汽车发动机微机控制点火系统认识

1、汽车发动机微机控制点火系统认识第1页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四传感器发动机控制单元PCM空气流量传感器燃油泵喷油器点火器点火线圈进气压力传感器节气门位置传感器进气温度传感器发动机转速/曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器冷却液温度传感器氧传感器爆震传感器点火控制供油控制执行器怠速阀节气门进气控制EGR阀EVAP阀排放控制第2页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四情境3 发动机微机控制点火系统的检修 学习单元3.1 发动机微机控制点火系统的认识 学习单元3.2 发动机微机控制点火系统的故障诊断学习单元3.3 爆燃传感器电路的检修第3页，共60页，2022年，5

2、月20日，9点7分，星期四发动机微机控制点火系统的认识 第4页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四1234任务载体学习要求学习内容案例分析5学习小结学习导航6自主学习第5页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四怠速抖动，急加速不良火花塞型号错误，更换后故障排除。 现代索纳塔汽车任务载体发动机是如何点火的-点火系统工作原理？第6页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四1.能够识别微机控制点火系统。2.理解微机控制点火系控制功能。学习要求第7页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四学习内容3.8.2 微机控制点火系统的组成3.8.3 微机控

3、制点火系统的类型3.8.4 微机控制点火系统的工作原理3.8.5 微机控制点火系控制策略3.8.1 微机控制点火系统的功能第8页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四发动机的工作过程第9页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四3.1.1 微机控制点火系统的功能点燃混合气火花塞高压点燃混合气高压的产生第10页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四3.1.1 微机控制点火系统的功能点火时刻点火能量压缩上止点TDC压力最高点ATDC10点火时刻BTDC 第11页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四图 微机控制点火系统的组成（1）电源（2）传感

4、器（3）电控单元（4）点火控制器（5）点火线圈（6）分电器（7）高压线（8）火花塞高压电路低压电路3.1.2 微机控制点火系统的组成及功能第12页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四判定活塞位置确定点火提前角判定发动机工况点火提前角控制闭合时间控制爆震控制闭合时间控制点火确认恒流控制缸序判别ECU执行器3.1.2 微机控制点火系统的组成及功能第13页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四传统点火系普通电子点火系微机控制点火系微机控制有分电器点火系微机控制无分电器点火系同时点火方式单独点火方式初级电路不同次级电路不同3.1.3 微机控制点火系统的类型第14页，共60

5、页，2022年，5月20日，9点7分，星期四传统点火系图1.1 传统点火系组成Fig 1.1 composition of tradition ignition system3.1.3 微机控制点火系统的类型第15页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四普通电子点火系3.1.3 微机控制点火系统的类型第16页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四微机控制点火系3.1.3 微机控制点火系统的类型第17页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四1微机控制有分电器点火系有分电器，一个点火线圈供多缸火花塞。点火线圈产生的高压电经分电器中的配电器按点火顺序分配至各

6、气缸。 PCM只需判别活塞点火位置，无需判别哪个缸（缸序）。3.1.4 微机控制点火系统的工作原理第18页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四喷油丰田4A-GE发动机有分电器点火系统3.1.4 微机控制点火系统的工作原理IGT信号：上升沿接通充电，下降沿触发点火故障码第19页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四2微机控制无分电器点火系微机控制无分电器点火系又叫直接点火系，无分电器，点火线圈的高压电直接加于火花塞。由ECU和点火控制器确定点火顺序。（1）同时点火方式（2）单独点火方式3.1.4 微机控制点火系统的工作原理第20页，共60页，2022年，5月20日，

7、9点7分，星期四（1）同时点火方式无分电器，点火线圈的高压线直接与火花塞相连，一个点火线圈连接两个缸的火花塞。两缸火花塞串联，同时点火。配对缸工作相位相差360，一缸处于压缩（作功缸），一缸处于排气（废火缸）。工作缸击穿电压高，损耗缸击穿电压低，点火能量大部分都分配于工作缸。3.1.4 微机控制点火系统的工作原理第21页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四 丰田7M-GTE发动机同时点火系统 缸序判别第22页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四无分电器，点火线圈直接与火花塞相连，一个点火线圈连接一个缸的火花塞，无高压线。一个点火器，多个点火器（2）单独点火方式3

8、.1.4 微机控制点火系统的工作原理第23页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四24丰田1MZ-FE电控独立点火系统 一个点火器：点火线圈共用，火花塞有两条低压线3.1.4 微机控制点火系统的工作原理第24页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四25多个点火器：点火线圈独自配用，集成一体，火花塞有三条低压线丰田V6 1MZ-FE电控独立点火系统 3.1.4 微机控制点火系统的工作原理第25页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四喷油丰田4A-GE发动机有分电器点火系统3.1.4 微机控制点火系统的工作原理IGT信号：上升沿接通充电，下降沿触发点火回头

9、看故障码第26页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四 丰田7M-GTE发动机同时点火系统 缸序判别第27页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四微机控制点火系统的外观识别火花塞有高压线无高压线有分电器无分电器有分电器点火系统无分电器同时点火系统两条低压线三条低压线火花塞、点火线圈一体一个点火器火花塞、点火线圈、点火器一体单独点火系统3.1.4 微机控制点火系统的工作原理第28页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四点火提前角的控制起动时起动后初始角基本角修正角固定角怠速：转速、空调非怠速：转速、负荷暖机修正怠速稳定修正超温修正空燃比修正爆燃修正调整传

10、动比修正极限值控制3.1.5 微机控制点火系统的控制策略2.初级电路闭合时间控制1.点火提前角的控制实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角第29页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四1.点火提前角控制3.1.5微机控制点火系统的控制策略起动时ECU起动开关信号发动机转速信号（一般300r/min以下）判定起动工况固定为一个设定值（初始点火提前角）。第30页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四1.点火提前角控制3.1.5微机控制点火系统的控制策略起动时起动后第31页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四实际点火提前角=初始点火

