《汽车发动机电控技术》第四章汽油机电子控制点火系统PPT课件

爆燃传感器
爆燃传感器用于检测发动机是否发生爆 燃以及爆燃的强度，以便控制点火提前
角，防止爆燃的发生。
爆燃传感器通常采用压电陶瓷或光纤传 感技术，能够检测发动机缸体的振动或 压力变化，当检测到爆燃发生时，传感
器输出信号给ECU。
ECU根据爆燃传感器的信号和其他传感 器信号调整点火提前角，以减小或消除
曲轴位置传感器通常采用霍尔效应或磁电式设计，能够输出脉冲信号， 通过检测这些信号的相位和频率，可以确定发动机的转速和曲轴位置。
曲轴位置传感器的信号被送入发动机控制单元（ECU），ECU根据这些 信号和其他传感器信号计算出最佳点火时刻，并控制点火线圈的通电时 间，以产生高压电火花点燃气缸内的可燃混合气。
03 点火系统的故障诊断与维修
常见故障类型
发动机无法启动
点火系统故障可能导致发动机无法启动 ，可能是由于点火线圈、火花塞或高压
线的问题。
发动机运转不平稳
点火系统故障可能导致发动机运转不 平稳，表现为加速时顿挫或怠速不稳
。
发动机启动困难
点火系统故障可能导致发动机启动困 难，表现为启动时间长或启动后立即 熄火。
观察发动机运转情况
观察发动机运转时是否有异常声音、振动或 排气管冒黑烟等现象。
维修步骤与注意事项
更换损坏的点火线圈和火花塞
如果点火线圈或火花塞损坏，需要更换。在更换时应注意选用适合的 型号，并遵循操作说明。
检查和更换高压线
如果高压线损坏或接触不良，需要更换。在更换时应注意选用适合的 型号，并确保接触良好。
爆燃，提高发动机的效率和可靠性。
点火提前角控制
点火提前角是点火时刻与上止点之间的夹角，是影响发动 机性能的重要参数。
ECU根据发动机的转速、负荷、进气温度、冷却液温度等 参数计算出最佳点火提前角，并控制点火线圈的通电时间 ，以产生高压电火花点燃气缸内的可燃混合气。

电控点火系统的定义
总结词
电控点火系统是一种利用电子控制技术来精确控制汽油机点 火时间的系统。
详细描述
电控点火系统通过电子控制单元（ECU）接收发动机转速、进 气压力、冷却液温度等传感器信号，并根据这些信号计算出最 佳点火时间，然后通过点火线圈产生高压电来点燃火花塞，从 而点燃可燃混合气。
电控点火系统的组成
ECU（电子控制单元）
是电控点火系统的核心，接收来自传 感器的信号，计算点火时刻和点火线 圈通电时间。
存储器
输入/输出接口
接收和发送控制信号，驱动执行器工 作。
存储控制程序、发动机参数、故障诊 断等信息。
点火器
01
02
03
点火线圈
将低电压转换为高电压， 为火花塞提供足够的点火 能量。
火花塞
产生电火花，点燃混合气。
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点火线圈的激活
根据点火时机的计算结果，激活相应 的点火线圈。
点火线圈的通断控制
通过控制点火线圈的通断时间，实现 点火能量的控制。
点火能量的控制
点火能量的计算
根据发动机的工况和点火时机的要求，计算所需的点火能量。
点火能量的调节
通过调节点火线圈的通电时间和电流强度，实现点火能量的精确调节，确保发动机的稳定运行。
06 电控点火系统的应用实例
在汽油车中的应用
提高点火精度
电控点火系统能够精确控制点火 时间，提高汽油机的燃烧效率， 从而提升动力性能和燃油经济性。
降低排放
通过精确控制点火时间，电控点火 系统可以减少不完全燃烧和爆燃的 发生，从而降低废气排放，有利于 环境保护。
适应不同工况
电控点火系统能够根据发动机的工 况自动调整点火时间，使发动机在 各种工况下都能保持良好的工作状 态。

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输出信号检测
将传感器插头插回，起动发动机，测量传感器输出端 子信号的输出电压值，其值应在3～6V之间。如果不符， 则为传感器故障。如北京切诺基输出信号是矩形脉冲信号， 高电位为5V，低电位为0.3V。
其它检测
A、B两端子间传感器电阻应为∞，传感器空气隙应符合要求。
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4.1.2 电子控制点火系统的组成
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1-传感器 2-电子控制 单元ECU 3-执行器
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4.1.3 电子控制点火系统的工作原理
凸轮轴位置传感器 曲轴位置传感器 车速传感器
1
点火故障 报警器
2 点火线圈
空气流量传感器
E
节气门位置传感器
C
U
冷却液温度传感器
进气温度传感器
取消磁场时电压UH立即消
失。这种现象被称为霍尔效
应，UH被称为霍尔电压。
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霍尔式传感器的基本结构与工作原理
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采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器
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霍尔曲轴位置传感器的检测 ➢ 电源电压检测 ➢ 输出信号检测 ➢ 其它检测
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爆燃传感器
蓄电池电压信号
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分电器
火花塞
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4.2 点火系统中的重要传感器
4.2.1 曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器
磁感应式曲轴位置传感器结构
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a)安装在飞轮附近的曲轮位 置传感器 b)安装在曲轴前端的曲轴 位置传感器 1-曲轴信号轮 2-曲轴位置传感器 3-信号轮上的检测孔

