在传统点火系统中 很难完全满足，只有采用电控点火系统 2．现代轿车上采用的电子控制点火系统主要有两种形式：电子控制有 分电器点火系统和电子控制无分电器点火系统 3．无分电器点火系统又称直接点火系统，直接将点火线圈次级绕组与 火花塞相连接 4．最佳点火提前角，一般是指点火燃烧产生的最高压力出现在上止点 后 10°左右，它会受发动机转速、发动机负荷、汽油的品质及其它一些因 素影响 5．爆震和点火时刻有密切关系，点火提前角越大，就越易产生爆震备 注。