汽车微机控制点火系统.ppt

电控点火系统 电控点火系统的组成 如图8 34所示 图8 34汽车发动机电控燃油分配喷射系统方框图 图8 35电控点火系统基本组成和原理 一 电控点火系统1 电控点火系统的工作原理 电控点火系统主要由与点火有关的各种传感器 电子控制单元 发动机控制ECU 点火电子组件 点火器 点火线圈 高压配电器和火花塞等组成 如图8 35所示 1 点火系统有关的传感器及开关信号电子控制点火系统中所用到的主要传感器有曲轴转角 转速传感器 曲轴基准位置传感器 点火基准传感器 和爆震传感器 另外 还根据进气压力传感器或空气流量传感器 进气温度传感器 冷却液温度传感器 节气门位置传感器以及起动开关信号 空调开关信号 空挡开关信号等开关信号对各种工况下的点火提前角进行必要的修正 曲轴转角与转速传感器 电控点火系统中 发动机转速信号是微机用来读取或计算基本点火提前角最主要的依据之一 而曲轴转角信号则用来计算具体的点火时刻 曲轴基准位置传感器 点火基准传感器 该传感器可在曲轴转至某一特殊的位置 如一缸上止点或上止点前某一特定的角度时 输出一个脉冲信号 微机将这一脉冲信号作为计算点火提前角的曲轴位置基准点 并与曲轴转角信号一起计算曲轴任一时刻所处的具体位置 2 点火提前角的确定电子控制点火系统中 点火提前角通常由初始点火提前角 基本点火提前角和点火提前角修正值三部分组成 基本点火提前角 如图8 36所示 图8 36点火提前角示意图 点火提前角修正值 点火提前角修正值是电子控制单元根据发动机进气温度 冷却液温度 节气门位置 混合气空燃比 起动开关 空调开关等传感器信号和有关开关信号 对基本点火提前角按一定的修正特性所做的进一步优化性校正 从而使发动机点火性能最佳 3 点火提前角的控制点火提前角的控制通常有开环控制和闭环控制两种方式 如图8 37所示 开环控制方式 即电子控制器根据有关传感器提供的发动机工况信息从内部存储器 ROM 中读取出相应的基本提前角 闭环控制方式 闭环控制方式可以在控制点火提前角的同时 不断地检测发动机的有关工况 如发动机是否发生爆震 怠速是否稳定等 图8 37开环 闭环控制方式框图 爆震控制最主要的传感器是爆震传感器 它用于检测发动机是否发生爆震 一般每台发动机安装一到两只 爆震传感器安装位置 3缸发动机安装在第2缸缸体中间 4缸发动机安装在2 3缸缸体之间 工作原理 爆震传感器 如图8 38 8 39所示 是一种振动加速度传感器 装在发动机气缸体上 图8 38爆震传感器实物与特性简图 图8 39爆震传感器结构图 发动机工作期间 多在低速大负荷工况时 如发生爆震 且爆震强度达到一定值时 电子控制单元便能接收到提前信号 并根据爆震强度的大小给点火电子组件发出推迟点火的信号 直到爆震消失 爆震消失后 电子控制单元便将点火提前角逐渐移至最佳点火角 或以一定角度使点火提前 直到再次发生爆震时为止 通电时间的控制 导通角即前述的闭合角 它主要影响点火线圈初级绕组的通电时间和点火线圈的储存能量 而点火线圈通电时间和储存能量取决于发动机转速和蓄电池的供电电压 控制原理框图如图8 40所示 图8 40爆震传感器结构图 二 分电器高压配电电子点火控制系统当前为了提高发动机的动力性 经济性 减少排气污染 要求点火系统不仅要提供较高的点火能量 而且对点火时刻的控制要求有较高的精度和对发动机各种工况变化的适应能力 典型的有分电器ECU控制点火系统组成方框图如图8 41所示 图8 41典型的有分电器电控点火系统组成图 图8 42磁电式曲轴转角传感器结构图 1 相关传感器 执行器的工作原理与检修方法 1 传感器 磁电式曲轴转角传感器结构与原理 其典型结构如图8 50所示 下面分三种情况来说明其工作原理 如图8 43所示 这三种情况下的磁通回路为 永久磁铁的N极 空气隙 信号转子 