《汽車電工》教學(xué)課件：9第八章 發(fā)動機電控系統(tǒng)（二）

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1、第二節(jié)第二節(jié) 電控點火系統(tǒng)電控點火系統(tǒng)電控點火系統(tǒng)的組成，如圖8-34所示。 圖圖8-34 8-34 汽車發(fā)動機電控燃油分配噴射系統(tǒng)方框圖汽車發(fā)動機電控燃油分配噴射系統(tǒng)方框圖圖圖8-35 8-35 電控點火系統(tǒng)基本組成和原理電控點火系統(tǒng)基本組成和原理一、電控點火系統(tǒng)一、電控點火系統(tǒng) 1 1、電控點火系統(tǒng)的工作原理：、電控點火系統(tǒng)的工作原理： 電控點火系統(tǒng)主要由與點火有關(guān)的各種傳感器、電子控制單元（發(fā)動機控制ECU）、點火電子組件（點火器）、點火線圈、高壓配電器和火花塞等組成，如圖8-35所示。（1 1）點火系統(tǒng)有關(guān)的傳感器及開關(guān)信號）點火系統(tǒng)有關(guān)的傳感器及開關(guān)信號 電子控制點火系統(tǒng)中所用到的主

2、要傳感器有曲軸轉(zhuǎn)角/轉(zhuǎn)速傳感器、曲軸基準位置傳感器（點火基準傳感器）和爆震傳感器，另外，還根據(jù)進氣壓力傳感器或空氣流量傳感器、進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器以及起動開關(guān)信號、空調(diào)開關(guān)信號、空擋開關(guān)信號等開關(guān)信號對各種工況下的點火提前角進行必要的修正。 曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速傳感器：曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速傳感器： 電控點火系統(tǒng)中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號是微機用來讀取或計算基本點火提前角最主要的依據(jù)之一，而曲軸轉(zhuǎn)角信號則用來計算具體的點火時刻。 曲軸基準位置傳感器（點火基準傳感器）：曲軸基準位置傳感器（點火基準傳感器）： 該傳感器可在曲軸轉(zhuǎn)至某一特殊的位置，如一缸上止點或上止點前某一特定的角度時，輸出

3、一個脈沖信號，微機將這一脈沖信號作為計算點火提前角的曲軸位置基準點，并與曲軸轉(zhuǎn)角信號一起計算曲軸任一時刻所處的具體位置。 （2 2）點火提前角的確定）點火提前角的確定 電子控制點火系統(tǒng)中，點火提前角通常由初始點火提前角，基本點火提前角和點火提前角修正值三部分組成。 基本點火提前角：基本點火提前角：（如圖8-36所示）圖圖8-36 8-36 點火提前角示意圖點火提前角示意圖 點火提前角修正值：點火提前角修正值： 點火提前角修正值是電子控制單元根據(jù)發(fā)動機進氣溫度、冷卻液溫度、節(jié)氣門位置、混合氣空燃比、起動開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等傳感器信號和有關(guān)開關(guān)信號，對基本點火提前角按一定的修正特性所做的進一步優(yōu)化性校

4、正，從而使發(fā)動機點火性能最佳。（3 3）點火提前角的控制）點火提前角的控制 點火提前角的控制通常有開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種方式，如圖8-37所示。 開環(huán)控制方式：開環(huán)控制方式： 即電子控制器根據(jù)有關(guān)傳感器提供的發(fā)動機工況信息從內(nèi)部存儲器（ROM）中讀取出相應(yīng)的基本提前角。 閉環(huán)控制方式：閉環(huán)控制方式： 閉環(huán)控制方式可以在控制點火提前角的同時，不斷地檢測發(fā)動機的有關(guān)工況，如發(fā)動機是否發(fā)生爆震、怠速是否穩(wěn)定等。圖圖8-37 8-37 開環(huán)、閉環(huán)控制方式框圖開環(huán)、閉環(huán)控制方式框圖 爆震控制最主要的傳感器是爆震傳感器，它用于檢測發(fā)動機是否發(fā)生爆震，一般每臺發(fā)動機安裝一到兩只。 爆震傳感器安裝位置：爆震傳

5、感器安裝位置：3缸發(fā)動機安裝在第2缸缸體中間；4缸發(fā)動機安裝在2、3缸缸體之間。工作原理：爆震傳感器（如圖8-38、8-39所示）是一種振動加速度傳感器，裝在發(fā)動機氣缸體上。圖圖8-38 8-38 爆震傳感器實物與特性簡圖爆震傳感器實物與特性簡圖圖圖8-39 8-39 爆震傳感器結(jié)構(gòu)圖爆震傳感器結(jié)構(gòu)圖 發(fā)動機工作期間（多在低速大負荷工況時）如發(fā)生爆震，且爆震強度達到一定值時，電子控制單元便能接收到提前信號，并根據(jù)爆震強度的大小給點火電子組件發(fā)出推遲點火的信號，直到爆震消失。爆震消失后，電子控制單元便將點火提前角逐漸移至最佳點火角，或以一定角度使點火提前，直到再次發(fā)生爆震時為止。 通電時間的控制

