图2是四缸电喷发动机无分电器用一只点火线圈同时点火的基本电路

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2021年02月20日 04:39
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2021年2月20日发(作者:经典歌曲)



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是四缸电喷发动机无分电器用一只点火线圈 同时点火的基本电路。


...


也应注意电喷发

< br>动机在维修中用电焊焊接车身等部件时


,


应断开蓄电池的 导线


,


电喷发动机是电控燃油喷射(EFI)发动机的简称, 电喷发动机均采用电子点火系统。





电喷发动机点火系统主要包括:


点火电流的恒定控制、


无分电器点火控制、


点火正时控


制、点火时序( 判缸)控制以及点火提前与爆震的控制等。





一、点火电流的恒定控制





点火线圈的初/次级绕组的匝数比 确定后,


点火时的高压


(点火线圈的次级电压)


主要


由初级绕组中通过的电流大小来决定。现代的发动机电子点火系统为了提高 点火时的高压,


点火线圈的初级均采用粗导线绕制,其内阻只有0.5

< br>Ω


左右,但这又会引起电流过大,


如不加以控制会使点火 线圈因电流过大而影响寿命。





点火电流的恒定控制原理见图1。





当功率三极管T1或T2导通时,


电 流经其射极负反馈电阻Rf到地。


通过电阻Rf的


电流越大,其 上的压降也越大。如果点火电流超过规定值时(一般为6.5A),电路Rf


上的压降增 大,


恒流控制电路开始起控使闭合角减小。


继而减小了三极管T 1、


T2的导通


时间,


最终通过点火线 圈的初级绕组中的电流减小,


避免点火线圈发热和三极管T1、


T2


的损坏。若点火电流小于规定值6.


5A时,


恒流控制电路也将起控,


增大闭合角使三极管


T1或 T2的导通时间增加,使点火电流增大,最终恒定在6.5A的标准值上。





二、无分电器电子点火





为了进一步提高发动机工作时的可靠性、

动力性和经济性,


现代的发动机尤其是电喷发


动机的点火系 统越来越多地采用无分电器电子点火。


无分电器点火系统的结构与以往的点火

< p>
系统不同,


它取消了分电器,


消除了因分电器产生 的机械磨损而引起的点火时间不准,


以及


点火能量损失等不利因 素,因而它是新型发动机点火的主流。





无分电器点火系统根据使用点火线圈的数量以及其火花塞的跳 火方式,


又可分为同时点


火和单独顺序点火两种方式。





1.无分电器同时点火方式





四缸电喷发动机无分电器同时点火的基本电路(如图1)。





该电路的特点是每两个缸的火花塞 共用一只点火线圈,


点火线圈的次级绕组的两端采用


开放式分别 接两个缸上的火花塞。


点火时两个缸的火花塞形成串联电路同时跳火。

< br>其中一个


缸的火花塞在常规方向跳火,


即从正中央电极到 负旁电极;


而另一个缸的火花塞跳火则从负


旁电极到正中央电极 。


在两个缸的火花塞同时跳火时,


只有处于压缩行程气缸的火花 塞的跳


火才是有效的,


而处于排气行程的另一个气缸的火花塞的 跳火是无效的多余的,


所以也有称


这种点火为“浪费”火花型点 火。





在 两个缸的火花塞同时跳火时,


一个缸的活塞处于排气行程的上止点;

另一个缸的活塞


处于压缩行程的上止点。


即点火应在处于压 缩行程气缸活塞的上止点位置的1缸进行。


因此


发动机电子控制 器


(ECU)


根据曲轴位置传感器送来的活塞上止点信号和同步 信号传感器


送来的判缸信号,


经计算处理后输出正确的点火指令 ,


令1缸点火。


点火线圈的次级绕组电


路中增加的一只高压二极管,


是为了防止三极管T1和T2在导通的瞬间,


次级绕组产生的


感应电动势使火花塞跳火。





在无分电器同时点火方式中,


为了降低成本和节省发动机周围的空间,


还采用一种初级

< p>
绕组带中间抽头的点火线圈,


独立完成对各缸的点火。

图2是四缸电喷发动机无分电器用一


只点火线圈同时点火的基本电路。





该同时点火电路的基 本原理是:


ECU根据曲轴位置传感器和同步信号传感器送来的信


号,


经计算处理后向电子点火组件中的驱动三极管T1发出点火信号

< br>(1缸和4缸的同时点


火信号)



这时三极管T1导通T2截止。


点火电流从蓄电池的+12V→三极管T1的集


电极和发射极→初级绕组的L2→蓄电池负极。


这时初级绕组的L1中 的电流中断,


次级绕


组中感应产生高压电,

其极性为上负下正。


其电流流向为:


