《汽车发动机电控技术》第四章汽油机电子控制点火系统.ppt

1、汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术第第 4 4 章章 汽油机电子控制点火系统汽油机电子控制点火系统 11/9/2022第第4 4章章 汽油机电子控制点火系统汽油机电子控制点火系统 教学目标教学目标教学目标教学目标了解汽车电子控制点火系统的组成与工作原理；了解汽车电子控制点火系统的组成与工作原理；掌握点火控制系统中的曲轴位置传感器、凸轮轴位置传掌握点火控制系统中的曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器的类型、工作原理及其检测；感器、爆燃传感器的类型、工作原理及其检测；掌握无分电器式点火系统的组成；掌握无分电器式点火系统的组成；掌握点火提前角和点火线圈初级线圈通电时间的控制原掌握点火提前角

2、和点火线圈初级线圈通电时间的控制原理；理；掌握典型点火电路的分析。掌握典型点火电路的分析。11/9/2022教学内容教学内容教学内容教学内容教学重点教学重点教学重点教学重点 系统的组成与工作原理；重要传感器的工作原理及控制；分电器式系统的组成与工作原理；重要传感器的工作原理及控制；分电器式点火系统的组成及控制；点火提前角和点火线圈初级线圈通电时间控制点火系统的组成及控制；点火提前角和点火线圈初级线圈通电时间控制原理。原理。电控点火系统的组成与工作原理；电控点火系统的组成与工作原理；点火系统中的重要传感器；点火系统中的重要传感器；点火系统的火花；点火系统的火花；典型点火电路分析；典型点火电路分析

3、；点火提前角的控制；点火提前角的控制；点火线圈初级通电时间控制；点火线圈初级通电时间控制；电控点火系统的故障案例。电控点火系统的故障案例。11/9/2022教学难点教学难点教学难点教学难点曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器的检测方法；曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器的检测方法；相关电路分析。相关电路分析。教学方法教学方法教学方法教学方法讲授、课件讲授、课件教学时数教学时数教学时数教学时数1414学时学时11/9/20224.1 4.1 电控点火系统的组成与工作原理电控点火系统的组成与工作原理4.1.1 4.1.1 电子控制点火系统的类型电子控制点火系统的类型uu有分电器式

4、的电子控制点火系统有分电器式的电子控制点火系统有分电器式的电子控制点火系统有分电器式的电子控制点火系统 特点：特点：由于仍然有机械装置，因此发动机在一些工况下仍存在缺陷，无法保证在各种工况下点火提前角均处于最佳。此外，由于分电器在工作运转过程中有磨损的情况，所以也无法保证点火提前角的稳定与准确性。uu无分电器式的电子控制点火系统无分电器式的电子控制点火系统无分电器式的电子控制点火系统无分电器式的电子控制点火系统 特点：特点：不存在机械磨损，因此不存在各间隙间跳火的能量损失及由于机械的不确定性对点火的干扰；无分电器也使得发动机上的构件在布置上更方便与合理，方便检测与维修；外界的人为因素不能改变点

5、火时刻，取消了在维修作业中的失误情况，比如在安装的时候，由于装配不到位而使点火时刻不正确的现象等。11/9/20224.1.2 4.1.2 电子控制点火系统的组成电子控制点火系统的组成1-传感器 2-电子控制单元ECU3-执行器11/9/20224.1.3 4.1.3 电子控制点火系统的工作原理电子控制点火系统的工作原理11/9/20224.2 4.2 点火系统中的重要传感器点火系统中的重要传感器4.2.1 4.2.1 曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器u磁感应式曲轴位置传感器结构 a)安装在飞轮附近的曲轮位置传感器 b)安装在曲轴前端的曲轴位置传感器1-曲轴信号

6、轮 2-曲轴位置传感器 3-信号轮上的检测孔11/9/2022u磁感应式曲轴位置传感器工作原理 1-转速轮 2-传感器线圈 3-永久磁铁11/9/2022u霍尔式曲轴位置传感器霍尔式曲轴位置传感器 霍尔效应霍尔效应霍尔效应霍尔效应 通有电流导体垂直于磁感线放入磁场中时，在导体横向侧面上就会产生一个垂直于电流方向和磁场的电压UH，UH与通过导体的电流和磁感应强度B成正比，当取消磁场时电压UH立即消失。这种现象被称为霍尔效应，UH被称为霍尔电压。11/9/2022u霍尔式传感器的基本结构与工作原理 11/9/2022u采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器11/9/2022u霍尔曲轴位置传感器的检测电