6、：通電時間的控制： 導(dǎo)通角即前述的閉合角，它主要影響點火線圈初級繞組的通電時間和點火線圈的儲存能量，而點火線圈通電時間和儲存能量取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和蓄電池的供電電壓?？刂圃砜驁D如圖8-40所示。圖圖8-40 8-40 爆震傳感器結(jié)構(gòu)圖爆震傳感器結(jié)構(gòu)圖二、分電器高壓配電電子點火控制系統(tǒng)二、分電器高壓配電電子點火控制系統(tǒng) 當前為了提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、減少排氣污染，要求點火系統(tǒng)不僅要提供較高的點火能量，而且對點火時刻的控制要求有較高的精度和對發(fā)動機各種工況變化的適應(yīng)能力。典型的有分電器ECU控制點火系統(tǒng)組成方框圖如圖8-41所示。圖圖8-41 8-41 典型的有分電器電控點火系統(tǒng)組成圖典型的

7、有分電器電控點火系統(tǒng)組成圖圖圖8-42 8-42 磁電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器結(jié)構(gòu)圖磁電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器結(jié)構(gòu)圖1 1、相關(guān)傳感器，執(zhí)行器的工作原理與檢修方法：、相關(guān)傳感器，執(zhí)行器的工作原理與檢修方法：（1 1）傳感器：）傳感器： 磁電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器結(jié)構(gòu)與原理，磁電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器結(jié)構(gòu)與原理，其典型結(jié)構(gòu)如圖8-50所示。 下面分三種情況來說明其工作原理，如圖8-43所示。這三種情況下的磁通回路為：永久磁鐵的N極空氣隙信號轉(zhuǎn)子空氣隙鐵芯永久磁鐵的S極。圖圖8-43 8-43 磁電式傳感器典型結(jié)構(gòu)示意圖磁電式傳感器典型結(jié)構(gòu)示意圖 磁電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的檢測：磁電式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的檢測： 檢查、調(diào)整信號轉(zhuǎn)子

8、凸齒與線圈鐵心之間的間隙值：可用厚薄規(guī)進行測量，如圖8-44（a）所示。該間隙的標準值一般為0.2mm0.4mm。如不符合，調(diào)整方法如圖8-44（b）所示，圖圖8-44 8-44 信號轉(zhuǎn)子凸齒示意圖信號轉(zhuǎn)子凸齒示意圖圖圖8-45 8-45 霍爾式傳感器工作原理示意圖霍爾式傳感器工作原理示意圖 霍爾式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器：霍爾式曲軸轉(zhuǎn)角傳感器：如圖8-55所示是霍爾式傳感器工作原理示意圖。 如圖8-45（a）所示，霍爾元件有4個接線端，其中A、B分別為電流Ig的輸出和輸入端；C、D分別為霍爾電壓Eh兩輸出端。 永久磁鐵的磁力線可穿過空氣間隙垂直進入霍爾元件如圖8-45（c）虛線所示，也可由葉片遮擋而不

9、進入霍爾元件如圖8-45（b）虛線所示。（2 2）執(zhí)行器：）執(zhí)行器： 霍爾式點火信號發(fā)生器的檢修：霍爾式點火信號發(fā)生器的檢修： 霍爾式點火信號發(fā)生器為有源器件，需輸入一定電源電壓時才能工作，結(jié)構(gòu)如圖8-46。圖圖8-46 8-46 霍爾式點火信號發(fā)生器示意圖霍爾式點火信號發(fā)生器示意圖 光電式點火觸發(fā)信號工作原理：光電式點火觸發(fā)信號工作原理：（如圖847所示） 發(fā)動機工作時，轉(zhuǎn)盤由分電器軸驅(qū)動在發(fā)光二極管與光敏三極管之間轉(zhuǎn)動。當發(fā)光二極管的光線穿過狹縫射向光敏三極管時，當敏三極管導(dǎo)通，信號電路便輸出信號。分電器每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生360個1曲軸角度與轉(zhuǎn)速信號和6個60基準位置信號（指六缸，四缸為4個90

10、基準位置信號）。圖圖8-47 8-47 光電式分電器曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速傳感器光電式分電器曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速傳感器 圖圖8-48 8-48 光電式分電器曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速傳感器原理結(jié)構(gòu)圖光電式分電器曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速傳感器原理結(jié)構(gòu)圖 其結(jié)構(gòu)由安裝在分電器軸上的轉(zhuǎn)盤和安裝在分電器底板上的光電式信號發(fā)生器組成。信號發(fā)生由發(fā)光二極管，光敏三極管和信號電路組成。轉(zhuǎn)盤位于發(fā)光二極管和光敏三極管之間，如圖8-48所示。 點火線圈原理與檢修：點火線圈原理與檢修： a、傳統(tǒng)點火線圈原理 點火線圈的上端裝有膠木蓋，中央突出部分為高壓接線柱，其他的接線柱為低壓接線柱。根據(jù)低壓接線柱的數(shù)目不同，點火線圈有二接線柱和三接線柱之分，其內(nèi)

