项目4 电子点火系统检修

汽车发动机电子控制技术项目四电子点火系统检修汽车发动机电子控制技术一、电控点火系统的功能点火控制功能点火提前角通电时间爆燃控制汽车发动机电子控制技术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）1.点火提前角的控制汽车发动机电子控制技术A-不点火B-点火过早C-点火适当D-点火过迟汽车发动机电子控制技术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汽车发动机电子控制技术发动机起动时，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汽车发动机电子控制技术发动机起动过程中，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）。4）起动时点火提前角的控制汽车发动机电子控制技术5）起动后基本点火提前角的确定发动机起动后怠速运转时，ECU根据节气门位置传感器信号（IDL信号）、发动机转速传感器信号（Ne信号）和空调开关信号（A／C信号）确定基本点火提前角。发动机起动后在除怠速以外的工况下运转时，ECU根据发动机的转速和负荷（单位转数的进气量或基本喷油量）确定基本点火提前角。起动后点火提前角的确定PIMVS/KS/VGTHWVTAA/VTANE进气量进气岐管压力起动时点火控制：初始点火正时角：G、NE、STA怠速运转：VTA或IDL、NE、A/C基本点火提前角：非怠速：PIM或VS、KS、VG、、VTA、THW暖机时修正：或、超温校正:THW点火正时控制稳定怠速运转修正：或IDL、NE、SPD、C起动后点火控制：空燃比反馈修正:或修正的点火提前角：0000PIMVS/KS/VGVTANENEVTAIDLTHW+Bmax35~45min10~0IDL、THW、OX、SPDEGR修正：或、或IDL或PSW或VTA、爆震修正：KNK调整传动比修正:、或、、最大和最小提前角控制:汽车发动机电子控制技术不同的发动机控制系统中，对点火提前角的修正项目和修正方法也不同。修正方法有修正系数法和修正点火提前角法两种。主要修正项目有：（1）水温修正；（2）怠速稳定修正；（3）空燃比反馈修正。6）点火提前角的修正汽车发动机电子控制技术（1）水温修正水温修正又可分为暖机修正和过热修正。发动机冷车起动后的暖机过程中，随冷却水温的提高，混合气的燃烧速度加快，燃烧过程所占的曲轴转角减小，点火提前角也应适当减小，如右图所示。汽车发动机电子控制技术ECU根据实际转速与目标转速的差来修正点火提前角，低于目标转速，应增大点火提前角，反之，推迟点火提前角。控制信号有：发动机转速信号（Ne信号）、节气门位置传感器信号（IDL信号）、车速传感器信号（SPD信号）、空调开关信号（A／C信号）（2）怠速稳定修正汽车发动机电子控制技术由于空燃比反馈控制系统，是根据氧传感器的反馈信号调整喷油量的多少来达到最佳空燃比控制的，所以这种喷油量的变化必然带来发动机转速的变化。为了稳定发动机转速，点火提前角需根据喷油量的变化进行修正，如右图所示。（3）空燃比反馈修正汽车发动机电子控制技术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。2.通电时间控制汽车发动机电子控制技术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）通电时间的控制方法汽车发动机电子控制技术3）点火线圈的恒流控制由于现代车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。汽车发动机电子控制技术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。3.爆燃的控制汽车发动机电子控制技术汽车发动机电子控制技术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二点火系统的组成与工作原理汽车发动机电子控制技术如右图，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）基本组成与工作原理1.基本组成汽车发动机电子控制技术发动机工作时，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.工作原理汽车发动机电子控制技术（三）有分电器电控点火系统主要特点：只有1个点火线圈。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。