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微机控制点火系统结构认知:汽车电器设备构造与维修成果

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:·了解微机控制点火系统的类型。·能进行微机控制点火系统实物与图纸的对应查找。微机控制的点火系统广泛应用于现代汽车的汽油发动机上,掌握微机控制点火系统的基本结构,是对点火系统检测与维修的前提。在现代发动机集中控制系统中(M型),点火系统仅是电子控制器的一个子系统。该点火系统的五个点火线圈分别接到两个电子模块N122和N127上。

微机控制点火系统结构认知:汽车电器设备构造与维修成果

·了解微机控制点火系统的类型。

·理解微机控制点火系统的组成。

·能进行微机控制点火系统实物与图纸的对应查找。

微机控制的点火系统广泛应用于现代汽车汽油发动机上,掌握微机控制点火系统的基本结构,是对点火系统检测与维修的前提。

一、微机控制点火系统的组成

微机控制的电子点火系统主要由与点火有关的各种传感器、ECU、点火控制器、点火线圈、配电器火花塞等组成,如图5-7所示。

图5-7 微机控制的电子点火系统组成

1—各种传感器;2—ECU;3—点火控制器;4—点火线圈;5—火花塞

1.传感器

传感器用来不断地检测与点火有关的发动机工作状况信息,并将检测结果输入ECU,作为运算和控制点火时刻的依据。各车型使用的传感器类型、数量、结构及安装位置不同,但其作用大同小异。

微机控制的电子点火系统中所用的传感器主要有以下几种:

(1)曲轴位置传感器:检测两个信号

①曲轴转角(或发动机转速):检测发动机转速信号。

②曲轴基准位置(点火基准传感器,活塞上止点位置):检测基准缸活塞上止点位置信号(凸轮轴位置传感器)。

(2)空气流量计(进气歧管绝对压力传感器):检测进气量信号。

(3)冷却液温度传感器:检测水温信号。

(4)氧传感器:检测空燃比浓稀信号。

(5)节气门位置传感器:检测节气门的开度和加速信号。

(6)车速传感器:检测车速信号。

(7)空挡开关:检测变速器空挡信号。

(8)点火开关:检测是工作状态还是启动状态信号。

(9)空调开关:检测空调是开还是关信号。

(10)电池:检测电池电压信号。

(11)进气温度传感器:检测进气温度信号。

(12)爆震传感器:检测爆震信号。

2.电子控制单元(ECU)

控制计算机一般被称为电子控制单元(ECU),它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢,用于接收上述各有关传感器信号,并按照特定的程序进行判断、运算后,给点火电子组件输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控制信号。在现代发动机集中控制系统中(M型),点火系统仅是电子控制器的一个子系统。

电子控制器主要包括:中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入/输出接口(I/O)、总线及电源供给电路等部分,如图5-8所示。

图5-8 电子控制单元(ECU)的组成

3.点火控制器

点火控制器是综合控制的执行器之一,点火控制器的作用是根据ECU的指令,通过内部的大功率三极管的导通和截止,控制初级电流的通断,完成点火工作。

各种发动机的点火控制器结构各不相同,有的点火控制器除接通、切断初级电路的功能外,还有恒流控制、闭合角控制、汽缸判别、点火监视等功能。也有的发动机不设点火控制器,控制初级电路的大功率三极管设在ECU内部。

4.点火线圈

与微机控制电子点火系统所匹配的点火线圈为专用高能点火线圈,一般采用闭磁路,能量损失少,对外电磁干扰小。

5.火花塞

火花塞的结构、热特性、型号规格等在任务一中已有详尽的介绍,这里不再赘述。

二、微机控制点火系统的分类

微机控制点火系统,按照是否保留传统的分电器(实质上指配电器),可分为两大类:有分电器点火系统和无分电器点火系统。

1.有分电器点火系统(非直接点火系统)

