第三章 汽油机电控点火系统

1、第第3章章 汽油机电控点火系统汽油机电控点火系统3.1 汽油机电控点火系统的组成与控制原汽油机电控点火系统的组成与控制原理理3.2 汽油机电控点火系统主要部件的结构汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理与工作原理3.3 无分电器电控点火系统无分电器电控点火系统3.4 电控点火系统的故障诊断与维修电控点火系统的故障诊断与维修3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理汽油机电控点火系统根据发动机的不同工况，适时在气缸内汽油机电控点火系统根据发动机的不同工况，适时在气缸内提供足够能量的电火花，使混合气能准时、迅速的燃烧做功。提供足够能量的电火花，使混合气能准时、

2、迅速的燃烧做功。发动机在任何转速和负荷下都要求有精确的点火正时及较强发动机在任何转速和负荷下都要求有精确的点火正时及较强的火花，点火正时精确与否对发动机的性能影响很大。为使的火花，点火正时精确与否对发动机的性能影响很大。为使点火系统能在发动机各种工况和使用条件下可靠而准确地点点火系统能在发动机各种工况和使用条件下可靠而准确地点火，对点火系统有下列要求。火，对点火系统有下列要求。(1)点火系统应能迅速及时地产生足以击穿火花塞电极间隙的点火系统应能迅速及时地产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压。火花塞电极之间产生火花的电压称为击穿电压。影高电压。火花塞电极之间产生火花的电压称为击穿电压。影响击穿电压

3、的因素有响击穿电压的因素有:火花塞电极间隙，气缸内混合气的压力火花塞电极间隙，气缸内混合气的压力与温度，电极的温度与极性，发动机工作情况等。与温度，电极的温度与极性，发动机工作情况等。下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理发动机起动时击穿火花塞气隙需要发动机起动时击穿火花塞气隙需要19 kV的高电压，汽车行驶的高电压，汽车行驶时，发动机在满载低速时击穿火花塞气隙需要时，发动机在满载低速时击穿火花塞气隙需要8-10 kV的高电的高电压，发动机正常工作时点火电压一般为压，发动机正常工作时点火电压一般为15 kV以上。为保证点以上。为保证点火可靠，考虑

4、各种不利因素的影响，通常点火装置设计的能火可靠，考虑各种不利因素的影响，通常点火装置设计的能力为力为30 kV。(2)电火花应具有足够的点火能量。为保证发动机能在较高经电火花应具有足够的点火能量。为保证发动机能在较高经济性和污染物排放量指标的基础上正常工作，电火花应具有济性和污染物排放量指标的基础上正常工作，电火花应具有足够的点火能量。足够的点火能量。(3)点火时间应根据发动机各种工况的需要，按照发动机的工点火时间应根据发动机各种工况的需要，按照发动机的工作顺序进行点火，一般六缸发动机的点火顺序为作顺序进行点火，一般六缸发动机的点火顺序为1 5 3 6 2 4，四缸发动机的点火顺序为，四缸发动

5、机的点火顺序为1 3 4 20为使发动机在不同的转速、负荷工况下，把热能转化成机械为使发动机在不同的转速、负荷工况下，把热能转化成机械能的过程中输出最大功率，点火系统必须随发动机转速和负能的过程中输出最大功率，点火系统必须随发动机转速和负荷的变化及时调整点火提前角，实现最佳点火。荷的变化及时调整点火提前角，实现最佳点火。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理日前，国内外汽油机绝大多数采用电控燃油喷射，与之相配日前，国内外汽油机绝大多数采用电控燃油喷射，与之相配套的汽油机电控点火系统已经成为主流。电控点火系统由计套的汽油机电控点火系统已经成

6、为主流。电控点火系统由计算机根据传感器输出的曲轴转角、空气流量算机根据传感器输出的曲轴转角、空气流量(或进气歧管绝对或进气歧管绝对压力压力)、节气门开度、发动机冷却液温度、空燃比、转速等发、节气门开度、发动机冷却液温度、空燃比、转速等发动机工作信息，对点火时间进行精确控制，使发动机性能更动机工作信息，对点火时间进行精确控制，使发动机性能更加优越。加优越。电控点火系统大致可分为以下几种。电控点火系统大致可分为以下几种。(1)按点火能量的储存方式分类。按点火能量的储存方式分类。电感储能式电子点火系电感储能式电子点火系(点火系电火花的能量以磁场的形式点火系电火花的能量以磁场的形式储存在点火线圈中储存

7、在点火线圈中)。电容储能式电子点火系电容储能式电子点火系(点火系电火花的能量以电场的形式点火系电火花的能量以电场的形式储存在点火线圈中储存在点火线圈中)。(2)按信号发生器的工作原理分类。按信号发生器的工作原理分类。电磁感应式电子点火系。电磁感应式电子点火系。霍尔效应式电子点火系。霍尔效应式电子点火系。光电式电子点火系。光电式电子点火系。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理(3)按高压电的配点方式分类。按高压电的配点方式分类。机械配电点火系，在中低档车应用较多。机械配电点火系，在中低档车应用较多。计算机配电点火系，在中高档车中应用较为广

8、泛。计算机配电点火系，在中高档车中应用较为广泛。3.1.1汽油机电控点火系统的组成汽油机电控点火系统的组成 汽油机电控点火系统主要由各种传感器、电控单元、分电器、汽油机电控点火系统主要由各种传感器、电控单元、分电器、点火线圈等组成，如点火线圈等组成，如图图3.1所示。所示。1.传感器传感器传感器的作用是检测发动机运行工况。主要的传感器有传感器的作用是检测发动机运行工况。主要的传感器有:发动发动机转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气机转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气流量传感器流量传感器(或进气压力传感器或进气压力传感器)、冷却液温度传感器、进气、冷却液温度传感器、

