中国电控点火系统的技术发展之路1.doc
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中国电控点火系统的技术发展之路二十世纪70年代,美国GM公司采用了集成电路(IC)点火装置,高能点火(HEI)系统,并在分电器内装上点火线圈和点火控制线路,力图将点火系统做成一体,这种电路具有结构紧凑、可靠性高、成本低、耗电少、不需冷却、响应性好等特点。后期又采用数字式点火时刻控制系统,称为迈塞(MISAR)系统。该系统体积小,由中央处理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)和模/数(A/D)转换器等组成。系统可根据输入的冷却液温度、转速和负荷等信号,计算出最佳点火时刻。美国克莱斯勒公司(Chryslercorporation)首先创立了模拟计算机对发动机点火时刻进行控制的控制系统。传统的点火系统,其点火时刻的调整是依靠机械离心式调节装置和真空式调节装置完成的,由于机械的滞后、磨损及装置本身的局限性,故不能保证点火时刻在最佳值。而用ECU控制的点火系统,则可方便地解决以上问题。因为用微机可考虑更多的对点火提前角影响的因素,使发动机在各种工况下均能达到最佳点火时刻,从而提高发动机的动力性、经济性、改善排放指标。ECU控制的点火系统是随着电子技术的进步而发展起来的一门新技术,也是汽车电子化的必然趋势。第一节电控点火系统的组成和分类一、电控点火系统的组成与功能ECU控制的点火系统主要有ECU、传感器和点火执行器三大部分组成(图7-1),其功能如下:1)ECU接受各种传感器送来的信号经过数据处理后,输出信号(缸序信号和点火信号)并通过电能输出级传到点火执行器。2)传感器在点火系中应用的传感器主要有空气流量计、发动机转速传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器及爆震传感器等。3)点火控制装置具有缸序判别、闭合角控制、恒流控制、安全信号等电路,其主要功能是接受ECU发生的缸别信号(IGdA、IGdB)和点火信号(IGt),驱动点火线圈工作,并向ECU输入安全信号(IGf)。图7-1ECU控制点火系统的组成简图1-传感器2-ECU3-点火控制装置4-点火线圈二、电控点火系分类电控点火系可分为有分电器式和无分电器式两种型式。1.有分电器式点火控制系统有分电器式点火系统电路如图7-2所示。图7-2有分电器式点火系统电路1-信号发生器2-ECU3-点火控制器4-点火线圈5-点火开关ECU根据各输入信号,确定点火时刻,并将点火正时信号IGt送至点火器,当IGt信号变为低电平时,点火线圈一次侧被切断,二次线圈中感应出高压电,再由分电器送至相应缸火花塞点火。为了产生稳定的二次侧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(IGf)安全保护电路。2.无分电器的点火控制系统无分电器的点火控制系统有二极管分配式和点火线圈分配式两大类。(1)二极管分配式二极管分配式无分电器点火系统采用同时点火方式,工作原理如图7-3所示。图7-3二极管分配式同时点火的无分电器点火系工作原理图1-1、4缸触发信号2-电子点火控制器3-控制部分4-稳压器5、8-一次线圈6-高压二极管7-二次线圈9-2、3缸触发信号点火顺序为1-3-4-2的四缸发动机,当ECU接收到曲轴位置传感器相应信号时,向点火控制器发出点火信号,点火控制器的控制回路使VT1截止,一次线圈5中的电流被切断,在二次线圈中感应出下“+”上“-”的高压电,经4缸和1缸火花塞构成回路,两个火花塞均跳火,此时1缸接近压缩终了,混合气被点燃,而4缸正在排气,火花塞点空火。汽配人网:http://www.qipeiren.com/column/brand-281-fendianqi.htm曲轴转过180°后,ECU接收到传感器信号后再次向点火控制器发出触发信号,VT2截止,一次线圈8中电流被切断,二次线圈感应出上“+”下“-”的高压电,并经2缸和3缸火花塞构成回路,同时跳火,此时3缸点火作功,2缸火花塞点空火。依次类推,发动机曲轴转2圈,各缸作功一次。(2)点火线圈分配式点火线圈分配式无分电器点火系统是将来自点火线圈的高压电直接分配给火花塞,有同时点火和单独点火两种形式。1)同时点火。同时点火即用一个点火线圈对到达压缩和排气上止点的两个气缸同时实施点火,处于压缩的一缸,混合气被点燃而作功,正在排气的另一缸火花塞点空火(图7-4)。ECU根据凸轮轴位置传感器信号,选择相应点火的气缸,并将点火信号送给点火组件,使相应的晶体管VT截止或导通,点火线圈直接向火花塞输出高压电。图7-4点火线圈分配式同时点火的无分电器点火系统2)单独点火。单独点火既为每一个气缸的火花塞配备一个点火线圈,单独直接地对每个气缸点火(图7-5)。图7-5单独点火式无分电器点火系统这种单独点火系统由于取消了高压线,能量损失小,效率高,电磁干扰少。第二节点火提前