次级绕组的b端→二极 管D4→


4缸火花塞的中央电极和旁电极→蓄电池负极


(车身)


→1缸火花塞的旁电极和中央电极→


二极管D1→次级绕组的a 端。


这时1和4两个缸的火花塞同时跳火。


由于图2的点火工作


顺序为1-3-4-2,


4缸的活塞处于排气行程,

< p>
1缸的活塞处于压缩行程的上止点位置,


因而1缸的火花塞跳火是有效的, 而4缸的火花塞跳火是无效的。





当发动机的曲轴旋转180°后,


发动机ECU根据曲轴的位置 传感器和同步信号传感


器送来的信号,


向三极管T2发出点火信 号(2缸和3缸的同时点火信号)


,这时三极管T


2导通T1截 止。


点火电流从蓄电池的+12V→初级绕组中的L1→三极管T2的集电极

< p>
和发射极→蓄电池的负极。这时初级绕组L2中的电流中断,次级绕组中感应产生高压电,


其极性为上正下负。


其电流流向为:


次级绕组的 a端→二极管D2→2缸火花塞的中央电极


和旁电极→蓄电池负极


(车身)


→3缸火花塞的旁电极和中央电极→二极管D3→次级绕组

< br>的b端。


这时2和3两个缸的火花塞同时跳火,


3缸的活 塞处于压缩行程的上止点位置,



花塞的跳火是有效的,


而2缸的活塞是处于排气行程,


因而其火花塞的跳火是无效的。


发动


机转两圈(720°)在一个工作循环内,各缸的火花塞有效跳火 一次。





2.无分电器单独顺序点火方式





图3是一个四缸电喷发动机无分电器单独顺序点火的基本电路。





该无分电器点火系统中的工作点火 顺序与常规的发动机按工作顺序点火的原理相同。



同的是因无 分电器单独点火,


每个缸的火花塞均需一个点火线圈,


并且工作 时还需要判缸信


号。


ECU根据曲轴位置传感器和同步信号传感 器送来的信号,


经处理后向电子点火组件中


的驱动三极管T1发 出点火信号。


这时三极管T1截止,


使点火线圈的初级绕组中的 电流中


断,次级绕组便感应产生高压电,使1缸的火花塞跳火。


随着发动机的旋转,ECU将按照


该发动机的工作点火顺序(如1-3-4-2)依次向 1缸、3缸、4缸、2缸发出点火信


号,使相应气缸的火花塞跳火。




这种无分电器单独顺序点火 方式多用于多气缸的发动机上。


它的点火线圈体积很小,



直接安装在火花塞上,


因此节省了发动机的空间,

< br>并使可靠性增加,


同时对通讯产生的干扰


也较小。故它在 多缸发动机无分电器电子点火系统中得到了广泛地应用。





三、点火正时的控制





点火正时是指活塞处于压缩行程的 上止点时刻点火,


它由安装在飞轮边缘的曲轴位置传


感器给EC U提供信息,


ECU经判断处理后输出指令使电子点火器工作。


曲轴位置传感器


是点火系统的重要器件。对于四缸发动机来说,在其飞轮的相对方向上各 有均等的4个槽。


4个槽为一组,两组槽相隔180°,每组槽齿间隔20°(见图4a )。





曲 轴位置传感器多由霍尔传感器担任,


当发动机飞轮旋转时,


其上 的槽齿经过霍尔传感


器时产生霍尔效应输出5V的高电平信号。


当飞轮上的槽齿不经过霍尔传感器的期间,


无霍


尔电压产生,输 出0.3V的低电平信号。飞轮旋转一圈(360°),每组槽齿共产生4


个霍尔电压脉 冲信号(见图4b)。





四缸发动机工作时有两个气缸的活塞同时到达上止点:


一是排气行程的上 止点;


另一个


是压缩行程的上止点。


点 火只应在活塞处于压缩行程的气缸发生。


ECU根据曲轴位置传感


器送来的信号,


就可知道有两个气缸的活塞已到达上止点,


但 它不知道是哪个气缸的活塞处


于压缩行程,


因此它还不能发出点 火指令,


还需要一个点火时的重要信号——气缸差别


(判


缸)信号。曲轴位置传感器与ECU的工作关系见图4c。





四、点火时序(判缸)的控制





点火时序也就是发动机工作时每个气缸的先后点火顺序。


气缸判别是由安装在分电器内


的同步信号传感器来完成的,它也多是 霍尔传感器(见图5)。


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