第三節(jié)點(diǎn)火閉環(huán)控制子系統(tǒng)第1頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月曲軸位置傳感器是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中最主要的傳感器之一，它提供點(diǎn)火時(shí)刻（點(diǎn)火提前角）、確認(rèn)曲軸位置的信號(hào)，用于檢測(cè)活塞上止點(diǎn)、曲軸轉(zhuǎn)角及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。曲軸位置傳感器所采用的結(jié)構(gòu)隨車型不同而不同，可分為磁脈沖式、光電式和霍爾式三大類。它通常安裝在曲軸前端、凸輪軸前端、飛輪上或分電器內(nèi)。曲軸位置及凸輪軸傳感器第2頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月曲柄連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介機(jī)體組活塞連桿組曲軸飛輪組第3頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月3.曲軸4.飛輪1.皮帶輪2.扭轉(zhuǎn)減振器1.曲軸飛輪組功用：1)將做功沖程從連桿傳來的力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪傳到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；2)靠慣性通過連桿反過來推動(dòng)各缸活塞的進(jìn)氣、壓縮、排氣沖程；3)驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)和其他附屬裝置。第4頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2.曲軸飛輪組主要組成減振器皮帶輪上軸瓦曲拐定時(shí)齒輪飛輪起動(dòng)爪下軸瓦主軸瓦主軸瓦第5頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)：由前端軸、若干個(gè)曲拐和后端軸三部分組成。3.曲軸的結(jié)構(gòu)連桿軸頸或曲柄銷曲柄曲拐功率輸出端后端軸前端軸主軸頸凸緣平衡重1）曲拐的數(shù)量與取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)和排列方式。2）曲柄是用來連接主軸頸和連桿軸頸。3）平衡重的作用是平衡各機(jī)件產(chǎn)生的離心力及其力矩。第6頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火順序1－3－4－24.曲軸形狀和曲拐的布置形式第7頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月曲軸轉(zhuǎn)角（度）一缸二缸三缸四缸發(fā)火次序0～180作功排氣壓縮進(jìn)氣1180～360排氣進(jìn)氣作功壓縮3360～540進(jìn)氣壓縮排氣作功4540～720壓縮作功進(jìn)氣排氣2四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火順序1－3－4－2第8頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸運(yùn)動(dòng)示意圖第9頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置1－62－53－4120

第10頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月曲軸轉(zhuǎn)角/（

）一缸二缸三缸四缸五缸六缸0～1800～60作功排氣進(jìn)氣作功壓縮進(jìn)氣60～120壓縮排氣120～180進(jìn)氣作功180～360180～240排氣壓縮240～300作功進(jìn)氣300～360壓縮排氣360～540360～420進(jìn)氣作功420～480排氣壓縮480～540作功進(jìn)氣540～720540～600壓縮排氣600～660進(jìn)氣作功660～720排氣壓縮直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)火順序1－5－3－6－2－4第11頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸運(yùn)動(dòng)示意圖第12頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月一、磁脈沖式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理磁脈沖式傳感器第13頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）磁電式傳感器磁電式傳感器觸發(fā)輪氣缸識(shí)別槽輸出信號(hào)

當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈中磁通量發(fā)生變化，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)子信號(hào)盤通常安裝在曲軸或凸輪軸上，也可安裝在分電器內(nèi)。第15頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）霍爾效應(yīng)式傳感器永久磁鐵霍爾元件觸發(fā)輪

當(dāng)觸發(fā)葉輪上的葉片進(jìn)入永久磁鐵與霍爾元件之間時(shí)，磁場(chǎng)被葉片旁路，不產(chǎn)生霍爾電壓；當(dāng)缺口部分進(jìn)入磁鐵與霍爾元件之間時(shí)，磁力線進(jìn)入霍爾元件，傳感器輸出電壓信號(hào)。第17頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月信號(hào)發(fā)生器固裝在分電器殼體上，主要由兩只發(fā)光二極管、兩只光敏二極管和電子電路組成。兩只發(fā)光二極管分別正對(duì)著光敏二極管，信號(hào)盤位于發(fā)光二極管和光敏二極管之間，當(dāng)信號(hào)盤隨發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因信號(hào)盤上有光孔，產(chǎn)生透光和遮光的交替變化，造成信號(hào)發(fā)生器輸出表征曲軸位置和轉(zhuǎn)角的脈沖信號(hào)。光電式傳感器第18頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

信號(hào)盤隨分電器軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生透光和遮光交替變化。當(dāng)發(fā)光二極管的光束照到光敏二極管時(shí)，光敏二極管產(chǎn)生電壓；當(dāng)發(fā)光二極管光束被擋住時(shí)，光敏二極管電壓為0。（3）光電式傳感器發(fā)光管分火頭密封蓋信號(hào)盤電路光敏二極管輸出信號(hào)光敏二極管發(fā)光二極管遮光盤第19頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月一對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的要求

