学习任务4微机控制点火系统的检修PPT

1、微机控制点火系统的微机控制点火系统的检修检修学习任务学习任务 4 4 【任务目标任务目标】 1.了解：发动机点火系统的类型。2.熟悉：微机控制点火系统的工作原理。3.掌握：有分电器式和无分电器式发动机点火控制原理与检修。4.学会：发动机点火控制的检测方法。 【任务描述任务描述】 与电控燃油喷射系统相同，电控点火系统（ESA）也是由信号输入装置、ECU和执行器三部分组成。在所有用的传感器中，除爆燃传感器为电控点火系统所专用之外，其他传感器基本上都与电控燃油喷射系统所共用，而且都由一个ECU集中控制。有的车型甚至将点火器也集成在ECU中，这样电路更简单，结构紧凑，又有助于提高系统的控制精度和工作可

2、靠性。本项目主要研究发动机点火控制原理以及解决其故障检测问题。任务简介项目项目4.1 4.1 微机控制点火系统的检修微机控制点火系统的检修拓展与提升拓展与提升 I-DSI智能化双火花塞和 双点火线圈的直接点火系统学习内容项目4.1 微机控制点火系统的检修 【情境导入情境导入】 客户报修一辆桑塔纳时代超人轿车出现故障：冷车不易起动，怠速不稳，热车加速犯闯，车速超过120kmh后提速困难。 【理论引导理论引导】 4.1.1发动机微机控制点火系统的功能汽油机电控点火系统的功能主要包括点火提前角、通电时间及爆震控制三个方面。 【问题解决】 桑塔纳时代超人轿车遇到的情况： 通过点火波形分析，l、4缸点火

3、电压高，存在电路电阻过高的问题。在观察l、4缸火花塞点火情况时也发现火花较弱。考虑到此车1、4缸共用同一点火线圈，更换点火线圈N152后，故障彻底排除。 分析：点火模块工作不良造成1、4缸点火能量不足，导致混合气燃烧状况变差是该故障的根本原因。 通过实例我们可以发现，要想在实际故障诊断过程当中做到游刃有余的维修，首先应该彻底搞懂系统的工作原理，将每个系统的工作原理转变成自己的一种深刻理解，这样的前提下我们再参照维修手册的指导，由理论到实践、再由实践到理论反复验证，这样我们才能成为当代汽车维修行业的全科医生。项目1.1 蓄电池的结构原理与型号认识 (1) (1) 火提前角对发动机性能的影响火提前

4、角对发动机性能的影响汽油机的燃烧过程是分几个阶段进行的，我们总是希望汽油燃烧产生的热能最大程度的转换成曲轴旋转的机械能，实验证明，促进曲轴旋转的最有利的活塞位置在上止点后的10-15为最佳，从火花塞点火开始到最高燃烧压力的出现要经过着火延迟期和速燃期（着火延迟期过度到速燃期所需的时间是变化不大），要想让速燃期出现在最有利的位置就必须要提前点火。点火时刻对发动机的影响很大。如图4.1所示。 图4.1 点火提前角对发动机性能的影响 A：不点火B：点火过早C：点火适当D：点火过迟(2) (2) 最佳点火提前角的确定依据最佳点火提前角的确定依据最佳点火提前角的数值必须视发动机转速、负荷、混合气浓度和燃

5、料性质等很多最佳点火提前角的数值必须视发动机转速、负荷、混合气浓度和燃料性质等很多因素而决定。因素而决定。发动机转速对最佳点火提前角的影响：点火提前角应随着发动机转速的升高而增大。因发动机转速对最佳点火提前角的影响：点火提前角应随着发动机转速的升高而增大。因为随着发动机转速的提高，混合气扰流的相对加强，这样从侧面使燃烧过程所需要的时间为随着发动机转速的提高，混合气扰流的相对加强，这样从侧面使燃烧过程所需要的时间缩短，但燃烧过程所占的曲轴转角也变的更大，为保证发动机气缸内的最高压力点出现在缩短，但燃烧过程所占的曲轴转角也变的更大，为保证发动机气缸内的最高压力点出现在活塞运行至上止点后的活塞运行至

6、上止点后的10101515，就务必要增大点火提前角（即提前点火）。与采用传统，就务必要增大点火提前角（即提前点火）。与采用传统的机械离心提前器相比，的机械离心提前器相比，ESAESA系统可以使发动机的实际点火提前角接近于理想点火提前角。系统可以使发动机的实际点火提前角接近于理想点火提前角。图4.2 转速对点火提前角的影响 发动机负荷对点火提前角的影响：汽油发动机的负荷调节是通过节气发动机负荷对点火提前角的影响：汽油发动机的负荷调节是通过节气门进行的量调节，随负荷的减小，进气管的真空度增大，进气量会减少，气缸内门进行的量调节，随负荷的减小，进气管的真空度增大，进气量会减少，气缸内的温度和压力均降

7、低，燃烧速度变慢，燃烧过程所对应的曲轴转角会变大，故此的温度和压力均降低，燃烧速度变慢，燃烧过程所对应的曲轴转角会变大，故此应适当增大点火提前角（即提前点火）。与采用传统的真空提前器点火系统相比，应适当增大点火提前角（即提前点火）。与采用传统的真空提前器点火系统相比，ESAESA系统可以使发动机的实际点火提前角接近于理想点火提前角。图系统可以使发动机的实际点火提前角接近于理想点火提前角。图4.34.3示。示。 图4.3 负荷火提前角的影响123 燃料性质对点火提前角的影响：汽油的辛烷值越高，抵抗燃烧过程中爆震的能力越强，点火提前角可以适当增大，以提高发动机的性能；辛烷值较低的汽油，抵抗爆震的能