如图汽车发动机电子控制技术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—分电器汽车发动机电子控制技术特点：用电子控制装置取代了分电器，利用电子分火控制技术将点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进行点火，点火线圈的数量比有分电器电控点火系统多。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.独立点火方式；2.同时点火方式；3.二极管配电点火方式。（四）无分电器电控点火系统汽车发动机电子控制技术1.独立点火★一种是点火线圈共用一个点火器的；★另一种是每个点火线圈都有一个单独的点火器，并且点火器和点火线圈集成一体。汽车发动机电子控制技术6个点火线圈共用一个点火器汽车发动机电子控制技术丰田1MZ-FE电控独立点火系统汽车发动机电子控制技术丰田1MZ-FE独立点火系统中点火器内部结构汽车发动机电子控制技术一个点火线圈一个点火器汽车发动机电子控制技术汽车发动机电子控制技术2、同时点火方式丰田7M-GTE发动机同时点火系统汽车发动机电子控制技术IGdA、IGdB信号是根据G1、G2和Ne信号向点火器输送的判缸信号。点火器根据IGdA、IGdB信号的状态决定接通哪条初级电路。IGdA为0、IGdB为1——VT1导通，1缸或6缸点火。IGdA为1、IGdB为0——VT2导通，2缸或5缸点火。IGdA为0、IGdB为0——VT3导通，3缸或4缸点火。汽车发动机电子控制技术同步点火高压线路中串接二极管的作用汽车发动机电子控制技术3.二极管配电点火方式汽车发动机电子控制技术（五）爆燃控制系统组成如左图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叫大的振幅。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。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、火花塞汽车发动机电子控制技术凸轮轴位置（CMP）传感器给ECU提供第一缸压缩上止点信号，作为喷油和点火控制的主要信号，该传感器信号也称为G信号、判缸信号。曲轴位置（CKP）传感器，用于检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速和曲轴转角信号，也是喷油和点火控制的主要信号，该传感器有时称为转速传感器，其信号也被称为NE信号。（一）凸轮轴/曲轴位置传感器三、电子点火系统的主要元件原理及检修汽车发动机电子控制技术1.凸轮轴/曲轴位置传感器的安装位置汽车发动机电子控制技术汽车发动机电子控制技术汽车发动机电子控制技术磁感应式霍尔效应式磁控电阻式韦根德效应式各向异性磁阻式巨磁阻式凸轮轴/曲轴位置传感器2.凸轮轴/曲轴位置传感器的类型汽车发动机电子控制技术1）磁感应式磁通变化率线圈的匝数/enddtn/ddt汽车发动机电子控制技术汽车发动机电子控制技术实例1：装在分电器内的磁感应凸轮轴/曲轴位置传感器电路连接及信号特征汽车发动机电子控制技术实例2：汽车发动机电子控制技术端子条件电阻值（Ω）G1-G-冷态125-200热态160-235G2-G-冷态125-200热态160-235Ne-G-冷态155-250热态190-290曲轴/凸轮轴位置传感器的电阻值感应线圈与正时转子的间隙间隙应为0.2-0.4mm汽车发动机电子控制技术—电流—磁场强度2）霍尔效应式—霍尔系数—基片厚度汽车发动机电子控制技术汽车发动机电子控制技术实例1：汽车发动机电子控制技术实例2：3C汽车发动机电子控制技术测量霍尔效应式传感器的输出电压。关闭点火开关，将分高压线搭铁，用数字万用表的两表笔接在传感器信号输出端子和接地端子上，然后按发动机转动方向转动发动机，电压表置于直流量程，观察电压表上的读数，其值一般在0-5V之间变化。当遮蔽板转到磁铁和霍尔元件之间时，其值为2-5V；当遮蔽板转离磁铁和霍尔元件时，其电压值为0.3-0.4V。若电压值不在0-5V之间变化，则应更换霍尔效应传感器。以上所述电压表显示的数值，由于生产年代不同，内部电路参数不同，其电压值有所同。测试值应与同期生产的汽车进行对比判定。信号电压的检测：汽车发动机电子控制技术信号波形检测：连接波形测试设备，起动发动机，怠速运转，而后加速或按照行驶性能发生故障的需要驾驶等，获得波形波形分析：①波形频率应与发动机转速相对应；②由于传感器供电电压不变，因此所有波峰的高度（幅值）均应相等；汽车发动机电子控制技术3）光电式曲轴位置传感器光电式与霍尔效应式曲轴/凸轮轴位置传感器虽然原理不同，但一般都是包括一根电源线、一根新号线和一根搭铁线，信号都是数字方波信号，所以检测方法基