9、进气温度传感器、爆震传感器、节气门位置传感器等。温度传感器、爆震传感器、节气门位置传感器等。下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理2.电控单元电控单元电控单元电控单元(又称又称ECU或电脑或电脑)是一种电子综合控制装置，其主是一种电子综合控制装置，其主要作用是根据发动机各传感器输人的信息及内存的控制程序，要作用是根据发动机各传感器输人的信息及内存的控制程序，使发动机得到最佳混合气、最佳点火时间和最稳定的怠速，使发动机得到最佳混合气、最佳点火时间和最稳定的怠速，从而使发动机的动力性、经济性和排气净化性等处于最佳状从而使发动机的动力性、经济性和排气净

10、化性等处于最佳状态。电控单元由输人电路、输出电路、态。电控单元由输人电路、输出电路、A/D转换器、微型计转换器、微型计算机以及电源电路、备用电路等组成。算机以及电源电路、备用电路等组成。3.点火器点火器点火器的作用是根据电控单元的输出信号，控制内部的大功点火器的作用是根据电控单元的输出信号，控制内部的大功率三极管的导通与截止，从而控制初级线圈的导通和切断。率三极管的导通与截止，从而控制初级线圈的导通和切断。有些点火器只有大功率三极管，单纯起开关作用有些点火器只有大功率三极管，单纯起开关作用;有些点火器有些点火器除开关作用外，还有横流控制、闭合角控制、气缸判别、点除开关作用外，还有横流控制、闭合

11、角控制、气缸判别、点火监视等功能。大功率三极管设置在电控单元内部时，点火火监视等功能。大功率三极管设置在电控单元内部时，点火系统内无点火器。系统内无点火器。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理4.电源电源电源由蓄电池和发电机向点火系提供低压直流电，电压一般电源由蓄电池和发电机向点火系提供低压直流电，电压一般为为12 V。5.点火开关点火开关点火开关控制点火系初级电路的通断，同时也控制充电系的点火开关控制点火系初级电路的通断，同时也控制充电系的励磁电路、起动电路及由点火开关控制的所有用电设备。励磁电路、起动电路及由点火开关控制的所有用电设

12、备。6.点火线圈点火线圈(又称升压变压器又称升压变压器)点火线圈将点火线圈将12 V低压电升变成低压电升变成20 kV左右的高压电。分电器分左右的高压电。分电器分电器将点火线圈产生的高压电，按照发动机各缸工作顺序送电器将点火线圈产生的高压电，按照发动机各缸工作顺序送至火花塞。某些计算机控制的发动机已取消了分电器，至火花塞。某些计算机控制的发动机已取消了分电器，ECU接收传感器的信号，向点火器发出点火指令，高压电由点火接收传感器的信号，向点火器发出点火指令，高压电由点火线圈直接送给火花塞，有的是一个点火线圈控制两个火花塞，线圈直接送给火花塞，有的是一个点火线圈控制两个火花塞，有的是一个点火线圈控

13、制一个火花塞。有的是一个点火线圈控制一个火花塞。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理7.火花塞火花塞火花塞的作用是将高压电引人各个气缸，产生电火花，点燃火花塞的作用是将高压电引人各个气缸，产生电火花，点燃混合气。混合气。3.1.2 汽油机电控点火系统的控制原理汽油机电控点火系统的控制原理发动机工作时，发动机工作时，ECU根据接收到的各传感器信号，按存储器根据接收到的各传感器信号，按存储器中存储的有关程序和相关数据，确定出该工况下最佳点火提中存储的有关程序和相关数据，确定出该工况下最佳点火提前角和点火线圈初级电路闭合角前角和点火线圈初级电

14、路闭合角(通电时间通电时间)，并以此向点火，并以此向点火器发出指令。点火器则根据器发出指令。点火器则根据ECU的指令，控制点火线圈初级的指令，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。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。当初级电路中的电流被切断时，在次级线圈中将产生很高的当初级电路中的电流被切断时，在次级线圈中将产生很高的感应电动势感应电动势(15- 20 kV )，按照发动机工作顺序，经分电器或，按照发动机工作顺序，经分电器或直接送至气缸的火花

15、塞。点火能量经火花塞瞬间释放，产生直接送至气缸的火花塞。点火能量经火花塞瞬间释放，产生的电火花点燃气缸内混合气，使发动机完成做功过程。的电火花点燃气缸内混合气，使发动机完成做功过程。下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理此外，在具有爆燃控制功能的电控点火系统中，此外，在具有爆燃控制功能的电控点火系统中，ECU还根据还根据爆燃传感器的输人信号来判断发动机有无爆燃及爆燃的程度，爆燃传感器的输人信号来判断发动机有无爆燃及爆燃的程度，并对点火提前角进行闭环控制。并对点火提前角进行闭环控制。3.1.3 点火提前角的控制点火提前角的控制发动机在任何负荷和转速

16、下都要求有精确的点火正时及较强发动机在任何负荷和转速下都要求有精确的点火正时及较强的火花。点火正时精确与否对发动机的性能影响很大。影响的火花。点火正时精确与否对发动机的性能影响很大。影响最佳点火提前角的主要因素除发动机负荷和转速外，混合气最佳点火提前角的主要因素除发动机负荷和转速外，混合气浓度、进气温度和发动机水温等几个因素一也有一定的影响。浓度、进气温度和发动机水温等几个因素一也有一定的影响。如果在任何工况下都能保持以最佳点火提前角工作，就能使如果在任何工况下都能保持以最佳点火提前角工作，就能使发动机的功率、经济性、加速性和废气排放等各项性能指标发动机的功率、经济性、加速性和废气排放等各项性