8、力相对较差，点火提前角则应减小。现代的汽车智能化程度相当高，其发动机电脑会根据使用不同标号的汽油燃烧完的效果自动修正点火提前角，选择不同的点火正时图。其他因素对点火提前角的影响：最佳点火提前角除了根据发动机的转速、负荷和燃料性质确定之外，还应考虑燃烧室的形状、燃烧室内的温度、空燃比、大气压、水温等因素。在传统点火当中，上述因素变化时，系统无法对点火提前角进行适应性调整。而采用ESA系统时，发动机在各种工况和运行条件下，控制电脑都可以保证理想的点火提前角，因此发动机的动力性、经济性、排放性都可以达到最佳。 (3)(3)点火提前角的控制模式点火提前角的控制模式微电脑根据各传感器输入的信号，从存储器

9、中选出基本点火提前角并根微电脑根据各传感器输入的信号，从存储器中选出基本点火提前角并根据各参数对其进行修正，然后根据曲轴位置和上止点位置传感器输入的信号判断据各参数对其进行修正，然后根据曲轴位置和上止点位置传感器输入的信号判断活塞在气缸中的位置，适时的控制大功率三极管截止，使初级电流中断，火花塞活塞在气缸中的位置，适时的控制大功率三极管截止，使初级电流中断，火花塞点火。点火。影响基本点火提前角的主要因素是发动机的转速和负荷。通过模拟试验影响基本点火提前角的主要因素是发动机的转速和负荷。通过模拟试验可以获得各工况下的基本点火提前角，并将这些数据存储在控制电脑（可以获得各工况下的基本点火提前角，并

10、将这些数据存储在控制电脑（ECUECU）的存）的存储器中。当微电脑接收到传感器送来的发动机转速和负荷信号时，接着就根据这储器中。当微电脑接收到传感器送来的发动机转速和负荷信号时，接着就根据这两个信号从存储器中找出基本点火提前角。微电脑再根据其他传感器信号对基本两个信号从存储器中找出基本点火提前角。微电脑再根据其他传感器信号对基本点火提前角进行修正，即可获得最佳点火提前角。点火提前角进行修正，即可获得最佳点火提前角。实际点火提前角的控制模式因厂家而异。实际点火提前角的控制模式因厂家而异。项目1.1 蓄电池的结构原理与型号认识(4) 日产汽车点火提前角的控制模式 日产汽车ECCS系统根据发动机工况

11、不同，点火提前角采用以下3种控制模式。 正常行驶时的控制模式：节气门位置传感器（TPS）怠速触点打开，就进入正常行驶时点火提前角的控制模式。这时实际点火提前角等于基本点火提前角与水温修正系数的乘积。基本点火提前角有微电脑根据发动机转速和负荷信号从存储器中获得。水温修正系数由微电脑根据水温传感器（ECTS）输出的信号确定。怠速及减速时点火提前角的控制模式：当节气门位置传感器内怠速触点闭合时，微机即进入怠速或减速时的点火提前角控制模式。此时，微机根据发动机的转速、发动机水温及车速来控制点火提前角的大小。当发动机水温在50以下、车速不大于8km/h、发动机转速在1200r/min以上时，点火提前角几

12、乎保持在上止点前10。其目的是推迟点火，加速发动机及催化器尽快达到正常工作温度。起动的时点火提前角的控制：发动机电脑根据NE信号和STA信号确定为启动工况时即进入启动时的点火提前角控制，此时，因为发动机的进气量和转速波动较大，无法调节点火提前角，故此，电脑采取折中方案固定一个适当值进行点火，一般水温在0启动时，其点火提前角均为16的固定值。而水温在0以下时，根据水温传感器适当的增加点火提前角。 特殊情况下，当启动转速低于特殊情况下，当启动转速低于100r/min100r/min时，为防止点火后发动机反转，点时，为防止点火后发动机反转，点火提前角应根据启动转速的下降而适当降低点火提前角，此时的实

13、际点火提前火提前角应根据启动转速的下降而适当降低点火提前角，此时的实际点火提前角按下式计算：角按下式计算：实际点火提前角实际点火提前角= =正常启动时的点火提前角正常启动时的点火提前角* *启动转速启动转速/100/100这样就使实际点火提前角减小，点火时刻推迟，提高了点火的可靠性。这样就使实际点火提前角减小，点火时刻推迟，提高了点火的可靠性。项目1.1 蓄电池的结构原理与型号认识 (5)(5)丰田汽车点火提前角的控制模式丰田汽车点火提前角的控制模式 丰田汽车丰田汽车TCCSTCCS系统依据下列因素对点火提前角进行控制。如图系统依据下列因素对点火提前角进行控制。如图4-44-4，其计算方法为：

14、其计算方法为： 实际点火提前角实际点火提前角= =原始设定（初始）点火提前角原始设定（初始）点火提前角+ +基本点火提前角基本点火提前角+ +修正点火提修正点火提前角前角图图4-4 4-4 点火提前角的计算点火提前角的计算 原始设定点火提前角原始设定点火提前角原始设定点火提前角，也称固定点火提前角，其值为上止点原始设定点火提前角，也称固定点火提前角，其值为上止点点点1010。对于丰田汽车的发动机，在下列情况时，实际点火提前角为对于丰田汽车的发动机，在下列情况时，实际点火提前角为直接使用的固定点火提前角，不用后面再加基本点火提前角和修正点直接使用的固定点火提前角，不用后面再加基本点火提前角和修正

