第三章 点火控制系统

1、第三章 点火控制系统 第第2 2节节 点火系统的组成与工作原理点火系统的组成与工作原理 作业作业 一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制 二、通电时间的控制二、通电时间的控制 三、爆燃的控制三、爆燃的控制 一、点火提前角的控制一、点火提前角的控制 1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 2最佳点火提前角确定依据最佳点火提前角确定依据 3控制点火提前角的基本方法控制点火提前角的基本方法 4点火提前角的修正点火提前角的修正 1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 w 点火提前角是从火花塞发出电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火花，到该

2、缸活塞运行至压缩 上止点时曲轴转过的角度。上止点时曲轴转过的角度。 w 当汽油机保持节气门开度、转当汽油机保持节气门开度、转 速以及混合气浓度一定时，汽速以及混合气浓度一定时，汽 油机功率、耗油和排放随点火油机功率、耗油和排放随点火 提前角的改变而变化。提前角的改变而变化。 w 对应于发动机每一工况都存在对应于发动机每一工况都存在 一个一个“最佳最佳”点火提前角点火提前角 。适。适 当点火提前角，可使发动机每当点火提前角，可使发动机每 循环所做的机械功最多（循环所做的机械功最多（ 曲线曲线 阴影部分阴影部分）。）。 2最佳点火提前角确定依据最佳点火提前角确定依据 随着转速的升高点火提前角增大。

3、采用电控点随着转速的升高点火提前角增大。采用电控点 火系统，更接近理想的点火提前角。火系统，更接近理想的点火提前角。 歧管压力高（真空度小、负荷大），点火提前歧管压力高（真空度小、负荷大），点火提前 角小，反之点火提前角大。采用电控点火系统时，可以使发角小，反之点火提前角大。采用电控点火系统时，可以使发 动机的实际点火提前角接近于理想的点火提前角。动机的实际点火提前角接近于理想的点火提前角。 汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增 大，反之应减小。大，反之应减小。 燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压

4、力、 冷却水温度。冷却水温度。 3控制点火提前角的基本方法控制点火提前角的基本方法 发动机起动时，按发动机起动时，按ECU内存储的初始点火提前角（设定内存储的初始点火提前角（设定 值）对点火提前角进行控制。起动时点火提前角的设定值）对点火提前角进行控制。起动时点火提前角的设定 值随发动机而异，对一定的发动机而言，起动时的点火值随发动机而异，对一定的发动机而言，起动时的点火 提前角是固定的，一般为提前角是固定的，一般为10左右。左右。 发动机正常运转时（起动后），发动机正常运转时（起动后），ECU根据发动机的转速根据发动机的转速 和负荷信号，确定基本点火提前角，并根据其他有关信和负荷信号，确定基

5、本点火提前角，并根据其他有关信 号进行修正，最后确定实际的点火提前角，并向点火器号进行修正，最后确定实际的点火提前角，并向点火器 输出点火指令信号，以控制点火线圈工作。输出点火指令信号，以控制点火线圈工作。 4点火提前角的修正点火提前角的修正 不同的发动机控制系统中，对点火提前角的修正项目不同的发动机控制系统中，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 火提前角法两种火提前角法两种 。 主要修正项目有：主要修正项目有： （1）水温修正；）水温修正； （2）怠速稳定修正；）怠速稳定修正； （3）空燃比反馈修正。）空燃比反

6、馈修正。 （1）水温修正）水温修正 水温修正又可分为暖机修正和水温修正又可分为暖机修正和 过热修正。过热修正。 发动机冷车起动后的暖机过程发动机冷车起动后的暖机过程 中，随冷却水温的提高，混合中，随冷却水温的提高，混合 气的燃烧速度加快，燃烧过程气的燃烧速度加快，燃烧过程 所占的曲轴转角减小，点火提所占的曲轴转角减小，点火提 前角也应适当减小，如右图所前角也应适当减小，如右图所 示。示。 （2）怠速稳定修正）怠速稳定修正 ECU根据实际转速与目标转速根据实际转速与目标转速 的差来修正点火提前角，低于的差来修正点火提前角，低于 目标转速，应增大点火提前角；目标转速，应增大点火提前角； 反之，推迟

7、点火提前角。反之，推迟点火提前角。 （3）空燃比反馈修正）空燃比反馈修正 由于空燃比反馈控制系统，是由于空燃比反馈控制系统，是 根据氧传感器的反馈信号调整根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喷油量的多少来达到最佳空燃 比控制的，所以这种喷油量的比控制的，所以这种喷油量的 变化必然带来发动机转速的变变化必然带来发动机转速的变 化。为了稳定发动机转速，点化。为了稳定发动机转速，点 火提前角需根据喷油量的变化火提前角需根据喷油量的变化 进行修正，如右图所示。进行修正，如右图所示。 二、通电时间控制二、通电时间控制 1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 2通电时间的

