资源简介

(共33张PPT)
汽车发动机构造与维修
项目五
五、知识拓展（点火提前角的控制）
四、维护火花塞
三、无分电器的电控点火系统
二、有分电器的电控点火系统
一、电控点火系统
项目五 点火系统的构造与维修
一、电控点火系统
1．点火系统的功能
2．点火系统的主要部件
电控点火系统主要部件包括点火线圈、高压导线、火花塞、分电器和点火控制器等，点火系统部件在车上的布置如图所示。
（1）点火线圈
点火线圈由匝数较少的初级线圈和匝数较多的次级线圈构成，线圈缠绕在磁性铁芯上。常用的点火线圈如图所示
（2）高压导线
高压导线又称火花塞导线，它将点火线圈产生的高压电传输到分电器盖，再由分电器盖分配到各缸火花塞，如图所示。
（3）火花塞
火花塞由三个主要部分组成：钢壳、陶瓷绝缘体和一对电极，如图所示，带有螺纹和密封座的钢壳包裹着陶瓷芯和电极。
（4）分电器
电控点火系统中分电器的作用是将高压电按点火顺序分配至火花塞，主要由分电器盖、分火头等组成。丰田轿车的分电器结构如图所示，有些车辆的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器也安装在分电器内。
（5）点火控制器
点火控制器（ICM）又称为点火器、点火控制单元，其作用是接收传感器的信号，在适当的时刻断开和接通初级点火电路，使点火线圈产生高压电。桑塔纳轿车的点火控制器如图所示。
二、有分电器的电控点火系统
1．有分电器电控点火系统的组成
有分电器电控点火系统如图所示。
有分电器电控点火系统只有一个点火线圈，控制单元ECU根据曲轴位置传感器输入信号确定发动机上止点的曲轴转角，作为基准信号确定点火时间，向点火器发出点火指令（IGT信号），点火器则根据ECU的指令控制点火线圈内的初级电路通电或断电，在次级线圈产生高压电，经分电器输送给需要点火的火花塞，以实现点火。
丰田轿车4A-FE发动机分电器点火系统如图 所示。
1—蓄电池；2—熔断丝；3—点火开关；4—火花塞；5—分电器；6—分火头；7一传感器线圈；
8—导磁转子；9—ECU；10—点火模块；11—点火线圈；12—转速表
2．点火系统工作原理
① 点火开关接通IG2，向点火器、点火线圈和ECU供电。
② 发动机工作时，ECU根据传感器输入的信号，确定发动机的点火时刻，向点火器发出触发点火信号IGT，切断初级电路，使次级绕组感应出高压电，高压电经分电器送到各缸火花塞。IGT信号如图所示。
③ 发动机每点1次火，点火器向ECU反馈1个点火确认信号IGF，作为自诊断系统监控信号。若ECU连续4次未收到IGF信号，即判定点火系统出现故障，停止燃油喷射。IGF信号如图 所示。
三、无分电器的电控点火系统
1．无分电器电控点火系统的特点
无分电器电控点火系统又称直接点火系统（DIS），采用多个点火线圈，点火线圈的高压电按照一定的点火顺序，由高压导线直接送到火花塞，如图所示。
无分电器电控点火系统的点火线圈数量比有分电器电控点火系统多。点火线圈总成包括一组点火线圈，如图所示，每个线圈中，次级绕组控制一个或者两个火花塞点火。
2．双缸同时点火的控制
双缸同时点火是指点火线圈每产生一次高压电，有两个气缸的火花塞同时跳火，即双缸同时点火，如图所示。
线圈的次级绕组与两个气缸的火花塞相连，如图所示。这两个气缸的活塞一起上升和下降，当一个气缸在压缩行程终了时，另一个气缸在排气行程，如四缸发动机的1，4缸或2，3缸；六缸发动机的1，6缸，2，5缸或3，4缸等。
3．单独点火的控制
单独点火系统如图所示。采用单独点火方式的点火系统每一个气缸都配有一个点火器。点火线圈通常直接安装在火花塞上方，省去了高压导线，这样点火系统高压部件都可安在发动机气缸盖上的金属屏蔽罩内，点火系统对无线电的干扰可大幅度降低。
四、维护火花塞
1．拆卸火花塞