15、点火提前角。火提前角。a.a.当发动机启动时，发动机转速变化大，无法确定点火提前当发动机启动时，发动机转速变化大，无法确定点火提前角；角；b.b.当发动机转速在当发动机转速在400r/min400r/min以下时；以下时；c.c.当当TDCLTDCL端头短路或节气门位置传感器怠速触点闭合时，或端头短路或节气门位置传感器怠速触点闭合时，或当车速在当车速在2km/h2km/h以下时；以下时；d.d.当发动机当发动机ECUECU启动备用功能时。启动备用功能时。基本点火提前角基本点火提前角基本点火提前角存储在控制电脑的存储器基本点火提前角存储在控制电脑的存储器ROMROM中。它分为怠速中。它分为怠速时

16、的基本点火提前角和平常行驶时的基本点火提前角两种。时的基本点火提前角和平常行驶时的基本点火提前角两种。 图图4.5 4.5 怠速时的基本点火提前角怠速时的基本点火提前角项目1.1 蓄电池的结构原理与型号认识怠速时的基本点火提前角如图4.5所示，是指节气门位置传感器的怠速触点闭合时的基本点火提前角，其值仅根据空调系统是否工作而略有不同。空调工作时基本点火提前角为8，不工作时其值为4。也就是在同样怠速运转、空调工作时，其实际点火提前角将从上止点前14增加到18，以防止空调负荷使发动机怠速运转不稳定。 平常行驶时的基本点火提前角，是指节气门位置传感器怠速触点打开平常行驶时的基本点火提前角，是指节气门

17、位置传感器怠速触点打开时的基本点火提前角。其值是微机根据发动机的转速和负荷（单位转数时的基本点火提前角。其值是微机根据发动机的转速和负荷（单位转数的进气量或基本喷油量表示），从微机的的进气量或基本喷油量表示），从微机的ROM中进行查表，选出最佳点中进行查表，选出最佳点火提前角。如图火提前角。如图4.6所示。所示。 图4.6 平常行驶时的基本点火提前角修正点火提前角修正点火提前角原始设定点火提前角加上基本点火提前角所得点火提前角，必须根据相原始设定点火提前角加上基本点火提前角所得点火提前角，必须根据相关因素进一步修正。主要的修正项目包括水温修正、怠速稳定修正、空燃比反关因素进一步修正。主要的修正

18、项目包括水温修正、怠速稳定修正、空燃比反馈修正、爆震修正，分述如下馈修正、爆震修正，分述如下: :水温修正又可分为暖机修正和过热修正。暖机修正指的是节气门位置传水温修正又可分为暖机修正和过热修正。暖机修正指的是节气门位置传感器怠速触点闭合时，微机根据发动机水温进行修正点火提前角。当水温较低感器怠速触点闭合时，微机根据发动机水温进行修正点火提前角。当水温较低时，必须增大点火提前角，这样可以提高燃烧的温度和压力，以促使发动机尽时，必须增大点火提前角，这样可以提高燃烧的温度和压力，以促使发动机尽快暖机，如图快暖机，如图4.74.7所示；过热修正指的是当水温较高时，如超过所示；过热修正指的是当水温较高

19、时，如超过9090，为避免发，为避免发动机过热，其点火提前角必须减小，如图动机过热，其点火提前角必须减小，如图4.84.8所示。所示。 图4.7 暖机修正 图4.8 过热修正 怠速稳定修正即随着怠速转速的上下变动而改变点火提前角。稳定怠速稳定修正即随着怠速转速的上下变动而改变点火提前角。稳定怠速点火提前特性如图怠速点火提前特性如图4.94.9所示。例如当空调工作时，微机通过发动机转所示。例如当空调工作时，微机通过发动机转速传感器（速传感器（NENE信号）、节气门位置传感器（信号）、节气门位置传感器（IDLIDL信号）、车速传感器信号）、车速传感器（SPDSPD信号）、和空调开关（信号）、和空调

20、开关（A/CA/C信号）检测到发动机转速下降，并根据信号）检测到发动机转速下降，并根据转速下降值（目标转速减去实际转速），在其内存当中查的修正点火提转速下降值（目标转速减去实际转速），在其内存当中查的修正点火提前角的大小，使发动机在怠速时稳定运转，可以有效的防止发动机怠速前角的大小，使发动机在怠速时稳定运转，可以有效的防止发动机怠速熄火的现象。熄火的现象。r/min 图4.9 怠速稳定修正 空燃比反馈修正是针对装有电子燃油喷射系统的发动机，微机根据空燃比反馈修正是针对装有电子燃油喷射系统的发动机，微机根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正。随着修正喷油量的增加和减少，氧传感器的反馈信号对空燃比