11、部結(jié)構(gòu)如圖8-49所示。圖圖8-49 8-49 普通點火線圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖普通點火線圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖b b、開磁路與閉磁路點火線圈原理：、開磁路與閉磁路點火線圈原理： 在汽車電子點火系統(tǒng)中，采用了能量轉(zhuǎn)換效率較高的開磁路與閉磁路點火線圈，如圖8-50所示。圖圖8-50 8-50 開磁路和閉磁路點火線圈開磁路和閉磁路點火線圈c c、點火線圈的故障檢修：、點火線圈的故障檢修： 點火線圈的故障主要有初、次級繞組斷路、短路和搭鐵，絕緣蓋破裂漏電，檢查、試驗和修理方法如下：點火線圈的檢查：點火線圈的檢查： 肉眼直觀檢查：肉眼直觀檢查：檢查的主要內(nèi)容和要求是察看絕緣蓋與外殼封裝應(yīng)完好，周圍不得有絕緣物溢出。 初、

12、次級繞組斷路、短路和搭鐵的初、次級繞組斷路、短路和搭鐵的檢查：檢查：（如圖8-51所示）圖圖8-51 8-51 檢查點火線圈搭鐵檢查點火線圈搭鐵圖圖8-52 8-52 火花塞的構(gòu)造火花塞的構(gòu)造火花塞工作原理與檢修：火花塞工作原理與檢修： a a 、火花塞工作原理：、火花塞工作原理： 火花塞的作用是將點火線圈所產(chǎn)生的高壓電引入發(fā)動機燃燒室，并在其電極間產(chǎn)生電火花，點燃缸內(nèi)混合氣。 火花塞的構(gòu)造如圖8-52所示。中心電極用鎳鉻合金制成，具有良好的耐高溫、耐腐蝕性能。導(dǎo)體玻璃起密封作用?；鸹ㄈ拈g隙多為0.60.8mm，但當采用電子點火時，間隙可增大至1.01.2mm。圖圖8-53 8-53 火花塞

13、的構(gòu)造火花塞的構(gòu)造圖圖8-54 8-54 火花塞的間隙的測量與調(diào)整火花塞的間隙的測量與調(diào)整b b、火花塞電極間隙的檢查與調(diào)整：、火花塞電極間隙的檢查與調(diào)整： 火花塞間隙不當時，應(yīng)用特制的測量調(diào)整工具彎曲側(cè)電極進行調(diào)整，如圖8-53所示為火花塞間隙示意圖?；鸹ㄈg隙的調(diào)整如圖8-54所示。 三、無分電器電子三、無分電器電子點火系統(tǒng)點火系統(tǒng) 無分電器點火系統(tǒng)取消了分電器的機械配電方式，因此完全消除了分電器的缺陷，進一步提高了點火性能，降低了點火能量的高壓傳輸損失，提高了點火系統(tǒng)的可靠性和耐久性。目前常用的無分電器電子點火方式有各缸單獨點火和雙缸同時點火兩種，如圖8-55所示。圖圖8-55 8-55

14、 各缸單獨點火與雙缸同時點火示意圖各缸單獨點火與雙缸同時點火示意圖1 1、單獨點火方式、單獨點火方式: : 單獨點火是指一個火花塞配一只點火線圈，將點火線圈及功率晶體管作為一體直接安裝在火花塞頂上，這樣不僅取消了分電器，而且也不用高壓線，因此，徹底消除了分電器和高壓線所帶來的缺陷，點火性能最好，但結(jié)構(gòu)和點火控制系統(tǒng)復(fù)雜，如圖8-56所示。 圖圖8-56 8-56 單獨點火無分電器式微電腦點火系統(tǒng)方框圖單獨點火無分電器式微電腦點火系統(tǒng)方框圖2 2、雙缸同時點火方式：、雙缸同時點火方式： 雙缸同時點火是指一只點火線圈同時為兩個汽缸點火，如圖8-57所示。這種方式要求共用一只點火線圈的兩個汽缸工作相位相差360曲軸轉(zhuǎn)角，這樣當一缸接近壓縮行程上止點時，另一缸必然在接近排氣行程上止點，若此時點火，兩個汽缸的火花塞將同時跳火。圖圖8-57 8-57 雙缸同時點火點火系統(tǒng)原理圖雙缸同時點火點火系統(tǒng)原理圖