1_第三章　微机控制点火系统的结构原理

10JW2,主编,第三章微机控制点火系统的结构原理第四章汽油机辅助控制第五章典型汽油机电控系统实例,第三章微机控制点火系统的结构原理,第一节微机控制点火系统的组成第二节MCI主要部件的结构原理第三节MCI控制原理,第一节微机控制点火系统的组成,1.信号输入装置2.ECU3.执行器,第一节微机控制点火系统的组成,图3-1MCI的组成(桑塔纳2000GSi型轿车)G40凸轮轴位置(上止点位置)传感器G70空气流量传感器G62冷却液温度传感器G72进气温度传感器G69节气门位置传感器F60怠速触点开关G61、G66爆燃传感器G28曲轴位置(曲轴转速与转角)传感器J220电控单元N152点火控制组件N122点火控制器N128、N点火线圈Q火花塞,1.信号输入装置,2.ECU,3.执行器,第二节MCI主要部件的结构原理,一、爆燃传感器二、点火控制组件三、闭磁路式点火线圈,一、爆燃传感器,1.压电式爆燃传感器2.磁致伸缩式爆燃传感器3.燃烧压力检测式爆燃传感器,一、爆燃传感器,图3-2压电式爆燃传感器a)外形b)结构1套筒底座2绝缘垫圈3压电元件4惯性配重5塑料壳体6固定螺栓7接线插座8电极,1.压电式爆燃传感器,图3-3不同转速时传感器输出波形,1.压电式爆燃传感器,图3-4传感器输出信号与曲轴转角的对应关系,1.压电式爆燃传感器,图3-5磁致伸缩式爆燃传感器,2.磁致伸缩式爆燃传感器,3.燃烧压力检测式爆燃传感器,图3-6爆燃传感器输出信号波形,3.燃烧压力检测式爆燃传感器,图3-7垫圈式爆燃传感器1火花塞2垫圈3爆燃传感器4气缸盖,二、点火控制组件,1.结构特点2.工作原理,二、点火控制组件,图3-8点火控制组件1第3缸高压线2点火控制组件线束连接器A1缸高压插孔B2缸高压插孔C3缸高压插孔D4缸高压插孔,1.结构特点,图3-9点火控制组件(N152)内部电路J220ECU712、3缸点火控制端子781、4缸点火控制端子N2、3缸点火线圈N122点火控制器N1281、4缸点火线圈,2.工作原理,图3-10闭磁路式点火线圈(桑塔纳GLi2000GLi轿车)a)外形b)原理c)电路1点火线圈负极2次级绕组3初级绕组4高压插孔5铁心6气隙15点火线圈正极J220ECU,三、闭磁路式点火线圈,1.结构特点2.工作原理,1.结构特点,2.工作原理,第三节MCI控制原理,一、基本控制原理二、点火提前角控制三、MCI配电方式四、发动机爆燃控制,一、基本控制原理,图3-11MCI控制原理,二、点火提前角控制,1.初始点火提前角2.基本点火提前角3.修正点火提前角,1.初始点火提前角,1)发动机起动时。2)发动机转速低于400rmin时。3)检查初始点火提前角时。,1)发动机起动时。,2)发动机转速低于400rmin时。,3)检查初始点火提前角时。,2.基本点火提前角,1)怠速时的基本点火提前角指节气门位置传感器的怠速触点闭合时对应的基本点火提前角。2)正常行驶时的基本点火提前角指节气门位置传感器怠速触点打开时对应的基本点火提前角。,1)怠速时的基本点火提前角指节气门位置传感器的怠速触点闭合时对应的基本点火提前角。,2)正常行驶时的基本点火提前角指节气门位置传感器怠速触点打开时对应的基本点火提前角。,图3-12怠速时基本点火提前角,2)正常行驶时的基本点火提前角指节气门位置传感器怠速触点打开时对应的基本点火提前角。,图3-13正常行驶时基本点火提前角,3.修正点火提前角,1)暖机修正(图3-14)。2)怠速稳定修正(图3-15)。3)过热修正，见图3-16。4)空燃比反馈修正，见图3-17。,3.修正点火提前角,图3-14点火提前特性的暖机修正,1)暖机修正(图3-14)。,图3-15点火提前角的怠速稳定性修正,2)怠速稳定修正(图3-15)。,3)过热修正，见图3-16。,4)空燃比反馈修正，见图3-17。,图3-16点火提前角的过热修正,4)空燃比反馈修正，见图3-17。,图3-17点火提前角的空燃比反馈修正,三、MCI配电方式,1.机械配电2.电子配电,1.机械配电,1)分火头与分电器盖旁电极之间必须保留一定间隙，以实现高压电分配。2)曲轴位置传感器转子由分电器轴驱动，旋转机构的机械磨损会影响点火时刻的控制精度。3)为了抑制无线电的干扰信号，高压线采用了高阻抗电缆，也要消耗能量。4)分火头、分电器盖或高压导线漏电时，会导致高压电火花减弱、缺火或断火。5)分电器的布置影响发动机的结构布置和汽车的外形设计。,1)分火头与分电器盖旁电极之间必须保留一定间隙，以实现高压电分配。,2)曲轴位置传感器转子由分电器轴驱动，旋转机构的机械磨损会影响点火时刻的控制精度。,3)为了抑制无线电的干扰信号，高压线采用了高阻抗电缆，也要消耗能量。