1、电控点火系统 电控点火系统的组成，如图8-34所示。 图8-34 汽车发动机电控燃油分配喷射系统方框图 1 1 图8-35 电控点火系统基本组成和原理 一、电控点火系统 1、电控点火系统的工作原理： 电控点火系统主要由与点火有关的各种传感器、电子控制单元（发动 机控制ECU）、点火电子组件（点火器）、点火线圈、高压配电器和火花塞 等组成，如图8-35所示。 2 2 （1）点火系统有关的传感器及开关信号 电子控制点火系统中所用到的主要传感器有曲轴转角/转速传感器、 曲轴基准位置传感器（点火基准传感器）和爆震传感器，另外，还根据 进气压力传感器或空气流量传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感 器、
2、节气门位置传感器以及起动开关信号、空调开关信号、空挡开关信 号等开关信号对各种工况下的点火提前角进行必要的修正。 曲轴转角与转速传感器： 电控点火系统中，发动机转速信号是微机用来读取或计算基本点火提 前角最主要的依据之一，而曲轴转角信号则用来计算具体的点火时刻。 曲轴基准位置传感器（点火基准传感器）： 该传感器可在曲轴转至某一特殊的位置，如一缸上止点或上止点前某 一特定的角度时，输出一个脉冲信号，微机将这一脉冲信号作为计算点 火提前角的曲轴位置基准点，并与曲轴转角信号一起计算曲轴任一时刻 所处的具体位置。 3 3 （2）点火提前角的确定 电子控制点火系统中，点火提前角通常由初始点火提前角，基本
3、点 火提前角和点火提前角修正值三部分组成。 基本点火提前角： （如图8-36所示） 图8-36 点火提前角示意图 点火提前角修正值： 点火提前角修正值 是电子控制单元根据 发动机进气温度、冷 却液温度、节气门位 置、混合气空燃比、 起动开关、空调开关 等传感器信号和有关 开关信号，对基本点 火提前角按一定的修 正特性所做的进一步 优化性校正，从而使发动机点火性能最佳。 4 4 （3）点火提前角的控制 点火提前角的控制通常有开环控制和闭环控制两种方式，如图 8-37所示。 开环控制方式： 即电子控制器根据有关传感器提供的发动机工况信息从内部存储器 （ROM）中读取出相应的基本提前角。 闭环控制方
4、式： 闭环控制方式可以在控制点火提前角的同时，不断地检测发动机的有 关工况，如发动机是否发生爆震、怠速是否稳定等。 图8-37 开环、闭环控制方式框图 5 5 爆震控制最主要的传感器是爆震传感器，它用于检测发动机是否发 生爆震，一般每台发动机安装一到两只。 爆震传感器安装位置：3缸发动机安装在第2缸缸体中间；4缸发动机 安装在2、3缸缸体之间。工作原理：爆震传感器（如图8-38、8-39所示 ）是一种振动加速度传感器，装在发动机气缸体上。 图8-38 爆震传感器实物与特性简图 6 6 图8-39 爆震传感器结构图 发动机工作期间（多在低速大负荷工况时）如发生爆震，且爆震强 度达到一定值时，电子
5、控制单元便能接收到提前信号，并根据爆震强度 的大小给点火电子组件发出推迟点火的信号，直到爆震消失。爆震消失 后，电子控制单元便将点火提前角逐渐移至最佳点火角，或以一定角度 使点火提前，直到再次发生爆震时为止。 7 7 通电时间的控制： 导通角即前述的闭合角，它主要影响点火线圈初级绕组的通电时间 和点火线圈的储存能量，而点火线圈通电时间和储存能量取决于发动 机转速和蓄电池的供电电压。控制原理框图如图8-40所示。 图8-40 爆震传感器结构图 8 8 二、分电器高压配电电子点火控制系统 当前为了提高发动机的动力性、经济性、减少排气污染，要求点火 系统不仅要提供较高的点火能量，而且对点火时刻的控制
