发动机电控点火系统原理与检修.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,任务一认识电控点火控制系统,一、点火系统的功用,点火系统的作用是将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并按照发动机的做功顺序与点火时刻的要求，适时准确地将高压电送至各缸的火花塞，使火花塞跳火，点燃气缸内的混合气。,二、发动机对点火系统的要求,（,1,）能产生足以击穿火花塞间隙的电压,正常工作时：,10kV,冷起动时：,19kV,次级电压设计能力,:30kV,（,2,）电火花应具有足够的能量,正常工作时：,15mJ,冷起动时：,100mJ,（,3,）点火时刻应适应发动机的工况,四缸点或顺序：,1,3,4,2,六缸点火顺序：,1,5,3,6,2,4,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,一、点火系统的分类,下一页,返回,点火能量的储存方式,信号发生器的原理,初级电路的控制方式,高压电的配电方式,电感式,电磁感应式,电容式,霍尔效应式,传统点火系统,光电式,计算机配电点火系统,机械配电点火系统,电子点火系统,计算机控制系统,任务一认识电控点火控制系统,一、电控点火系统的组成与分类,（一）组成,电控点火系统主要由监测发动机运行状况的传感器、处理信号和发出点火指令的电控单元、对点火指令做出响应的点火器和点火线圈等组成，,如图,4-1-1,所示,。电子点火系统由电源、分电器、点火线圈、点火控制器、火花塞、高压线和点火开关等组成。,如图,4-1-10,所示,。,电控点火系统的功用：将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并按照发动机做功顺序与点火时刻的要求，适时准确地将高压电送至各缸的火花塞，使火花塞跳火，从而点燃气缸内的混合气。,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,（,1,）电源,点火系统的电源为蓄电池或发电机，其作用是给点火系统提供低压直流电源，电压一般为,12V,。,（,2,）分电器,分电器由配电器、信号发生器和机械式点火提前角调节机构等组成。配电器 配电器由分电器盖和分火头组成。其作用是按发动机的点火顺序，将高压电分配到各缸火花塞。,信号发生器有三种：电磁感应式、霍尔式及光电式。,机械式点火提前角调节机构,保证发动机在任何工况下都能实现在最佳点火时刻点燃混合气。,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,（,3,）点火线圈,点火线圈的作用是将,12V,低压电转变成,1520KV,的高压电。,由初级绕组、次级绕组和铁芯等组成。,开磁路点火线圈,下一页,返回,开磁路点火线圈,闭磁路点火线圈,任务一认识电控点火控制系统,闭磁路点火线圈,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,（,4,）点火控制器,点火控制器也称为点火模块，,电子点火系统中点火控制器取代了传统点火系统中断电器的触点，将点火信号发生器输出的点火信号整形、放大，转变为点火控制信号，控制点火线圈初级绕组中电流的通、断，以便在次级线圈的绕组中产生高压电，供火花塞点火。点火控制器的基本电路包括整形电路、开关信号放大电路、功率输出电路等。,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,（,5,）火花塞,火花塞的作用是将高压电引入气缸燃烧室，产生电火花点燃混合气。,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,冷型火花塞：,火花塞热值越高，代表散热能力越好，这类火花塞更适用于大马力的发动机上，反之它的弊端是由于散热较快，所以对于小排量发动机来说更容易产生积碳，而积碳多了之后最严重的后果就是点火失火，如果您驾驶的是大马力的车或者是经常高转速“飙车”，那么可以考虑这种火花塞。,热型火花塞：,在相同的工作温度下，不容易产生积碳，但是散热能力相对比较差，适合于不追求动力性能的家用轿车使用。弊端是如果热性火花塞的热值过于高的话，可能会产生提前点火和爆震的情况。,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,（,6,）高压线,高压线的作用是连接点火线圈、分电器及各个火花塞。,（,7,）点火开关的作用是控制点火系统的初级电路，同时也控制充电系统的励磁电路、起动电路及由点火开关控制的所有用电设配。,点火开关的四个状态与正确操作方法,汽车点火开关有,LOCK,、,ACC,、,ON,、,START,，共四个档位。