17、能指标达到最优。如达到最优。如图图3.2所示，电脑控制点火系统可根据发动机各所示，电脑控制点火系统可根据发动机各种负荷和转速，控制最佳的点火正时，使发动机的输出功率、种负荷和转速，控制最佳的点火正时，使发动机的输出功率、经济性、加速性和废气排放等都达到最理想的状态。经济性、加速性和废气排放等都达到最理想的状态。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理 在电脑控制点火提前角系统中，电脑根据发动机负荷信号、在电脑控制点火提前角系统中，电脑根据发动机负荷信号、转速信号自动控制点火提前角，向点火器发出点火信号，通转速信号自动控制点火提前角，向点火器

18、发出点火信号，通过点火器晶体管的导通和截止，使点火线圈的初级电流接通过点火器晶体管的导通和截止，使点火线圈的初级电流接通或断开，从而产生高压火花，并控制点火正时，负荷信号通或断开，从而产生高压火花，并控制点火正时，负荷信号通过空气流量计或进气压力传感器及节气门位置传感器测得。过空气流量计或进气压力传感器及节气门位置传感器测得。转速信号和曲轴位置信号则通过分电器内或曲轴皮带轮附近转速信号和曲轴位置信号则通过分电器内或曲轴皮带轮附近的曲轴位置传感器测得。的曲轴位置传感器测得。发动机在不同转速和负荷下的最佳点火提前角被预先存储在发动机在不同转速和负荷下的最佳点火提前角被预先存储在电脑的存储器内，在发

19、动机实际运行时，由电脑根据所存储电脑的存储器内，在发动机实际运行时，由电脑根据所存储的点火特性进行点火提前角自动控制。的点火特性进行点火提前角自动控制。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理具体过程是具体过程是:电脑先根据负荷和转速信号，从存储器内读出相电脑先根据负荷和转速信号，从存储器内读出相应工况下的点火提前角应工况下的点火提前角;再根据水温传感器、进气温度传感器、再根据水温传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、点火开关、空调开关、自动变速器挡位节气门位置传感器、点火开关、空调开关、自动变速器挡位开关等测得的发动机其他运转参数，对

20、所选取的点火提前角开关等测得的发动机其他运转参数，对所选取的点火提前角进行修正，以保证在任意运转工况下都能获得最佳的点火提进行修正，以保证在任意运转工况下都能获得最佳的点火提前角前角;最后，电脑还要根据曲轴位置传感器测得的曲轴位置基最后，电脑还要根据曲轴位置传感器测得的曲轴位置基准信号，通过控制点火器，在各缸活塞到达压缩行程上止点准信号，通过控制点火器，在各缸活塞到达压缩行程上止点之前，精确地按照这一最佳点火提前角触发火花塞跳火。之前，精确地按照这一最佳点火提前角触发火花塞跳火。实际点火提前角实际点火提前角=初始点火提前角初始点火提前角+基本点火提前角基本点火提前角+修正点修正点火提前角火提前

21、角(或延迟角或延迟角)。下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理点火提前角的控制包括两种基本情况。点火提前角的控制包括两种基本情况。起动期间的点火时间控制起动期间的点火时间控制:发动机在起动时，在固定的曲轴发动机在起动时，在固定的曲轴转角位置点火，与发动机的工况无关。转角位置点火，与发动机的工况无关。起动后发动机正常运行期间的点火时间控制起动后发动机正常运行期间的点火时间控制:点火时间由进点火时间由进气歧管绝对压力信号气歧管绝对压力信号(或进气量信号或进气量信号)和发动机转速确定的基和发动机转速确定的基本点火提前角和修正量决定。修正项日随发动机而异

22、，并根本点火提前角和修正量决定。修正项日随发动机而异，并根据发动机各自的特性曲线进行修正。据发动机各自的特性曲线进行修正。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理上一页 下一页返回点火正点火正时控制时控制运动期间点运动期间点火时间控制火时间控制一固定点火一固定点火提前角提前角启动后点启动后点火提前角火提前角控制控制基本点火提前角基本点火提前角-由进由进气歧管压力（或进气量）气歧管压力（或进气量）和转速确定和转速确定修正点火提前角修正点火提前角暖机修正量暖机修正量稳定怠速修正量稳定怠速修正量空燃比反馈控制空燃比反馈控制过热修正量过热修正量爆震

23、修正量爆震修正量最大提前角最大提前角/延迟角控制延迟角控制其他修正量其他修正量3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理在起动期间，发动机转速较低在起动期间，发动机转速较低(通常在通常在500 r/min以下以下)，由于，由于进气歧管压力信号或进气量信号不稳定，点火时间固定为初进气歧管压力信号或进气量信号不稳定，点火时间固定为初始点火提前角始点火提前角(数值大小随发动机而异数值大小随发动机而异)。初始点火提前角由。初始点火提前角由ECU中的备用中的备用IC模块进行设定。在某些发动机中，模块进行设定。在某些发动机中，ECU还需还需输人起动信号输人起动信号(STA

24、 )。起动期间点火时间控制如。起动期间点火时间控制如图图3.3 (a)所所示。此时的控制信号主要是发动机转速信号和起动开关信号。示。此时的控制信号主要是发动机转速信号和起动开关信号。正常运行时点火时间控制如图正常运行时点火时间控制如图3.3 (b)所示。所示。 在正常工况下运转时，节气门位置传感器的怠速触点在正常工况下运转时，节气门位置传感器的怠速触点(IDL)断开，根据发动机转速信号和进气歧管压力信号断开，根据发动机转速信号和进气歧管压力信号(或进气量信或进气量信号号)，在存储器中查到这一工况下运转时相应的基本点火提前，在存储器中查到这一工况下运转时相应的基本点火提前角，数据表格存储形式如角

