第10章 电子点火控制系统

第10章 电子点火控制系统

本章主要内容 电子点火控制系统的分类 电子点火控制系统的结构与工作原理

10.1 概 述10.1.1 电子点火控制技术发展概况与特点1.发展概况 1931年美国人首先在分电器上使用真空装置与 离心装置来自动调节点火提前角。 1976年，美国通用汽车公司首次将微机应用于 点火时刻控制。 微机控制的燃油喷射系统：点火提前角控制功 能通常作为发动机电子控制系统的一部分，由发动 机电子控制系统协调控制。 全电子点火控制装置(无分电器、无高压导线) 其点火性能也有进一步的提高。

10.1.1 电子点火控制技术发展概况与特 点2.机械式点火提前调节的不足分电器中的真空点火提前装置和离心点火提前装置 其工作特性如图10-1所示，它在某种程度上满足了发动 机负荷和转速变化对点火提前角改变的需求，但主要存 在以下不足： 点火提前角调节性能较差 对温度等其它影响燃烧的因素不能起调节作用

10.1.1 电子点火控制技术发展概况与特 点

10.1.1 电子点火控制技术发展概况与特 点(1) 点火提前角调节性能较差 理论和实践证明，发动机的最佳点火时间应能够使发动机的燃 烧临近爆燃(但不产生爆燃)。因此，发动机的最佳点火提前角随发 动机转速和负荷的变化是一个不规则的曲面(图10-2)。

10.1.1 电子点火控制技术发展概况与特 点由于真空、离心点火提前调节器的点火提前角调节 是线性的，因此不可能在发动机转速、负荷变化的范围 内将点火提前角都调整到最佳的值。以某一负荷下的转 速变化对点火提前角的调整要求为例，点火正时所调整 的基本点火提前角是以发动机在整个转速变化范围内不 产生爆燃为前提的，这样只能使发动机在某些工况下接 近于最佳点火，而在其它工况下实际上是点火过迟了(图 10-3)。 真空、离心点火提前调节装置使发动机在许多工况 下偏离最佳点火时刻，发动机的功率不能充分发挥，油 耗和排污较高。

10.1.1 电子点火控制技术发展概况与特 点(2) 对温度等其它影响 燃烧的因素不能起调节 作用 当发动机的温度、 进气压力和温度、混合 气浓度等因素起变化时， 混合气的燃烧速度会发 生变化，点火提前角也 应作相应的调整。而真 空、离心点火提前调节 器则不能起作用。

10.1.1 电子点火控制技术发展概况与特 点3.电子点火控制系统的优点 电子控制点火系统由微机根据各有关传感器的电信号确定最佳 的点火时间并进行实时调整，这种点火提前角控制方式具有如下的 优点。 ① 可实现最佳点火时间控制。电子控制点火实现了非线性控制， 使发动机各工况下都可处于最

佳的点火状态。 ② 可针对各种影响因素修正点火时间。电子控制点火系统微机 根据发动机温度、进气压力、混合气浓度等传感器的信号，及时对 点火提前角进行修正，使发动机在任何状态下都不偏离最佳的点火 提前角控制。 ③ 可与其它电子控制系统实现协调控制。电子点火控制系统可 接受其它电子控制系统的有关信号，及时对点火提前角进行适当的 调整，以使发动机的运转和汽车的运行更加平稳。

10.1.1 电子点火控制技术发展概况与特 点全电子点火控制系统的优点。 ① 减少了点火能量的损失。传统的高压配电方式工作时配电器 分火头与旁电极之间的跳火和具有较高电阻的高压导线均会损失 部分点火能量，电子高压配电避免了这部分能量损失，提高了有 效的点火能量。 ② 降低了点火系统的故障率。配电器在高压下工作，分电器盖、 分火头及高压导线等的漏电、烧损是电子点火装置常见的故障， 采用电子高压配电则避免了这些故障可能，从而提高了点火系统 的工作可靠性。 ③ 增加了点火线圈(或初级绕组)的个数。对于每个点火线圈来 说，初级绕组的可通电时间增加了2~6倍。因此，即使发动机在 极高的转速下，点火线圈初级也有充足的通路时间，从而保证了 发动机在高速时有足够的点火能量和次级电压。

20.1.2 电子点火控制系统分类电子点火控制系统分类 1.高压配电方式 机械高压配电 电子高压配电2.点火方式 分组同时点火 单独点火 3.控制方式 闭环控制 开环控制

20.1.2 电子点火控制系统分类1.高压配电方式① 机械高压配电：采用传统的配电器分配点火线圈产生 的高压。因此这种改进型的电子点火控制系统还有分电 器，但只相当于传统分电器中的配电器的功能。 ② 电子高压配电：由电子控制进行高压分配，这种全电 子点火控制系统又分两种类型，一种是无分电器，但点 火线圈与火花塞之间还用高压导线连接；另一种则无高 压导线，每个火花塞上面直接连接着一个点火线圈。

20.1.2 电子点火控制系统分类

20.1.2 电子点火控制系统分类2.按点火方式不同分

① 分组同时点火方式：一般是将各缸火花塞两两分组，每次点火都是同组的两缸火花塞同时进行。其中一缸是 有效点火，成对的另一缸为排气行程，是无效点火。由 于排气行程缸内的温度高、压力低，因此跳火电压很低， 能量的损失很小。分组同时点火方式又有二极管分配方 式和点火线圈分配方式两种不同的高压配电形式。 ② 单独点火方式：每缸火花塞都单独配有一个点火线圈， 一般是将点火线圈直接安装在火花塞的上面，因此可省 去高压导

线。

20.1.2 电子点火控制系统分类3.控制方式 ① 开环控制：电子点火控制系统中无爆燃传感器， 控制器只是以反映发动机工况、状态的各传感器信号对 点火提前角进行控制。 ② 闭环控制：电子点火控制系统中设有发动机爆燃 传感器，通过发动机爆燃传感器反馈发动机爆燃情况， 作出点火提前角的修正控制。闭环控制方式可使点火提 前角控制更接近爆燃区，可更有效地发挥发动机的功率。 因此，目前的电子点火控制系统大都采用闭环控制方式。

20.2 电控点火系统的组成和分类1. 组成ECU 传感器 点火执行器

20.2 电控点火系统的组成和分类2.电控点火系的型式有分电器式 无分电器式 1)分电器式点火系 ECU根据各输入信号，确定点火时刻，并将点火 正时信号IGt送至点火器，当IGt 信号变为低电平时， 点火线圈一次侧被切断，二次线圈中感应出高压电， 再由分电器送至相应缸火花塞点火。

20.2 电控点火系统的组成和分类2)无分电器 点火系统 将来自点 火线圈的高 压电直接分 配给火花塞， 有同时点火 和单独点火 两种形式。

20.2 电控点火系统的组成和分类单独点火式