,锁车后钥匙会处于,LOCK,状态，此时钥匙门不仅锁住方向，同时切断全车电源。,ACC,状态是接通汽车部分电器设备的电源，如,CD,、空调等。,正常行车时钥匙处于,ON,状态，这时全车所有电路都处于工作状态。,START,档是发动机启动档位，启动后会自动恢复正常状态也就是,ON,档。,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,按传感器的原理，可分为磁脉冲式（磁感应式）点火、霍尔式点火和光电式点火,3,种。,2.,按点火系的结构分类,按点火系统的结构，可分为有分电器点火系统和无分电器点火,(DCI),系统，其中无分电器点火系统又分为分组点火系统和独立点火系统。,二、电控点火系统的控制功能,（一）点火时间控制,为了使发动机工作于最理想的状态，要求点火正时能够随工况的变化而变化，并要求发动机,ECU,总是按照最佳点火正时的要求控制点火正时。,上一页,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,为此，发动机,ECU,内都会有类似于,图,4-1-2,所示,的点火正时脉谱图。,影响最佳点火正时的因素主要有以下,4,个方面。,1.,发动机转速,发动机转速升高时，燃烧所占的曲轴转角增大，点火正时应随之提前；反之，转速降低时，点火正时应该随之推后。,2.,发动机负荷,发动机负荷增大时，进气量增大，新鲜混合气密度增大，燃烧加快，点火正时应该随之推后；反之，负荷减小时，点火正时应随之提前。但为了避免怠速不稳，怠速时的点火提前角必须减小甚至为零。,上一页,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,3.,爆燃,爆燃是由燃烧过程中末端混合气的自燃造成的。轻微的爆燃可以改善燃油经济性和动力性，但过度爆燃会产生多方面的不利影响，如燃油消耗增大、动力下降、发动机过热等。,点火提前角增大时，产生爆燃的倾向也增大，因此，当发动机产生持续爆燃时，应逐步减小点火提前角，爆燃消除后，再逐步恢复原有点火提前角。一般情况下，发动机处于爆燃与不爆燃的临界状态时，动力性能最佳。,4.,发动机水温（冷却液温度）,上一页,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,发动机水温较低时，燃烧较慢，要求点火正时适当提前。,（二）通电时间控制,1.,通电时间控制方法,通电时间控制也称为闭合角控制，转速升高时，闭合角增大，以确保初级电流足够大；转速降低时，闭合角减小，以确保点火线圈不致过热。,所谓闭合角（也称导通角），是指点火线圈初级电路导通期间曲轴转过的角度。,2.,点火线圈恒流控制功能,上一页,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,在正常转速范围内，使点火线圈的初级电流能迅速达到并不超过规定值（一般为,6,7 A,），以减小转速对次级电压的影响；同时，还可防止因初级电流过大而烧坏点火线圈。,三、点火系统传感器,（一）点火系统传感器的组成,点火系统传感器由凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、爆震传感器等组成，,如图,4-1-3,示。,1.,凸轮轴位置传感器,凸轮轴位置传感器（,见图,4-1-4,）也称为上止点位置传感器或上死点位置传感器，用“,CMPS,”表示。其信号线称为,G,信号线。,上一页,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,作用：用于判别,1,缸或各缸的上止点，主要用于判缸。,2.,曲轴位置传感器,曲轴位置传感器也称为同轴转角传感器和发动机转速传感器，用“,CKPS,”表示，其信号线称为,Ne,信号线。,作用：用于精确地计算曲轴的转角和发动机的转速。,3.,爆震传感器,爆震传感器能反映发动机有无爆燃发生，当发动机产生爆燃时，会向发动机控制单元发送信号。当发动机发生爆燃时，会推迟点火提前角。爆震传感器安装在发动机缸体上。,上一页,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,（,1,）磁致伸缩式爆震传感器。,磁致伸缩式爆震传感器,如图,4-1-5,所示,，它由高镍合金的铁芯、永久磁铁、感应线圈、壳体等构成。,（,2,）压电式爆震传感器。,共振型压电式爆震传感器，是利用产生爆燃时的发动机振动频率与传感器本身的固定频率“合拍”时产生共振现象来检测爆燃是否发生的，其结构,如图,4-1-6,所示。,非共振型压电式爆震传感器，是以接收加速度信号的形式来判断是否产生爆燃的，其结构,如图,4-1-7,所示,。