7、源电压检测 输出信号检测其它检测 11/9/2022霍尔曲轴位置传感器的检测霍尔曲轴位置传感器的检测电源电压检测电源电压检测 拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与接地之间的电压，应为8V或12V(视车型而异)。若无电压，则应检查传感器与 ECU之间的线路及ECU上相应端子的电压；若ECU相应端子有电压，则为传感器到ECU之间线路断路，否则为ECU故障。如北京切诺基就采用过这种类型的曲轴位置传感器,其电源输入传感器的电压在1996年前车型为8V，1996年以后的车型变为5V。11/9/2022输出信号检测输出信号检测输出信号检测输出信号检测 将传感器插头插回，起动发动机，测量传感器

8、输出端子信号的输出电压值，其值应在36V之间。如果不符，则为传感器故障。如北京切诺基输出信号是矩形脉冲信号，高电位为5V，低电位为0.3V。其它检测其它检测其它检测其它检测 A、B两端子间传感器电阻应为，传感器空气隙应符合要求。11/9/2022u光电式曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器光电式曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器 日产公司光电式曲轴位置传感器 11/9/2022u电式信号发生器的作用原理11/9/2022现代索娜塔汽车用光电式曲轴位置传感器 11/9/2022索娜塔光电式曲轴位置传感器的检测 线束检查输出信号检测 11/9/2022线束检查线束检查线束检查线束检查 检查时，脱开曲轴位

9、置传感器的导线连接器，把点火开关置于“ON”，用万用表的电压档测量线束侧4号端子与接地间的电压应为12V，线束侧2号端子和3号端子与接地间电压应为4.85.2V，用万用表的电阻档测量线束侧1号端子与接地间应为导通0。输出信号检测输出信号检测输出信号检测输出信号检测 用万用表电压档接在传感器侧3号端子和l号端子上，在起动发动机时，电压应为0.21.2V。在起动发动机后的怠速运转期间，用万用表电压档检测2号端子和l号端子电压应为1.82.5V。否则应更换曲轴位置传感器。11/9/20224.2.2 爆燃与爆燃传感器uu爆燃爆燃爆燃爆燃 爆燃是汽油机运行过程中产生的一种最有害的故障现象，是在火花塞点

10、燃汽缸内的可燃混合气之前的自燃。产生的原因产生的原因产生的原因产生的原因 积碳聚集过多；发动机过热；燃油使用不当。11/9/2022uu控制控制控制控制 从最佳点火提前角控制原理中可知，为了最大限度地发挥汽油机的功率，应把点火提前角控制在接近临界爆燃点，同时又不能使发动机发生爆燃的边缘。11/9/2022uu爆燃控制系统爆燃控制系统爆燃控制系统爆燃控制系统 1爆燃传感器 2ECU 3其它传感器 4点火控制器 5分电器 6火花塞11/9/2022u爆燃传感器爆燃传感器 压电式爆燃传感器 磁致伸缩式爆燃传感器 11/9/2022u爆燃传感器的检测爆燃传感器的检测电阻检测电压检测示波器检测 桑塔纳2

11、000GLi AFE与2000GSi AJR发动机爆燃传感器端子及其与ECU的连接电路。11/9/2022电阻检测电阻检测电阻检测电阻检测（1）检测传感器电阻 断开点火开关，拔下传感器线束插头，传感器端子1与2、1与3、2与3之间电阻均应大于1M。（2）检测线束电阻 断开点火开关，拔下传感器线束插头和ECU线束插头，两插头各端子间导线电阻均应小于0.5。11/9/2022电压检测电压检测电压检测电压检测 当人为敲击传感器表面时，在端子1和2之间将有信号产生，直接反映在万用表上是有电压出现，时高时低，可使用万用表的2V档进行单体的检测。示波器检测示波器检测示波器检测示波器检测 当振动或敲缸发生时

