发动机电子控制技术课程课件

第七章发动机电子控制技术

第二节微机控制点火系统一、电子控制点火技术发展概况与特点二、电子控制点火系统分类三、电子控制点火系统控制原理四、电子控制点火系统结构原理传统的点火系统，其点火时刻的调整是依靠机械离心式调节装置和真空式调节装置完成的，由于机械的滞后、磨损及装置本身的局限性，故不能保证点火时刻在最佳值。而用ECU控制的点火系统，则可方便地解决以上问题。因为用微机可考虑更多的对点火提前角影响的因素，使发动机在各种工况下均能达到最佳点火时刻，从而提高发动机的动力性、经济性、改善排放指标。

一、电子控制点火技术发展概况与特点1、电子控制点火技术发展概况2、机械式点火提前调节的不足（1）点火提前角调节达不到实际需要温度、压力、混合气浓度等因素均会对燃烧速度产生影响，机械式点火不能调节。（2）对温度等其它影响燃烧的因素不能起到调节作用转速和负荷的变化是非线性的，机械式点火不可能调节到最佳微机控制电子点火系统具有以下优点：可实现最佳点火时间控制可针对各种影响因素修正点火时间可与其他电子控制系统实现协调控制如采用无分电器点火控制系统还有以下优点：点火能量损失小点火系统的故障率低点火能量与次级电压更加稳定3、微机控制电子点火系统的优点电控点火系可分为有分电器式和无分电器式两种型式。

1）分电器式点火系（机械高压配电式）ECU根据各输入信号，确定点火时刻，并将点火正时信号IGt送至点火器，当IGt信号变为低电平时，点火线圈一次侧被切断，二次线圈中感应出高压电，再由分电器送至相应缸火花塞点火。二、电控点火系统的分类

点火线圈分配式无分电器点火系统是将来自点火线圈的高压电直接分配给火花塞，有同时点火和单独点火两种形式。

无分电器点火系统（电子高压配电式）

1）开环控制的基本点火提前角是靠预先在台架上用实验方法测得的数据来确定的。这些数据存入ECU的只读存储器ROM中，工作时，ECU根据发动机的工况来选择调取。2）闭环控制方式是根据发动机实际运行结果的反馈信息来控制点火提前角的，所以闭环控制又称为反馈控制。通常，闭环控制方式是利用爆震传感器反馈爆震信号来控制点火提前角的。目前广泛应用的电控点火系统，是在开环控制方式的基础上再配以闭环控制方式的混合控制方式。

按有无反馈控制可分为开环控制和闭环控制两种（1）点火提前角对发动机性能的影响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上止点时曲轴转过的角度。当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定时，汽油机功率和耗油率随点火提前角的改变而变化。对应于发动机每一工况都存在一个“最佳”点火提前角适当点火提前角，可使发动机每循环所做的机械功最多（曲线阴影部分）三、微机控制点火系统的控制原理1、点火提前角的控制方式发动机转速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。发动机负荷歧管压力高（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（ESA）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。燃料性质汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大，反之应减小。其他因素燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度。（2）最佳点火提前角确定依据

发动机起动时，按ECU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10°左右。发动机正常运转时（起动后），主ECU根据发动机的转速和负荷信号，确定基本点火提前角，并根据其他有关信号进行修正，最后确定实际的点火提前角，并向电子点火控制器输出点火执今信号，以控制点火系的工作。（3）控制点火提前角的基本方法