25、，数据表格存储形式如图图3.4所示。所示。下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理在正常工况运行时，控制信号主要有在正常工况运行时，控制信号主要有:进气歧管压力信号进气歧管压力信号(或或进气量信号进气量信号)、发动机转速信号、节气门位置信号、燃油品种、发动机转速信号、节气门位置信号、燃油品种选择开关或插头信号选择开关或插头信号(R-P)、爆震信号、爆震信号KNK等。等。在某些发动机中，按燃油辛烷值不同，在存储器中存放着两在某些发动机中，按燃油辛烷值不同，在存储器中存放着两张基本点火提前角的数据表格。驾驶员可根据使用燃油辛烷张基本点火提前角的数据表格

26、。驾驶员可根据使用燃油辛烷值的不同，通过燃油选择开关或插头进行选择。值的不同，通过燃油选择开关或插头进行选择。具有爆震控制功能的电控点火系统中，具有爆震控制功能的电控点火系统中，ECU中还存有专用于中还存有专用于爆震控制点火时间的数据。爆震控制点火时间的数据。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理在怠速工况运行时，节气门位置传感器怠速触点闭合，此时，在怠速工况运行时，节气门位置传感器怠速触点闭合，此时，ECU发动机转速和空调开关是否接通确定基本点火提前角。发动机转速和空调开关是否接通确定基本点火提前角。控制信号主要有控制信号主要有:节气门

27、位置信号节气门位置信号(IDL)、发动机转速信号、发动机转速信号(NE)、空调开关信号、空调开关信号(A/C) 。在正常工况运行时，电控点火。在正常工况运行时，电控点火系统对点火提前角进行修正。发动机冷车起动后，当发动机系统对点火提前角进行修正。发动机冷车起动后，当发动机冷却水温度较低时，应增大点火提前角。暖机过程中，随冷冷却水温度较低时，应增大点火提前角。暖机过程中，随冷却水温度升高，点火提前角变化。修正曲线的形状与提前角却水温度升高，点火提前角变化。修正曲线的形状与提前角的大小随车型不同而异。暖机过程中，控制信号主要有的大小随车型不同而异。暖机过程中，控制信号主要有:冷却冷却水温度信号水温

28、度信号(THW、进气歧管绝对压力、进气歧管绝对压力(或进气量信号或进气量信号)、节气、节气门位置信号等。当冷却水温度过高时，为了避免产生爆震，门位置信号等。当冷却水温度过高时，为了避免产生爆震，应将点火提前角推迟。应将点火提前角推迟。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理发动机在怠速运行期间，由于发动机负荷变化使发动机转速发动机在怠速运行期间，由于发动机负荷变化使发动机转速改变，改变，ECU要调整点火提前角，使发动机在规定的怠速下稳要调整点火提前角，使发动机在规定的怠速下稳定运转。当发动机的转速低于规定的怠速转速时，定运转。当发动机的转速

29、低于规定的怠速转速时，ECU根据根据与怠速转速差值的大小相应地增大点火提前角，当发动机转与怠速转速差值的大小相应地增大点火提前角，当发动机转速高于规定的怠速转速时，推迟点火提前角。怠速稳定修正速高于规定的怠速转速时，推迟点火提前角。怠速稳定修正信号主要有信号主要有:节气门开度节气门开度(IDL)、车速、车速(SPD、发动机转速信号、发动机转速信号(NE )、空调、空调信号信号(A/C)等。等。如果发动机实际点火提前角如果发动机实际点火提前角(初始点火提前角初始点火提前角+基本点火提前基本点火提前角角+修正点火提前角或延迟角修正点火提前角或延迟角)不合理，发动机很难正常运转，不合理，发动机很难正

30、常运转，在初始点火提前角已设定时，受在初始点火提前角已设定时，受ECU控制的实际点火提前角控制的实际点火提前角则只是基本点火提前角与修正点火提前角之和，该值保持在则只是基本点火提前角与修正点火提前角之和，该值保持在某一范围内某一范围内(最大提前角最大提前角:35 -45 ;最小提前角最小提前角:-10 -0 )。下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理发动机工作时，点火时刻的控制要求以发动机工作时，点火时刻的控制要求以10曲轴转角的指令精曲轴转角的指令精度进行控制。当发动机转速为度进行控制。当发动机转速为6 000 r/min时，若将时，若将10曲

31、轴转曲轴转角换算成时间则大约为角换算成时间则大约为30 us,为了进行精确的计时控制，需要为了进行精确的计时控制，需要具有能够精确检测曲轴转角的曲轴位置传感器和高速运算的具有能够精确检测曲轴转角的曲轴位置传感器和高速运算的微机，另外还需要有能够巧妙利用它们的控制方式。微机，另外还需要有能够巧妙利用它们的控制方式。日前点火控制方式一日前点火控制方式一:曲轴位置传感器产生曲轴位置传感器产生180 曲轴转角的曲轴转角的G信号和信号和30 曲轴转角的曲轴转角的Ne信号。信号。ECU同时对同时对180 G信号信号和和30 Ne信号计数，以信号计数，以G信号为基准，算出通电开始时刻到信号为基准，算出通电开

32、始时刻到点火时刻的点火时刻的30 曲轴转角信号，再由微机控制从曲轴转角信号，再由微机控制从300曲轴转曲轴转角开始的通电时刻和断电时刻。点火控制方式二角开始的通电时刻和断电时刻。点火控制方式二:曲轴位置传曲轴位置传感器产生感器产生180 曲轴转角的曲轴转角的G信号和信号和10曲轴转角的曲轴转角的Ne信号，信号，以以G信号为基准，按每信号为基准，按每10曲轴转角分频，用既定的曲轴角度曲轴转角分频，用既定的曲轴角度产生开始通电时刻和断电时刻信号。产生开始通电时刻和断电时刻信号。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理3.1.4 通电时间控制通电

