点火电路和爆震传感器概要

第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系一、电控点火系的组成与功能二、电控点火系统的类型1、有分电器电控点火系统2、无分电器电控点火控制系统第一节电控点火系的组成和分类第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系1.基本组成如下图，一般由电源、传感器、ECU、点火器、点火线圈、分电器和火花塞组成二、电控点火系的组成与功能第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系电控点火系的组成第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系发动机工作时，ECU根据接受到的传感器信号，按存储器中的相关程序和数据，确定出最佳点火提前角和通电时间，并以此向点火器发出指令。点火器根据指令，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。当初级电路被切断时，次级线圈中产生很高的感应电动势，经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。2.工作原理第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系1.汽油机点火系统的类型：（1）传统点火系统分为：1）磁电机点火系统；2）蓄电池点火系统。缺点：高速易断火，不适合高速发动机；断电器触点易烧蚀，工作可靠性差；点火能量低，点火可靠性差。（2）微机控制的点火系统采用计算机根据各传感器信号对点火提前角进行控制。2.电控点火系统的类型：有分电器和无分电器式一、电控点火系统的类型第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系1、有分电器电控点火系统主要特点：只有1个点火线圈。1）组成：由凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、起动开关、空调开关、车速传感器。如图第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系有分电器电控点火系统的组成1、2—凸轮轴／曲轴位置传感器3—空气流量计或过气管绝对压力传感器4—冷却液温度传感器5—节气门位置传感器6—起动开关7—空调开关8—车速传感器9、10—输入回路11—A／D转换器12—输出回路13—存储器14—恒定电压电源15—点火器16—点火线圈17—分电器第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系2）、分电器式点火系原理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。第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系特点：点火线圈次级绕组与火花塞直接相连，即点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进行点火。由于没有机械传动，减少了分火头与旁电极这一中间跳火间隙的能量损耗和干扰。由于无分电器，也使发动机各部件的布置更容易、更合理。取消了传统的分电器总成（包括分火头和分电器盖等），由ECU中附加的点火控制电路和分电电路控制点火控制模块，实现对点火的控制。2、无分电器电控点火系统第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系优缺点：分火性能较好，但其结构和控制电路复杂。根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同，该火系统又可分为：1.二极管分配式；2.点火线圈分配式1）同时点火方式；2）独立点火方式第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系1.二极管分配式特点：四个气缸共用一个点火线圈。第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系1）.同时点火方式特点：点火线圈的数等于气缸数的一半。即点火线圈每产生一次高电压，可以使两个缸的火花塞同时点火。2.点火线圈分配式第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系2）独立点火方式特点是每缸一个点火线圈，即点火线圈的数量与气缸数相等。第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系2）独立点火方式第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系独立点火的特点每一个气缸都配有一个点火线圈，即点火线圈的数量与气缸数相等，且直接安装在火花塞上方（一般是将点火线圈压装在火花塞上、体积小巧）。由于每缸都有独立的点火线圈，线圈有较长的通电时间（大的闭合角），可以提供足够高的点火能量。省去了高压线，点火能量损耗进一步减少；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的多，线圈不宜发热。所有高压部件都可安装在气缸盖上的金属屏蔽罩内，点火系对无线电的干扰可大幅度降低。第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系第三节发动机爆振的控制组成如下图识别根据安装在缸体上的爆燃传感器检测发动机不同频率范围内的机械振动，发生爆燃时传感器电压信号有较大的振幅。爆燃强度的确定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。第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系1、爆燃控制系统1、爆燃传感器2、ECU3、其他传感器4、点火器和点火线圈5、分电器6、火花塞第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系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。2、爆燃的控制方法第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系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。3、爆燃的控制分类第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系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5％～10％为轻爆震10％～25％为中爆震25％以上为重爆震。当发动机出现1％～5％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。第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系闭环控制原理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。第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系爆振控制的点后提前角第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系爆燃传感器功能：是用来检测发动机有无爆燃发生及爆燃强度。1.电感式2.压电式（1）压电式共振型爆燃传感器（2）压电式非共振型爆燃传感器（3）压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器3.爆燃传感器的检修第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系主要由铁心、永久磁铁、线圈及外壳等组成。a）结构b）输出信号利用电磁感应原理检测发动机爆燃。1.电感式1—线圈2—铁心3—壳体4—永久磁铁第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系2.压电式（1）压电式共振型爆燃传感器由压电元件、振子、基座、外壳等组成，如右图。当发生爆燃时，振子与发动机共振，压电元件输出的信号电压也有明显增大，易于测量。1、压电元件2、振子3、基座4、O型密封圈5、连接器6、接头7、密封剂8、壳体9、引线第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系（2）.压电式非共振型爆燃传感器与共振式相比，非共振式内部无震荡片，但设一个配重块，以一定的预紧压力压紧在压电元件上。当发动机发生爆燃时，配重块以正比于振动加速度的交变力施加在压电元件上，压力元件则将此压力信号转变成电信号输送给ECU。1、配重块2、压电元件3、引线第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系（3）压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器安装在火花塞的垫圈处，每缸一个，根据各缸的燃烧压力直接检测各缸的爆燃信息，并转换成电信号输送给ECU。1、火花塞2、爆燃传感器第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系用万用表在传感器侧检查传感器端子与传感器壳体之间电阻，应不导通（电阻为无穷大），否则说明内部短路，应更换传感器。3.爆燃传感器的检修第三章电子控制点火系2006年4月济宁职业技术学院汽车系五、点火控制电路如左图为丰田皇冠3.0轿车点火控制电路。维修时用万用表检测“＋B”端子和点火线圈的“＋”端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。怠速时检查点火器“IGT”端子与搭铁之间应有脉冲信号，检查ECU的“IGF”端子与搭铁之间应有脉冲信号。