次级故障：涉及发动机控制单元（ECU）和次级电路的故障，如火花塞、高压线等 。
故障分类与原因分析
01
原因分析
02
03
04
环境因素பைடு நூலகம்如温度、湿度、灰 尘等对电气元件和电路的性能
产生影响，导致故障。
使用因素：如驾驶习惯、燃油 品质、机油品质等对发动机的 工作状态产生影响，导致故障
。
维修因素：如维修不当、使用 不兼容零件等，导致故障。
功率晶体管
作为执行器，控制点火线 圈的通电和断电，产生高 压电。
点火线圈
将低压电转化为高压电， 用于点燃混合气。
连接线路与部件
01
02
信号线
连接传感器和控制器，传输信 号。
电源线
为控制器和执行器提供电能。
03
屏蔽线
防止电磁干扰。
04
插接器
保证各部件之间的可靠连接。
CHAPTER 03
汽油机电控点火系统软件设 计
应用领域与发展方向
汽车工业
应用于汽车工业中，提高汽车的 性能和燃油经济性。
航空航天
应用于航空航天领域，提高航空 器的安全性和效率。
军事领域
应用于军事领域，提高武器系统 的精准度和威力。
对未来发展的展望和思考
技术创新
继续研究和开发新技术，提高点火系统的性能和 可靠性。
政策支持
希望政府能够给予更多的政策支持，推动技术创 新和应用。
评价方法
通过实验测试，采集数据，分析 各项指标对发动机性能的影响， 确定最优的点火提前角和点火线 圈电流。
优化策略与方法
优化策略
根据实验结果，采用多目标优化方法，以点 火提前角、点火线圈电流、火花塞跳火能量 等为优化变量，以发动机输出功率、燃油消 耗量、排放性能等为约束条件，进行优化。

06.02.2021
1－爆燃传感器 2－ECU 3－其它传感器 4－点火控制器 5－分电器 6－火花塞
爆燃传感器
压电式爆燃传感器
磁致伸缩式爆燃传感器
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爆燃传感器的检测
➢ 电阻检测 ➢ 电压检测 ➢ 示波器检测
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桑塔纳2000GLi AFE与2000GSi AJR发动机爆燃传感器 端子及其与ECU的连接电路。
4.1.2 电子控制点火系统的组成
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1-传感器
2-电子控制 单元ECU
3-执行器
4.1.3 电子控制点火系统的工作原理
凸轮轴位置传感器 曲轴位置传感器
车速传感器 空气流量传感器 节气门位置传感器
冷却液温度传感器 进气温度传感器 爆燃传感器 蓄电池电压信号
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象，是在火花塞点燃汽缸内的可燃混合气之前的自燃。 产生的原因
积碳聚集过多； 发动机过热； 燃油使用不当。
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控制 从最佳点火提前角控制原理中可知，为了最大限度地
发挥汽油机的功率，应把点火提前角控制在接近临界爆燃 点，同时又不能使发动机发生爆燃的边缘。
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爆燃控制系统
取消磁场时电压UH立即消
失。这种现象被称为霍尔效
应，UH被称为霍尔电压。
霍尔式传感器的基本结构与工作原理
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采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器
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霍尔曲轴位置传感器的检测 ➢ 电源电压检测 ➢ 输出信号检测 ➢ 其它检测
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霍尔曲轴位置传感器的检测
产生，直接反映在万用表上是有电压出现，时高时低，可 使用万用表的2V档进行单体的检测。 示波器检测

点火线圈控制策略
选择合适的线圈
根据发动机型号和性能要求，选择合适的点火线圈。
控制线圈的通电时间
根据发动机控制单元（ECU）发出的指令，控制点火线圈的通电时 间，以产生足够的电压，触发火花塞产生电火花。
防止线圈过热
通过控制线圈的通电时间和电流大小，防止线圈过热，保证其可靠 运行。
火花塞控制策略
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按高压电分配方式分类
分为直接点燃式和间接点燃式。直接点燃式是指高压电直接 加在火花塞上点燃混合气；间接点燃式是指高压电加在分电 器上，通过分电器分配给各缸火花塞，点燃混合气。
02
汽油机控点火系的主要件
传感器
凸轮轴位置传感器
检测凸轮轴的转速和位置，为 ECU提供气缸识别和点火正时 信息。
温度传感器
检测发动机温度，为ECU提供 发动机温度信息。
曲轴位置传感器
检测曲轴的转速和位置，为 ECU提供发动机转速和活塞位 置信息。
空气流量传感器
检测进气歧管的空气流量，为 ECU提供空气流量信息。
爆震传感器
检测发动机爆震情况，为ECU 提供发动机爆震信息。
控制器
• 汽油机ECU：根据各传感器输入信号和预设程序，控制喷油器、点火线圈等执行器的动作，实现汽油机的控制和管理。
电子控制单元（ECU）
根据采集的信号，计算并发出控制指 令，控制点火线圈和火花塞的工作。
点火线圈
将低压电转化为高压电，为火花塞提 供点火能量。
火花塞
在高压电的作用下产生电火花，点燃 混合气，产生动力。
汽油机电控点火系统的工作原理
ECU根据发动机转速、车速、进气量等信号，计算出最佳点火提前角和初级线圈通 电时间，并控制点火线圈的初级电路通电或断电。