第四章电控点火系统

电感式爆燃传感器
➢ 【组成】铁心、永久磁铁、线圈及外壳。
➢ 【原理】利用电磁感应原理检测发动机爆燃。
当传感器的固有振动频率与发动机爆燃时的振动频率 相同时，传感器输出的信号电压最大。
线圈 铁心 壳体 永久磁铁
电感式爆燃传感器
输出电压u0
谐振点
频率f
压电式共振型爆燃传感器
➢ 【组成】压电元 件、振子、基座、 外壳等组成。
独立点火方式； 同时点火方式； 二极管配电点火方式。
独立点火方式
特点：每缸一个点火线圈，即点火线圈的数量与气缸数相等。
由于每缸都有点火线圈，即使发动机转速很高，点火线圈也有 较长的通电时间，可提供足够高的点火能量。
1缸 2缸 3缸 4缸 5缸 6缸 点火线圈
火花塞
各种 传感 器
ECU
点火器
同时点火方式
– 燃料性质：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前 角可增大。
– 其他因素：燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大 气压力、冷却水温度。
基本点火提前角
控制点火提前角的基本方法
起动：按ECU内存储的 初始点火提前角对点火 提前角进行控制。起动 时的点火提前角一般是 固定的，为10°左右。
引线
输出电压（mV）
压电元件
配重块
压电式非共振型爆燃传感器
频率（kHz）
压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器
安装在火花塞的垫圈处，每缸 一个，根据各缸的燃烧压力直 接检测各缸的爆燃信息，并转 换成电信号输送给ECU。
火花塞
爆ห้องสมุดไป่ตู้传感器
爆燃传感器电路及其检修
用万用表在传感器侧检查传感器端子与传感器壳体之间电 阻，应不导通（电阻为无穷大），否则说明内部短路，应 更换传感器。 用敲击传感器的方法来模拟传感器的工作过程，测试传感 器的输出信号。 在发动机急加速的时1号候爆，燃传测感试器传感器E的CU输出信号。
1.有分电器电控点火系统
主要特点：只有1个点火线圈。
组成：凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计、冷却液温度传感器、节 气门位置传感器、起动开关、空调开关、车速传感器。
点火 点火
器 线圈
火
ECU
花
塞
分电器
2.无分电器电控点火系统
特点：用电子控制装置取代了分电器，利用电子分火控制技术将点火 线圈产生的高压电直接送给火花塞进行点火，点火线圈的数量比有分 电器电控点火系统多。 优缺点：分火性能较好，但其结构和控制电路复杂。 分类：根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同，分为：
爆燃传感器
至ECU
➢ 【原理】压电效 应原理。
当发生爆燃时，压电元件 振子与发动机 共振，压电元 件输出的信号 爆燃传感电器F压LA也SH有动画明显 带开路/断路检测电 增大，易于测 阻的传感器
膜片 ECU
电压
频率 KNK信号波形
压电式非共振型爆燃传感器
与共振式相比，非共振式内部无震荡片，但设一个配重块， 以一定的预紧压力压紧在压电元件上。当发动机发生爆燃 时，配重块以正比于振动加速度的交变力施加在压电元件 上，压力元件则将此压力信号转变成电信号输送给ECU。
3、爆燃传感器 Knock Sensor (KS)
➢ 【功能】检测发动机燃烧时有无爆燃， 并把爆燃信号送给发动机控制电脑作 为修正点火提前角的重要参考信号。
➢ 【安装位置】缸体侧面或火花塞座孔 上
➢ 【分类】 电感式爆燃传感器 压电式爆燃传感器。这又分为： • 压电式共振型爆燃传感器 • 压电式非共振型爆燃传感器 • 压电式火花塞座金属垫型爆燃传
特点：点火线圈的个数等于气缸数的一半。
当两同步缸同时到达上止点时，火花塞跳火，其中一缸接近压缩行程 上止点，为有效点火；另一缸接近排气行程上止点，为无效点火。
传感器
ECU
点火器
点火线圈
火花塞
二极管配电点火方式 特点：四个气缸共用一个点火线圈。
发动机气缸数必须是4的整数倍。
三、电控点火系统的构造与维修
2号爆燃传感器
4.2 点火提前角和闭合角的控制
点火提前角是从火花塞发出电火花， 到该缸活塞运行至压缩上止点时曲轴 转过的角度。 当汽油机保持节气门开度、转速以及 混合气浓度一定时，汽油机功率和耗 油率随点火提前角的改变而变化。对 应于发动机每一工况都存在一个最佳 点火提前角。 适当点火提前角，可使发动机每循环 所做的机械功最多（ 曲线阴影部分）
IGt：点火正时信号
IGd：判缸信号
二、电控点火系统的类型
• 汽油机点火系统的类型： – 传统点火系统：又分为： 磁电机点火系统； 蓄电池点火系统。缺点：高速易断火，不适合高速发动机；断 电器触点易烧蚀，工作可靠性差；点火能量低，点火可靠性差。 – 微机控制的点火系统：即电控点火系统。采用计算机根据各传感 器信号对点火提前角进行控制。 • 有分电器式 • 无分电器式
• 本节主要内容：
– 点火器 – 点火线圈和分电
器 – 爆燃传感器 – 点火控制电路
1、点火器
功能：根据ECU的指令，控制点火线圈初级电路的通电 或断电，并在完成点火后向ECU输送点火确认信号。 检测：用万用表或示波器检查发动机ECU相应端子间电 压。
2、点火线圈和分电器
检测：拆开点火线圈上的线束，用万用表检查点火线圈电 阻，应符合规定，否则说明点火线圈有故障。 电控点火系统所用的分电器，其功用、结构、工作原理、 检修方法与传统点火系基本相同。
第四章 汽油机电控点火系统
4.1 电控点火系统概述
一、基本组成与工作原理
组成：电源、传感器、ECU、点火器、点火 线圈、分电器和火花塞等。
工作原理：发动机工作时，ECU根据传感器 信号（G、Ne等信号），确定出最佳点火提 前角和通电时间，并以此向点火器发出指令 （IGt、IGd信号）。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，点火线圈初级电路导通。当初级电路 被切断时，次级线圈中感应出高压，经分电 器或直接送至工作气缸的火花塞。
点火提前角过大，易爆燃； 点火提前角过小，排气温度升高，功 率降低。
A：不点火
B：点火过早
C：点火适当 D：点火过迟
最佳点火提前角确定依据
• 最佳点火提前角与下述因素有关：
– 发动机转速：转速升高，点火提前角增大。采用电控 点火系统，更接近理想的点火提前角。
– 发动机负荷：歧管压力高（真空度小、负荷大），点 火提前角小，反之点火提前角大。采用电控点火 （ESA）系统时，可以使发动机的实际点火提前角接 近于理想的点火提前角。