电控发动机点火提前角的控制.kdh
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答疑解惑
汽车运用
● 葛郢汉
控制 电控发动机点火提前角的
点火提前角控制， 也称为点 火正时控制。对于现代汽车而言， 最佳点火提前角不仅要保证发动 机的动力性、经济性达到最佳， 而 且还必须使尾气中有害物质的排 放量最小。
影响点火提前角的因素 发动机转速 发动机转速越 高， 最佳点火提前角越大。这是因 为， 当发动机转速升高时， 燃烧过 程所占曲轴转角增大， 如果不适 当加大点火提前角， 燃烧会延续 到膨胀过程中， 造成发动机输出 功率和经济性下降。假设混合气 燃烧速率不变， 则最佳点火提前 角应随转速改变而按线性规律增 长。但实际上， 随着发动机转速的 继续升高， 由于气缸压力和温度 的提高及混合气扰流的增强， 燃 烧速度也随之加快， 当发动机转 速升高到一定程度时， 最佳点火 提前角虽仍然随发动机转速的升 高而增大， 但增加的速率有所减 缓， 由此可见， 最佳点火提前角随 发动机转速的变化是非线性的。 在传统机械式有触点点火系 统和普通电子点火系统中， 由于 普遍采用机械离心式点火提前角 调节装置， 其实际调节曲线与理 想调节曲线相差较大。采用电子 控制点火系统， 可以使发动机的 实际点火提前角随其转速的变化 关系接近于理想的最佳点火提前 角。 发动机负荷 发动机负荷增 大， 最佳点火提前角应减小。因 为， 当发动机负荷增大时， 在发动
最大和最小提前角控制 当 电控单元确定的点火提前角超过 允许的最大提前角或小于允许的 最小提前角时， 发动机很难正常 运转， 此时， 电控单元将以最大或 最小点火提前角允许值进行控 制。
二、发动机启动时点火提前 角的控制
发动机启动时， 由于其转速变 化大， 空气流量不稳定， 点火提前 角不能准确控制， 因此采用固定的 初始点火提前角进行控制。□
ＩＤＬ 通
ＩＤＬ 断 ４０ ６０ ８０ １００ １２０
冷却水温度（ ℃） 图 ２ 发动机点火提前角的过热修正
喷油量
０ 时间（ ｍｓ）
图 ３ 发动机点火提前角的空燃比反馈修正
热， 应将点火提前角增大。过热修 正的变化规律如图２所示。空燃比 反馈修正是指装有氧传感器的电 控燃油喷射系统， 电控单元根据 氧传感器的反馈信号对空燃比进 行修正。随着修正喷油的增加或 减少， 发动机转速在一定范围内 波动。为了提高发动机转速的稳 定性， 在反馈修正油量减少时， 点 火提前角应相应地增加； 当反馈 修正油量增加时， 点火提前角应 相应地减小。空燃比反馈修正的 变化规律如图３所示。怠速稳定性 修正是指发动机在怠速工况运行 时， 由于负荷的变化， 会使发动机 转速发生变化， 电控单元要调整 点火提前角， 使发动机在规定的 怠速转速下稳定运转。发动机处 于怠速工况时， 电控单元不断地 计算发动机的平均转速。当发动 机的实际转速低于规定的怠速转 速时， 电控单元根据实际转速与 目标转速差值的大小， 相应地增 大点火提前角； 当发动机的实际 转速高于目标转速时， 则减小点 火提前角。爆震修正是就爆震与 点火时刻的密切关系而言， 一般 来说， 点火提前角越大， 越容易产 生爆震， 此时推迟点火时间， 对消 除爆震有明显的作用。电控单元 对爆震进行反馈控制时， 首先把 来自爆震传感器的输入信号进行 滤波处理， 滤波电路只允许特定 范围频率的爆震信号通过滤波电 路， 由此达到将爆震信号与其它 振动信号分离的作用。然后， 电控 单元将此信号的最大值与爆震强 度基准值进行比较， 对是否发生 爆震及爆震的强弱程度作出判 断， 如信号最大值大于基准值， 即
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其它因素 最佳点火提前角 除了与发动机的转速、负荷和汽 油的辛烷值有关外， 还与发动机 的燃烧室形状、空燃比、大气压 力、冷却水温度等因素有关。传统 机械式有触点点火系统和普通电 子点火系统都无法根据上述影响 因素对点火提前角进行调整， 在 电子控制点火系统中， 电控单元 能综合考虑上述因素对最佳点火 提前角的影响， 并据此对点火提 前角进行修正， 以保证发动机在 各种工况和运行条件下都具有最