（4）点火提前角的控制内容实际点火提前角＝初始提前角+基本提前角+修正提前角

发动机起动过程中，进气管绝对压力传感器信号或空气流量计信号不稳定，ECU无法正确计算点火提前角，一般将点火时刻固定在设定的初始点火提前角。此时的控制信号主要是发动机转速信号（Ne信号）和起动开关信号（STA信号）。2、起动时点火提前角的控制3．贼起动这后基株本点执火提战前角镇的确哲定1）发笨动机玻起动办后怠速运转真时，EC堡U根据发节气烫门位晨置传国感器虚信号谋（ID蝇L信号喉）、源发动姑机转时速传放感器涂信号触（Ne信号横）和群空调规开关处信号逼（A／C信号放）确底定基世本点禾火提完前角秒。2）发凯动机感起动趴后在除怠朗速以秀外的工关况下傍运转波时，EC辞U根据初发动习机的受转速暂和负尺荷（氏单位漏转数次的进肤气量蝇或基哨本喷僻油量案）确皱定基越本点观火提昏前角冠。（1共）基定本点棕火提丝式前角俊的确槽定转速绿和负喇荷确卸定基包本点械火提躁前角朝MA丛P图不同滋的发妄动机誉控制与系统挨中，岩对点倒火提灵前角叉的修锈正项瞒目和评修正列方法轰也不坝同。戴修正挑方法访有修秧正系吉数法来和修勇正点绪火提食前角廊法两音种兔。主要剑修正妻项目患有：1）揉水温付修正供；2）特怠速阻稳定即修正乖；3）坡空燃特比反向馈修摘正；4）道过热锈点火如提前汉角控致制；5）举发动君机爆畏燃点金火提萍前角钱控制校；6）外最大魂提前菜和推怜迟控敞制。（2债）修博正点帆火提蝴前角默控制1）雅水温全修正水温撞修正解又可笼分为目暖机捡修正张和过争热修细正。发动收机冷碍车起认动后楼的暖屑机过弱程中燥，随灾冷却割水温练的提衰高，汽混合圣气的扮燃烧楼速度唐加快记，燃大烧过免程所司占的涂曲轴萌转角展减小旨，点菊火提廉前角皇也应饿适当之减小皮，如剩右图膀所示胖。（2街）修妈正点扫火提障前角映控制EC置U根纺据实娇际转绳速与貌目标骄转速赵的差晒来修向正点套火提疲前角荷，低殃于目星标转悟速，申应增努大点布火提镜前角副，反右之，陷推迟混点火姑提前商角。控制穗信号甩有：龙发动逢机转阴速信单号（肾Ne终信号国）、死节气炸门位筑置传碰感器蛾信号脆（I袜DL艘信号事）、欲车速抄传感择器信猪号（辆SP借D信屈号）闹、空扎调开车关信荣号（徐A／百C信耕号）2）讯怠速尚稳定到修正（2移）修撑正点蒙火提待前角返控制由于抽空燃刊比反亭馈控犯制系剖统，颗是根勇据氧颂传感旋器的里反馈胡信号盖调整彩喷油饺量的红多少花来达槐到最碎佳空筑燃比非控制深的，带所以成这种离喷油柳量的托变化团必然鸟带来石发动哨机转糠速的宵变化制。为绞了稳穿定发赵动机渗转速里，点紧火提笑前角括需根保据喷稠油量己的变晓化进律行修傻正，粘如右老图所铸示。3）肥空燃附比反赌馈修湾正（2女）修那正点呢火提裳前角纱控制4）崭过热手点火遭提前惠角控牵制过热叶产生钩爆震挣，减哭小点蓬火提植前角5）流发动单机爆船燃点忍火提匙前角王控制产生阿爆震匙，减升小点泼火提乳前角6）哲最大岩提前成和推吹迟控临制极限拆值（2祖）修划正点滔火提旱前角丢控制4、石点火周线圈午通电卷时间滑控制（1已）通叙电时池间对园发动台机工猾作的恐影响（2叹）通蚊电时两间的缺控制药方法（3渴）点鲁火线风圈的咽恒流悲控制（1圾）通肯电时雾间对专发动士机工钞作的圣影响在发蹄动机良工作遗时，棉必须待保证仆点火咐线圈夹的初种级电膝路有喉足够勿的通警电时绣间。队但如蠢果通合电时耽间过舰长，匆点火坐线圈样又会标发热涛并增打大电疤能消封耗。纽奉要兼获顾上秀述两研方面料的要劳求，弱就必此须对旺点火皮线圈究初级隐电路退的通喉电时谅间进佩行控净制。闭合销角控芳制的贞作用闭合荷角控疫制电缝路的鄙作用住是：邻根据孙发动棚机转许速和裳蓄电忍池电介压调协节闭浑合角峡，以卡保证似足够肿的点嫁火能格量。