08点火系统解析.ppt
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1、第四章 微机控制点火系统学习目的:理解微机控制点火系统的工作学习目的:理解微机控制点火系统的工作学习目的:理解微机控制点火系统的工作学习目的:理解微机控制点火系统的工作原理原理原理原理,掌握微,掌握微,掌握微,掌握微机控制点火系统的机控制点火系统的机控制点火系统的机控制点火系统的检修方法检修方法检修方法检修方法。学习要求:学习要求:学习要求:学习要求:理解微机控制点火系统的理解微机控制点火系统的理解微机控制点火系统的理解微机控制点火系统的概念概念概念概念;理解微机控制点火系统的理解微机控制点火系统的理解微机控制点火系统的理解微机控制点火系统的组成及功用组成及功用组成及功用组成及功用;理解微机控
2、制点火系统的点火提前角理解微机控制点火系统的点火提前角理解微机控制点火系统的点火提前角理解微机控制点火系统的点火提前角控制控制控制控制、闭合角控制、闭合角控制、闭合角控制、闭合角控制、爆震控制;爆震控制;爆震控制;爆震控制;掌握微机控制点火系统的掌握微机控制点火系统的掌握微机控制点火系统的掌握微机控制点火系统的检修方法检修方法检修方法检修方法。学习内容:学习内容:学习内容:学习内容:4-1 4-1 概述概述概述概述4-2 4-2 微机控制点火系统的控制原理微机控制点火系统的控制原理微机控制点火系统的控制原理微机控制点火系统的控制原理4-3 4-3 微机控制点火系统的检修微机控制点火系统的检修微
3、机控制点火系统的检修微机控制点火系统的检修 4-1 概述4.1.14.1.1发动机对点火系统的要求发动机对点火系统的要求发动机对点火系统的要求发动机对点火系统的要求4.1.24.1.2点火系统的发展点火系统的发展点火系统的发展点火系统的发展4.1.34.1.3微机控制点火系统的微机控制点火系统的微机控制点火系统的微机控制点火系统的组成及功用组成及功用组成及功用组成及功用4.1.4 4.1.4 微机控制点火系统的微机控制点火系统的微机控制点火系统的微机控制点火系统的分类分类分类分类4.1.5 4.1.5 微机控制点火系统的优点微机控制点火系统的优点微机控制点火系统的优点微机控制点火系统的优点4-
4、1 概述4.1.14.1.1发动机对点火系统的要求发动机对点火系统的要求发动机对点火系统的要求发动机对点火系统的要求1 1提供足以击穿火花塞电极间隙的高电压提供足以击穿火花塞电极间隙的高电压提供足以击穿火花塞电极间隙的高电压提供足以击穿火花塞电极间隙的高电压2 2提供足够的火花能量与持续时间提供足够的火花能量与持续时间提供足够的火花能量与持续时间提供足够的火花能量与持续时间3 3提供适时的提供适时的提供适时的提供适时的点火时刻点火时刻点火时刻点火时刻点火时刻对发动机工作性能的影响比较大,要求点火系点火时刻对发动机工作性能的影响比较大,要求点火系点火时刻对发动机工作性能的影响比较大,要求点火系点
5、火时刻对发动机工作性能的影响比较大,要求点火系能提供能提供能提供能提供最佳点火时刻最佳点火时刻最佳点火时刻最佳点火时刻。而发动机的最佳点火时刻应从发。而发动机的最佳点火时刻应从发。而发动机的最佳点火时刻应从发。而发动机的最佳点火时刻应从发动机功率、燃油消耗、燃烧是否粗暴以及排气净化等方动机功率、燃油消耗、燃烧是否粗暴以及排气净化等方动机功率、燃油消耗、燃烧是否粗暴以及排气净化等方动机功率、燃油消耗、燃烧是否粗暴以及排气净化等方面综合考虑。面综合考虑。面综合考虑。面综合考虑。(1 1)发动机转速的影响)发动机转速的影响)发动机转速的影响)发动机转速的影响(2 2)发动机负荷的影响)发动机负荷的影