11、提前角+基本点火提前角+修正点火提前角1）初始点火提前角初始点火提前角是原始设定的，又称固定点火提前角。初始点火提前角一般为上止点前510 。2）基本点火提前角基本点火提前角是电脑根据主要因素确定的点火提前角。3）修正点火提前角修正点火提前角是电脑根据其他因素对点火提前角进行的修正。3.1.5微机控制点火系统的控制策略起动后1.点火提前角控制第32页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四2）基本点火提前角（1）怠速时的基本点火提前角转速空调基本点火提前角ON转速传感器空调开关点火ECU3.1.5微机控制点火系统的控制策略第33页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四

12、发动机工作稳定，基本点火提前角是根据转速和负荷的信息，通过查找储存在MAP图中的值来确定的。（2）正常运行时的基本点火提前角转速负荷基本点火提前角转速传感器进气流量、压力点火ECU3.1.5微机控制点火系统的控制策略第34页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四转速和负荷确定基本点火提前角MAP图第35页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四3）修正点火提前角（1）暖机修正怠速，随着冷却液温度的升高，逐渐减小点火提前角。冷却液温度传感器点火ECU3.1.5 微机控制点火系统的控制策略第36页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四（3）怠速稳定修正怠速，

13、当发动机负载变化，引起发动机转速的波动，ECU根据实际转速与目标转速的差值修正点火提前角，以稳定怠速。转速传感器点火ECU3.1.5 微机控制点火系统的控制策略第37页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四点火提前角的控制起动时起动后初始角基本角修正角固定角怠速：转速、空调非怠速：转速、负荷暖机修正怠速稳定修正超温修正空燃比修正爆燃修正调整传动比修正极限值控制3.1.5微机控制点火系统的控制策略第38页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四4、点火线圈通电时间控制（1）通电时间对发动机工作的影响（2）通电时间的控制方法（3）点火线圈的恒流控制第39页，共60页，20

14、22年，5月20日，9点7分，星期四（1）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够的通电时间。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。 第40页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四闭合角控制的作用闭合角控制电路的作用是：根据发动机转速和蓄电池电压调节闭合角，以保证足够的点火能量。在发动机转速上升和蓄电池电压下降时，闭合角控制电路使闭合角加大，即延长一次侧电路的通电时间，防止一次侧储能下降，确保点火能量。 第41页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四点

15、火线圈的次级电压是和初级电路断开时的初级电流成正比。通电时间短时，初级电流小，会使感应的次级电压偏低，容易造成失火。初级电流大，对点火有利；但通电时间过长，会使点火线圈发热，甚至烧坏，还会使能耗增大。因此要控制一个最佳通电时间。 第42页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四 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ECU控制，根据发动机的转度信号和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时间），并控制点火器输出指令信号（IGt信号），以控制点火器中晶体管的导通时间。 （2）通电时间的控

16、制方法第43页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四（3）点火线圈的恒流控制 由于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。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，只要这种反馈为负反馈，就可使晶体管的集电极电流稳定，从而实现恒流控制。第44页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四（2）爆震控制3.1.5 微机控制点火系统的控制策略有爆震推迟点火提前点火无爆震最佳点火时刻爆震传感器第45页，共60页，202

17、2年，5月20日，9点7分，星期四爆燃的危害 会导致冷却液过热，功率下降油耗上升。控制方法 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。 5、爆燃的控制第46页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四 闭环控制所用的反馈信息可以是发动机的爆震信号、转速信号或气缸的压力信号等。最常见的是利用发动机的爆震信号作为反馈信息，用来控制大负荷等工况下的点火提前角； 爆震传感器将发动机的爆震状况反馈给ECU，一旦爆震程度超过规定的标准，ECU立即发出点火系统推迟点火；当爆震程度低于规定的标准时，ECU又会将点火时刻提前，循环调节点火时刻的结果，使发动机始终处于临界爆震的工作状态。 5

18、、爆燃的控制第47页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四若用发生爆震的循环次数与实际工作循环的次数之比值（爆震率）来衡量爆震强度，可以定量地把爆震分为四个等级：爆震率在5以下时为微爆震510为轻爆震1025为中爆震25以上为重爆震。 当发动机出现15的轻微爆震时，其动力性、经济性接近最佳值。闭环控制方式即按轻微爆震来确定最佳点火提前角。 5、爆燃的控制第48页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四一定时间内无爆震时，就逐步增大点火提前角，直至发生轻微爆震；爆震率大于5时，又将点火提前角减小，直至爆震消除。 5、爆燃的控制第49页，共60页，2022年，5月20日，

19、9点7分，星期四5、爆燃的控制第50页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四5、爆燃的控制第51页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四5、爆燃的控制第52页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四1）二极管配电点火方式特点：四个气缸共用一个点火线圈。 第53页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四车型：奔驰S320症状：怠速抖动，急加速不良诊断：A、读故障码：24-氧传感器故障B、检测氧传感器：4线。、加热元件电阻为7欧，电压为13.7V，正常、信号始终为0.1-0.2V，没有变化，不正常、氧传感器至控制单元无断路、短路，正常C、检查进气系统，发现真空管老化脱落。 D、检查点火系统，发现高压正常，点火延续时间过短，发现火花塞型号F8DC4（BOSCH），而要求为F8DCO。修复：更换真空管、火花塞后正常。分析：真空管老化脱落和点火不可靠，排气中的氧多，氧传感器信号持续偏低。案例分析案例：火花塞型号错误。第54页，共60页，2022年，5月20日，9点7分，星期四3.1.1