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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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。
...
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
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,
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为了降低成本和节省发动机周围的空间,
还采用一种初级
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,
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
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,
火
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。
不
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,
可
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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。
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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)。