它由两个同极性相向对接的压电元件和配重构成。,上一页,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,（二）点火系统传感器的工作原理,发动机工作时，,ECU,根据接收到的各传感器信号，按存储器中储存的有关程序和数据确定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，次级线圈中产生较高的感应电动势（,15,20 kV,），经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。,上一页,下一页,返回,任务一认识电控点火控制系统,在电控点火系统中，用凸轮轴位置传感器产生,G,信号和曲轴位置传感器产生的,Ne,信号作为主控制信号，以,G,信号为基准，按,1,曲轴转角分频，用既定的曲轴角度产生点火控制信号（,IGT,信号），,如图,4-1-8,所示。,传感器检测发动机运转状况，将检测的状况传给发动机,ECU,，发动机,ECU,将这些信号进行计算，发出点火指令给点火模块，由点火模块控制高压包产生高压火，最终使火花塞跳出高压火。,上一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,一、丰田公司点火控制电路,（一）丰田四缸发动机点火电路,丰田四缸发动机点火电路,如图,4-2-1,所示,。,1.,结构特点,凸轮轴位置传感器（,CMPS,）为磁脉冲式，信号齿为,4,个，转一周产生,4,个脉冲信号，信号之间相差,90,，其主要作用是用于判断各缸的上止点，位于分电器内。其电阻值在冷态时为,185,275,，热态时阻值时为,240,325,。,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,曲轴位置传感器（,CKPS,）位于分电器内，为磁脉冲式，转动一周产生,24,个信号，,720/24=30,，信号与信号之间为,30,，然后再把,30,平均分成,30,等份，即可求出,1,信号，用于计算曲轴的转角。其冷态阻值为,370,550,，热态阻值为,475,650,。,2.,工作原理,当,KYE,为,ON,时，从,+B,到,KYE,分别给喷油器和高压包供上电源，同时，,EFI,主继电器也吸合，给发动机,ECU,供上电源。,当启动着车时，,ECU,收到任何一个,CMPS,（,G+,）信号齿时，发动机,ECU,都会从,IGT,发出一次点火指令给点火模块，使高压包产生高压火，当点火成功后，点火模块从,IGF,发给发动机,ECU,一个点火成功反馈信号。,上一页,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,发动机,ECU,收到点火成功信号后，就会控制喷油器继续工作，否则立刻将燃油喷射切断，避免燃油浪费，淹死火花塞和烧坏三元催化器。同时，发动机,ECU,根据,CKPS,的信号来精确控制点火时间。,（二）丰田独立式点火电路,丰田独立式点火电路,如图,4-2-2,所示。,1.,结构特点,每一个气缸上都有一个高压包，位于火花塞上方。,CMPS,位于前排缸后侧，,CKPS,位于曲轴带轮后侧。,2.,工作原理,上一页,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,当发动机起动时，,ECU,收到第一个,G,信号（,1,缸压缩上止点，,4,缸排气上止点），即可控制,1,缸开始点火，,4,缸开始喷油，然后根据,CKPS,计算，间隔,120,按工作顺序,12 3456,顺序点火和顺序喷射。,3.,优点,（,1,）降低了电量流失，电磁干扰小。,（,2,）提高了单缸高速时的能量。,（,3,）节省了空间。,（三）丰田卡罗拉点火电路,丰田卡罗拉点火电路如,图,4-2-3,所示。,上一页,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,1.,结构特点,（,1,）独立式点火。,（,2,）两个传感器，,CMPS,和,CKPS,。,2.,工作原理,电源经过保险丝,IG2,（,A,）及继电器,IG2,给所有的点火线圈供电，,4,号端子（,GND,端）为各缸共用搭铁线发动机。,ECM,通过,IGT1,IGT4,给点火线圈提供点火信号。各缸点火信号反馈线连接在一起，通过,IGF1,端为,ECM,提供点火反馈信号，如果点火信号反馈线存在断路、短路故障，则,ECM,不会向点火线圈提供点火信号电压，发动机无法起动。,上一页,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,二、大众公司点火控制电路,（一）桑塔纳,2000GSI,点火控制电路,桑塔纳,2000GSI,点火控制电路，,如图,4-2-4,所示。