12、，有图中的波形产生。敲缸或振动越大，波形峰值就越大。当高过一定值时，表明发动机出现了爆燃。爆燃传感器通常设计成测量515kHz范围的频率。11/9/20224.3 4.3 无分电器式点火系统无分电器式点火系统组成组成组成组成11/9/2022u无分电器式点火系统的同时点火无分电器式点火系统的同时点火 11/9/2022u无分电器式点火系统的独立点火无分电器式点火系统的独立点火 1-ECU 2-点火控制器 3-点火线圈 4-火花塞11/9/2022u双火花塞点火方式双火花塞点火方式 1曲轴位置传感器 2左侧火花塞 3右点火线圈 4点火模块 5左点火线圈11/9/2022双火花塞点火系统电流方向

13、同一汽缸内两火花塞的极性 11/9/2022功率晶体管导通时的电动势与高压二极管的作用 11/9/20224.4 4.4 典型点火电路分析典型点火电路分析u分电器式分电器式 ECU根据传感器输入来的各个信号，确定点火时间（点火提前角），同时将点火正时信号送至点火控制器，当点火正时信号变为低电平时，点火线圈初级电流被切断，次级线圈中感应出高压电，由分电器送至相应要工作的汽缸火花塞产生电火花。11/9/2022皇冠3.0L 2JZGE发动机点火电路 11/9/2022u无分电器式无分电器式 IGdA与IGdB信号关系 IGdA与IGdB信号关系确定的各缸点火情况 同同同同时时时时点点点点火火火火方

14、方方方式式式式电电电电子子子子控控控控制制制制点点点点火火火火系系系系统统统统 11/9/2022无无无无分分分分电电电电器器器器独独独独立立立立点点点点火火火火控控控控制制制制点点点点火火火火系系系系统统统统 11/9/2022u电路元件的检测电路元件的检测点火线圈的检测点火器的检测高压线检测火花塞检测 11/9/2022点火线圈的检测点火线圈的检测点火线圈的检测点火线圈的检测 拔下点火线圈线束连接器，用万用表欧姆档检测点火线圈各线圈的电阻值，其冷热态的数值应符合维修手册中的规定，如不符合，必须更换点火线圈。点火器的检测点火器的检测点火器的检测点火器的检测 (皇冠3.0L 2JZGE发动机点

15、火电路)起动发动机，用万用表电压档或示波器检查点火器端子间的电压，其电压值应符合：在+B与接地间为914V，IGt、IGf与接地之间有电压脉冲。如不符合，则必须检查相关线路或更换点火控制器直至检查ECU。高压线检测高压线检测高压线检测高压线检测 通过测量高压线的电阻值来判断高压线是否良好，其最大电阻值一般为25k，注意，有些发动机上，不同缸的高压线电阻值是不相等的，具体数值要查阅相关的维修手册。不符合规定时，应更换高压线。火花塞检测火花塞检测火花塞检测火花塞检测 用万用表欧姆档测量火花塞绝缘体电阻，其绝缘体电阻值应大于10M，否则不能继续使用，同时也要监测汽车的行驶里程。11/9/20224.

16、5 4.5 点火提前角的控制点火提前角的控制u影响点火提前角的主要因素影响点火提前角的主要因素发动机转速发动机负荷辛烷值 u点火提前角的控制点火提前角的控制初始点火提前角基本点火提前角修正点火提前角 最佳点火提前角最佳点火提前角最佳点火提前角最佳点火提前角=初始点火提前角初始点火提前角初始点火提前角初始点火提前角+基本点火提前角基本点火提前角基本点火提前角基本点火提前角+修正点火提前角修正点火提前角修正点火提前角修正点火提前角11/9/2022影响点火提前角的主要因素影响点火提前角的主要因素发动机转速发动机转速发动机转速发动机转速 发动机转速提高后，在给定的时间内曲轴转过的角度会更大，而燃烧速度在相对低的转速下是不会跟随变化的，如果想使燃烧在上止点后(ATDC)1015左右完成，那么必须使点火时刻提前。如发动机在850rmin的怠速时，点火提前角为612，而转速增加到4000rmin时，点火提前角增大到28。但当转速继续增加时，由于混合气压力与温度的提高及进气扰流的增强，会使燃烧速度加快，为避免发生爆燃，最佳点火提前角的增加速度就要适当减慢。11/9/2022发动机负荷发动机负荷发动机