8.1电控点火系统的认识(课件）-高二《发动机构造与维修》同步教学（中国人民大学出版社）

项目八 电控点火系统的检修 图8-1电控点火系统的分类 学习任务一 电控点火系统的认识 一、点火系统的功用 是保证发动机在各种工况和使用条件下，气缸内都能适时、准确、可靠地产生电火花，点燃可燃混合气使发动机运转对外输出动力。 二、电控点火系统的分类 根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同，电控点火系统可分为： 单独点火方式和同时点火方式2种。 图8-1电控点火系统的分类 1.单独点火方式：其特点是每个气缸有一个点火线圈，即点火线圈的数量与气缸数相等。由于每个气缸都有各自独立的点火线圈，所以即使发动机的转速很高，点火线圈也有足够的通电时间，以保证足够高的点火能量。在发动机转速和点火能量相同的情况下，单位时间内通过点火线圈初级绕组回路的电流要小得多，点火线圈不易发热，且点火线圈的体积又可以非常小巧，一般直接将点火线圈压装在火花塞上。。 2.同时点火方式：其特点是活塞同时到达上止点位置的两个气缸（一个为压缩上止点，另一个为排气上止点）共用一个点火线圈，即点火线圈的数量等于气缸数的一半。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，两缸工作相位相差360°曲轴转角。 图8-2　点火系统的组成 1.监测发动机运行状况的传感器； 主要传感器有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气流量计、冷却液温度传感器、爆震传感器。执行器包括点火线圈和火花塞等。 2.处理信号和发出点火指令的ECU； 3. 点火执行器等组成。 点火系统的组成 曲轴位置传感器（Ne）：用于探测发动机转速（计算、确定点火提前角）及曲轴转角（确定一缸上止点，确定点火时刻）。 凸轮位置传感器（G）：采集凸轮轴位置信号来辨认气缸和行程，以便ECU识别1缸压缩行程上止点，从而进行点火时刻控制和爆燃控制。 爆震传感器（KNK）：是探测发动机的爆震情况，ECU据该信号对点火提前角进行修正，实现点火提前角闭环控制。 空气流量计：是检测并向ECU输送进气量信号，以便确定基本点火提前角。 节气门位置传感器：是探测节气门的开启角，提供负荷信号用于确定点火提前角。 冷却液温度传感器（THW）：是探测发动机冷却液温度，用于修正点火提前角。 点火控制器又称点火模块：是微型计算机控制点火系统的功率输出极，它接收ECU输出的点火控制信号并进行功率放大，以便驱动点火线圈工作。 火花塞：是产生电火花，引燃空气-燃油混合气。 发动机ECU：是点火控制的核心，它存储有监控和自检等程序外，还存储有该发动机各种工况下的最佳点火提前角。它接收多个传感器发送来的信号，按内存的程序计算出最佳点火提前角，并向点火执行器发出点火指令。 图8-3点火电控器的工作原理 点火电控器的工作原理 点火电控器的作用：是根据ECU的点火信号（IGt）导通和断开点火线圈的初级回路的电流。 ECU：供给点火控制器的点火信号IGt是一种电压为5V的矩形脉冲信号，使晶体管开关电路导通或截止，当IGt信号由5V变为0V时，晶体管开关电路截止，切断点火线圈的初级电流，从而在次级线圈中产生感应电压，使火花塞点火。 图8-4 点火控制器的IGt和IGf信号 点火电控器的工作原理 ECU供给点火控制器的点火信号Igt：是一种电压为5V的矩形脉冲信号，如图8-4a所示，使晶体管开关电路导通或截止，当IGt信号由5V变为0V时，晶体管开关电路截止，切断点火线圈的初级电流，从而在次级线圈中产生感应电压，使火花塞点火。 有些发动机点火控制器还能产生点火确认信号（IGf信号）,如图8-4b所示，点火控制器每完成对点火线圈的初级电流的导通或截止控制时，都会向ECU返回1个点火确认信号（IGf信号），ECU据此确认点火控制器已完成点火控制，其工作状态正常。不同车型发动机点火控制器点火信号IGf产生的方式不同，其特征也不一样。现在的点火控制器是以初级电流达到某一值来触发IGf信号，以脉冲信号由5V（12V）变为0V作为确认点火的标志。 图8-5　最佳点火提前角及其三维控制模型 电控点火系统的控制策略 发动机各种工况下的最佳点火提前角：必须通过试验来确定其三维控制模型。装用电控点火系统时，将发动机各种工况下的最佳点火提前角都预先存储在ECU内，发动机工作时，ECU则根据各种传感器的信号来分析发动机的工况，并确定最佳的点火提前角，再通过执行元件以最佳点火提前角来控制发动机工作。 图8-6电控点火系统的点火提前角控制 在发动机启动时、怠速时和启动后，电控点火系统对点火提前角的控制方法是不同的： 图8-7火花塞的构造 火花塞的功用：是将点火线圈产生的高压电引入燃烧室，并在电极间产生电火花以点燃混合气。 火花塞组成：主要由中心电极、侧电极、壳体和瓷