6、响)发动机负荷的影响)发动机负荷的影响(3 3)空燃比的影响)空燃比的影响)空燃比的影响)空燃比的影响(4 4)点火时刻对发动机排放的影响)点火时刻对发动机排放的影响)点火时刻对发动机排放的影响)点火时刻对发动机排放的影响(5 5)点火时刻对发动机爆燃的影响)点火时刻对发动机爆燃的影响)点火时刻对发动机爆燃的影响)点火时刻对发动机爆燃的影响4-1 概述(1 1)发动机)发动机)发动机)发动机转速转速转速转速的影响的影响的影响的影响最佳点火提前角随发动机转最佳点火提前角随发动机转最佳点火提前角随发动机转最佳点火提前角随发动机转速升高而加大。速升高而加大。速升高而加大。速升高而加大。在普通点火系统
7、中,用机械在普通点火系统中,用机械在普通点火系统中,用机械在普通点火系统中,用机械离心调节器控制点火提前角,离心调节器控制点火提前角,离心调节器控制点火提前角,离心调节器控制点火提前角,只能分段按线性规律调节点只能分段按线性规律调节点只能分段按线性规律调节点只能分段按线性规律调节点火提前角,所以调节曲线与火提前角,所以调节曲线与火提前角,所以调节曲线与火提前角,所以调节曲线与理想曲线相差较大。理想曲线相差较大。理想曲线相差较大。理想曲线相差较大。采用电子控制点火系统时,采用电子控制点火系统时,采用电子控制点火系统时,采用电子控制点火系统时,可以使发动机的实际点火提可以使发动机的实际点火提可以使
8、发动机的实际点火提可以使发动机的实际点火提前角更接近于理想的点火提前角更接近于理想的点火提前角更接近于理想的点火提前角更接近于理想的点火提前角。前角。前角。前角。图图 转速对点火提前角的影响转速对点火提前角的影响4-1 概述(2 2)发动机)发动机)发动机)发动机负荷负荷负荷负荷的影响的影响的影响的影响最佳点火提前角随发动机负最佳点火提前角随发动机负最佳点火提前角随发动机负最佳点火提前角随发动机负荷增大而减小。荷增大而减小。荷增大而减小。荷增大而减小。在普通点火系统中,用真空在普通点火系统中,用真空在普通点火系统中,用真空在普通点火系统中,用真空提前调节器调整点火提前角,提前调节器调整点火提前
9、角,提前调节器调整点火提前角,提前调节器调整点火提前角,只能按简单的线性规律调节,只能按简单的线性规律调节,只能按简单的线性规律调节,只能按简单的线性规律调节,调节曲线与理想曲线相差较调节曲线与理想曲线相差较调节曲线与理想曲线相差较调节曲线与理想曲线相差较大。大。大。大。采用电子控制点火系统时,采用电子控制点火系统时,采用电子控制点火系统时,采用电子控制点火系统时,可以使发动机的实际点火提可以使发动机的实际点火提可以使发动机的实际点火提可以使发动机的实际点火提前角更接近于理想的点火提前角更接近于理想的点火提前角更接近于理想的点火提前角更接近于理想的点火提前角。前角。前角。前角。图图 负荷对点火
10、提前角的影响负荷对点火提前角的影响4-1 概述(3 3)空燃比空燃比空燃比空燃比的影响的影响的影响的影响当空燃比当空燃比当空燃比当空燃比A/FA/F在在在在11.711.7左右左右左右左右时,所需的最佳点火提时,所需的最佳点火提时,所需的最佳点火提时,所需的最佳点火提前角最小,因为此时燃前角最小,因为此时燃前角最小,因为此时燃前角最小,因为此时燃烧速度最快。烧速度最快。烧速度最快。烧速度最快。图图 空然比对点火提前角的影响空然比对点火提前角的影响4-1 概述(4 4)点火时刻对发动机)点火时刻对发动机)点火时刻对发动机)点火时刻对发动机排放排放排放排放的影响的影响的影响的影响推迟点火时刻,增高
