云南省汽車修理技能知識：汽車發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)——點火控制
在微機控制的點火系統(tǒng)中，主要對點火提前角、通電時間和爆震進行控制。
一、微機控制點火系統(tǒng)的組成
微機點火系統(tǒng)主要包括各種有關(guān)的傳感器、電子控制單元ECU、點火控制器、點火線和火花塞等組成。
二、有分電器點火系統(tǒng)的點火控制
有分電器的微機控制點火系統(tǒng)的控制原理框圖如圖2-5-27所示。
工作過程如下：發(fā)動機工作時，ECU中的中央處理器通過各種傳感器把發(fā)動機運行工況信息采集到隨機存儲器RAM中，并不斷檢測凸輪位置傳感器信號，判定是那一缸即將到達壓縮上止點，當采集到上述信息后，中央處理器開始對曲軸轉(zhuǎn)角信號進行計數(shù)，以便控制點火提前角。同時，中央處理器根據(jù)采集到的發(fā)動機工況信息，從固化到ECU中的數(shù)據(jù)當中查詢出相應(yīng)工況的最佳點火提前角。與此同時，中央處理器判斷點火時刻是否來到。當前軸轉(zhuǎn)角等于最佳點火提前角時，中央處理器立即向點火控制點火線圈初級繞組的功率三級管截止，點火線圈初級電流被切斷，次級繞組產(chǎn)生高壓，并通過配電器按發(fā)動機點火順序?qū)⒏邏悍峙渲粮鞲谆鸹ㄈ�，并點燃混合氣。
三、無分電器點火系統(tǒng)的點火控制
無分電器直接點火系統(tǒng)是將點火線圈產(chǎn)生的高壓直接送到火花塞，使其跳火，點燃混合氣的一種方式。目前常采用以下兩種方式：即同時點火方式和單獨點火方式。
1.同時點火方式
所謂同時點火方式是指兩個氣缸合用一個點火線圈，高壓端分別與兩個火花塞相連，對兩個氣缸點火。雙缸同時點火時，一個氣缸處于壓縮進程末期，是有效點火；另一個氣缸處于排氣行程末期，缸內(nèi)溫度較高而壓力很低，火花塞很容易跳火，能量損失很小，是無效點火。雙缸熔深點火方式細分為二級管分別和點火線圈分配兩種形式。
1）二極管分配高壓雙缸同時點火的控制
點火線圈由兩個初級繞組和一個次級繞組構(gòu)成，次級繞組的兩端通過4只高壓二極管與火花塞構(gòu)成回路。對于點火順序為1—3—4—2的發(fā)動機，1-4缸為一組，2—3缸為另一組。點火控制器中的兩只功率三極管分別控制一個初級繞組的通電與斷電。
當發(fā)動機ECU將1、4缸的點火觸發(fā)信號輸入點火控制器時，功率三極管VT₁截止，初級繞組A中電流被切斷，次級繞組中就會產(chǎn)生高壓電動勢，方向如圖中實線箭頭所示。在該電動勢的作用下，二極管D₁、D₄導通，1、4缸火花塞跳火，高壓放電回路由圖中實線箭頭所標方向構(gòu)成回路。此時，D₂、D3反向截止，不能構(gòu)成高壓放電回路，2、3缸火花塞不能跳火。同理，當發(fā)動機ECU將2、3缸點火觸發(fā)信號輸入點火控制器時，功率三極管VT₂截止，點火線圈初級繞組B中的電流被切斷，次級繞組中產(chǎn)生高壓電動勢，方向如圖中虛線箭頭所示。D₂、D₃正向?qū)ǎ?、3缸火花塞跳火，D、D₄反向截止，高壓放電回路如圖中虛線箭頭所指方向構(gòu)成回路。
2)點火線圈分配高壓雙缸同時點火的控制
6缸發(fā)動機的點火線圈組件有3個獨立點火線圈，每個點火線圈供給成對的兩個火花塞工作(6缸發(fā)動機的1、6缸，2、5缸和3、4缸分別共用一個點火線圈)。
電子點火控制器中配有與點火線圈數(shù)量相等的功率三極管，分別控制一個點火線圈工作。點火控制器根據(jù)發(fā)動機ECU發(fā)出的點火控制信號，按點火順序輪流觸發(fā)控制點火線圈初級繞組通斷的功率三極管導通或截止從而使每各個點火線圈高壓端輪流產(chǎn)生高壓電，再通過高壓線直接輸送到成對的兩缸火花塞跳火點燃混合氣。
2.單獨點火方式
單獨點火方式中每一個火花塞配一個點火線圈，其電路原理如圖2-5-30a)所示。點火線圈可以安裝在火花塞的頂部，省去了高壓線。結(jié)構(gòu)緊湊，點火性能好，但點火控制系統(tǒng)較復雜，如圖2-5-30b)所示。
獨立點火方式中各缸點火線圈的初級繞組的通斷分別由點火控制器中的功率三極管控制，整個點火系統(tǒng)的工作由發(fā)動機ECU進行控制。發(fā)動機工作時，發(fā)動機ECU根據(jù)曲軸位置傳感器、空氣流量計、點火基準信號傳感器、冷卻液溫度傳感器、爆震傳感器、點火開關(guān)和有關(guān)的開關(guān)輸入信號經(jīng)計算對比，發(fā)出指令使點火控制器中的功率三極管按點火順序分別切斷點火線圈的初級繞組，使次級產(chǎn)生高電壓并點燃混合氣。
四、爆震控制
消除爆震最有效的方法就是推遲點火提前角，利用點火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠有效的控制點火提前角。爆震控制就是這樣一個點火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)。
爆震傳感器用于檢測發(fā)動機是否發(fā)生爆震。一個發(fā)動機一般安裝1～2支。發(fā)動機ECU根據(jù)爆震傳感器和其他相關(guān)傳感器提供的信號對點火提前角做適當?shù)恼{(diào)整以消除爆震。
點火時間過早是產(chǎn)生爆震的一個主要原因，圖2-5-32所示為爆震與點火時刻、發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。發(fā)動機發(fā)出最大轉(zhuǎn)矩的點火時刻(MBT)是在開始產(chǎn)生爆震點火時刻(爆震極限)的附近。因此，在設(shè)定點火時刻時，需要留有離開爆震界限的余量。無爆震控制時，所留余量應(yīng)大些，這時的點火時刻比發(fā)出最大轉(zhuǎn)矩時的點火時刻滯后，所以轉(zhuǎn)矩有所降低。如果用爆震傳感器能檢測到爆震界限，那么就可以把點火時刻調(diào)到接近爆震界限的位置，以便能更有效地得到發(fā)動機的輸出功率。