该点火系统是仍保留分电器的并采用微机控制的非直接点火系统。该系统中,点火线圈的高压电是经配电器进行分配的,即由分火头和分电器盖组成的配电器,依照点火顺序适时地将高压电分配至各气缸,使各缸火花塞依次点火。

2.无分电器点火系统(直接点火系统)

该系统中点火线圈上的高压线直接与火花塞相连,工作时,点火线圈产生的高压电直接送到各火花塞,由微机根据各传感器输入的信息,依照发动机的点火顺序,适时地控制各缸火花塞点火。

无分电器点火系统,按照目前常见的形式又大致可分为两种类型:同时点火方式点火系统和单独点火方式点火系统。同时点火方式如图5-9所示。

图5-9 两缸同时点火方式(www.xing528.com)

1—支架;2—点火线;3—低压插座;4—高压二极管;5—高压线;6—盖;7—填充材料;8—低压接柱;9—外壳;10—铁芯;11—次级线圈;12—初级线圈;13—铁芯

图5-10 单独点火方式

单独点火方式点火系统如图5-10所示,在每个气缸上安装一个点火线圈。

图5-11为奥迪五缸无分电器单独点火系统。该点火系统的五个点火线圈分别接到两个电子模块N122和N127上。其中N122控制1、2、3缸的点火线圈,N127控制4、5缸的点火线圈。两个点火模块分别用导线(点火信号输出线)与电子控制单元相连。发动机工作时,ECU起判别点火缸位、计算点火提前角和闭合角以及将点火信号分配到指定气缸的作用。

三、微机控制点火系统点火提前角的控制方式

1.开环控制

开环控制方式即ECU根据有关传感器提供的发动机工况信息从内部存储器(ROM)中读取相应的基本点火提前角,并通过计算出的修正值给予修正后得出最佳点火提前角数据后来控制点火,而对控制结果不予考虑。

2.闭环控制

闭环控制方式可以在控制点火提前角的同时,不断地检测发动机的有关工作状况,如发动机是否发生爆震、怠速是否稳定等,然后根据检测到的变化量,及时对点火提前角进行修正,使发动机始终处于最佳的点火状态,而不受发动机零部件的磨损、老化以及有关使用因素的影响,故控制精度高。

图5-11 奥迪五缸发动机无分电器单独点火系统电控原理图

1—点火线圈;2—火花塞;3—点火控制器;4—ECU;5—输入信号

一、任务准备

1.工作准备

洁具:准备□ 清洁□

毛巾:准备□ 清洁□

逃生门:位置明确□ 通道畅通□

灭火器:红色□ 黄色□ 绿色□ 处理意见:___________________________________。

5S:整理□ 整顿□ 清洁□ 清扫□ 素养□

2.工具准备

常用工具一套。

3.实训安排

(1)实训方式:分组交叉轮流。

(2)实训设备:AJR发动机台架。

4.安全事项

(1)实验台运转时,注意人员安全。□

(2)实验结束后,注意设备复位。□

二、实施步骤(表5-3)

表5-3 任务二实施步骤

续 表

三、清洁及整理□

整理:所用工量具□

清洁场地:座椅□ 地板□ 工作台□ 零件盘□ 工位场地□

一、观察微机控制点火系统的组成

(1)实验台架微机控制点火系统的类型为___________________________________________。

(2)在下表中写出各传感器的名称和安装位置,不少于5个。

(3)实验台架微机控制点火系统包括____个点火控制器,其作用是__________________________________________________________________________________________________________。

(4)实验台架点火线圈的类型为:开磁路□ 闭磁路□

实验台架共包括______个点火线圈,其作用是______________________________________。

(5)实验台架微机控制点火系统的电子控制单元(ECU)安装于________________________________________________________________________________________________________。

(6)实验台架微机控制点火系统点火提前角的控制方式是__________________________。

二、观察微机控制点火系统的连接情况,把连接关系画出来

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