21、进行修正。随着修正喷油量的增加和减少，发动机的转速会在一定范围内发生波动。为了提高发动机转速的稳定性，发动机的转速会在一定范围内发生波动。为了提高发动机转速的稳定性，在反馈修正喷油量减少时，点火提前角应适当的增大，这样可以在一定范在反馈修正喷油量减少时，点火提前角应适当的增大，这样可以在一定范围内提高发动机的燃烧压力，从而与喷油量的减少形成互补，稳定转速。围内提高发动机的燃烧压力，从而与喷油量的减少形成互补，稳定转速。如图如图4.104.10所示。可以通过空气流量计（所示。可以通过空气流量计（MAFSMAFS）后漏气试验，氧传感器）后漏气试验，氧传感器（O2SO2S）会检测到混合气稀，增加喷油

22、量，此时可以读点火提前角数据流，）会检测到混合气稀，增加喷油量，此时可以读点火提前角数据流，观察点火提前角的变化情况。观察点火提前角的变化情况。图4.10 空燃比反馈修正发动机实际点火提前角就是上述三项点火提前角之和。发动机曲轴每旋转一圈后，微机就可以计算并输出一次点火提前角的调整数据，因此当传感器测出发动机的转速和负荷有变化时，微机就使当前的点火提前角做出相应的改变或称刷新。但当微机计算出的实际点火提前角超过最大或最小点火提前角的允许值时，则微机以最大或最小点火提前角的允许值进行调整。其他车系的点火提前角确定参考尼桑和丰田车系即可。 2.通电时间控制 (1)通电时间对发动机工作的影响图4.1

23、1 通电时间的蓄电池电压修正曲线(2)(2)通电时间的控制方法通电时间的控制方法在传统的汽油机点火系中，由分电器轴上的凸轮来控制断电器触点的开闭，分电器在传统的汽油机点火系中，由分电器轴上的凸轮来控制断电器触点的开闭，分电器凸轮的轮廓自然就决定了断电器触点的闭合角，一般凸轮的轮廓自然就决定了断电器触点的闭合角，一般4 4缸发动机其闭合角为缸发动机其闭合角为5050、6 6缸发动缸发动机为机为3838、8 8缸发动机为缸发动机为3333，（闭合角约等于，（闭合角约等于360360/ /汽缸数汽缸数* *（60706070）% %）。点火线圈初）。点火线圈初级线圈通电的时间取决于断电器触点的闭合角

24、和发动机的转速。对一定的发动机而言，断级线圈通电的时间取决于断电器触点的闭合角和发动机的转速。对一定的发动机而言，断电器触点的闭合角是一定的，点火线圈初级电路的通电时间随发动机转速的提高而缩短，电器触点的闭合角是一定的，点火线圈初级电路的通电时间随发动机转速的提高而缩短，这样必将导致发动机运行至高转速时，点火能量下降，点火系统的可靠性随之下降。因此这样必将导致发动机运行至高转速时，点火能量下降，点火系统的可靠性随之下降。因此，传统点火系统现已被电控点火系统取代。，传统点火系统现已被电控点火系统取代。在现代微机点火系统中，用灵敏可靠的传感器凸轮轴位置传感器（在现代微机点火系统中，用灵敏可靠的传感

25、器凸轮轴位置传感器（CMPSCMPS）、曲轴位）、曲轴位置传感器（置传感器（CKPSCKPS）和晶体管开关，取代了传统点火系统中的断电器和分电器中的凸轮，甚）和晶体管开关，取代了传统点火系统中的断电器和分电器中的凸轮，甚至取消分电器，点火线圈初级电路的通电时间由电脑控制，其控制模型如图至取消分电器，点火线圈初级电路的通电时间由电脑控制，其控制模型如图4.124.12所示。闭所示。闭合角合角( (通电时间通电时间) )控制模型存储在电脑内存当中，发动机工作时，控制模型存储在电脑内存当中，发动机工作时，ECUECU根据发动机转速信号（根据发动机转速信号（NENE信号）和电源电压信号确定最佳的闭合角

26、（通电时间），并向点火器输出执行信号（信号）和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时间），并向点火器输出执行信号（IGtIGt信号），从而控制点火器中晶体管的导通时间。随着发动机转速的提高和电源电压的下降信号），从而控制点火器中晶体管的导通时间。随着发动机转速的提高和电源电压的下降，闭合角（通电时间）增长。，闭合角（通电时间）增长。图4.12 闭合角（通电时间）控制模型3.3.爆震控制（点火系的闭环控制）爆震控制（点火系的闭环控制）爆震修正是微机控制点火的一种闭环爆震修正是微机控制点火的一种闭环控制功能实现的。微机通过曲轴和凸轮轴位控制功能实现的。微机通过曲轴和凸轮轴位置传感器确定某气缸工作存在

27、爆震时，实际置传感器确定某气缸工作存在爆震时，实际的点火提前角会快速推迟，不爆震时再缓慢的点火提前角会快速推迟，不爆震时再缓慢提前。读数据流观察点火提前角，点火提前提前。读数据流观察点火提前角，点火提前角有推迟，说明爆震传感器（角有推迟，说明爆震传感器（KSKS、KNKKNK）的）的信号传给电脑后正在进行爆震修正。信号传给电脑后正在进行爆震修正。爆震控制过程如图4.13所示。爆震传感器安装在汽缸体上，其功用是利用压电晶体的压电效应，把爆震时传到气缸体上的机械振动转换成电压信号输送给ECU。ECU把输入的爆震信号进行滤波处理，判定是否是真实的爆震及爆震的强度。有爆震时，则逐渐减小点火提前角（推迟