33、时间控制日前计算机控制点火系应用较多的是电感储能式电子点火系，日前计算机控制点火系应用较多的是电感储能式电子点火系，次级电压的最大值次级电压的最大值U aa与初级电流成正比，而初级电流又与初级电流成正比，而初级电流又随初级电路导通时间的增大而增大，因此必须保证初级电路随初级电路导通时间的增大而增大，因此必须保证初级电路导通时间才能使初级电流达到饱和。在计算机控制点火系中，导通时间才能使初级电流达到饱和。在计算机控制点火系中，为了减小转速对次级电压的影响，提高点火能量，采用了初为了减小转速对次级电压的影响，提高点火能量，采用了初级线圈电阻很小的高能点火线圈，其饱和电流可达级线圈电阻很小的高能点火

34、线圈，其饱和电流可达30 A以上。以上。为了防止初级电流过大烧坏点火线圈，在点火控制电路中，为了防止初级电流过大烧坏点火线圈，在点火控制电路中，必须控制一个最佳通电时间，保证在任何转速下初级电流都必须控制一个最佳通电时间，保证在任何转速下初级电流都能达到规定值。这样既能改善点火性能，又能防止初级电流能达到规定值。这样既能改善点火性能，又能防止初级电流过大而烧坏点火线圈。过大而烧坏点火线圈。上一页 下一页返回3.1 汽油机电控点火系统的组成与控汽油机电控点火系统的组成与控制原理制原理3.1.5 爆燃控制爆燃控制为了获得最佳动力性和经济性，可适当增大点火提前角，但为了获得最佳动力性和经济性，可适当

35、增大点火提前角，但点火提前角过大，又会引起爆燃。计算机控制点火系增加了点火提前角过大，又会引起爆燃。计算机控制点火系增加了爆燃控制，如爆燃控制，如图图3.5所示。爆震传感器安装在气缸体上，把爆所示。爆震传感器安装在气缸体上，把爆燃时传到气缸体上的机械震动转换成电压信号，输人发动机燃时传到气缸体上的机械震动转换成电压信号，输人发动机ECU, ECU把爆燃传感器的电压信号进行滤波处理，判断爆把爆燃传感器的电压信号进行滤波处理，判断爆燃程度。若爆燃强，推迟点火的角度大燃程度。若爆燃强，推迟点火的角度大;爆燃弱，推迟点火的爆燃弱，推迟点火的角度小。点火角度的每次调整都以一个固定的角度递减，直角度小。点

36、火角度的每次调整都以一个固定的角度递减，直到爆燃消失为止。而后又以一个固定的角度提前，当发动机到爆燃消失为止。而后又以一个固定的角度提前，当发动机再次出现爆燃时，再次出现爆燃时，ECU又使点火提前角再次推迟，反复进行又使点火提前角再次推迟，反复进行调整。调整。下一页返回3.2 汽油机电控点火系统主要部件的汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理结构与工作原理3.2.1 点火线圈点火线圈点火线圈由初级绕组、次级绕组和铁芯等组成。按磁路的结点火线圈由初级绕组、次级绕组和铁芯等组成。按磁路的结构形式不同，可分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种。构形式不同，可分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种

37、。1.开磁路点火线圈开磁路点火线圈开磁路点火线圈中心是用硅钢片叠成的条形铁芯，由于铁芯开磁路点火线圈中心是用硅钢片叠成的条形铁芯，由于铁芯没有构成闭合回路，所以称为开磁路点火线圈，如没有构成闭合回路，所以称为开磁路点火线圈，如图图3.6所示。所示。铁芯外部套有次级绕组，直径为铁芯外部套有次级绕组，直径为0.06-0.10 mm的漆包线，次的漆包线，次级绕组一般为级绕组一般为2万匝。初级绕组是直径为万匝。初级绕组是直径为0.5-1.0 mm的高强漆的高强漆包线，绕在次级绕组的外面，为加强绝缘与防潮，条形铁芯包线，绕在次级绕组的外面，为加强绝缘与防潮，条形铁芯底部装有瓷绝缘支座，外壳内充满沥青或变

38、压器油等绝缘物。底部装有瓷绝缘支座，外壳内充满沥青或变压器油等绝缘物。点火线圈的顶部是胶术盖，并加以密封。点火线圈的顶部是胶术盖，并加以密封。上一页 下一页返回3.2 汽油机电控点火系统主要部件的汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理结构与工作原理2.闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈又称为高能点火线圈，其结构如闭磁路点火线圈又称为高能点火线圈，其结构如图图3.7所示。所示。在在“口口”字形或字形或“日日”字形铁芯内绕有次级绕组，在次级绕字形铁芯内绕有次级绕组，在次级绕组外面绕有初级绕组，初级绕组产生的磁通量通过铁芯构成组外面绕有初级绕组，初级绕组产生的磁通量通过铁芯构成闭合回路，

39、如闭合回路，如图图3.8所示。所示。开磁路点火线圈磁路磁阻大，磁通量泄漏多，因此，能量转开磁路点火线圈磁路磁阻大，磁通量泄漏多，因此，能量转换效率低，现已很少应用。与开磁路点火线圈相比，闭磁路换效率低，现已很少应用。与开磁路点火线圈相比，闭磁路点火线圈具有漏磁少、能量损失少、转换点火线圈具有漏磁少、能量损失少、转换效率高、体积小、效率高、体积小、质量轻和易散热等优点，因此在点火系中被广泛应用。质量轻和易散热等优点，因此在点火系中被广泛应用。上一页 下一页返回3.2 汽油机电控点火系统主要部件的汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理结构与工作原理3.2.2 点火控制器点火控制器点火控制器的作

