图7-10 电控点火系统电路分析
1)打开点火开关,电控系统各部件通电准备工作。
2)各传感器产生的信号送入汽车电脑,电脑经过计算确定最佳点火点,将此信号输入点火器。
3)信号送入点火器,经过多级放大驱动功率晶体管工作。功率晶体管接通,点火线圈一次侧电路通电储能;功率晶体管断开,二次侧电路通过互感产生高压;击穿火花塞点火。
4)电控系统控制精度和稳定性大大提高,且具备自我诊断、备用系统等功能。
电控点火系统工作流程如图7-11所示。
图7-11 电控点火系统工作流程
图7-12所示为有分电器的电控点火系统电路。ECU根据各输入信号,确定点火时间,并将点火正时信号IG t,送至点火模块。当IG t信号变为低电平时,点火线圈初级电路由于功率晶体管的截止而被切断,次级电路感应出高电压,再由分电器按点火顺序送至相应气缸的火花塞上产生电火花。
图7-12 某车型有分电器电控点火系统
1—主继电器 2—压力传感器 3—温度传感器 4—基准位置传感器 5—转速传感器 6—ECU 7—EFI控制 8—ESA控制 9—点火信号 10—通电开始 11—点火 12—点火模块 13—点火监视回路 14—闭合角控制 15—点火线圈 16—点火开关 17—蓄电池 18—至分电器 19—至发动机转速表
在该种点火系统的分电器中,有的除保留了传统的机械式配电结构外,不再有传统的分电器中的断电器、离心式和真空式点火提前角调节器。在有些车型的分电器中可装有曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器(Ne信号和G信号)。
为了产生稳定的次级电压和保证系统的可靠工作,在点火器中设有闭合角控制回路和点火确认信号(IG f)发生电路。闭合角控制回路的作用是根据发动机转速和蓄电池电压(电源电压)的变化调节闭合角,保证闭合时间(初级绕组通电时间)稳定,以保证足够的点火能量和次级电压。在发动机转速上升和蓄电池电压下降时,闭合角控制电路使闭合角增大,延长初级绕组的通电时间,防止初级储能下降,确保点火能量。
点火确认信号发生电路的作用是在点火线圈初级电流切断,初级绕组产生自感电动势时,输出点火确认信号IG f给ECU,以监视点火控制电路是否工作正常。当点火器中的功率晶体管不能正常导通和截止时,ECU就接收不到由点火器反馈回来的点火确认信号IG f表明点火系统发生故障,ECU将切断燃油喷射脉冲信号,使电磁喷油器停止喷油。如果由于某种原因,偶尔出现一次不正常信号,ECU并不会判定为故障,一般需点火器六次没有点火确认信号(IG f)反馈给ECU才判定为点火系统故障,停止喷油。
图7-13所示为广州本田雅阁有分电器电控点火系统,ECM根据凸轮轴位置和转速传感器、曲轴位置和转速传感器等传送的信号判定点火正时,然后指令点火模块ICM控制点火线圈初级电流的通断。随后点火线圈产生的次级电流流向分电器盖。分电器通过高压导线与火花塞相连接,以适当的顺序将高压引向火花塞,从而使火花塞产生火花,点燃气缸内的压缩混合气。
2.无分电器电控点火系统工作流程
(1)同时点火系统 同时点火系统也叫分组点火系统,如图7-14所示。其特点是两个活塞同时到达上止点位置的气缸(一个为压缩行程的上止点,另一个为排气行程的上止点)共用一个点火线圈,即点火线圈的数量为气缸数的一半。(www.xing528.com)
图7-13 广州本田雅阁点火系统
图7-14 同时点火方式电控点火系统
以六缸发动机为例,1、6缸,2、5缸,3、4缸的活塞分别同时到达上止点,称为同步缸,两同步缸共用一个点火线圈,两个缸的火花塞与共用的点火线圈中的次级线圈串连。点火是在活塞运行至压缩上止点和排气上止点的同时进行的,其中一个缸处于压缩上止点,气缸内的混合气的密度和压力较高,所以较多的点火能量使该气缸火花塞点火,混合气体迅速被点燃做功,这个气缸的点火称为有效点火;另一个缸处于排气上止点附近的气缸因内部气压低,且温度高,其火花塞很容易被高压电击穿点火,消耗的点火能量非常少,不会对压缩行程气缸点火产生影响,称之为多余点火。
在同时点火系统中,如果是一个缸点火电路断路,那么另外一个缸的火花塞也不能点火。如果是一个缸的点火短路,对另一个缸的点火没有影响。同组内两个火花塞的电流方向是不同的,所以火花塞使用一段时间后的磨损情况是不同的。
(2)独立点火系统 独立点火方式指每个气缸配有一个或两个点火线圈,单独对本缸进行点火,如图7-15所示。
这种点火方式特别适合在四气门发动机上装用,火花塞可安装在双凸轮轴中间,在何一缸火花塞上直接压装一个点火线圈,充分利用了安装空间,这对V型多缸发动机舱的合理紧凑布置具有重要的实用意义。同时由于无机械配电方式分火头与分电器盖旁电极之间的附加跳火间隙和高压导线,因而能量传导损失、漏电损失小,系统可靠性提高,故障率减少,而且各缸的点火线圈和火花塞均由金属层包覆,其对无线电干扰大大减少,这对发动机电控系统的正常工作也是十分重要的。
图7-15 独立点火方式电控点火系统
图7-16 飞度发动机的点火系统
1—蓄电池 2—发动机盖下熔丝/继电器盒 3—1号熔丝(80A) 4—3号熔丝(50A) 5—点火开关 6—15号熔丝(15A) 7—仪表板下熔丝/继电器盒 8—14号熔丝 9—ICM点火控制模块 10—来自ECM/PCM 11—1缸后点火线圈 12—火花塞 13—来自ECM/PCM 14—1缸前点火线圈
如图7-16所示,本田飞度使用i-DSI点火系统,采用智能型双火花塞顺序点火系统。该点火系统中ECM(发动机控制模块)能根据发动机转速和进气歧管中的真空,来控制前、后火花塞的点火相差:怠速时,前、后火花塞同时点火,因而,燃烧速度加快,从而改善燃油消耗;低速、低负荷运转时,ECU将前侧火花塞的点火正时提前,因为燃烧室此处的温度相对较低,从而改善燃油消耗;低速、高负荷运转时,把前侧火花塞的点火正时提前,后侧火花塞的点火正时延迟,因而提高了转矩,同时可以控制发动机爆燃;高速运转时,前、后火花塞同时点火,使燃烧速度加快,动力提高。ECM存储有各种发动机转速与进气歧管绝对压力下基本的点火正时。它还根据发动机冷却液的温度调节点火正时。
(3)二极管配电点火方式 二极管配电点火方式如图7-17所示,其特点是:四个气缸共用一个点火线圈,点火线圈为内装双初级绕组、双输出次级绕组的特制点火线圈,利用四个二极管的单向导电性交替完成对1、4缸和2、3缸配电过程。
二极管配电点火方式的特性与同时点火方式相同,但对点火线圈要求较高,而且发动机的气缸数必须是数字4的整倍数,所以应用上受到一定限制。
图7-17 二极管配电点火系统
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