王世宝论文.doc

汽车电子点火控制技术 一、概述 一百多年来，点火技术伴随着汽车的发展而逐渐提高。1886年第一辆以四冲程内燃机为动力的汽车使用的是磁电机点火系统。一直到了1931年，美国人才首先使用了能自动根据发动机负荷和转速来调节点火提前角的真空、离心点火提前调节装置。 随着人们对汽车发动机动力性、经济性及排放控制要求的日益提高，传统点火系统结构本身固有的缺陷也越来越显现出来。1976年美国通用公司首次将微处理器应用于点火时刻控制，此后微机控制的电子点火系统的应用日渐增多。目前，全电子点火控制装置已在汽车上得到了广泛的应用。 二、电子点火系统主要组成部件 （一）ECU ECU(电子控制单元)就是整部汽车的智能控制中心，指挥协调汽车的各部工作，同时ECU还有自动诊断功能传感器传感器就是各种不同类型及功用的测量元件，安装在发动机不同的有关部位，把发动机工况各种参数变化反馈给ECU作计算数据。 高压输出 高压输出功率三极管:在电路中起开关作用。 高压输出变压器:在电路中把低电压转换成高电压供火花塞点火。 高压线:在电路中把高压电传输到火花塞。 火花塞:在电路中把高压电引进汽缸并把电能量转换成热能。 电喷发动机是电控燃油喷射发动机的简称，电喷发动机点火系统主包括：点火的恒定控制、无分电器点火控制、点火正时控制、点火时序控制以及点火提前与爆震的控制等。一点火电流的恒定控制点火线圈的初／次级绕组的匝数比确定后，点火时的高压主要由初级绕组中通过的电流大小来决定。点火电流的恒定控制原理一点火线圈同时点火的基本电路无分电器单独顺序点火的基本电路点火电流的恒定控制原理图。当功率三极管Ｔ１或Ｔ２导通时，电流经其射极负反馈电阻Ｒｆ到地。通过电阻Ｒｆ的电流越大，其上的压降也越大。如果点火电流超过规定值时，电路Ｒｆ上的压降增大，恒流控制电路开始起控使闭合角减小。继而减小了三极管Ｔ１、Ｔ２的导通时间，最终通过点火线圈的初级绕组中的电流减小，避免点火线圈发热和三极管Ｔ１、Ｔ２的损坏。二无分电器电子点火１无分电器同时点火方式图是四缸电喷发动机无分电器用一点火线圈同时点火的基本电路。该同时点火电路的基本原理是：ＥＣＵ根据曲轴位置传感器和同步信号传感器送来的信号，经计算处理后向电子点火组件中的驱动三极管Ｔ１发出点火信号（１缸和４缸的同时点火信号），这时三极管Ｔ１导通Ｔ２截止。点火电流从蓄电池的＋１２Ｖ→三极管Ｔ１的集电极和发射极→初级绕组的Ｌ２→蓄电池负极。这时初级绕组的Ｌ１中的电流中断，次级绕组中感应产生高压电，其极性为上负下正。其电流流向为：次级绕组的ｂ端→二极管Ｄ４→４缸火花塞的中央电极和旁电极→蓄电池负极→１缸火花塞的旁电极和中央电极→二极管Ｄ１→次级绕组的ａ端。这时１和４两个缸的火花塞同时跳火。由于图的点火工作顺序为１－３－４－２，４缸的活塞处于排气行程，１缸的活塞处于压缩行程的上止点位置，因而１缸的火花塞跳火是有效的，而４缸的火花塞跳火是无效的。无分电器单独顺序点火方式图是一个四缸电喷发动机无分电器单独顺序点火的基本电路。该无分电器点火系统中的工作点火顺序与常规的发动机按工作顺序点火的原理相同。不同的是因无分电器单独点火，每个缸的火花塞均需一个点火线圈，并且工作时还需要判缸信号。ＥＣＵ根据曲轴位置传感器和同步信号传感器送来的信号，经处理后向电子点火组件中的驱动三极管Ｔ１发出点火信号。这时三极管Ｔ１截止，使点火线圈的初级绕组中的电流中断，次级绕组便感应产生高压电，使１缸的火花塞跳火。随着发动机的旋转，ＥＣＵ将按照该发动机的工作点火顺序依使相应气缸的火花塞跳火。点火正时的控制点火正时是指活塞处于压缩行程的上止点时刻点火，它由安装在飞轮边缘的曲轴位置传感器给ＥＣＵ提供信息，ＥＣＵ经判断处理后输出指令使电子点火器工作。曲轴位置传感器是点火系统的重要器件。对于四缸发动机来说，在其飞轮的相对方向上各有均等的４个槽。４个槽为一组，两组槽相隔１８０°，每组槽齿间隔２０°（见图点火正时信号曲轴位置传感器多由霍尔传感器担任，当发动机飞轮旋转时，其上的槽齿经过霍尔传感器时产生霍尔效应输出５Ｖ的高电平信号。当飞轮上的槽齿不经过霍尔传感器的期间，无霍尔电压产生，输出０．３Ｖ的低电平信号。飞轮旋转一圈（３６０°），每组槽齿共产生４个霍尔电压脉冲信号（见图）点火正信号点火正时信号点火时序信号四缸发动机工作时有两个气缸的活塞同时到达上止点：一是排气行程的上止点；另一个是压缩行程的上止点。点火只应在活塞处于压缩行程的气缸发生。ＥＣＵ根据曲轴位置传感器送来的信号，就可知道有两个气缸的活塞已到达上止点，但它不知道是哪个气缸的活塞处于压缩行程，因此它还不能发出点火指令，还需要一个点火时的重要信号——气缸差别（判缸）信号。曲轴位置传感器与ＥＣＵ的工作关系见图点火正时信号四点火时序的控制点火时序也就是