11、了排气温度,促进了推迟点火时刻,增高了排气温度,促进了推迟点火时刻,增高了排气温度,促进了推迟点火时刻,增高了排气温度,促进了HCHC和和和和COCO的氧化,的氧化,的氧化,的氧化,降低了降低了降低了降低了HCHC。点火时刻对点火时刻对点火时刻对点火时刻对COCO的排放浓度影响不太大,但过分推迟点火,的排放浓度影响不太大,但过分推迟点火,的排放浓度影响不太大,但过分推迟点火,的排放浓度影响不太大,但过分推迟点火,会因会因会因会因COCO没有时间完全氧化,引起没有时间完全氧化,引起没有时间完全氧化,引起没有时间完全氧化,引起COCO排放浓度增大。排放浓度增大。排放浓度增大。排放浓度增大。推迟点火
12、,发动机的最高温度降低,推迟点火,发动机的最高温度降低,推迟点火,发动机的最高温度降低,推迟点火,发动机的最高温度降低,NOXNOX的排放量随之减的排放量随之减的排放量随之减的排放量随之减少。少。少。少。但同时也降低了发动机的动力性和经济性。但同时也降低了发动机的动力性和经济性。但同时也降低了发动机的动力性和经济性。但同时也降低了发动机的动力性和经济性。由此看来,通过由此看来,通过由此看来,通过由此看来,通过改变点火时刻来降低有害排放物,必然要改变点火时刻来降低有害排放物,必然要改变点火时刻来降低有害排放物,必然要改变点火时刻来降低有害排放物,必然要牺牲发动机的动力性和经济性。牺牲发动机的动力
13、性和经济性。牺牲发动机的动力性和经济性。牺牲发动机的动力性和经济性。4-1 概述(5 5)点火时刻对发动机)点火时刻对发动机)点火时刻对发动机)点火时刻对发动机爆燃爆燃爆燃爆燃的影响的影响的影响的影响点火过早,由于上止点附近的压力升高率增加,使末端混点火过早,由于上止点附近的压力升高率增加,使末端混点火过早,由于上止点附近的压力升高率增加,使末端混点火过早,由于上止点附近的压力升高率增加,使末端混合气处的压缩压力上升,增加了爆燃的可能性。相反,推合气处的压缩压力上升,增加了爆燃的可能性。相反,推合气处的压缩压力上升,增加了爆燃的可能性。相反,推合气处的压缩压力上升,增加了爆燃的可能性。相反,推
14、迟点火,可以避免爆燃的产生。因此,在现代发动机中,迟点火,可以避免爆燃的产生。因此,在现代发动机中,迟点火,可以避免爆燃的产生。因此,在现代发动机中,迟点火,可以避免爆燃的产生。因此,在现代发动机中,都设有都设有都设有都设有通过调节点火时刻来消除爆燃的爆燃控制系统通过调节点火时刻来消除爆燃的爆燃控制系统通过调节点火时刻来消除爆燃的爆燃控制系统通过调节点火时刻来消除爆燃的爆燃控制系统。4-1 概述4.1.24.1.2点火系统的发展点火系统的发展点火系统的发展点火系统的发展1.1.传统点火系传统点火系传统点火系传统点火系2.2.有触点电子点火系有触点电子点火系有触点电子点火系有触点电子点火系3.3
15、.无触点普通电子点火系无触点普通电子点火系无触点普通电子点火系无触点普通电子点火系 4.4.微机控制电子点火系微机控制电子点火系微机控制电子点火系微机控制电子点火系 4-1 概述图图 微机控制点火系统的组成微机控制点火系统的组成微机控制点火系统的组成微机控制点火系统的组成4.1.34.1.3微机控制点微机控制点微机控制点微机控制点火系统的组成及功火系统的组成及功火系统的组成及功火系统的组成及功用用用用(1 1)电源)电源)电源)电源(2 2)传感器传感器传感器传感器(3 3)电控单元)电控单元)电控单元)电控单元(4 4)点火控制器)点火控制器)点火控制器)点火控制器(5 5)点火线圈)点火线