40、用是控制点火系初级电路的导通与截止，内点火控制器的作用是控制点火系初级电路的导通与截止，内部集成电路，全密封结构，其外形如部集成电路，全密封结构，其外形如图图3.9所示。所示。1. 丰田汽车磁脉冲式电子点火装置丰田汽车磁脉冲式电子点火装置丰田汽车常用的磁脉冲式电子点火装置如丰田汽车常用的磁脉冲式电子点火装置如图图3.10所示，由点所示，由点火信号发生器、电子点火器、分电器、点火线圈和火花塞等火信号发生器、电子点火器、分电器、点火线圈和火花塞等组成。电子点火器将点火信号发生器的信号进行整形、放大，组成。电子点火器将点火信号发生器的信号进行整形、放大，以控制点火线圈初级电路的通断。它由点火信号检出

41、电路以控制点火线圈初级电路的通断。它由点火信号检出电路(三三极管极管VT3 、 VT4)和功率放大电路和功率放大电路(大功率三极管大功率三极管VT5等组成。等组成。其工作原理如下其工作原理如下:VT2为触发管，当它导通时，其集电极的电为触发管，当它导通时，其集电极的电位降低，使位降低，使VT3截止截止;下一页返回3.2 汽油机电控点火系统主要部件的汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理结构与工作原理VT3截止时，蓄电池通过截止时，蓄电池通过R5向向VT4提供偏流，使之导通提供偏流，使之导通;VT4导通时，导通时，R7上的电压降又加在上的电压降又加在VT5的发射极上，使之导通。的发射极上，使

42、之导通。这样初级绕组便有电流通过，其电路是这样初级绕组便有电流通过，其电路是:蓄电池正极一点火开蓄电池正极一点火开关关4附加电阻附加电阻R1 点火线圈初级绕组点火线圈初级绕组大功率三极管大功率三极管VT5 搭铁搭铁蓄电池负极。蓄电池负极。当当VT2截止时，蓄电池通过凡向截止时，蓄电池通过凡向VT2提供偏流，使提供偏流，使VT2导通。导通。VT3导通则导通则VT4截止，截止，VT5也截止。于是点火线圈的初级电也截止。于是点火线圈的初级电流被切断，次级绕组产生高压电，击穿火花塞间隙，点燃混流被切断，次级绕组产生高压电，击穿火花塞间隙，点燃混合气。合气。电路中三极管电路中三极管VT1基极和发射极相连

43、，相当于发射极为正、基极和发射极相连，相当于发射极为正、集电极为负的二极管，起温度补偿作用。其原理如下集电极为负的二极管，起温度补偿作用。其原理如下:VT2的的导通电压会降低，导通电压会降低，VT2导通提前而截止滞后，从而导致点火导通提前而截止滞后，从而导致点火推迟。推迟。VT1与与VT2的型号相同，具有相同的温度特性参数，的型号相同，具有相同的温度特性参数，故在温度升高时，故在温度升高时，VT1的正向导通电压也会降低，使的正向导通电压也会降低，使P点电位点电位Up下降，正好补偿了温度升高对下降，正好补偿了温度升高对VT2工作电位的影响，而使工作电位的影响，而使VT2的导通与截止时间与常温时相

44、同。的导通与截止时间与常温时相同。上一页 下一页返回3.2 汽油机电控点火系统主要部件的汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理结构与工作原理2.桑塔纳轿车霍尔效应式无触点电子点火装置桑塔纳轿车霍尔效应式无触点电子点火装置图图3.11所示为桑塔纳汽车常用的霍尔效应式无触点电子点火所示为桑塔纳汽车常用的霍尔效应式无触点电子点火装置。桑塔纳的汽车霍尔信号发生器装在分电器内，其结构装置。桑塔纳的汽车霍尔信号发生器装在分电器内，其结构如图如图3.12所示，主要由触发叶轮、永久磁铁、霍尔元件等组所示，主要由触发叶轮、永久磁铁、霍尔元件等组成。触发叶轮与分火头制成一体，由分电器轴带动，触发叶成。触发叶轮

45、与分火头制成一体，由分电器轴带动，触发叶轮的叶片数与发动机的气缸数相等。当发动机工作时，分电轮的叶片数与发动机的气缸数相等。当发动机工作时，分电器轴带动触发叶轮转动，每当触发叶轮的叶片进人永久磁铁器轴带动触发叶轮转动，每当触发叶轮的叶片进人永久磁铁和霍尔元件之间的空气气隙时，原来垂直进人霍尔元件的磁和霍尔元件之间的空气气隙时，原来垂直进人霍尔元件的磁力线被叶片遮住，霍尔元件的磁路被触发叶轮的叶片旁路，力线被叶片遮住，霍尔元件的磁路被触发叶轮的叶片旁路，因此霍尔元件不产生电压，霍尔集成电路输出极的晶体管处因此霍尔元件不产生电压，霍尔集成电路输出极的晶体管处于截止状态，其集电极电位为高电位于截止状

46、态，其集电极电位为高电位11-12 V;上一页 下一页返回3.2 汽油机电控点火系统主要部件的汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理结构与工作原理当触发叶轮的叶片离开此气隙时，永久磁铁的磁力线则可垂当触发叶轮的叶片离开此气隙时，永久磁铁的磁力线则可垂直进人霍尔元件，于是在霍尔元件中产生霍尔电压，霍尔集直进人霍尔元件，于是在霍尔元件中产生霍尔电压，霍尔集成电路输出极的晶体管处于导通状态，其集电极电位为低电成电路输出极的晶体管处于导通状态，其集电极电位为低电位位0.3-0.4 V ,这时霍尔信号发生器输出信号为这时霍尔信号发生器输出信号为0.3-0.4 V 。故触发叶轮每转一周，霍尔信号发生器

