汽车电喷发动机：通电时间的控制和优势

1.通电时间是如何形成的

按点火能量储存方式，汽油机点火系统分为电感储能式和电容储能式两大类。

通电时间控制即闭合角控制。对于电感储能式电子点火系统，当点火线圈的初级电路被接通后，其初级电流是按指数规律增长的。初级电路被断开瞬间，初级电流所能达到的值，与初级电路被接通的时间长短有关。只有通电时间达到一定值后，初级电流才能饱和。但通电时间过长，又会发热（如不及时修理，点火线圈容易出现短路或断路故障）并使电能消耗过大，因此要控制一个最佳的通电时间。

为了兼顾上述两方面的要求，将闭合角控制模型储存在控制单元内，发动机工作时，控制单元根据发动机转速信号和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时间），并向点火器发出指令，以控制点火器中功率晶体管的导通时间。随着发动机转速提高和电源电压下降，闭合角（通电时间）将增长。

在有些点火装置中，为了减少转速对次级电压的影响，提高点火能量，采用了初级线圈电阻值很小的高能点火线圈，其饱和电流可达30A以上，为了防止初级电流过大，烧坏点火线圈，在部分电控点火系统中设置了恒流控制电路。在功率晶体管输出回路上有一个电流检测电阻，用电流在该电阻上形成的电压降反馈控制晶体管基极电流，这种负反馈可使晶体管基极电流稳定，从而实现恒流控制。恒流控制使初级电流可达到7A，既改善了点火性能，又能防止初级电流过大而烧坏点火线圈。

2.有分电器和无分电器电空点火系统

（1）有分电器点火系统 有分电器点火系统只有一个点火线圈。控制单元根据各个传感器信号确定每个缸的点火时间，向点火模块发出指令，点火模块根据指令控制点火线圈内初级电路的通断。当点火线圈内初级电路断电时，次级线圈产生高压电，经分电器按发动机的点火顺序，输送给各缸的火花塞，实现点火。有分电器点火系统因点火闭合角过小，容易造成发动机高速时失火，现在已经不再使用。

现在广泛使用的是无分电器点火系统。无分电器点火系统又分为两种。

（2）每组共用一个点火线圈 两个同步缸共用一个点火线圈，次级线圈串联，当初级线圈断电时，一个气缸处于压缩行程上止点，为有效点火，另一个同步气缸处于排气行程上止点，为无效点火。处于排气行程的气缸压力很低，火花塞电极间隙的击穿电压很低，加之废气中导电离子很多，其火花塞电极很容易被高压击穿，消耗能量很低，对压缩行程上止点的有效点火缸火花塞的击穿电压和火花塞点火能量影响很小。

（3）每个缸独立用一个点火线圈

1）每个缸独立用一个点火线圈可增大点火能量。点火线圈采用初级线圈电阻值很小的高能点火线圈。其初级电流最高可达30A以上。每个缸独立用一个点火线圈，装在气门室罩上，线圈有足够的通电时间，大的充电闭合角（充电闭合角是指每个气缸点火前初级电路接通的持续时间。初级电流必须持续足够长的时间，才能在点火线圈内建立磁场。充电闭合角是由设计决定的），可提供足够高的点火能量。每个缸独立用一个点火线圈，使初级线圈通电时间增加2～6倍，因此发动机高速运转时有足够充裕的通电时间。无分电器点火系统具有足够大的点火能量和足够高的次级电压来保证发动机在任何工况下都能可靠点火。火花塞正常点火需要10000V次级电压，电喷发动机点火线圈最大次级电压超过25000V，传统触点式点火系统点火线圈最大次级电压只有15000V。正常需要电压和最大的次级电压之间的差值叫做次级储备电压，它可以补偿节气门开度大、高气缸压力，及火花塞间隙变化时次级电阻增大的需要，保证工作的可靠性。次级储备电压越高工作的可靠性越好。(www.xing528.com)

2）每个缸独立用一个点火线圈省去了高压线，减少了能量消耗。

3）每个缸独立用一个点火线圈，所有的高压部件都装在气缸盖上的金属屏罩内，可以明显降低点火系统对其他电控系统的电磁干扰。

每个缸独立用一个点火线圈的结构见图3-30。

图3-30 每个缸独立用一个点火线圈

现代电喷发动机气门室盖上有点火线圈的为每个缸独立用一个点火线圈，气门室盖上没有点火线圈的为两个同步缸共用一个点火线圈。

无分电器点火系统与有分电器系统相比，在相同转速和相同点火能量的情况下，单位时间内点火线圈的电流要小得多，因此线圈不易发热，工作稳定性明显改善。在火花塞电极间提供了较长的火花持续时间。火花塞直接和点火线圈导线连接，适用于多气门发动机，有助于点燃现代发动机稀薄空燃比混合气。无分电器点火系统还能更加稳定地控制点火正时和点火提前角，因而能减少排放污染，并改善燃油经济性。

点火线圈上普遍装有电容器，电容器的作用是储存和增大点火能量。电容器的储存功能对点火放大器有保护作用。电容器断路后，高压火为红火，无法点燃混合气。

起动时主继电器接通，蓄电池正电压输出到点火线圈，点火线圈将12V直流电压转换成400V直流电压储存在电容器内，当点火线圈的初级线圈另一端接地时，400V直流电压在点火线圈内就会转化成高压电。电容器断路后高压火会明显变弱。

行驶中点火线圈断路时，发动机马上会熄火。