拼在发披动机命转速库上升候和蓄抗电池企电压庄下降换时，痕闭合利角控赚制电米路使也闭合庆角加顾大，严即延乡丰长一辉次侧漠电路敌的通赵电时鞋间，痕防止渠一次颜侧储祝能下疏降，殃确保兰点火债能量拉。点火鹿线圈枕的次竟级电访压是推和初获级电挂路断帮开时吼的初径级电富流成抚正比命。通搁电时锤间短莫时，创初级祝电流盯小，焰会使达感应抗的次料级电妇压偏歪低，当容易火造成凶失火篇。初侮级电行流大乳，对王点火弟有利竿；但乒通电若时间杂过长屈，会摄使点凤火线贞圈发丈热，乎甚至微烧坏疮，还浩会使野能耗蹲增大截。因僚此要订控制权一个趣最佳各通电亮时间菌。现代张电控伴点火栏系统骄和传助统的示分电扩器不择同，躺传统通的点跪火线秧圈初裹级电酷路的森通电服时间离取决产于断弯电器嫌触点遮的闭预合角择和发绞动机烛转速阔。而吓现代拐点火男线圈节初级揉电路克的通批电时埋间由亚EC小U控约制，委根据著发动绢机的仍转度缎信号杰和电砖源电虏压信庄号确吉定最住佳的勇闭合冈角（穿通电蝇时间掘），扶并控凤制点徐火器瘦输出意指令碧信号怖（I遭Gt幅信号号），新以控源制点烦火器卷中晶岸体管敞的导葬通时灯间。（2漠）通龙电时怨间的较控制欣方法（3射）点丑火线胜圈的对恒流逢控制由于肥采用紫了高导能点模火线撕圈，溜改善粪点火辰性能挤。为间了防鲁止初主级电此流过饲大烧踪蝶坏点置火线庄圈，离在部饿分电汇控点图火系您统的剧点火校控制房诚电路灿中增励加了骆恒流醒控制近电路该。恒流陷的基嫂本方呜法是幕：在痰点火撇器功行率晶搂体管伤的输翻出回坝路中梢增设双一个首电流旋检测抽电阻吧，用桌电流荣在该观电阻就上形工成的臣电压做降反餐馈控戒制晶爱体管旅的基匙极电宫流，识只要惭这种材反馈竖为负末反馈粪，就回可使饮晶体海管的谎集电暴极电渴流稳枣定，调从而茶实现都恒流欢控制浴。爆燃怎的危枯害扩会宅导致健冷却广液过伯热，彻功率钢下降掩油耗驴上升才。控制初方法核推迟挡点火锄提前铁角，求利用爬爆震缘瑞传感具器中滔的压汪电晶任体的驼压力氧效应次。5、律爆燃梢的控凳制闭环罩控制芹所用排的反篇馈信墙息可杜以是愉发动妖机的由爆震季信号匙、转籍速信胳号或凑气缸梁的压壳力信锐号等悉。最采常见委的是届利用贵发动督机的孝爆震惠信号童作为魔反馈揉信息环，用革来控乓制大肯负荷琴等工概况下傍的点衰火提饮前角废；爆震为传感锯器将积发动臭机的宝爆震辛状况锐反馈抖给E麻CU监，一眠旦爆放震程苏度超笔过规颂定的威标准弱，E毫CU弹立即原发出市点火那系统境推迟挖点火拒；当雄爆震纽奉程度杆低于叼规定萌的标嗓准时伤，E抛CU桶又会伤将点尝火时倍刻提当前，侮循环曾调节邪点火农时刻冰的结瞒果，训使发饿动机肤始终始处于铁临界逢爆震悠的工倘作状吸态。5、相爆燃姐的控吓制若用耳发生姻爆震撇的循危环次悄数与森实际跪工作裂循环纱的次膏数之柳比值看（爆爹震率煤）来涨衡量落爆震晃强度季，可书以定落量地旱把爆驳震分妄为四牌个等赏级：爆震吼率在变5％填以下脆时为胃微爆蓬震5％烟～1牲0％者为轻错爆震10咏％～跪25防％为摩中爆泛震25活％以淡上为滴重爆卵震。当发造动机抚出现1％～5％的挨轻微杂爆震近时，束其动苏力性图、经六济性白接近否最佳巩值。嗽闭环恢控制辞方式蛮即按弃轻微围爆震搬来确液定最垄佳点降火提液前角昏。5、辩爆燃滤的控浓制一定陕时间虏内无侄爆震次时，草就逐子步增己大点牺火提伍前角污，直津至发通生轻同微爆虚震；凳爆震到率大烦于5％时限，又雷将点返火提勾前角凭减小扫，直体至爆间震消竟除。5、临爆燃泄的控版制5、垦爆燃书的控爆制5、婶爆燃码的控迫制5、滩爆燃岛的控笔制根据害点火胃线圈惰的数勺量和秤高压论电分右配方识式的帅不同制，该任火系括统又蹲可分延为：1)护二极语管配羞电点道火方膨式；2)淘点火宇线圈尊同时果点火薯方式掠；3)两独立盘点火绢方式惕