,1.,结构特点,（,1,）直接点火。,（,2,）两个传感器：,CMPS,和,CKPS,。,（,3,）两个爆震传感器，分别位于,1,、,2,缸缸体上和,3,、,4,缸缸体上。,2.,传感器,上一页,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,（,1,）,CMPS,为霍尔式传感器，位于凸轮轴正时轮后侧，在磁铁与霍尔元件之间有一个,1/2,断续环，转一圈可产生两个信号，即上升沿信号和下降沿信号，上升信号由,0,变为,12 V,，下降信号由,12 V,变为,0,。上升信号检测,1,缸压缩上止点，,4,缸排气上止点；下降信号检测,1,缸排气上止点，,4,缸压缩上止点。,（,2,）,CKPS,为磁感应式传感器，位于缸体左下侧，信号齿为（,60,2,）齿，,60,齿信号计算曲轴转角和发动机转速，缺齿处信号为,1,、,4,缸上止点信号，,ECU,根据此信号发出第一个点火信号，使,1,、,4,缸先点火。线圈阻值为,480,1 000,。,上一页,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,发动机转速传感器发送发动机转速信号和上止点信号给控制单元，供,ECU,判别点火正时和计算基本喷油量。如果没有信号，发动机不能起动；当发动机运转时，如果转速传感器或其连接线路出现故障，则发动机立即熄火。,（二）帕萨特点火控制电路,帕萨特点火控制电路,如图,4-2-5,所示,。,帕萨特采用,ANQ,型发动机，其点火系统是电子控制燃油喷射系统的一个子系统，由一个电控单元,ECU,控制，采用独立点火。,上一页,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,三、本田雅阁点火控制电路,本田雅阁点火控制电路,如图,4-2-6,所示。,1.,结构特点,（,1,）使用了,3,个传感器，其中,CYL,位于分电器内，,CTD,和,CKPS,位于曲轴带轮后侧。,（,2,）点火信号仍为负触发。,2.,传感器原理,CYL,位于分电器内（,见图,4-2-7,所示,），仍为一个信号齿，转一周产生一个信号，用来控制顺序喷射。,上一页,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,TDC,位于曲轴带轮后侧，信号轮上有两个齿，且相对,180,，用来检测,1,，,4,缸和,2,，,3,缸的上止点。,CKPS,也位于曲轴带轮后侧（见,图,4-2-8,所示,），信号轮上有,8,个齿，相当于在分电器内的,16,个齿，转一周产生,16,个信号，用来计算曲轴转角。,四、日产车点火控制电路,日产车点火控制电路,如图,4-2-9,所示。,1.,点火系统组成,点火系统由光电分电器、高压包、功率管、电阻和电容等组成。,上一页,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,2.,分电器构造,分电器轴中间有一个遮光盘，,如图,4-2-10,所示,。上下相对有两组管（发光管和光敏管），遮光盘外围有,360,个缺口（很细的缝），转一周产生,360,个信号，日产公司称之为“,1”,信号，遮光盘内围与气缸相对的缺口（,4,缸发动机为,4,个；,6,缸发动机为,6,个；,8,缸发动机为,8,个），日产公司称之为,CMP90,、,60,或,45,信号，其中一个缺口开度较大，产生一个较宽的脉冲，为,1,缸上止点信号，用来控制顺序喷射。,3.,工作原理,上一页,下一页,返回,任务二检修电控点火控制电路,当发动机起动时，,ECU,收到任意一个,90,信号后就发出第一个点火信号，然后根据,1,信号计算出最精确的点火时间。,同时，,ECU,根据长脉冲（大缺口）判别,1,缸上止点，从,4,缸开始顺序喷射。,上一页,返回,图4-1-1电控点火系统的组成,返回,图4-1-2点火正时脉谱图,返回,图4-1-3点火系统的传感器,返回,图4-1-4凸轮轴位置传感器,返回,图4-1-5磁致伸缩式爆震传感器,返回,图4-1-6共振型压电式爆震传感器,返回,图4-1-7非共振型压电式爆震传感器,返回,图4-1-8点火系统传感器的工作原理,返回,图4-2-1丰田四缸发动机点火电路,返回,图4-2-2丰田独立式点火电路,返回,图4-2-3丰田卡罗拉点火电路,返回,图4-2-4桑塔纳2000GSI 点火控制电路,返回,图4-2-5帕萨特点火控制电路,返回,图4-2-6本田雅阁点火电路,返回,图4-2-7分电器内的点火传感器,返回,图4-2-8曲轴位置传感器,返回,图4-2-9日产车点火控制电路,返回,图4-2-10遮光盘,返回,图4-2-10电子点火系统的结构,返回,