第七章 发动机点火及控制

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1、第七章发动机点火及其它控制第一节发动机点火控制系统一、点火控制系统的发展点火系统最基本的原理是通过断电开关控制点火线圈一次电流的大小和断电时间，从而控制点火的能量和时刻，保证发动机汽缸内的混合气彻底燃烧。在传统的化油器式汽油机中，点火控制系统经过了传统式（触点式）向无触点式发展的过程。在这一过程中，系统的分电器仍一直采用机械式离心和真空提前机构来控制发动机的点火提前角。随着EFI系统的出现和发展，点火控制系统开始采用电控点火装置（ESA）。它可以使发动机在任何工况下均处于最佳点火提前状态，并实现3方面的功能：通电时间控制，点火提前角控制和爆震控制。二、电子点火控制系统现代点火控制

2、系统都是计算机控制的电子控制系统。它可以分为两大类，一类是有分电器的，一类是没有分电器的。但是它们的主要组成及控制原理是相同的。组成：（1）点火器：包括点火控制电路等、闭合角控制电路、点火器信号电路、功率晶体管及其驱动电路等。（2）点火线圈及分电器点火线圈采用一次线圈电阻值很小的高能点火线圈。在有分电器的系统中，各汽缸共用一个点火线圈；在无分电器的系统中，将气缸分组，每组共用一个点火线圈，或者是每个气缸独立用一个线圈。电子点火控制系统的组成如图（1）ECU的输入信号ECU的输入信号，除了节气门位置传感器、输入信号，除了节气门位置传感器、空气流量计、水温传感器等送来的信号外，还有曲

3、轴位置传感器送来的以下信号：1）G信号所谓G信号，即上止点参考位置信号。它的周期对应的曲轴转角等于发动机各缸工作间隔所对应的曲轴转角（四缸发动机为180度，六缸发动机为120度），G信号的相位所对应的曲轴位置与各组活塞的上止点位置有一定的角度，一般为上止点前10度。根据G信号，ECU可能准确地计算出曲轴每转1度及一周所用时间和发动机转速。由转速和其它传感器输入的参数，ECU可查表得到点火提前角和点火线圈通电时间。根据计算的1度信号所用时间，可计算出G信号后点火器的通电和断电时刻，最后输出点火控制信号。在无分电器的点火控制系统中，有的将上止点位置G信号分为G1和G2，两信号相隔18

4、0度（曲轴转角360度）。在丰田皇冠汽车无分电器点火控制系统中，G1设定在第六缸上止点附近，G2设定在第一缸上止点附近。2）Ne信号。所谓Ne信号，即发动机曲轴转速信号。Ne信号的每一个脉冲，表示发动机曲轴转过一个固定的角度。一般的系统中，Ne信号周期为转轴转过30度所对应的时间，在较精密的系统中，Ne信号周期为曲轴转过1度所对应的时间。（1）ECU的输出信号1）点火控制信号IGtIGt实际上就是点火器中功率晶体管的通断控制信号。它是ECU输出到点火组件的点火命令信号，也是点火组件计算闭合角的基准信号。IGt信号输出后，在活塞位置达到存储器所记忆的最佳点火时间时，IGt信号消失，

5、也就是发出了点火指令。2）辨缸信号IGdA、IGdB曲轴每转一周将产生多个G信号，而每个G信号与点火气缸的对应关系应该是确定不变的。在有分电器的系统中，由于点火气缸是由分火头的指向决定的，所以不会出现问题。但是在无分电器的系统中，仅有G信号不能决定具体的点火气缸，所以ECU输出信号中增加了辨缸信号IGd，以便与G信号一同决定需要点火的气缸。在无分电器同时点火方式中，又把IGd分为IGdA和IGdB。3、无分电器点火控制系统（DIL）无分电器点火控制系统是一种全电子化的点火系统。优点：（1）由于没有机械传动，减少了分火头与旁电极这一中间跳火间隙的能量损耗和干扰；（2）由于无分电器，

6、也使发动机各部件的布置更容易、更合理。分类：（1）每缸一个点火线圈的独立点火方式；（2）两个活塞位置同步缸（两个缸的活塞同时到达上止点位置，但一个缸为压缩行程的上止点，另一个缸为排气行程的上止点）共用一个点火线圈的同时点火方式。1）无分电器同时点火方式1、6缸，2、5缸及3、4缸分别为同步缸，两同步缸共用一个线圈，其方法是两同步缸的火花塞与共用的点火线圈二次线圈串联。当点火线圈一次线圈断电时，一个气缸处于压缩行程的上止点，所以为有效点火；而另一个气缸处于排气行程的上止点，为无效点火。由于处于排气行程中气缸内的压力很低，加之废气中导电离子较多，其火花塞很容易被高压击穿，消耗的能量非

7、常少，不会对压缩行程气缸点火产生影响。2）无分电器独立点火方式控制系统由于每缸都有独立的点火线圈，所以即使发动机的转速高达9000r/min，线圈也有较长的通电时间（大的闭合角），可以提供足够高的点火能量。与分电器系统相比，在相同的转速和相同点火能量下，单位时间内点火线圈的电流要小的多，因此，线圈不宜发热而体积又可以非常小巧，一般是将点火线圈压装在火花塞上，这种点火方式控制系统特别适合于多气门发动机。三、最佳点火提前角及影响点火提前角的因素1、最佳点火提前角定义：能保证发动机的动