16、圈)点火线圈)点火线圈(6 6)分电器)分电器)分电器)分电器(7 7)火花塞)火花塞)火花塞)火花塞4-1 概述(2 2)传感器传感器传感器传感器:检测发动机各种状态参数,为:检测发动机各种状态参数,为:检测发动机各种状态参数,为:检测发动机各种状态参数,为ECUECU提供点火提提供点火提提供点火提提供点火提前角的控制依据。前角的控制依据。前角的控制依据。前角的控制依据。1 1)转速和曲轴位置传感器转速和曲轴位置传感器转速和曲轴位置传感器转速和曲轴位置传感器:检测发动机曲轴转速信号、发:检测发动机曲轴转速信号、发:检测发动机曲轴转速信号、发:检测发动机曲轴转速信号、发动机曲轴转角信号、曲轴基
17、准位置信号,动机曲轴转角信号、曲轴基准位置信号,动机曲轴转角信号、曲轴基准位置信号,动机曲轴转角信号、曲轴基准位置信号,ECUECU根据转速信号根据转速信号根据转速信号根据转速信号确定基本点火提前角,根据转角和基准位置信号确定曲轴位确定基本点火提前角,根据转角和基准位置信号确定曲轴位确定基本点火提前角,根据转角和基准位置信号确定曲轴位确定基本点火提前角,根据转角和基准位置信号确定曲轴位置。置。置。置。2 2)进气流量传感器进气流量传感器进气流量传感器进气流量传感器 :检测进气流量,确定基本点火提前角。:检测进气流量,确定基本点火提前角。:检测进气流量,确定基本点火提前角。:检测进气流量,确定基
18、本点火提前角。3 3)节气门位置传感器:检测节气门的开度大小)节气门位置传感器:检测节气门的开度大小)节气门位置传感器:检测节气门的开度大小)节气门位置传感器:检测节气门的开度大小,判定发动机判定发动机判定发动机判定发动机负荷状态;同时还能反映节气门变化快慢,判定加速、减速负荷状态;同时还能反映节气门变化快慢,判定加速、减速负荷状态;同时还能反映节气门变化快慢,判定加速、减速负荷状态;同时还能反映节气门变化快慢,判定加速、减速工况,修正点火提前角。工况,修正点火提前角。工况,修正点火提前角。工况,修正点火提前角。4 4)水温传感器:检测冷却液温度,修正点火提前角。)水温传感器:检测冷却液温度,
19、修正点火提前角。)水温传感器:检测冷却液温度,修正点火提前角。)水温传感器:检测冷却液温度,修正点火提前角。5 5)进气温度传感器:检测进气温度,修正点火提前角。)进气温度传感器:检测进气温度,修正点火提前角。)进气温度传感器:检测进气温度,修正点火提前角。)进气温度传感器:检测进气温度,修正点火提前角。6 6)爆震传感器:检测发动机的爆震信号,实现)爆震传感器:检测发动机的爆震信号,实现)爆震传感器:检测发动机的爆震信号,实现)爆震传感器:检测发动机的爆震信号,实现点火时刻闭点火时刻闭点火时刻闭点火时刻闭坏控制。坏控制。坏控制。坏控制。(3 3)电控单元电控单元电控单元电控单元:点火系统中的
20、控制元件。其作用是不断地:点火系统中的控制元件。其作用是不断地:点火系统中的控制元件。其作用是不断地:点火系统中的控制元件。其作用是不断地采集各传感器的信息,按特定的程序进行判断、运算,向采集各传感器的信息,按特定的程序进行判断、运算,向采集各传感器的信息,按特定的程序进行判断、运算,向采集各传感器的信息,按特定的程序进行判断、运算,向点火控制器或点火线圈发出最佳控制信号。点火控制器或点火线圈发出最佳控制信号。点火控制器或点火线圈发出最佳控制信号。点火控制器或点火线圈发出最佳控制信号。1 1)点火时刻(点火提前角)控制信号)点火时刻(点火提前角)控制信号)点火时刻(点火提前角)控制信号)点火时
