汽油机点火系统电子控制精品PPT课件.ppt

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1、汽油机点火系统电子控制的核心问题是点火提前角电子控制。点火提前角对发动机的动力性、经济性和排放有十分重要的影响，是继燃油定量之后的第二个必不可少的控制参数，应根据发动机负荷和转速加以优化。传统的汽油机同样根据发动机负荷和转速对点火提前角实施控制，不过是以机械方式进行的。点火提前角电子控制系统中则由ECU根据负荷和转速传感器提供的信息从存贮器中调出优化的点火提前角数据，通过程序运行进行修正，实施控制。为此，需要曲轴位置信息。为了满足发动机提高转速的要求并提高可靠性，近年来发展了无分电器点火系统。点火提前角电子控制为爆震控制提供了可能性。为

2、了保证点火线圈有足够的能量用于点火，对点火闭合角也要实施电子控制。1.点火提前角对发动机性能和排放的影响1）对转矩的影响对每一个固定的工说，即固定的负荷和转速，随着点火提前角θi的增大，转矩先增加，达到最大值后下降，见图。图中横坐标为点火提前角，纵坐标为功率。因为每条曲线对应于固定的转速，所以功率曲线反映了扭矩变化。图中以进气歧管真空度表示负荷。由于工况固定，正常燃烧角θnc固定，所以当3-2中的点1左右移动时，点3相应地左右移动，且移动的幅度相等。如前所述，当点3处于压缩上止点后12～15℃A时平均有效压力达到最大值，因而扭矩也达到最

3、大值。此时点1对应于图中功率和扭矩达到最大值的点火提前角，称为扭矩最佳点火提前角。2）对油耗的影响汽油机油耗与燃烧室形式、发动机工况、过量空气系数和点火提前角等有关。以某发动机为例，在部分负荷、转速为2000r／min时，当λ＞1.07时，随着点火提前角θi的增大，油耗不断下降；当λ＜1.07时，θi=30℃A的油耗最低。在其他条件相同的情况下，最低油耗和最佳扭矩大体上出现在相同的点火提前角。3）对排放的影响仍以上述发动机部分负荷、2000r／min为例，见图。(1)对HC排放的影响在均质混合气汽油机的过量空气系数范围内，HC排放随着θ

4、i增大而增大，且几乎成线性关系。因为随着θi增大，排气温度降低，膨胀阶段和排气阶段HC的后反应减弱。（2）对CO排放的影响在全负荷工况的过量空气系数范围内（λ<0.95），点火提前角的增大使CO排放略有增加。当λ>0.95时，点火提前角对CO排放几乎没有影响。（3）对NOx排放的影响不论λ为多少，NOx排放均随着θi增大而增加。因为随着θi增大，燃烧温度上升。从总体上说，点火提前角越大，排放越恶化。点火提前角影响排放的程度仅次于过量空气系数。2.点火提前角的优化优化过程就是要使发动机的扭矩最大、油耗最少、排放最低。但是如前所述，这三个指

5、标随点火提前角变化的规律并不相同。所以，所谓优化，只是一种最合理的折衷。因为动力性（扭矩）和经济性（油耗）指标只是涉及产品的市场竞争能力，而排放受国家法规的约束，排放超过限值的产品按理说不准生产和销售，所以点火提前角首先应保证排放达到标准，然后力求达到优良的动力性和经济性。或者换一种说法，点火提前角的优化以优良的动力性和经济性为目标，但同时必须以满足排放法规要求为前提。就点火提前角的优化过程而言，动力性和经济性基本上是统一的。当缸内压力最大值出现在压缩上止点后12～15℃A时，动力性和经济性均为最佳。所以，按动力性和经济性优化得出的扭矩

6、最佳点火提前角完全由正常燃烧角θnc决定。所有使正常燃烧角增大的化学、物理、机械和电气因素都使扭矩最佳点火提前角增大。由图可见，负荷减小（进气歧管真空度增大）或转速增加都使对应于最大扭矩的点火提前角增大，就是说，使扭矩最佳点火提前均增大。这个结果与以上讨论一致。由图还可见，在经常使用的部分负荷范围，1600r／min时该发动机的扭矩最佳点火提前角在40CA左右。但这个点火提前角对应的HC和NO排放相当差，加之过大的点火提前角会引起爆震，所以实际采用的点火提前角通常小于扭矩最佳点火提前角。因此对实际发动机而言，增大点火提前角通常可提高动力

7、性和经济性。综上所述可见，点火提前角优化的原则是，在不发生爆震和满足排放法规要求的前提下尽量提高动力性和经济性。3.点火系统及其点火提前角控制方法任何点火系统都必须具备下列功能：能量转换；点火触发；正时调节（点火提前角的控制）；高压分电。点火系统将电池的电能转换成磁能贮存在线圈内，在恰当的时刻又突然将磁能转换成电能并通过火花塞释放出来形成火花点燃混合气。能量转换的过程必须借助于点火线圈和火花塞，所以任何点火系统都少不了点火线圈和火花塞。现代点火系统基本采用无分电器点火，又称全电子点火，此类系统必须以电子方式进行点火正时调节，所以需要脉冲

8、盘感应传感器传感曲轴位置信息。无分电器点火系统可有以下实现方式。（1）单火花点火线圈无分电器点火系统（2）双火花点火线因无分电器点火系统（3）四火花点火线圈无分电器点火系统（1）单火花点火线圈无分电器点火系