答疑解惑
表示发生爆震， 电控单元便推迟 点火时间。当发动机的负荷低于 一定值时， 一般不会发生爆震， 此 时电控单元对点火提前角实行开 环控制， 在这种情况下， 电控单元 对爆震传感器的输入信号不再进 行判别分析， 只按预置数据及相 关传感器的输入信号控制点火提 前角的大小。对于应采用开环控 制还是闭环控制， 电控单元通过 对反映发动机负荷状况的传感器 的输入信号进行分析， 作出相应 的处理： 电控单元对点火提前角 进行闭环控制时， 当发动机产生 爆震后， 电控单元根据爆震信号 的强弱， 控制推迟点火提前角度 的大小， 爆震强， 推迟的角度大， 爆震弱， 推迟的角度小。每一次的 反馈控制调整都以一固定的提前 角度递减， 直到爆震消失为止。当 爆震消失后， 电控单元又以一固 定的提前角度逐渐增大点火提前 角。当再次出现爆震时， 电控单元 又再次逐渐减小点火提前角。爆 震修正反馈控制原理如图４所示。 在需要对点火提前角进行闭环控 制的工况， 这种反馈控制调整过 程是反复进行的。电控单元通过 对点火提前角的反馈控制， 可以 使实际的点火提前角始终保持最 佳。
初始点火提前角 为了控制 点火正时， 电控单元根据压缩行 程上止点位置来确定点火提前 角， 有些发动机电控单元把Ｇ１或Ｇ２ 信 号 出 现 后 第 一 个Ｎｅ信 号 过 零 点 定为压缩行程上止点前１０°， 并以 这个角度作为点火正时计算的基 准点， 称之为初始点火提前角， 其 大小随发动机不同而异。
基本点火提前角 发动机正 常运转时， 电控单元按怠速工况 和非怠速工况两种情况来确定基 本点火提前角。怠速工况时， 电控 单元根据节气门位置信号 （ 怠速 触点ＩＤＬ闭合） 、发动机转速信号 及空调开关信号确定基本点火提 前角， 如图１所示。非怠速工况时， 电控单元根据发动机转速和节气 门位置信号， 从存储器中的数据 表中查出相应的基本点火提前 角。
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４３
提前角
推迟角 提前角
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修正点火提前角 除了发动 机转速和负荷外， 其它对点火提 前角有重要影响的因素均被归入 到修正点火提前角中， 包括暖机 修正、过热修正、空燃比反馈修 正、怠速稳定性修正和爆震修正 等。暖机修正是指节气门位置传 感 器 的 怠 速 触 点 ＩＤＬ闭 合 、发 动 机 冷却水温度变化时， 对点火提前 角进行的修正。当冷却水温度低 时， 应增大点火提前角， 以促使发 动机尽快暖机； 随着冷却水温度 的升高， 点火提前角修正值逐渐 减小。过热修正是指发动机处于 正 常 运 行 工 况 （ 怠 速 触 点 ＩＤＬ断 开） 时， 若冷却水温度过高， 为了 避免产生爆震， 应将点火提前角 推迟； 发动机处于怠速工况时（ 怠 速触点ＩＤＬ闭合） ， 若冷却水温度 过高， 为了避免发动机长时间过ห้องสมุดไป่ตู้
机转速不变的情况下， 由于气缸 内温度升高， 混合气燃烧速率加 快， 所以最佳点火提前角应减小。 最佳点火提前角随发动机负荷变 化也是非线性的。传统机械式有 触点点火系统和普通电子点火系 统中采用的点火提前角真空调节 装置， 其实际调节曲线与理想调 节曲线相差较大。采用电子控制 点火系统时， 可以使发动机的实 际点火提前角随其负荷的变化关 系接近于理想的最佳点火提前 角。
佳的点火提前角。 最佳点火提前角的确定与控制 在电子控制点火系统中， 电
控单元对点火提前角的控制分为 发动机正常运转时点火提前角控 制和启动时点火提前角控制２种 情况。
一、发动机正常运转时点火 提前角的控制
发动机正常运转情况下， 其 最佳点火提前角为初始点火提前 角、基本点火提前角和修正点火 提前角之和。
汽油辛烷值 汽油的辛烷值 越高， 抗爆性越好， 点火提前角可 适当增大； 反之， 则减小。在发动 机的实际运行中， 为了避免爆震， 实际的点火提前角都略小于最佳 点火提前角， 因此当汽油的辛烷 值提高时， 应适当地加大点火提 前角。为了适应不同辛烷值的要 求， 有的发动机在电控单元中存 储了２张点火正时数据表， 可根据 不同燃油的品质进行选择。
