(一)发动机电控点火技术概述
一、点火系统的功能与对点火系统的基本要求
1.点火系统的功能
点火系统的功能是将发动机电源12~14V的低压电转变为12~30kV的高压电提供给火花塞,并按照发动机的气缸工作顺序在各缸压缩行程终了时及时点燃混合气。
2.对点火系统的基本要求
对点火系统的三项基本要求是:
1)能产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压:一般情况应在12kV以上,起动时需要19kV以上,其设计值为30kV。
2)电火花应具有足够的点火能量:一般应为50~80MJ,起动时约需要100MJ。
3)点火时刻应与发动机工况相适应:点火时刻(用点火提前角表示)应按照发动机的工作顺序;其最佳的点火时刻应使发动机在各种工况下发出的功率最大、油耗最低和排污最少。
二、汽油发动机点火系统的发展阶段
汽油机点火系统的发展过程围绕着解决点火系统三项主要矛盾(初级电路通断的方式、最佳点火时刻的控制和次级高压电的分配方式)而展开,可分为四个阶段:即以磁电机为电源的点火系统、以机械式触点控制初级电路通断的蓄电池点火装置、以晶体管控制初级电路通断的电子点火系统和微机控制的点火系统。
1.第一代电子点火系统
第一代电子点火系统的组成如图4-1所示。
第一代电子点火系统
用点火信号传感器取代断电触点,并增加一个电子点火模块,称为无触点点火系统。它仍保留了真空和离心点火提前装置和分火头式的分电器配电装置。
2.第二代电子点火系统
第二代无触点式电子点火系统组成与工作原理如图4-2和图4-3所示。
第二代电子点火系统
在无触点点火系统基础上,用无运动关系电控单元(ECU)取代真空和离心点火提前装置,并在ECU中存储了发动机在各种工况下的最佳点火提前角试验数据,称为数字式电子点火系统。但它仍保留了分火头式的机械配电装置。
3.第三代电子点火系统
图4-4描述了第三代电子点火系统的原理。它可以实现发动机在任何工况下均能处于最佳点火提前状态,并实现通电时间控制、点火提前控制和爆燃控制三项控制功能。
第三代电子点火系统
在数字式电子点火系统基础上,直接用多个点火线圈或二极管来分配高压电,控制火花塞跳火,以取代分火头机械式点火装置,称为电子配电点火系统,或称无分电器式电子点火系统(DLI)。
三、点火系统的分类
点火系统的分类方法和分类体系如图4-5所示。
点火系统的分类方法
1)按点火系统的整体结构分类:分为传统点火系统、普通电子点火系统和微机控制点火系统。
2)按点火能量的存储方式分类:分为电感储能式和电容储能式。
3)按产生点火信号的原理分类:分为磁感应式、霍尔式和光电式。
4)按是否直接点火分类:分为直接点火式(无分电器式)和非直接点火式(有分电器式)
5)按是否分组点火分类:分为分组式点火系统和独立式点火系统。
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