8、控制方法通电时间的控制方法 3点火线圈的恒流控制点火线圈的恒流控制 1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，必须保证点火线圈的初级电路有足在发动机工作时，必须保证点火线圈的初级电路有足 够的通电时间，以满足点火所需要的能量。但如果通够的通电时间，以满足点火所需要的能量。但如果通 电时间过长，点火线圈又会发热并增大电能消耗。要电时间过长，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，就必须对点火线圈初级电路兼顾上述两方面的要求，就必须对点火线圈初级电路 的通电时间进行控制。的通电时间进行控制。 2通电时间的控制方法通电时间的控制方法 现代电控点火系统和

9、传统的分电器不同。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。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而现代点火线圈初级电路的通电时间由ECU控制，根据控制，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），并输出指令信号（通电时间），并输出指令信号（IGt信号），以控制点信号），以控制点 火器中晶体管的导通时间。火器中晶体管的导通时间。 3点火线圈的恒流控制点火线圈的恒流控制 由于现代车采用了高能点

10、火线圈，改善点火性能。为了防止初级电流过大烧坏点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。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，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。反馈，就可使晶体

11、管的集电极电流稳定，从而实现恒流控制。 三、爆燃的控制三、爆燃的控制 爆燃的危害爆燃的危害 ：会导致冷却液过热、功率下降、油耗上：会导致冷却液过热、功率下降、油耗上 升。升。 控制方法控制方法 ：推迟点火提前角，利用爆震传感器中的压：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。电晶体的压力效应。 第2节 电控点火系统的组成与工作原 理 一、电控点火系统的类型一、电控点火系统的类型 二、电控点火系统基本组成二、电控点火系统基本组成 三、电控点火系统工作原理三、电控点火系统工作原理 四、有分电器电控点火系统四、有分电器电控点火系统 五、无分电器电控点火控制系统五、无分电器电控点火控制系

12、统 六、爆燃控制系统六、爆燃控制系统 一、电控点火系统的类型一、电控点火系统的类型 1.传统点火系统传统点火系统 缺点：高速易断火，不适合高速发动机；断电器触点易烧蚀，缺点：高速易断火，不适合高速发动机；断电器触点易烧蚀， 工作可靠性差；点火能量低，点火可靠性差。工作可靠性差；点火能量低，点火可靠性差。 2.微机控制的点火系统微机控制的点火系统 分为：有分电器和无分电器式分为：有分电器和无分电器式 二、基本组成二、基本组成 如右图，一般由如右图，一般由 电源、传感器、电源、传感器、 ECU、点火器、点火器、 点火线圈、分点火线圈、分 电器和火花塞电器和火花塞 组成组成 三、工作原理三、工作原理

13、 发动机工作时，发动机工作时，ECU根据接受到的传感器信号，按存储器根据接受到的传感器信号，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，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式储存起来。当初级电路被切断时，次级

14、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。的感应电动势，经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。 四、有分电器电控点火系统四、有分电器电控点火系统 主要特点：只有主要特点：只有1个点火线圈个点火线圈 有分电器电控点火系统的组成有分电器电控点火系统的组成 1、2凸轮轴曲轴位置传感器凸轮轴曲轴位置传感器 3空气流量计或进气管绝对压力传感器空气流量计或进气管绝对压力传感器 4冷却液温度传感器冷却液温度传感器 5节气节气 门位置传感器门位置传感器6起动开关起动开关7空调开关空调开关8车速传感器车速传感器9、10输入回路输入回路11AD转换器转换器12输出回路输出回路 13存储器存储

15、器14恒定电压电源恒定电压电源 15点火器点火器16点火线圈点火线圈17分电器分电器 五、无分电器电控点火系统五、无分电器电控点火系统 特点：利用电子分火控制技术将点火线圈产生的高压电直接特点：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，点火线圈的数量比有分电器电控点火送给火花塞进行点火，点火线圈的数量比有分电器电控点火 系统多。系统多。 优缺点：分火性能较好，但其结构和控制电路复杂。优缺点：分火性能较好，但其结构和控制电路复杂。 根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同，该点火系统根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同，该点火系统 又可分为：又可分为： 1.独立点火