28、点火），直到爆震消失为止。无爆震时，则逐渐增大点火提前角（提前点火），当再次出现爆震时，ECU又开始逐渐减小点火提前角，爆震控制过程就是对点火提前角进行反复调整的过程。增大点火提前角有爆燃无爆燃减小点火提前角图4.13 爆震控制过程爆震时对点火提前角的反馈控制如图4.14所示。爆震传感器想电脑输入爆震信号时，电控点火系统采用闭环控制模式，并以固定的角度使点火提前角减小，若仍有爆震存在，则再以固定的角度减小点火提前角，一直到爆震消失为止。爆震消失后的一段时间之内，系统使发动机维持在当前点火提前角下工作，这段时间内如果没有爆震发生，系统再以一个固定的角度逐渐增大点火提前角，直到爆震再次发生，然后重

29、复上述过程。图4.14 爆震时对点火提前角的反馈控制 发动机负荷较小时，发生爆震的倾发动机负荷较小时，发生爆震的倾向几乎为零，所以电控点火系统在此负荷向几乎为零，所以电控点火系统在此负荷范围内采用开环控制模式。而当发动机负范围内采用开环控制模式。而当发动机负荷超过一定值时，电控点火系统自动转入荷超过一定值时，电控点火系统自动转入闭环控制模式。发动机工作时，闭环控制模式。发动机工作时，ECUECU根据根据节气门位置传感器信号判断发动机负荷的节气门位置传感器信号判断发动机负荷的大小，从而决定点火系统应该采用闭环控大小，从而决定点火系统应该采用闭环控制模式还是采用开环控制模式。制模式还是采用开环控制

30、模式。 (1)(1)爆震控制系统的组成爆震控制系统的组成 爆震控制系统的组成如图爆震控制系统的组成如图4.154.15示。爆震控制系统实际示。爆震控制系统实际就是点火正时控制的一项追加功能，增加了一个爆震传感器就是点火正时控制的一项追加功能，增加了一个爆震传感器（KNKKNK），），ECUECU根据爆震传感器的信号对点火提前角实施反馈根据爆震传感器的信号对点火提前角实施反馈控制（闭环控制）。控制（闭环控制）。图4.15 爆震控制系统 (2)(2)爆震的识别爆震的识别发动机工作时很多因素都会导致机体本身的机械振动（如发动机发动机工作时很多因素都会导致机体本身的机械振动（如发动机橡胶支撑垫损坏、连

31、接螺栓松动），为了防止爆震传感器误检测导致系橡胶支撑垫损坏、连接螺栓松动），为了防止爆震传感器误检测导致系统无法正常工作，提高爆震控制系统的可靠性，实际应用中并不是任何统无法正常工作，提高爆震控制系统的可靠性，实际应用中并不是任何时间都对都对点火提前角进行反馈调节。电脑内部设计了一套专门的爆时间都对都对点火提前角进行反馈调节。电脑内部设计了一套专门的爆震信号识别电路，用以确定发动机是否真的发生了爆震。电脑采用逻辑震信号识别电路，用以确定发动机是否真的发生了爆震。电脑采用逻辑判断功能只有在点火后爆震可能发生的一段曲轴转角范围内，控制系统判断功能只有在点火后爆震可能发生的一段曲轴转角范围内，控制系

32、统才允许对爆震信号进行识别才允许对爆震信号进行识别。 图4.16 爆震信号与爆震强度基准线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。若爆震信号值大于爆震强度基准值，控制系统可由此判断有爆震存在，并以某一固定值逐渐减小点火提前角。若爆震信号值低于爆震强度基准值，控制系统则由此判定无爆震，并以某一固定值逐渐增大点火提前角。 基本组成基本组成 微机控制点火系统的组成如图4.17所示。一般由电源、传感器、ECU、点火器、点火线圈、分电器（有分电器微机控制点火系统）、火花塞等组成。4.1.2微机控制点火系统的类型与原理图4.17 微机控制点火系统的组成无分电器式

33、微机控制点火系统（无分电器式微机控制点火系统（DLIDLI）图4.18 无分电器微机控制点火系统的组成 无分电器微机控制点火系统与有分电器微机控制点火系统的工作原理及各元件的功能基本相同，不同的是无分电器微机控制点火系具有电子配电功能，即在发动机工作时，ECU除向点火器输出IGt点火控制信号外，还必须要输送ECU内存储的判别气缸的信号IGd，以便控制多个点火线圈的工作顺序，按做功顺序完成各缸点火的控制。 根据点火线圈的数量和高压电的分配方式不同，无分电器微机控制点火系统又可以分为单独点火方式、同时点火方式和二极管配电点火方式三种类型。单独点火方式:无分电器单独点火方式如图4.19所示。该系统由

34、德国博世公司1893年研制的，其特点是每缸一个点火线圈，即点火线圈的数量与气缸的个数相等。图4.19 单独点火系统(2)同时点火方式无分电器同时点火方式微机控制点火系统如图4.20所示。其特点是两个活塞同时到达上止点位置的气缸（一个处于压缩上止点，另一个处于排气上止点）公用一个点火线圈，即点火线圈的数量等于汽缸数的一半。 图4.20 同时点火系统以4缸发动机为例，1、4缸，2、3缸的活塞同时到达上止点，称为同位缸，两个同位缸公用一个点火线圈，两个刚的火花塞与所公用的点火线圈的次级线圈是串联的。当点火线圈初级电路断电时，此时，一个气缸处于接近压缩行程的上止点，因为缸内压力高，燃油密度大，绝缘能力