6、要求有较高的 精度和对发动机各 种工况变化的适应 能力。典型的有分 电器ECU控制点火 系统组成方框图如 图8-41所示。 图8-41 典型的有分电器电控点火系统组成图 9 9 图8-42 磁电式曲轴转角传感器结构图 1、相关传感器，执行器的工作原理与检修方法： （1）传感器： 磁电式曲轴转角传感器结构与原理，其典型结构如图8-50所示。 1010 下面分三种情况来说明其工作原理，如图8-43所示。这三种情况 下的磁通回路为：永久磁铁的N极空气隙信号转子空气隙铁 芯永久磁铁的S极。 图8-43 磁电式传感器典型结构示意图 1111 磁电式曲轴转角传感器的检测： 检查、调整信号转子凸齿与线圈铁心
7、之间的间隙值：可用厚薄规 进行测量，如图8-44（a）所示。该间隙的标准值一般为0.2mm0.4mm 。如不符合，调整方法如图8-44（b）所示， 图8-44 信号转子凸齿示意图 1212 图8-45 霍尔式传感器工作原理示意图 霍尔式曲轴转角传感器：如图8-55所示是霍尔式传感器工作原理示 意图。 如图8-45（a）所示，霍尔元件有4个接线端，其中A、B分别为电流 Ig的输出和输入端；C、D分别为霍尔电压Eh两输出端。 永久磁铁的磁力线可穿过空气间隙垂直进入霍尔元件如图8-45（c） 虚线所示，也可由叶片遮挡而不进入霍尔元件如图8-45（b）虚线所示。 1313 （2）执行器： 霍尔式点火信
8、号发生器的检修： 霍尔式点火信号发生器为有源器件，需输入一定电源电压时才能 工作，结构如图8-46。 图8-46 霍尔式点火信号发生器示意图 1414 光电式点火触发信号工作原理：（如图847所示） 发动机工作时，转盘由分电器轴驱动在发光二极管与光敏三极管之 间转动。当发光二极管的光线穿过狭缝射向光敏三极管时，当敏三极 管导通，信号电路便输 出信号。分电器每转一 圈产生360个1曲轴角 度与转速信号和6个60 基准位置信号（指六缸， 四缸为4个90基准位 置信号）。 图8-47 光电式分电器曲轴转角与转速传感器 1515 图8-48 光电式分电器曲轴转角与转速传感器原理结构图 其结构由安装在分
9、电器轴上的转盘和安装在分电器底板上的光电式 信号发生器组成。信号发生由发光二极管，光敏三极管和信号电路组成 。转盘位于发光二极管和光敏三极管之间，如图8-48所示。 1616 点火线圈原理与检修： a、传统点火线圈原理 点火线圈的上端装有胶木盖，中央突出部分为高压接线柱，其他的 接线柱为低压接线柱。根据低压接线柱的数目不同，点火线圈有二接线 柱和三接线柱之分，其内部结构如图8-49所示。 图8-49 普通点火线圈内部结构图 1717 b、开磁路与闭磁路点火线圈原理： 在汽车电子点火系统中，采用了能量转换效率较高的开磁路与闭磁 路点火线圈，如图8-50所示。 图8-50 开磁路和闭磁路点火线圈
10、1818 c、点火线圈的故障检修： 点火线圈的故障主要有初、次级绕组断路、短路和搭铁，绝缘盖 破裂漏电，检查、试验和修理方法如下： 点火线圈的检查： 肉眼直观检查：检查的主要内容和 要求是察看绝缘盖与外壳封装应完好， 周围不得有绝缘物溢出。 初、次级绕组断路、短路和搭铁的 检查：（如图8-51所示） 图8-51 检查点火线圈搭铁 1919 图8-52 火花塞的构造 火花塞工作原理与检修： a 、火花塞工作原理： 火花塞的作用是将点火线圈所产生 的高压电引入发动机燃烧室，并在其电 极间产生电火花，点燃缸内混合气。 火花塞的构造如图8-52所示。中心 电极用镍铬合金制成，具有良好的耐高 温、耐腐蚀
11、性能。导体玻璃起密封作用 。火花塞的间隙多为0.60.8mm，但当 采用电子点火时，间隙可增大至 1.01.2mm。 2020 图8-53 火花塞的构造 图8-54 火花塞的间隙的测量与调整 b、火花塞电极间隙的检查与调整： 火花塞间隙不当时，应用特 制的测量调整工具弯曲侧电极 进行调整，如图8-53所示为火 花塞间隙示意图。火花塞间隙 的调整如图8-54所示。 2121 三、无分电器电子 点火系统 无分电器点火系统取消 了分电器的机械配电方式， 因此完全消除了分电器的缺 陷，进一步提高了点火性能 ，降低了点火能量的高压传 输损失，提高了点火系统的 可靠性和耐久性。目前常用 的无分电器电子点火