使用合适尺寸（如16 mm，21 mm）的火花塞套筒拆卸火花塞，如图所示。
2．清洁火花塞
清洁使用的压缩空气压力应低于588 kPa，持续时间不大于20 s，如图（a）所示。清洁时禁止用铜丝，如图（b）所示。
（a）正确清洁方法 （b）禁止用铜丝刷
3．检查火花塞螺纹和绝缘体是否损坏
检查火花塞螺纹和绝缘体是否损坏，如果损坏，则更换规定型号的火花塞，如图所示。
4．检查火花塞电极间隙
使用火花塞间隙规检查发动机火花塞电极间隙是否为规定值（如0.8～1.0 mm），如图所示
五、知识拓展（点火提前角的控制）
1．点火提前角对发动机性能的影响
试验证明，最佳的点火提前角应使发动机气缸内的最高压力出现在上止点后10°～15°，如图所示，适当的点火提前角可使发动机每循环所做的机械功最多（C曲线下阴影部分）。
A—不点火；B—点火过早；C —点火适当；D —点火过迟
2．最佳点火提前角的确定依据
（1）发动机转速
如图所示，点火提前角应随发动机转速的升高而增大。因为随发动机转速的提高，以秒计的燃烧过程所需时间缩短，但燃烧过程所占的曲轴转角增大，为保证发动机气缸内的最高压力出现在上止点后10°～15°的最佳位置，就必须适当提前点火（即增大点火提前角）。
（2）负荷
汽油发动机的负荷调节是通过节气门进行的量调节，随着负荷减小，进气管真空度增大，进气量减少，气缸内的温度和压力均降低，燃烧速度变慢，燃烧过程所占的曲轴转角增大，应适当增大点火提前角，如图所示。
（3）燃料的性质
（4）其他因素
最佳点火提前角除应根据发动机的转速、负荷和燃料性质确定之外，还应考虑发动机燃烧室的形状、燃烧室内的温度、空燃比、大气压力、冷却水温度等因素。
辛烷值较高的汽油，抗爆性好，点火提前角可适当增大，以提高发动机的性能；辛烷值较低的汽油，抗爆性差，点火提前角应减小。
3．控制点火提前角的基本方法
电控点火系统中，在主ECU内首先存储记忆发动机在各种工况及运行条件下最理想的点火提前角。点火提前角控制可分为起动时点火提前角控制和起动后点火提前角控制。
4．起动时点火提前角的控制
在发动机起动过程中，发动机转速变化大，且由于转速较低（一般低于500 r/min），进气管绝对压力传感器信号或空气流量计信号不稳定，ECU无法正确计算点火提前角，一般将点火时刻固定在设定的初始点火提前角。此时的控制信号主要是发动机转速信号（Ne信号）和起动开关信号（STA信号）。
5．起动后基本点火提前角的确定
发动机起动后怠速运转时，ECU根据节气门位置传感器信号（IDL信号）、发动机转速传感器信号（Ne信号）和空调开关信号（A/C信号）确定基本点火提前角。发动机怠速工况下，为保证发动机工作稳定，空调工作时的基本点火提前角比空调不工作时大，如图所示。
基本点火提前角控制模型如图所示。
（a）按喷油量和转速确定 （b）按进气量和转速确定
6．点火提前角的修正
（1）水温修正
水温修正又可分为暖机修正和过热修正。
发动机冷车起动后的暖机过程中，随冷却水温的提高，混合气的燃烧速度加快，燃烧过程所占的曲轴转角减小，点火提前角也应适当减小，如图所示。
发动机工作时，随冷却液温度的提高，爆燃倾向逐渐增大。冷却液温度过高时，为了避免产生爆燃，必须修正点火提前角，如图所示。
（2）怠速稳定修正
发动机在怠速运转过程中，由于负荷等因素的变化会导致转速改变，所以ECU必须根据实际转速与目标转速的差值修正点火提前角，以便保持发动机在规定的怠速转速下稳定运转，如图所示。
（3）空燃比反馈修正
空燃比反馈控制系统是根据氧传感器的反馈信号调整喷油量的多少来达到最佳空燃比的，这种喷油量的变化必然会带来发动机转速的变化。为了稳定发动机转速，点火提前角需根据喷油量的变化进行修正，如图所示。
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