35、强，不易放电，跳火电压高，火花强，火花塞跳火可以点燃该缸的混合气，本次点火称为有效点火；而另一个气缸处于接近排气行程的上止点，火花塞的跳火不起作用，此次点火称为无效点火。由于处于排气终了时气缸内的压力很低加之温度高、废气中导电离子较多，其火花塞约23KV即可击穿，消耗在此处的点火能量很少，所以不会影响压缩终了点火的能量。只是两个火花塞同时跳火，要形成回路，极性必然相反，一个从火花塞中央电极到旁电极，另一个从旁电极到中央电极。 与独立点火方式相比，采用同时点火方式的电控点火系统的结构和控制电路较简单，所以应用也比较多。但由于保留了点火线圈与火花塞之间的高压线，能量损失略大。（有的车型同时点火的两

36、气缸只保留一根高压线，另一根取消，而把公用的点火线圈直接压装在另一缸的火花塞上）(3) 二极管配电点火方式二极管配电点火方式如图4.21所示。其特点是：四个气缸公用一个点火线圈，点火线圈的结构不同于一般点火线圈，其内部装有两个初级线圈、两个输出的次级线圈，利用四个高压二极管的单向导电性交替完成对1、4缸和2、3缸的配电过程。二极管配电点火方式的特性与同时点火方式相同，但对点火线圈要求较高，而且发动机的气缸数必须是数字4的整倍数，所以在应用上受到一定的限制。 4.21 二极管配电点火方式 微机控制点火系统的工作原理：微机控制点火系统的工作原理：在微机控制点火系统和电控燃油喷射系统当中，一个要求点

37、火正在微机控制点火系统和电控燃油喷射系统当中，一个要求点火正时、一个要求喷油正时，其控制精度要求电脑能够检测出时、一个要求喷油正时，其控制精度要求电脑能够检测出1 1的曲轴转的曲轴转角，而且目前汽车上的汽油发动机最高转速高达角，而且目前汽车上的汽油发动机最高转速高达6000r/min6000r/min以上。发动以上。发动机正常运转时转过机正常运转时转过1 1的曲轴转角所需的时间相当短，要进行这样精确的曲轴转角所需的时间相当短，要进行这样精确的计时控制，电控系统除了具备能准备检测活塞上止点位置的凸轮轴位的计时控制，电控系统除了具备能准备检测活塞上止点位置的凸轮轴位置传感器、检测曲轴转角的曲轴位置

38、传感器之外，还必须要有能进行高置传感器、检测曲轴转角的曲轴位置传感器之外，还必须要有能进行高速运算的电控单元。在微机控制点火系统当中，用凸轮轴位置传感器产速运算的电控单元。在微机控制点火系统当中，用凸轮轴位置传感器产生的生的G G信号（基准起始位置信号）和曲轴位置传感器产生的信号（基准起始位置信号）和曲轴位置传感器产生的NeNe信号（转信号（转角信号）作为主要的控制信号，以角信号）作为主要的控制信号，以G G信号为开始计时的基准，按每信号为开始计时的基准，按每1 1曲曲轴转角进行分频，用既定的曲轴转角产生点火控制信号（轴转角进行分频，用既定的曲轴转角产生点火控制信号（IGtIGt信号）。信号）

39、。a.计数基准点（G信号）和每1信号（Ne信号）的确定凸轮轴位置传感器产生的G信号和曲轴位置传感器产生的Ne信号是点火正时控制的两个非常重要的定位信息。所谓G信号即计数的基准点信号，指的活塞运行到上止点位置的判别信号，它是根据凸轮轴位置传感器产生的信号经过整形和转换而获得的脉冲信号。G信号的周期对应的曲轴转角等于发动机各缸的做功间隔角（4缸机为180、6缸车为120，即720除以气缸数）G信号在微机控制点火系统当中主要用来确定控制基准和判别气缸。G信号发生时，一般不是活塞正好处于上止点的位置，一般是相对于各缸的上止点位置提前某一角度。以下是常见车系的累计计数基准点，即G信号出现时距离一缸压缩上

40、止点的度数：大众车系：计数基准点信号出现时距离一缸压缩上止点72。尼桑车系：计数基准点信号出现时距离一缸压缩上止点70。丰田车系：计数基准点信号出现时距离一缸压缩上止点10。 所谓所谓NeNe信号一般指的是信号一般指的是ECUECU计算出的曲轴每转计算出的曲轴每转1 1度所用的时间，用于精确的确定度所用的时间，用于精确的确定G G信号后点火线信号后点火线圈初级电路通电与断电的时刻，后向点火器输出圈初级电路通电与断电的时刻，后向点火器输出点火控制信号（点火控制信号（IGtIGt信号）。凸轮轴位置传感器和信号）。凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器都位于分电器的转轴上，传感器曲轴位置传感器都位于分电器

41、的转轴上，传感器结构如图结构如图4.224.22所示。凸轮轴位置传感器和曲轴位所示。凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的相位关系及安装位置如图置传感器的相位关系及安装位置如图4.234.23所示。所示。 图4.22 磁电式曲轴转角、基准位置传感器结构图 图4.23 曲轴转角、基准位置传感器相位关系及安装位置 ECUECU收到一个收到一个G G信号开始计时直到第二次收到信号开始计时直到第二次收到G G信号信号，这期间电脑可以判定分电器轴已经转过一圈（此时曲轴转，这期间电脑可以判定分电器轴已经转过一圈（此时曲轴转过过2 2圈），这时候圈），这时候NeNe信号产生信号产生2424个信号脉冲，折算成曲轴

