汽服瑞纳点火系统_毕业论文(编辑修改稿)

汽服瑞纳点火系统_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

火提前角，反应速度慢，控制精度低。 目前，传统的点火系已经淘汰。 有触电电子点火系 统 有触点电子点火系是最早机电相结合的产品之一，其组成如图 所示， 图 有触电 电子点火系 它保留了原分电器中的机械触点，增加了一个电子驱动电路，大功率开关晶体三极管串联在点火线圈初级电路中，机械触点接在三极管的基极电路中。 当触点闭合时，大功率三极管导通，接通初级电路；当触点打开时，大功率三极管截 7 止，断开初级电路，次级线圈产生高压电而点火。 其优点是：减小了机械触点的电流，消除了触点烧蚀现象 ,并取消了和触点并联的电容器，降低了故障率。 缺点是：由于机械触点的存在，继承了传统点火系的缺点，仍然采用机械调节装置调节点火提前角，无闭合角调节功能，这些限制了点火性能的提高。 无触点普通电子 点火系 统 无触点 普通 电子点火系 主要由 点火开关、点火信号发生器、点火器、点火线圈、分电器以及火花塞组成。 如图 所示： 1 点火信号发生器； 2点火器； 3分电器； 4火花塞； 5点火线圈 图 无触点普通电子点火系统 其特点是利用各种无触点点火信号发生器来代替上述断电器触点产生点火信号。 因此，与触点有关的各种故障和保修作业均不复存在。 当发动机工作时，分电器信号发生器产生电信号，经电子点火组件的放大、整形后，控制末级大功率晶体管的导通与截止，使点火线圈中的初级电流发生变化，在次级绕组中感应出高电压。 由 于采用了闭合角和恒流控制，普通电子点火系统的初级电流在发动机高速或低速时都为一定值，从而在次级绕组中产生的感应电动势也为一定值，从而提高了点火性能。 另外，从根本上解决了由触点带来的问题，使之具有一定的免维修化。 该点火系统最大的缺点是点火提前角仍采用传统的真空和离心机构机械控制，点火提前角控制不够精确。 另外，点火触发信号仍采用机械控制，点火可靠性仍有待提高。 8 微机控制电子点火系 统 上述点火系统均采用机械调节装置调节点火提前角，一方面，机械装置反应慢，实时性差，控制精度低；另一方面，点火提前角不仅与发动 机转速和负载有关，而且与其它因素有关，如汽油的抗爆性能、混合气的空燃比、发动机工作温度和进气终了的压力等，因而越来越不能满足现代发动机的需要。 随着微处理机技术的发展，在 70 年代中期，汽车上开始应用微处理机控制点火。 该系统根据各种传感器检测发动机工况信息，由控制单元对点火提前角和闭合角进行精确的控制，点火时机更准确、合理，使发动机性能更加优越。 该点火系中的分电器只起到分配高压电的作用，取消了点火提前角机械调节机构 [2]。 微机控制点火系可以实现点火提前角控制、闭合角控制和爆震控制的功能，具有如下特点： 各种工况及环境条件下，均可获得最佳点火提前角，从而使发动机在动力性、经济性、排放性及工作稳定性等方面均处于最理想的情况。 ，均可对点火线圈的导通时间进行控制，从而使线圈中存储的点火能量保持不变，提高了点火的可靠性，有效地防止了点火线圈过热，减少了能源消耗。 此外，该系统很容易实现在全部工作范围内提供稀薄燃烧所需恒定点火能量的目标。 ，可使各缸点火提前角控制在刚好不发生爆震的临界状态，从而获得较高的燃烧效率，有利于提高发动机的各种性能。 微机控制点火系一般由电源、传感 器、电控单元（ ECUElectronic Control Unit）、点火控制器、分电器、高压线、火花塞等组成，如图 所示。 9 图 微机控制电子点火系组成 ：供给点火系统所需的点火能量，一般由蓄电池和发电机共同组成。 ：检测发动机各种状态参数，为 ECU 提供点火提前角的控制依据。 ：点火系统中的控制元件。 其作用是不断地采集各传感器的信息，按特定的程序进行判断、运算，向点火控制器或点火线圈发出最佳控制信号。 ： ECU 的一个执行机构。 其作用是将电控单元 输出的点火信号进行功率放大，再驱动点火线圈工作。 ：其作用是存储点火能量，并将电源的低电压转变为高电压。 ：其作用是将点火线圈产生的高压电按点火顺序依次分配至各缸火花塞。 ：其作用是将点火线圈产生的高压电引入气缸，点燃气缸内的可燃混合气。 10 第 3章 现代瑞纳点火系统结构与原理 现代瑞纳点火系统所采用的是当今世界所普遍通用的微机控制点火系统，了解其结构与工作原理对故障诊断与维修起着很大的作用。 瑞纳点火系统的组成 现代瑞纳点火系统 由电源、传感器、电子控制单元（ ECU，也称电子控制器）、点火器、分电器、火花塞等组成，如图 图 瑞纳点火系统图 1. 电源 ： 由蓄电池和发电机组成，供给点火系统所需的点火能量。 2. 点火线圈 ： 将电源提供的低压电转变为足以击穿火花塞间隙的高压电， 并将点火瞬间所需的能量存储在线圈的磁场中。 3. 分电器 ： 根据发动机的工作时序，将点火线圈产生的高压电依次送到各缸火花塞。 4. 火花塞 ： 将具有一定能量的电火花引入汽缸，点燃缸内可燃混合燃气。 5. 传感器 ： 用于检测发动机各种运行参数变化，为 ECU 提供点火提前角的控制依据。 6. ECU： 发动机工作时， ECU 不断采 集各个传感器信息，按事先设置的程序计算出最佳点火提前角，向点火装置发出点火指令。 7. 点火器 ： ECU 的一个执行机构，可将控制系统输出的点火信号进行功率放大，驱动点火线圈工作。 11 瑞纳点火系统工作原理 在瑞纳 发动机运行时， 点火系统中的 EUC 不断的采集发动机转速、负荷、冷却液温度、进气温度等信号，并根据存储器中存储的有关程序和数据，确定出某工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳导通时间，并以此向点火器发出指令。 点火器则根据 EUC 的指令 ，控制点火线圈初级回路的导通和截止。 当电路导通时，有电流从点火线圈的初级线圈流 过，点火线圈此时将点火能量以磁场能的形式储存起来。 当初级线圈电流被切断时，在其次级线圈 中将产生很高的感应电动势， 由 分电器送至工作气缸的火花塞，点火能量被瞬间释放，并迅速点燃汽缸内的可燃混合气，发动机完成做 功 过程。 另外，在带有爆震传感器的点火提前角控制系统中， ECU 还可根据爆震传感器的输入信号来判断发动机的爆震程度，并将点火提前角控制在爆震界限的范围内，使发动机能获得最佳的燃烧。 瑞纳轿车点火系统控制的内容包括：点火提前角的控制、通电时间的控制和爆震控制。 点火提前角的控制 在发动机启动工况，电控单 元不进行最佳点火提前角调整控制，而是根据发动机转速信号和启动开关信号输入，以固定不变的点火提前角点火。 当发动机转速超过一定值时，则自动转入由电控单元控制的最佳点火提前角计算及控制程序。 发动机启动后，电控单元对最佳点火提前角的计算和控制步骤进行：首先根据 G 信号和 Ne 信号确定初始点火提前角；然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提前角；最后根据有关传感器的信号确定修正点火提前角。 这三项点火提前角的代数和为实际最佳点火提前角。 即最佳点火提前角 =初始点火提前角 +基本点火提前角 +修正点火提前角 ： 为 了控制点火正时，电控单元根据上止点位置来确定点火提前角。 发动机电控单元把 G1 或 G2 信号出现后第一个 Ne 信号过零点定为压缩行程上止点前 10176。 ，并以这个角度作为点火正时计算的基准点，称之为初始点火提前角。 ： 基本点火提前角以二维表的形式储存在 CPU 中的只读存储器中， 发动机正常运转时，电控单元按怠速工况和非怠速工况两种情况，确定基本点火提前角。 ①发动机处于怠速工况时，电控单元根据节气门位置信号、发动机转速信号 12 及空调开关信号，确定基本点火提前角， 例 如空调工作时，随着发动机怠速的目标转速的提高，应 适当的增加点火提前角，以利于发动机运转速度的稳定，此时怠速基本点火提前角为 18176。 空调不工作时，怠速基本点火提前角则定位 14176。 如图 所示。 图 怠速工况下点火提前角变化规律 ②发动机处于非怠速工况时，电控单元根据发动机转速和节气 门位置信号，从预置在储存器中的数据表中查出相应的基本点火提前角 ， ECU 根据传感器的输入信号，利用查表法从 CPU 的 ROM 中找出基本点火提前角的最佳值。 ： 除了转速和负荷外，其他对点火提前角有重要影响的因素均归入到修正点火提前角中。 修正点火提前角包括的修正值有：暖机修正、过热修正、空燃比修正、怠速稳定性修正。 ①暖机修正： 发动机冷车起动后，冷却水温度较低时，为达到暖机目的电控单元选择增大点火提前角。 如图 所示。 当冷却液温度较低时，混合气的燃烧速度较慢，应适当的增大点火提前角， 促使发动机尽快暖机，在暖机过程中，随冷却水温度的升高，点火提前角修正值逐渐减小， 修正值的变化规律及大小随发动机暖机修正的主要控制信号包括冷却水温度信号、空气流量信号、节气门开度信号等。 13 图 暖机修正 ②过热修正： 发动机处于 正常运行工况时，若冷却水温度过高，为了避免产生爆震，电控单元选择将点火提前角推迟。 发动机处于怠速工况时，若冷却水温度过高，为了避免发动机长时间过热，应将点火提前角增大。 如图 所示。 过热修正的主要控制信号包括冷却水温度信号、节气门开度信号等。 图 过热修正 ③ 空燃比修正： 电控单元根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正。 随着修正喷油的增加或减少，发动机转速在一定范围内波动。 为了提高怠速的稳定性，在反馈修正油量减少 而导致混合气变稀 时，点火提前角相应地增加， 反之则相反 如图 所示。 空燃比反馈修正的 控制信号主要有氧传感器信号、节气门位置信号、冷却水温度信号、车速信号等。 14 图 空燃比修正 ④怠速稳定性修正： 发动机处于怠速工况时， 由于负荷的变化 会引起转速不稳。 ECU 可根据转速差动态的修正点火提前角， 电控单元不断地计算发动机的平均转速，当发动机的转速低于规定的怠速转速时，电控单元根据实际转速与目标转速差值的大小相应地增大点火提前角； 当发动机转速高于目标转速时，则减小点火提前角；此外，为使发动机怠速能稳定在目标转速，点火提前角的怠速稳定修正与怠速控制系统中的怠速调整同步进行。 爆震控制 通常爆震传感器会检测发动机有无爆震现象，并将信号送至发动机控制单元，控制单元根据此信号来调整点火提前角。 爆震发生时，微机通过爆震传感器的输入信号和比较电路判别发动机所产生的爆震，并依据爆震强度输入信号，有微机控制会推迟点火，爆震未发生时，则会适当提前点火，以保证在任何工况下的点火提前角都处于接近发生爆震的最佳角度。 爆燃控制过程中点火提前角的变化，如图 所示。 图 爆 震 控制 当任何一缸产生爆震时， ECU 立刻减少一定的点火提前角，依据点火顺序 15 汽缸再次产生爆震时，同样再减少点火提前角，每次逐渐减少 点火提前角。 当发动机不产生爆震时，在一定时间内，维持当前点火提前角。 若无爆震产生，则又逐渐增大点火提前角，一直到产生爆震再重复前述反馈控制。 通电时间控制 通断时间的控制又称闭合角控制。 次级线圈高压的最大值与初级断开电流成正比，而初级点火线圈被断开瞬间所能达到的断开电流值与初级线圈接通时间长成正比。 当点火线圈初级电路接通后，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接通的上啥时间长短有关。 只有通电时间达到一定值时 ，初级电流才可能达到饱和，使次级电压达到最大值，因 此，必须保证足够的通电时间，但是，如果通电时间过长，点火线圈又会发热并使电能消耗增大。 最佳通电时间控制要兼顾上述两方面要求，同时当蓄电池电压变化时，也将影响初级电流。 为了保证在不同的蓄电池供电电压和不同的转速下都有相同的初级断开电流，电控单元根据蓄电池电压和发动机转速信号，从预置的闭合角数据表中查处相应的数值。 对闭合角进行控制。 当发动机转速高时，适当增大闭合角，以防止初级线圈通过电流值下降，造成次级高压下降，点火困难。 蓄电池电压下降时，基于相同的理由，也应适当增大闭合角 [4]。 瑞纳轿车点火系统 的 优点 1. 消除触点多带来的缺点，如触点烧蚀、触电间隙的变化对点火正时的影响；次级电压高且稳。