47、便可产生四个脉冲信故触发叶轮每转一周，霍尔信号发生器便可产生四个脉冲信号，将此信号输送给点火控制器便可实现对点火系的控制。号，将此信号输送给点火控制器便可实现对点火系的控制。图图3.13所示为桑塔纳轿车霍尔效应式电子点火系工作原理图。所示为桑塔纳轿车霍尔效应式电子点火系工作原理图。下一页返回3.2 汽油机电控点火系统主要部件的汽油机电控点火系统主要部件的结构与工作原理结构与工作原理 当发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器的触发叶当发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器的触发叶轮旋转。当触发叶轮的叶片进人空气隙时，霍尔信号发生器轮旋转。当触发叶轮的叶片进人空气隙时，霍尔信号发生器输出输出1

48、112 V的高电压信号，高电压信号使点火控制器集成电的高电压信号，高电压信号使点火控制器集成电路中的末级大功率晶体管路中的末级大功率晶体管VT导通，点火系的初级电路导通，导通，点火系的初级电路导通，电路为电源电路为电源“+”极极N1点火控制器点火控制器(VT) 搭铁搭铁电源电源“_”极。极。当触发叶轮的叶片离开霍尔元件气隙时，霍尔信号发生器当触发叶轮的叶片离开霍尔元件气隙时，霍尔信号发生器输出输出0.3 0.4 V的低电压信号，低电压信号使点火控制器末级的低电压信号，低电压信号使点火控制器末级大功率晶体管大功率晶体管VT截止，初级电路截止，初级电流消失，次级截止，初级电路截止，初级电流消失，次

49、级电路产生高电压。电路产生高电压。高压电由分电器分配到各缸火花塞，点燃混合气。高压电由分电器分配到各缸火花塞，点燃混合气。上一页返回3.3 无分电器电控点火系统无分电器电控点火系统 在计算机控制的基础上，用电子控制装置取代点火系中的分在计算机控制的基础上，用电子控制装置取代点火系中的分电器，无机械磨损，一也无需调整，点火电压高，是较理想电器，无机械磨损，一也无需调整，点火电压高，是较理想的点火系统，在中高挡车上应用较广。的点火系统，在中高挡车上应用较广。日前主要两种方式日前主要两种方式:一种是每两缸装一个点火线圈，两缸同时一种是每两缸装一个点火线圈，两缸同时点火的无分电器电子点火系统点火的无分

50、电器电子点火系统(DLI)，如，如图图3.14所示所示;另一种方另一种方式是每缸一个点火线圈，各缸独立进行控制的直接点火系统式是每缸一个点火线圈，各缸独立进行控制的直接点火系统(DIS)，如，如图图3.15所示。所示。下一页返回3.3 无分电器电控点火系统无分电器电控点火系统3.3.1 DLI方式方式奥迪奥迪V6发动机无分电器点火系统的组成如发动机无分电器点火系统的组成如图图3.16所示，其工所示，其工作原理如作原理如图图3.17所示。所示。 蓄电池经点火开关向三个双点火线圈蓄电池经点火开关向三个双点火线圈N, N128, N158提供初级提供初级电流，三个点火线圈的初级电路分别经点火控制器电

51、流，三个点火线圈的初级电路分别经点火控制器N122搭铁。搭铁。发动机发动机ECU根据发动机转速信号、曲轴位置信号、凸轮轴位根据发动机转速信号、曲轴位置信号、凸轮轴位置信号、进气歧管压力传感器置信号、进气歧管压力传感器(安装在发动机安装在发动机ECU中中)信号和信号和冷却液温度信号等计算最佳点火提前角，向点火控制器发出冷却液温度信号等计算最佳点火提前角，向点火控制器发出点火信号和气缸缸序判别信号点火信号和气缸缸序判别信号(IGD )。下一页返回上一页3.3 无分电器电控点火系统无分电器电控点火系统点火控制器由此可判断发动机气缸的点火次序，依次使各点点火控制器由此可判断发动机气缸的点火次序，依次使

52、各点火线圈初级电路通断，各点火线圈次级绕组依次产生高压电，火线圈初级电路通断，各点火线圈次级绕组依次产生高压电，使对应的两个火花塞同时跳火，点燃其中处于压缩行程气缸使对应的两个火花塞同时跳火，点燃其中处于压缩行程气缸内的混合气。内的混合气。奥迪奥迪V6发动机的发动机的1号气缸和号气缸和6号气缸、号气缸、2号气缸和号气缸和5号气缸、号气缸、3号气缸和号气缸和4号气缸同时处于上止点，并且总是一个气缸为压缩号气缸同时处于上止点，并且总是一个气缸为压缩行程的上止点，另一个气缸为排气行程的上止点。在行程的上止点，另一个气缸为排气行程的上止点。在DLI中，中，点火器是与发动机点火器是与发动机ECU连接的。

53、其中有连接的。其中有3个点火线圈，一个个点火线圈，一个用于用于1号和号和6号气缸，一个用于号气缸，一个用于2号和号和5号气缸，一个用于号气缸，一个用于3号和号和4号气缸。号气缸。ECU根据来自凸轮轴和曲轴位置传感器的根据来自凸轮轴和曲轴位置传感器的G信号和信号和Ne信号，信号，将气缸识别信号将气缸识别信号(IGDA和和GDB)和和IGT信号传送至点火器。点信号传送至点火器。点火器根据这些信号，将初级电流分配至火器根据这些信号，将初级电流分配至3个点火线圈。因此，个点火线圈。因此，1号和号和6号气缸火花塞同时点火，号气缸火花塞同时点火，2号和号和5号气缸以及号气缸以及3号和号和4号号气缸一也是如