42、转一个信号脉冲，折算成曲轴转一圈的话，那么对应圈的话，那么对应1212个个NeNe信号，信号，ECUECU用用360360除以除以1212即得到了即得到了每个脉冲之间的曲轴转角为每个脉冲之间的曲轴转角为3030。把曲轴转两圈所用的时间。把曲轴转两圈所用的时间除以除以2 2即得到了曲轴每转一圈所用的时间，即得到了曲轴每转一圈所用的时间，ECUECU继续用曲轴转继续用曲轴转一圈所用的时间除以一圈所用的时间除以1212即得到了每两个脉冲之间所用的时间即得到了每两个脉冲之间所用的时间，最后用该时间除以，最后用该时间除以3030这样这样1 1信号就产生了。信号就产生了。 下面以大众车型为例说明点火提前角

43、的控制。电脑的工作步骤如下： 第一步：确定点火提前角 在某种运转状态下，电脑综合发动机转速信号（决定离心点火提前角）、发动机负荷信号（决定真空点火提前角），从存储器中选出最适当的点火提前角，这个点火提前角成为基本点火提前角。这个点火提前角经过其他如水温传感器信号、怠速触点信号、氧传感器反馈信号、外加负荷信号（如空调介入、动力转向介入、自动波挂档介入、用电器负荷加大等）的修正，如果有爆震发生，最后还要经过爆震传感器的信号做适当的推迟修正，假设最后确定当前工况最佳点火提前角为30。 第二步：确定计数基准点第二步：确定计数基准点 由于点火在压缩上止点前发生，所以向电脑反映一缸压由于点火在压缩上止点前

44、发生，所以向电脑反映一缸压缩上止点前某某度数的信号出现时刻必须要比点火提前角还要缩上止点前某某度数的信号出现时刻必须要比点火提前角还要提前很多，否则的话第三步的累计计数已然来不及了。信号的提前很多，否则的话第三步的累计计数已然来不及了。信号的产生原理（磁电式、霍尔式、光电式）在前面的章节或汽车电产生原理（磁电式、霍尔式、光电式）在前面的章节或汽车电器书籍当中已经讲过，这里不在叙述。器书籍当中已经讲过，这里不在叙述。1 1信号的产生在前面的信号的产生在前面的段落也做了说明。大众汽车发动机控制电脑通过凸轮轴信号轮段落也做了说明。大众汽车发动机控制电脑通过凸轮轴信号轮上的标记点信号确定一缸活塞到达压

45、缩上止点前上的标记点信号确定一缸活塞到达压缩上止点前7272，即在压，即在压缩行程活塞上行时，曲轴再转缩行程活塞上行时，曲轴再转7272到达压缩上止点。这里的到达压缩上止点。这里的7272是大众车系是用的值，不同车系提前角度各自不同，在上是大众车系是用的值，不同车系提前角度各自不同，在上面的内容中已经做了介绍。电脑就是根据该数值做为计数基准面的内容中已经做了介绍。电脑就是根据该数值做为计数基准点。点。 第三步第三步: :开始累计计数开始累计计数 以一缸压缩上止点前以一缸压缩上止点前7272为基准，电为基准，电脑开始累计计数脑开始累计计数4242个个1 1信号后，控制点火线信号后，控制点火线圈初

46、级绕组截止，此时恰好是上止点前圈初级绕组截止，此时恰好是上止点前3030点火。点火。第四步：多缸顺序点火以上说的只是完成了一个缸的点火，下面假设现在的发动机是4缸机（点火顺序是1-3-4-2，点火间隔角是180），在一缸压缩上止点前的72信号出现时，距离三缸压缩上止点为180+72=252。若点火提前角不变，电脑在一缸的基准点出现后累计计数252-30=222个1信号后开始点火，以此类推，直到电脑综合发动机转速信号（决定离心点火提前角）、发动机负荷信号（决定真空点火提前角）、其他修正信号及爆震延迟修正后，计算出当前的点火提前角不再是30时，累计计数的数值（1信号）也跟着变化，即进行了点火提前角

47、的“刷新”。需要说明的是丰田车系，累计计数基准点信号出现时距离一缸压缩上止点前10，实际点火提前角如果为30的话，比10大，这样的话点火已经来不及了。在实际应用中，压缩上止点前10信号开始输入时，该信号并不被当前的气缸所应用，它是为了下一个工作缸的点火提前做好准备。假设4缸发动机，做功间隔角为180，当此信号出现时，距离下一个工作缸活塞达到压缩上止点前则为190。（注意：信号轮在凸轮轴上时可以产生“压缩上止点前72”号，但如果信号轮被安置在曲轴上时只能产生“上止点前72信号”，此时ECU并不能区分是压缩行程还是排气行程。）对不同的车系，其点火正时控制的思路大同小异，都是先算出此工况下最佳的点火

48、提前角，再等计数基准点信号的出现(G信号)，然后开始累计倒数多少个1度信号，这样就可以做到精确到每一度的可靠点火。b.点火正时和提前角的检测（扩展知识）点火正时和提前角的检测（扩展知识） 在动态下用仪器测出的是实际点火提前角，而初始点火提前角的大小不能确定。只有通过对比分析，才能判断是装配质量问题，还是电脑本身点火修正问题。首先将电脑提前角输出功能锁止，即在静态下，短接检查连接器读故障码的接口（因车型而异）。例如16针检查连接器的需要做以下操作：GM车型短接6-5；TOYOTA车型短接13-4；本田车型短接9-4. (a) (a) 此时，即锁止了电脑的两个动态点火提前角，只保留了初始点火提前角

