云南省汽车修理技能知识:汽车发动机燃油喷射系统——点火控制
时间:2023-06-29关注:
在微机控制的点火系统中,主要对点火提前角、通电时间和爆震进行控制。
一、微机控制点火系统的组成
微机点火系统主要包括各种有关的传感器、电子控制单元ECU、点火控制器、点火线和火花塞等组成。
二、有分电器点火系统的点火控制
有分电器的微机控制点火系统的控制原理框图如图2-5-27所示。
工作过程如下:发动机工作时,ECU中的中央处理器通过各种传感器把发动机运行工况信息采集到随机存储器RAM中,并不断检测凸轮位置传感器信号,判定是那一缸即将到达压缩上止点,当采集到上述信息后,中央处理器开始对曲轴转角信号进行计数,以便控制点火提前角。同时,中央处理器根据采集到的发动机工况信息,从固化到ECU中的数据当中查询出相应工况的最佳点火提前角。与此同时,中央处理器判断点火时刻是否来到。当前轴转角等于最佳点火提前角时,中央处理器立即向点火控制点火线圈初级绕组的功率三级管截止,点火线圈初级电流被切断,次级绕组产生高压,并通过配电器按发动机点火顺序将高压分配至各缸火花塞,并点燃混合气。
三、无分电器点火系统的点火控制
无分电器直接点火系统是将点火线圈产生的高压直接送到火花塞,使其跳火,点燃混合气的一种方式。目前常采用以下两种方式:即同时点火方式和单独点火方式。
1.同时点火方式
所谓同时点火方式是指两个气缸合用一个点火线圈,高压端分别与两个火花塞相连,对两个气缸点火。双缸同时点火时,一个气缸处于压缩进程末期,是有效点火;另一个气缸处于排气行程末期,缸内温度较高而压力很低,火花塞很容易跳火,能量损失很小,是无效点火。双缸熔深点火方式细分为二级管分别和点火线圈分配两种形式。
1)二极管分配高压双缸同时点火的控制
点火线圈由两个初级绕组和一个次级绕组构成,次级绕组的两端通过4只高压二极管与火花塞构成回路。对于点火顺序为1—3—4—2的发动机,1-4缸为一组,2—3缸为另一组。点火控制器中的两只功率三极管分别控制一个初级绕组的通电与断电。
当发动机ECU将1、4缸的点火触发信号输入点火控制器时,功率三极管VT₁截止,初级绕组A中电流被切断,次级绕组中就会产生高压电动势,方向如图中实线箭头所示。在该电动势的作用下,二极管D₁、D₄导通,1、4缸火花塞跳火,高压放电回路由图中实线箭头所标方向构成回路。此时,D₂、D3反向截止,不能构成高压放电回路,2、3缸火花塞不能跳火。同理,当发动机ECU将2、3缸点火触发信号输入点火控制器时,功率三极管VT₂截止,点火线圈初级绕组B中的电流被切断,次级绕组中产生高压电动势,方向如图中虚线箭头所示。D₂、D₃正向导通,2、3缸火花塞跳火,D、D₄反向截止,高压放电回路如图中虚线箭头所指方向构成回路。
2)点火线圈分配高压双缸同时点火的控制
6缸发动机的点火线圈组件有3个独立点火线圈,每个点火线圈供给成对的两个火花塞工作(6缸发动机的1、6缸,2、5缸和3、4缸分别共用一个点火线圈)。
电子点火控制器中配有与点火线圈数量相等的功率三极管,分别控制一个点火线圈工作。点火控制器根据发动机ECU发出的点火控制信号,按点火顺序轮流触发控制点火线圈初级绕组通断的功率三极管导通或截止从而使每各个点火线圈高压端轮流产生高压电,再通过高压线直接输送到成对的两缸火花塞跳火点燃混合气。
2.单独点火方式
单独点火方式中每一个火花塞配一个点火线圈,其电路原理如图2-5-30a)所示。点火线圈可以安装在火花塞的顶部,省去了高压线。结构紧凑,点火性能好,但点火控制系统较复杂,如图2-5-30b)所示。
独立点火方式中各缸点火线圈的初级绕组的通断分别由点火控制器中的功率三极管控制,整个点火系统的工作由发动机ECU进行控制。发动机工作时,发动机ECU根据曲轴位置传感器、空气流量计、点火基准信号传感器、冷却液温度传感器、爆震传感器、点火开关和有关的开关输入信号经计算对比,发出指令使点火控制器中的功率三极管按点火顺序分别切断点火线圈的初级绕组,使次级产生高电压并点燃混合气。
四、爆震控制
消除爆震最有效的方法就是推迟点火提前角,利用点火提前角闭环控制系统能够有效的控制点火提前角。爆震控制就是这样一个点火提前角闭环控制系统。
爆震传感器用于检测发动机是否发生爆震。一个发动机一般安装1~2支。发动机ECU根据爆震传感器和其他相关传感器提供的信号对点火提前角做适当的调整以消除爆震。
点火时间过早是产生爆震的一个主要原因,图2-5-32所示为爆震与点火时刻、发动机转矩的关系。发动机发出最大转矩的点火时刻(MBT)是在开始产生爆震点火时刻(爆震极限)的附近。因此,在设定点火时刻时,需要留有离开爆震界限的余量。无爆震控制时,所留余量应大些,这时的点火时刻比发出最大转矩时的点火时刻滞后,所以转矩有所降低。如果用爆震传感器能检测到爆震界限,那么就可以把点火时刻调到接近爆震界限的位置,以便能更有效地得到发动机的输出功率。
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