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● 葛郢汉
控制 电控发动机点火提前角的
点火提前角控制， 也称为点 火正时控制。对于现代汽车而言， 最佳点火提前角不仅要保证发动 机的动力性、经济性达到最佳， 而 且还必须使尾气中有害物质的排 放量最小。
影响点火提前角的因素 发动机转速 发动机转速越 高， 最佳点火提前角越大。这是因 为， 当发动机转速升高时， 燃烧过 程所占曲轴转角增大， 如果不适 当加大点火提前角， 燃烧会延续 到膨胀过程中， 造成发动机输出 功率和经济性下降。假设混合气 燃烧速率不变， 则最佳点火提前 角应随转速改变而按线性规律增 长。但实际上， 随着发动机转速的 继续升高， 由于气缸压力和温度 的提高及混合气扰流的增强， 燃 烧速度也随之加快， 当发动机转 速升高到一定程度时， 最佳点火 提前角虽仍然随发动机转速的升 高而增大， 但增加的速率有所减 缓， 由此可见， 最佳点火提前角随 发动机转速的变化是非线性的。 在传统机械式有触点点火系 统和普通电子点火系统中， 由于 普遍采用机械离心式点火提前角 调节装置， 其实际调节曲线与理 想调节曲线相差较大。采用电子 控制点火系统， 可以使发动机的 实际点火提前角随其转速的变化 关系接近于理想的最佳点火提前 角。 发动机负荷 发动机负荷增 大， 最佳点火提前角应减小。因 为， 当发动机负荷增大时， 在发动
最大和最小提前角控制 当 电控单元确定的点火提前角超过 允许的最大提前角或小于允许的 最小提前角时， 发动机很难正常 运转， 此时， 电控单元将以最大或 最小点火提前角允许值进行控 制。
二、发动机启动时点火提前 角的控制
发动机启动时， 由于其转速变 化大， 空气流量不稳定， 点火提前 角不能准确控制， 因此采用固定的 初始点火提前角进行控制。□
ＩＤＬ 通
ＩＤＬ 断 ４０ ６０ ８０ １００ １２０
冷却水温度（ ℃） 图 ２ 发动机点火提前角的过热修正
喷油量
０ 时间（ ｍｓ）
图 ３ 发动机点火提前角的空燃比反馈修正
热， 应将点火提前角增大。过热修 正的变化规律如图２所示。空燃比 反馈修正是指装有氧传感器的电 控燃油喷射系统， 电控单元根据 氧传感器的反馈信号对空燃比进 行修正。随着修正喷油的增加或 减少， 发动机转速在一定范围内 波动。为了提高发动机转速的稳 定性， 在反馈修正油量减少时， 点 火提前角应相应地增加； 当反馈 修正油量增加时， 点火提前角应 相应地减小。空燃比反馈修正的 变化规律如图３所示。怠速稳定性 修正是指发动机在怠速工况运行 时， 由于负荷的变化， 会使发动机 转速发生变化， 电控单元要调整 点火提前角， 使发动机在规定的 怠速转速下稳定运转。发动机处 于怠速工况时， 电控单元不断地 计算发动机的平均转速。当发动 机的实际转速低于规定的怠速转 速时， 电控单元根据实际转速与 目标转速差值的大小， 相应地增 大点火提前角； 当发动机的实际 转速高于目标转速时， 则减小点 火提前角。爆震修正是就爆震与 点火时刻的密切关系而言， 一般 来说， 点火提前角越大， 越容易产 生爆震， 此时推迟点火时间， 对消 除爆震有明显的作用。电控单元 对爆震进行反馈控制时， 首先把 来自爆震传感器的输入信号进行 滤波处理， 滤波电路只允许特定 范围频率的爆震信号通过滤波电 路， 由此达到将爆震信号与其它 振动信号分离的作用。然后， 电控 单元将此信号的最大值与爆震强 度基准值进行比较， 对是否发生 爆震及爆震的强弱程度作出判 断， 如信号最大值大于基准值， 即
４ ４ ２００６ 年·第 ８ 期·总第 １６６ 期
ＱＩＣＨＥ ＹＵＮＹＯＮＧ
其它因素 最佳点火提前角 除了与发动机的转速、负荷和汽 油的辛烷值有关外， 还与发动机 的燃烧室形状、空燃比、大气压 力、冷却水温度等因素有关。传统 机械式有触点点火系统和普通电 子点火系统都无法根据上述影响 因素对点火提前角进行调整， 在 电子控制点火系统中， 电控单元 能综合考虑上述因素对最佳点火 提前角的影响， 并据此对点火提 前角进行修正， 以保证发动机在 各种工况和运行条件下都具有最