49、。目的是检查配气正时系统是否此时，即锁止了电脑的两个动态点火提前角，只保留了初始点火提前角。目的是检查配气正时系统是否正确（正时皮带、链条和分电器是否装对）。正确（正时皮带、链条和分电器是否装对）。(b)在怠速状态下，用点火正时灯检查初始点火提前角是否符合规定，以便转动分电器外壳调整其值。直接点火系统需要检查正时皮带或链条是否装对。(c)通过调整，取下跨线，加速运转，点火提前角应随着转速的提高而加大；否则，说明电脑点火修正系统有故障。(d)简单的方法是利用真空表，在怠速状态下检查点火正时的好坏，它不需要锁止跨接。如果发动机密封良好、点火性能良好、空燃比良好，进气管的真空度应该稳定在6471Ka

50、之间。如果达不到此数值，应转动分电器外壳，观察真空值的变化，直到找到最高真空值，此时所对应的点火提前角必然是最佳点火提前角（直接点火的需检查配气正时）。 【拓展与提升】【拓展与提升】I-DSII-DSI智能化双火花塞和双点火线圈的直接点火系统智能化双火花塞和双点火线圈的直接点火系统 本田飞度乘用车，为电控四缸多点顺序喷射系统，采用了本田飞度乘用车，为电控四缸多点顺序喷射系统，采用了I-DSII-DSI智能双火花智能双火花塞直接点火系统，结构特点是每个缸采用两个火花塞，两个火花塞分别位于进气塞直接点火系统，结构特点是每个缸采用两个火花塞，两个火花塞分别位于进气门侧和排气门侧，两个火花塞呈对角布置

51、，如图门侧和排气门侧，两个火花塞呈对角布置，如图4.394.39所示所示图4.39 I-DSI智能双火花塞直接点火系统 1.1.采用采用I-DSII-DSI智能双火花塞直接点火系统的目的：智能双火花塞直接点火系统的目的： （1 1）双火花塞点火，将火花塞设在进、排气门的）双火花塞点火，将火花塞设在进、排气门的两侧，火花塞的布置合理（进气门侧混合气新鲜、排气门侧两侧，火花塞的布置合理（进气门侧混合气新鲜、排气门侧混合气温度高），能改善燃烧条件，提高了可燃混合气的燃混合气温度高），能改善燃烧条件，提高了可燃混合气的燃烧速度，实现了全区域急速燃烧的可能性。烧速度，实现了全区域急速燃烧的可能性。 （2

52、)2)双火花塞点火能缩短火焰传播的行程和时间，双火花塞点火能缩短火焰传播的行程和时间，消除了爆震的危害，延长相关部件的使用寿命，进而可以使消除了爆震的危害，延长相关部件的使用寿命，进而可以使压缩比增大到压缩比增大到10.410.4，改善了动力性，降低了油耗。为此，必，改善了动力性，降低了油耗。为此，必须使用须使用9797号的汽油，以防止爆震的发生。号的汽油，以防止爆震的发生。 （3 3）双火花塞点火有时间差，有多种点火组合，）双火花塞点火有时间差，有多种点火组合，可以适应多种工况的需要，实现分层燃烧，降低了油耗，有可以适应多种工况的需要，实现分层燃烧，降低了油耗，有利于排气净化。利于排气净化。

53、 （4 4）双火花塞点火，可以提高点火系统的可靠性）双火花塞点火，可以提高点火系统的可靠性，不易出现，不易出现“缺缸缺缸”的故障。的故障。 （5 5）双火花塞点火，可以简化硬件）双火花塞点火，可以简化硬件结构，变四缸结构，变四缸1616气门为气门为8 8气门，可以取消复杂气门，可以取消复杂的本田车系可变气门正时与升程电控系统的本田车系可变气门正时与升程电控系统VTECVTEC机构。机构。 （6 6）双火花塞和双点火线圈的使用，）双火花塞和双点火线圈的使用，同样转速下，单位时间内，通过线圈的电流小同样转速下，单位时间内，通过线圈的电流小，线圈不易发热，可以适当的加大初级线圈的，线圈不易发热，可以

54、适当的加大初级线圈的电流和导通率（闭合角），能在电流和导通率（闭合角），能在9000r/min9000r/min的的宽转速范围内提供足够的点火能量。宽转速范围内提供足够的点火能量。 随着智能化软件的开发采用了随着智能化软件的开发采用了I-DSII-DSI点火系统，使汽车的动力性、经济性、净点火系统，使汽车的动力性、经济性、净化性从另一个渠道得到了优化提升。化性从另一个渠道得到了优化提升。 例如：本田飞度（例如：本田飞度（FIT)FIT)轿车的动力轿车的动力指标如下：排量指标如下：排量1.3391.339；压缩比；压缩比10.410.4；最大；最大功率功率60kW60kW（5700r/min)5700r/min)；最大扭矩；最大扭矩116Nm116Nm（2800r/min2800r/min）；等速油耗）；等速油耗- -手动挡手动挡(MT)(MT)为为5L/100km;5L/100km;自动挡（自动挡（CVTCVT钢带式无级变速器钢带式无级变速器）为）