21、刻(点火提前角)控制信号IGTIGT ECU ECU根据传感器输入信息,计算出根据传感器输入信息,计算出根据传感器输入信息,计算出根据传感器输入信息,计算出最佳最佳最佳最佳点火提前角,点火提前角,点火提前角,点火提前角,然后根据曲轴位置传感器然后根据曲轴位置传感器然后根据曲轴位置传感器然后根据曲轴位置传感器GG、NeNe信号,确定曲轴位置信号,确定曲轴位置信号,确定曲轴位置信号,确定曲轴位置,适,适,适,适时向点火器发出点火控制信号时向点火器发出点火控制信号时向点火器发出点火控制信号时向点火器发出点火控制信号IGTIGT,使火花塞点火。,使火花塞点火。,使火花塞点火。,使火花塞点火。2 2)汽
22、缸判别信号)汽缸判别信号)汽缸判别信号)汽缸判别信号IGDAIGDA、IGDBIGDB 有分电器的点火系,点火顺序由配电器确定;无分电有分电器的点火系,点火顺序由配电器确定;无分电有分电器的点火系,点火顺序由配电器确定;无分电有分电器的点火系,点火顺序由配电器确定;无分电器的点火系,器的点火系,器的点火系,器的点火系,ECUECU根据根据根据根据GG、NeNe信号,计算输出气缸判别信信号,计算输出气缸判别信信号,计算输出气缸判别信信号,计算输出气缸判别信号号号号IGDAIGDA、IGDBIGDB,用于确定点火顺序(点火缸)。,用于确定点火顺序(点火缸)。,用于确定点火顺序(点火缸)。,用于确定
23、点火顺序(点火缸)。4-1 概述4-1 概述4-1 概述点火气缸点火气缸点火气缸点火气缸 IGdAIGdAIgdBIgdB一、六缸一、六缸一、六缸一、六缸0 01 1五、二缸五、二缸五、二缸五、二缸0 00 0三、四缸三、四缸三、四缸三、四缸 1 10 04-1 概述图图2.10 2.10 丰田丰田ESA系统的点火控制器电路系统的点火控制器电路Fig 2.10 ignition controller circuit of TOYOTA ESA system基本功能基本功能 闭合角控制闭合角控制 恒流控制恒流控制 加速感知加速感知 锁止保护锁止保护 点火监视点火监视(4)点火控制器点火控制器EC
24、UECU的一个执行机构。其作用是将电控单元输出的点火信号的一个执行机构。其作用是将电控单元输出的点火信号的一个执行机构。其作用是将电控单元输出的点火信号的一个执行机构。其作用是将电控单元输出的点火信号进行功率放大,再驱动点火线圈工作。进行功率放大,再驱动点火线圈工作。进行功率放大,再驱动点火线圈工作。进行功率放大,再驱动点火线圈工作。4-1 概述4.1.4 4.1.4 微机控制点火系统的微机控制点火系统的微机控制点火系统的微机控制点火系统的分类分类分类分类1 1微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系有分电器有分电器有分电器有分电器,点火线圈产生
25、的高压电经分电器中的,点火线圈产生的高压电经分电器中的,点火线圈产生的高压电经分电器中的,点火线圈产生的高压电经分电器中的配电器按点火配电器按点火配电器按点火配电器按点火顺序分配顺序分配顺序分配顺序分配至各气缸。凌志至各气缸。凌志至各气缸。凌志至各气缸。凌志LS400LS400、桑塔纳、桑塔纳、桑塔纳、桑塔纳20002000的的的的AFEAFE发动机发动机发动机发动机等采用了这种点火系。等采用了这种点火系。等采用了这种点火系。等采用了这种点火系。图图图图 微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系微机控制有分电器点火系4-1 概述2 2微机控制无分电器点火系微机控制无分
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