16、方式；独立点火方式； 2.同时点火方式；同时点火方式； 3.二极管配电点火方式。二极管配电点火方式。 1.独立点火方式独立点火方式 特点是每缸一个特点是每缸一个 点火线圈，即点火线圈，即 点火线圈的数点火线圈的数 量与气缸数相量与气缸数相 等。等。 1、点火线圈、点火线圈 2、火花塞、火花塞 3、点火器、点火器 4、ECU 5、各种传感器各种传感器 2.同时点火方式同时点火方式 特点：点火线特点：点火线 圈的数等于气圈的数等于气 缸数的一半。缸数的一半。 3.二极管配电点火方式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。 六、爆燃控制系统六、爆燃控制系统

17、 组成：如图组成：如图 识别：根据安装在缸体识别：根据安装在缸体 上的爆燃传感器检测发上的爆燃传感器检测发 动机不同频率范围内的动机不同频率范围内的 机械振动，发生爆燃时机械振动，发生爆燃时 传感器电压信号有较大传感器电压信号有较大 的振幅。的振幅。 爆燃强度的确定爆燃强度的确定 ECU根据爆燃信号超过基根据爆燃信号超过基 准值的次数来判定爆燃准值的次数来判定爆燃 强度，次数越多，爆燃强度，次数越多，爆燃 强度越大，反之越小。强度越大，反之越小。 1、爆燃传感器、爆燃传感器 2、ECU 3、其他传感器其他传感器 4、点火器和点火线圈、点火器和点火线圈 5、分电器、分电器 6、火花、火花 塞塞

18、一、点火器一、点火器 二、点火线圈二、点火线圈 三、分电器三、分电器 四、爆燃传感器四、爆燃传感器 五、点火控制电路五、点火控制电路 一、点火器一、点火器 功能：根据功能：根据ECU的指的指 令，控制点火线圈初令，控制点火线圈初 级电路的通电或断电，级电路的通电或断电， 并在完成点火后向并在完成点火后向 ECU输送点火确认信输送点火确认信 号。号。 结构：如图结构：如图 二、点火线圈二、点火线圈 检测：拆开点火线圈上的线束，用万用表检查点火线圈检测：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。电阻，应符合规定，否则说明点火线圈有故障。 三、分电器三、分

19、电器 电控点火系统所用的分电器，其功用、结构、工作原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。理、检修方法与传统点火系基本相同。 四、爆燃传感器四、爆燃传感器 功能：是用来检测发动机有无爆燃发生及爆燃强度。功能：是用来检测发动机有无爆燃发生及爆燃强度。 1.电感式电感式 2.压电式压电式 （1）压电式共振型爆燃传感器）压电式共振型爆燃传感器 （2）压电式非共振型爆燃传感器）压电式非共振型爆燃传感器 （3）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 3.爆燃传感器的检修爆燃传感器的检修 1.电感式电感式 主要由铁心、永久主要由铁心、

20、永久 磁铁、线圈及外壳磁铁、线圈及外壳 等组成。等组成。 a）结构结构 b）输出信号输出信号 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。 1线圈线圈 2铁心铁心 3壳体壳体 4永久磁铁永久磁铁 （1）压电式共振型爆燃传感器）压电式共振型爆燃传感器 由压电元件、振子、由压电元件、振子、 基座、外壳等组成，基座、外壳等组成， 如右图。如右图。 当发生爆燃时，振子当发生爆燃时，振子 与发动机共振，压电与发动机共振，压电 元件输出的信号电压元件输出的信号电压 也有明显增大，易于也有明显增大，易于 测量。测量。 1、压电元件、压电元件 2、振子、振子 3、基座、基座 4、O型密封

21、圈型密封圈 5、连接器、连接器 6、接头、接头 7、密封剂、密封剂 8、壳体、壳体 9、引线、引线 （2）压电式非共振型爆燃传感器）压电式非共振型爆燃传感器 与共振式相比，非共振式与共振式相比，非共振式 内部无震荡片，但设一个内部无震荡片，但设一个 配重块，以一定的预紧压配重块，以一定的预紧压 力压紧在压电元件上。当力压紧在压电元件上。当 发动机发生爆燃时，配重发动机发生爆燃时，配重 块以正比于振动加速度的块以正比于振动加速度的 交变力施加在压电元件上，交变力施加在压电元件上， 压力元件则将此压力信号压力元件则将此压力信号 转变成电信号输送给转变成电信号输送给ECU。 1、配重块、配重块 2、压电元件、压电元件3、引线、引线 （3）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，圈处，每缸一个， 根据各缸的燃烧压根据各缸的燃烧压 力直接检测各缸的力直接