12、方式有 各缸单独点火和双缸同时点 火两种，如图8-55所示。 图8-55 各缸单独点火与双缸同时点火示意图 2222 1、单独点火方式: 单独点火是指一个火花塞配一只点火线圈，将点火线圈及功率晶 体管作为一体直接安装在火花塞顶上，这样不仅取消了分电器，而且 也不用高压线，因此，彻底消除了分电器和高压线所带来的缺陷，点 火性能最好，但结构和点火控制系统复杂，如图8-56所示。 图8-56 单独点火无分电器式微电脑点火系统方框图 2323 2、双缸同时点火方式： 双缸同时点火是指一只点火线圈同时为两个汽缸点火，如图8-57 所示。这种方式要求共用一只点火线圈的两个汽缸工作相位相差 360曲轴转角，
13、这样当一缸接近压缩行程上止点时，另一缸必然在 接近排气行程上止点，若此时点火，两个汽缸的火花塞将同时跳火。 图8-57 双缸同时点火点火系统原理图 2424 脐腰昀瑞譎鎇隱!瀀艁布乴苣嶁膱腝诘 a 水箱2所需的功率为 2700/3600*150=112.5Wa 由此可见水箱1需要的风功率相对水箱2 增加了52.5W（47%）， 折算到冷却风扇电机的输入功率， 增加了约175W。 估算增加了CO2排放 约4g/100Km! 2010-4-7 0 散热系统的匹配 Step 2: 匹配合适的风扇总成 风扇1与风扇2相比，风扇1 的最大 效率高于风扇2 最大工作效率； 在工作点的处（150Pa）， 风
14、扇1 的效率约为风扇2效率的一半； 选择风扇2是更优的选择。 水箱和电 子风扇匹 配 电机和 风扇匹 配 风扇1 风扇2 结论： 不能单独的选择风扇总成，在确定水箱与风扇性能要求前必须进行 风扇与水箱的匹配，匹配的结果会极大地影响冷却模块的效率。 水箱 2010-4-7 0 风扇的选择 根据数据库中各类风扇的特性，选择满足几何条件的合适的风扇； 选择其工作转速，如本例中转速约为 2800rpm的单风扇，相应的风机的噪声根据表中数据可以预测为78分贝左右。 2010-4-7 0 风扇和电机的匹配 Motor Efficiency=Ps Pin Fan Efficiency =Pf Ps Over
15、all Efficiency =Pf Pin 典型值 Motor Efficiency: Brush Type 55% to 75% Fan Efficiency: Axial Flow 30% to 55 % Overall Efficiency: Fan Module 25% to 40% SPEED (R.P.M.) CURRENT (AMPS) FAN LINE CURRENT SPEED S1 TORQUET1 I1 2010-4-7 0 AMPS/SPEED TORQUE LOW SPEED FAN CURVE CURRENT HIGH SPEED + - A B 电机调速一： Motors with Resistors Advantages / Disadvantages (+/-) + Target Speeds can be achieved + Efficient High Speed / - Inefficient Low Speed + Proven Warranty Record (In Production for 16 years) 2010-4-7 0 TORQUE LOW SPEED FAN CURVE HIGH SPEED AMPS/SPEED Volt