空气隙 铁芯 永久磁铁的S极 图8 43磁电式传感器典型结构示意图 磁电式曲轴转角传感器的检测 检查 调整信号转子凸齿与线圈铁心之间的间隙值 可用厚薄规进行测量 如图8 44 a 所示 该间隙的标准值一般为0 2mm 0 4mm 如不符合 调整方法如图8 44 b 所示 图8 44信号转子凸齿示意图 图8 45霍尔式传感器工作原理示意图 霍尔式曲轴转角传感器 如图8 55所示是霍尔式传感器工作原理示意图 如图8 45 a 所示 霍尔元件有4个接线端 其中A B分别为电流Ig的输出和输入端 C D分别为霍尔电压Eh两输出端 永久磁铁的磁力线可穿过空气间隙垂直进入霍尔元件如图8 45 c 虚线所示 也可由叶片遮挡而不进入霍尔元件如图8 45 b 虚线所示 2 执行器 霍尔式点火信号发生器的检修 霍尔式点火信号发生器为有源器件 需输入一定电源电压时才能工作 结构如图8 46 图8 46霍尔式点火信号发生器示意图 光电式点火触发信号工作原理 如图8 47所示 发动机工作时 转盘由分电器轴驱动在发光二极管与光敏三极管之间转动 当发光二极管的光线穿过狭缝射向光敏三极管时 当敏三极管导通 信号电路便输出信号 分电器每转一圈产生360个1 曲轴角度与转速信号和6个60 基准位置信号 指六缸 四缸为4个90 基准位置信号 图8 47光电式分电器曲轴转角与转速传感器 图8 48光电式分电器曲轴转角与转速传感器原理结构图 其结构由安装在分电器轴上的转盘和安装在分电器底板上的光电式信号发生器组成 信号发生由发光二极管 光敏三极管和信号电路组成 转盘位于发光二极管和光敏三极管之间 如图8 48所示 点火线圈原理与检修 a 传统点火线圈原理点火线圈的上端装有胶木盖 中央突出部分为高压接线柱 其他的接线柱为低压接线柱 根据低压接线柱的数目不同 点火线圈有二接线柱和三接线柱之分 其内部结构如图8 49所示 图8 49普通点火线圈内部结构图 b 开磁路与闭磁路点火线圈原理 在汽车电子点火系统中 采用了能量转换效率较高的开磁路与闭磁路点火线圈 如图8 50所示 图8 50开磁路和闭磁路点火线圈 c 点火线圈的故障检修 点火线圈的故障主要有初 次级绕组断路 短路和搭铁 绝缘盖破裂漏电 检查 试验和修理方法如下 点火线圈的检查 肉眼直观检查 检查的主要内容和要求是察看绝缘盖与外壳封装应完好 周围不得有绝缘物溢出 初 次级绕组断路 短路和搭铁的检查 如图8 51所示 图8 51检查点火线圈搭铁 图8 52火花塞的构造 火花塞工作原理与检修 a 火花塞工作原理 火花塞的作用是将点火线圈所产生的高压电引入发动机燃烧室 并在其电极间产生电火花 点燃缸内混合气 火花塞的构造如图8 52所示 中心电极用镍铬合金制成 具有良好的耐高温 耐腐蚀性能 导体玻璃起密封作用 火花塞的间隙多为0 6 0 8mm 但当采用电子点火时 间隙可增大至1 0 1 2mm 图8 53火花塞的构造 图8 54火花塞的间隙的测量与调整 b 火花塞电极间隙的检查与调整 火花塞间隙不当时 应用特制的测量调整工具弯曲侧电极进行调整 如图8 53所示为火花塞间隙示意图 火花塞间隙的调整如图8 54所示 三 无分电器电子点火系统无分电器点火系统取消了分电器的机械配电方式 因此完全消除了分电器的缺陷 进一步提高了点火性能 降低了点火能量的高压传输损失 提高了点火系统的可靠性和耐久性 目前常用的无分电器电子点火方式有各缸单独点火和双缸同时点火两种 如图8 55所示 图8 55各缸单独点火与双缸同时点火示意图 1 单独点火方式 单独点火是指一个火花塞配一只点火线圈 将点火线圈及功率晶体管作为一体直接安装在火花塞顶上 这样不仅取消了分电器 而且也不用高压线 因此 彻底消除了分电器和高压线所带来的缺陷 点火性能最好 但结构和点火控制系统复杂 如图8 56所示 图8 5