54、此。气缸一也是如此。上一页 下一页返回3.3 无分电器电控点火系统无分电器电控点火系统换言之，一个周期中，每个火花塞点火两次。两个气缸的火换言之，一个周期中，每个火花塞点火两次。两个气缸的火花塞同时跳火，处于压缩行程气缸内的可燃混合气点燃，另花塞同时跳火，处于压缩行程气缸内的可燃混合气点燃，另一个火花塞虽然一也跳火，因该气缸处于排气行程而不起作一个火花塞虽然一也跳火，因该气缸处于排气行程而不起作用。用。由于来自由于来自ECU的的IGT信号必须分配至信号必须分配至3个线圈，个线圈，ECU就要输出就要输出两个气缸识别信号两个气缸识别信号(IGDA和和IGDB。这一组合信号与气缸点火。这一组合信号与

55、气缸点火顺序一致。点火器中的气缸识别电路根据这些信号的组合，顺序一致。点火器中的气缸识别电路根据这些信号的组合，将将IGT信号分配至晶体管驱动电路，这一驱动电路又与有关信号分配至晶体管驱动电路，这一驱动电路又与有关点火线圈相连，将点火线圈相连，将IGDA和和IGDB信号从信号从1切换至切换至0，再从，再从0切切换至换至1，这是与，这是与IGT信号同步的。其他电路则与常规型点火器信号同步的。其他电路则与常规型点火器中的一样。中的一样。由于点火线圈次级一侧内有高压二极管，因此不能用普通欧由于点火线圈次级一侧内有高压二极管，因此不能用普通欧姆表判断是否导通。姆表判断是否导通。上一页 下一页返回3.3

56、 无分电器电控点火系统无分电器电控点火系统3.3.2 DIS方式方式DIS与与DLI相似，不使用分电器，直接将高电压从点火线圈分相似，不使用分电器，直接将高电压从点火线圈分配至火花塞。每个气缸配一个独立的点火线圈，又称独立点配至火花塞。每个气缸配一个独立的点火线圈，又称独立点火，如火，如图图3.18所示。所示。由于每缸都有独立的点火线圈，即使发动机的转速高达由于每缸都有独立的点火线圈，即使发动机的转速高达9 000 r/min，线圈也有较长的通电时间，线圈也有较长的通电时间(较大的闭合角较大的闭合角)，可以提供，可以提供足够高的点火能量。与有分电器点火系统相比，在相同的转足够高的点火能量。与有

57、分电器点火系统相比，在相同的转速和相同点火能量下，单位时间内点火线圈的电流要小得多，速和相同点火能量下，单位时间内点火线圈的电流要小得多，因此，线圈不易发热。因点火线圈体积可以非常小，一般是因此，线圈不易发热。因点火线圈体积可以非常小，一般是将点火线圈压装在火花塞上，这种点火方式控制系统特别适将点火线圈压装在火花塞上，这种点火方式控制系统特别适合于多气门发动机。合于多气门发动机。返回上一页3.4 电控点火系统的故障诊断与维修电控点火系统的故障诊断与维修在汽油发动机各系统中，点火系统对发动机的性能影响最大，在汽油发动机各系统中，点火系统对发动机的性能影响最大，据统计数字表明，约据统计数字表明，约

58、50%的故障是因为点火系统工作不良而的故障是因为点火系统工作不良而引起的，因此发动机性能检测往往从点火系统开始。引起的，因此发动机性能检测往往从点火系统开始。汽车发动机不能正常工作，首先要确定故障部位。检查时，汽车发动机不能正常工作，首先要确定故障部位。检查时，首先检查点火装置连接线路及工作电压，如果连接导线、搭首先检查点火装置连接线路及工作电压，如果连接导线、搭铁线、电源线及电源电压正常铁线、电源线及电源电压正常(给点火电子组件、点火信号发给点火电子组件、点火信号发生器及点火线圈等提供的电压，一般不低于生器及点火线圈等提供的电压，一般不低于6 V即可正常工即可正常工作作)。可进一步检测点火线

59、圈、点火高压电路、点火信号发生。可进一步检测点火线圈、点火高压电路、点火信号发生器以及点火电子组件。如果怀疑电子点火装置有故障，可起器以及点火电子组件。如果怀疑电子点火装置有故障，可起动发动机，从分电器盖上拔下中央高压线对缸体试火，观察动发动机，从分电器盖上拔下中央高压线对缸体试火，观察线端是否跳火，可以判断故障是在低压电路还是在高压电路。线端是否跳火，可以判断故障是在低压电路还是在高压电路。下一页返回3.4 电控点火系统的故障诊断与维修电控点火系统的故障诊断与维修3.4.1 电控点火系统的故障诊断电控点火系统的故障诊断1. 有分电器点火系统有分电器点火系统不同电子点火系统故障诊断的区别主要在

60、于信号发生器的检不同电子点火系统故障诊断的区别主要在于信号发生器的检测，以常见的霍尔式电子点火系统为例说明电子点火系的故测，以常见的霍尔式电子点火系统为例说明电子点火系的故障诊断与维修。障诊断与维修。(1)打开分电器盖，转动曲轴，使分电器转子缺日对正霍尔信打开分电器盖，转动曲轴，使分电器转子缺日对正霍尔信号发生器。号发生器。(2)拔出分电器盖上的中央高压线，使其端部离气缸体拔出分电器盖上的中央高压线，使其端部离气缸体5-7 mm，如如图图3.19所示。所示。(3)接通点火开关，用螺钉旋具在霍尔信号发生器的间隙中轻接通点火开关，用螺钉旋具在霍尔信号发生器的间隙中轻轻地插人和拔出，模拟转子在间隙中