,4)分火头、分电器盖或高压导线漏电时，会导致高压电火花减弱、缺火或断火。,5)分电器的布置影响发动机的结构布置和汽车的外形设计。,2.电子配电,(1)双缸同时点火控制双缸同时点火是指点火线圈每产生一次高压电，使两个气缸的火花塞同时跳火。(2)各缸单独点火控制点火系统采用单独点火方式时，每一个气缸都配有一个点火线圈，并安装在火花塞上方。,2.电子配电,图3-18常用电子配电方式,(1)双缸同时点火控制双缸同时点火是指点火线圈每产生一次高压电，使两个气缸的火花塞同时跳火。,二极管分配式双缸同时点火。利用二极管分配高压电的双缸同时点火电路，见图。点火线圈由两个初级绕组和一个次级绕组构成，次级绕组的两端通过4只高压二极管与火花塞构成回路。4只二极管有内装式(安装在点火线圈内部)和外装式两种。对于点火顺序为1342的发动机，1、4缸为一组，2、3缸为另一组。点火控制器中的两只功率晶体管分别控制一个初级绕组，两只功率晶体管由ECU按点火顺序交替控制其导通与截止。点火线圈分配式双缸同时点火。点火线圈直接分配高压的同时点火电路见图3-20,桑塔纳2000GSi、捷达AT和奥迪200轿车点火系统采用了这种配电方式。,(1)双缸同时点火控制双缸同时点火是指点火线圈每产生一次高压电，使两个气缸的火花塞同时跳火。,高压二极管的作用。在部分点火线圈分配高压的同时点火系统中，点火线圈次级回路中连接有一只高压二极管，用于防止次级绕组在初级电流接通时产生的电压(约为1000V)加到火花塞电极上而导致误跳火。,(1)双缸同时点火控制双缸同时点火是指点火线圈每产生一次高压电，使两个气缸的火花塞同时跳火。,图3-19二极管分配高压电的双缸同时点火电路,二极管分配式双缸同时点火。利用二极管分配高压电的双缸同时点火电路，见图。点火线圈由两个初级绕组和一个次级绕组构成，次级绕组的两端通过4只高压二极管与火花塞构成回路。4只二极管有内装式(安装在点火线圈内部)和外装式两种。对于点火顺序为1342的发动机，1、4缸为一组，2、3缸为另一组。点火控制器中的两只功率晶体管分别控制一个初级绕组，两只功率晶体管由ECU按点火顺序交替控制其导通与截止。,点火线圈分配式双缸同时点火。点火线圈直接分配高压的同时点火电路见图3-20,桑塔纳2000GSi、捷达AT和奥迪200轿车点火系统采用了这种配电方式。,图3-20点火线圈直接分配高压的同时点火电路,高压二极管的作用。在部分点火线圈分配高压的同时点火系统中，点火线圈次级回路中连接有一只高压二极管，用于防止次级绕组在初级电流接通时产生的电压(约为1000V)加到火花塞电极上而导致误跳火。,(2)各缸单独点火控制点火系统采用单独点火方式时，每一个气缸都配有一个点火线圈，并安装在火花塞上方。,四、发动机爆燃控制,1.发动机爆燃控制系统的组成2.爆燃的判别与控制1.介绍微机控制点火系统的组成及各组成元件的功用。2.叙述爆燃传感器的类型及工作原理。3.叙述点火控制组件的组成及工作原理。4.叙述微机控制点火系统的基本控制原理。5.介绍初始点火提前角的确定方法。6.介绍基本点火提前角的确定方法。7.介绍点火提前角的修正方法。8.分析双缸同时点火配电方式。9.分析各缸单独点火配电方式。,四、发动机爆燃控制,10.介绍发动机爆燃的控制过程。,1.发动机爆燃控制系统的组成,图3-21发动机爆燃控制系统的组成与控制,2.爆燃的判别与控制,(1)基准电压的确定利用发动机即将爆燃时，爆燃传感器输出信号电压作为判定爆燃的基准电压，见图3-22。(2)爆燃强度的判别发动机爆燃的强度取决于爆燃传感器输出信号电压的振幅和持续时间。(3)发动机爆燃的控制发动机工作时，缸体振动频繁、剧烈，为使监测得到的爆燃信号准确无误，在监测爆燃过程中，并非随时都在进行，而是在发出点火信号后的一定范围内进行，因为发动机产生爆燃的最大可能性是在点火后的一段时间内。,2.爆燃的判别与控制,图3-22基准电压的确定方法,(1)基准电压的确定利用发动机即将爆燃时，爆燃传感器输出信号电压作为判定爆燃的基准电压，见图3-22。,(2)爆燃强度的判别发动机爆燃的强度取决于爆燃传感器输出信号电压的振幅和持续时间。,(3)发动机爆燃的控制发动机工作时，缸体振动频繁、剧烈，为使监测得到的爆燃信号准确无误，在监测爆燃过程中，并非随时都在进行，而是在发出点火信号后的一定范围内进行，因为发动机产生爆燃的最大可能性是在点火后的一段时间内。,图3-23爆燃强度的判定方法,(3)发动机爆燃的控制发动机工作时，缸体振动频繁、剧烈，为使监测得到的爆燃信号准确无误，在监测爆燃过程中，并非随时都在进行，而是在发出点火信号后的一定范围内进行，因为发动机产生爆燃的最大可能性是在点火后的一段时间内。,图3-24爆燃反馈控制曲线