答疑解惑
表示发生爆震， 电控单元便推迟 点火时间。当发动机的负荷低于 一定值时， 一般不会发生爆震， 此 时电控单元对点火提前角实行开 环控制， 在这种情况下， 电控单元 对爆震传感器的输入信号不再进 行判别分析， 只按预置数据及相 关传感器的输入信号控制点火提 前角的大小。对于应采用开环控 制还是闭环控制， 电控单元通过 对反映发动机负荷状况的传感器 的输入信号进行分析， 作出相应 的处理： 电控单元对点火提前角 进行闭环控制时， 当发动机产生 爆震后， 电控单元根据爆震信号 的强弱， 控制推迟点火提前角度 的大小， 爆震强， 推迟的角度大， 爆震弱， 推迟的角度小。每一次的 反馈控制调整都以一固定的提前 角度递减， 直到爆震消失为止。当 爆震消失后， 电控单元又以一固 定的提前角度逐渐增大点火提前 角。当再次出现爆震时， 电控单元 又再次逐渐减小点火提前角。爆 震修正反馈控制原理如图４所示。 在需要对点火提前角进行闭环控 制的工况， 这种反馈控制调整过 程是反复进行的。电控单元通过 对点火提前角的反馈控制， 可以 使实际的点火提前角始终保持最 佳。
初始点火提前角 为了控制 点火正时， 电控单元根据压缩行 程上止点位置来确定点火提前 角， 有些发动机电控单元把Ｇ１或Ｇ２ 信 号 出 现 后 第 一 个Ｎｅ信 号 过 零 点 定为压缩行程上止点前１０°， 并以 这个角度作为点火正时计算的基 准点， 称之为初始点火提前角， 其 大小随发动机不同而异。
基本点火提前角 发动机正 常运转时， 电控单元按怠速工况 和非怠速工况两种情况来确定基 本点火提前角。怠速工况时， 电控 单元根据节气门位置信号 （ 怠速 触点ＩＤＬ闭合） 、发动机转速信号 及空调开关信号确定基本点火提 前角， 如图１所示。非怠速工况时， 电控单元根据发动机转速和节气 门位置信号， 从存储器中的数据 表中查出相应的基本点火提前 角。
ＱＩＣＨＥ ＹＵＮＹＯＮＧ
２００６ 年·第 ８ 期·总第 １６６ 期
４３
提前角
推迟角 提前角
汽车运用
修正点火提前角 除了发动 机转速和负荷外， 其它对点火提 前角有重要影响的因素均被归入 到修正点火提前角中， 包括暖机 修正、过热修正、空燃比反馈修 正、怠速稳定性修正和爆震修正 等。暖机修正是指节气门位置传 感 器 的 怠 速 触 点 ＩＤＬ闭 合 、发 动 机 冷却水温度变化时， 对点火提前 角进行的修正。当冷却水温度低 时， 应增大点火提前角， 以促使发 动机尽快暖机； 随着冷却水温度 的升高， 点火提前角修正值逐渐 减小。过热修正是指发动机处于 正 常 运 行 工 况 （ 怠 速 触 点 ＩＤＬ断 开） 时， 若冷却水温度过高， 为了 避免产生爆震， 应将点火提前角 推迟； 发动机处于怠速工况时（ 怠 速触点ＩＤＬ闭合） ， 若冷却水温度 过高， 为了避免发动机长时间过ห้องสมุดไป่ตู้
机转速不变的情况下， 由于气缸 内温度升高， 混合气燃烧速率加 快， 所以最佳点火提前角应减小。 最佳点火提前角随发动机负荷变 化也是非线性的。传统机械式有 触点点火系统和普通电子点火系 统中采用的点火提前角真空调节 装置， 其实际调节曲线与理想调 节曲线相差较大。采用电子控制 点火系统时， 可以使发动机的实 际点火提前角随其负荷的变化关 系接近于理想的最佳点火提前 角。
佳的点火提前角。 最佳点火提前角的确定与控制 在电子控制点火系统中， 电
控单元对点火提前角的控制分为 发动机正常运转时点火提前角控 制和启动时点火提前角控制２种 情况。
一、发动机正常运转时点火 提前角的控制
发动机正常运转情况下， 其 最佳点火提前角为初始点火提前 角、基本点火提前角和修正点火 提前角之和。
汽油辛烷值 汽油的辛烷值 越高， 抗爆性越好， 点火提前角可 适当增大； 反之， 则减小。在发动 机的实际运行中， 为了避免爆震， 实际的点火提前角都略小于最佳 点火提前角， 因此当汽油的辛烷 值提高时， 应适当地加大点火提 前角。为了适应不同辛烷值的要 求， 有的发动机在电控单元中存 储了２张点火正时数据表， 可根据 不同燃油的品质进行选择。