無論是哪一類的點(diǎn)火裝置，均有共同的技術(shù)性能要求，即應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況和使用條件下保證可靠而準(zhǔn)確地點(diǎn)火，為此應(yīng)滿足以下三個(gè)方面的要求：1．能產(chǎn)生足夠高的次級(jí)電壓2．要有足夠的點(diǎn)火能量3．點(diǎn)火時(shí)間要適當(dāng)?shù)?0頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月四缸點(diǎn)火演示簡(jiǎn)圖1)高壓電的產(chǎn)生，由點(diǎn)火線圈和分電器中的斷電器完成。2)高壓電的分配由分電器中的配電器完成。點(diǎn)火線圈配電器斷電器第21頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月1．能產(chǎn)生足夠高的次級(jí)電壓火花塞電極擊穿而產(chǎn)生火花時(shí)所需要的電壓稱為擊穿電壓。點(diǎn)火系產(chǎn)生的次級(jí)電壓必須高于擊穿電壓，才能使火花塞跳火。擊穿電壓的大小受很多因素影響，其中主要有：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的工況（2）火花塞電極的溫度（3）火花塞電極間隙和形狀（4）氣缸內(nèi)混合氣體的壓力和溫度第22頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2、應(yīng)具有足夠的能量發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，由于混合氣壓縮終了的溫度接近其自燃溫度，僅需要1～5mJ的火花能量。但在混合氣過濃或是過稀時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、怠速或節(jié)氣門急劇打開時(shí)，則需要較高的火花能量。經(jīng)濟(jì)性和排氣凈化要求提高提高火花能量。電子點(diǎn)火系一般應(yīng)具有80～100mJ的火花能量，起動(dòng)時(shí)應(yīng)產(chǎn)生高于100mJ的能量。第23頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

3．點(diǎn)火時(shí)間要適當(dāng)影響最佳點(diǎn)火提前角的因素很多，主要有：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（2）發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷（3）汽油辛烷值（4）混合氣的濃度（5）進(jìn)氣壓力（6）發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度（7）壓縮比（8）火花塞的數(shù)量

第24頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月二點(diǎn)火系統(tǒng)的發(fā)展概況第25頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月一、傳統(tǒng)觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理1．基本工作原理動(dòng)畫第26頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)組成第27頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1.2電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成1-傳感器2-電子控制單元ECU3-執(zhí)行器第28頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1.3電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理第29頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1電控點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與工作原理4.1.1電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)的類型有分電器式的電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)

特點(diǎn)：由于仍然有機(jī)械裝置，因此發(fā)動(dòng)機(jī)在一些工況下仍存在缺陷，無法保證在各種工況下點(diǎn)火提前角均處于最佳。此外，由于分電器在工作運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有磨損的情況，所以也無法保證點(diǎn)火提前角的穩(wěn)定與準(zhǔn)確性。無分電器式的電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)特點(diǎn)：不存在機(jī)械磨損，因此不存在各間隙間跳火的能量損失及由于機(jī)械的不確定性對(duì)點(diǎn)火的干擾；無分電器也使得發(fā)動(dòng)機(jī)上的構(gòu)件在布置上更方便與合理，方便檢測(cè)與維修；外界的人為因素不能改變點(diǎn)火時(shí)刻，取消了在維修作業(yè)中的失誤情況，比如在安裝的時(shí)候，由于裝配不到位而使點(diǎn)火時(shí)刻不正確的現(xiàn)象等。第30頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月4.3無分電器式點(diǎn)火系統(tǒng)組成第31頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2.2爆燃與爆燃傳感器爆燃爆燃是汽油機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的一種最有害的故障現(xiàn)象，是在火花塞點(diǎn)燃汽缸內(nèi)的可燃混合氣之前的自燃。產(chǎn)生的原因積碳聚集過多；發(fā)動(dòng)機(jī)過熱；燃油使用不當(dāng)。

第32頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

爆震定義：汽缸內(nèi)未燃部分混合氣的在火焰前峰到來之前自行燃燒，在汽缸內(nèi)形成無方向的爆炸燃燒，簡(jiǎn)稱爆燃，又因?yàn)楸紩r(shí)會(huì)引起強(qiáng)烈的振動(dòng)，并伴有強(qiáng)烈的金屬敲擊聲，又稱為爆震。

爆震的危害：一是爆震破壞發(fā)動(dòng)機(jī)的正常燃燒，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性變差，排污加重；二是爆震燃燒是在局部產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波，將破壞發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸壁上的潤(rùn)滑油膜，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件惡化；三是爆震燃燒容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)過熱．使各部機(jī)件熱負(fù)荷增加，冷卻水溫度失去控制，時(shí)間長(zhǎng)后，將會(huì)造成冷卻水沸騰而使發(fā)動(dòng)機(jī)無法工作。

第33頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月控制

從最佳點(diǎn)火提前角控制原理中可知，為了最大限度地發(fā)揮汽油機(jī)的功率，應(yīng)把點(diǎn)火提前角控制在接近臨界爆燃點(diǎn)，同時(shí)又不能使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆燃的邊緣。第34頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月影響因素：點(diǎn)火時(shí)刻；點(diǎn)火時(shí)刻提前角預(yù)防措施：減小點(diǎn)火提前角，可防止爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩降低。第35頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月爆燃控制系統(tǒng)1－爆燃傳感器2－ECU3－其它傳感器4－點(diǎn)火控制器5－分電器6－火花塞第36頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

爆震控制：使點(diǎn)火時(shí)刻到爆震邊緣只有一個(gè)較小余量，即可控制爆震發(fā)生又可有效得到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。控制方法：利用爆震傳感器感知發(fā)動(dòng)機(jī)有無爆震現(xiàn)象，并將信號(hào)送至ECU，ECU利用此信號(hào)調(diào)整點(diǎn)火提前角。有：推遲點(diǎn)火；無：提前點(diǎn)火，以保證點(diǎn)火提前角都處于接近發(fā)生爆震的最佳角度。爆震檢測(cè)：氣缸壓力檢測(cè)；

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)檢測(cè)；燃燒噪聲檢測(cè)第37頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月爆震傳感器的作用

檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程中是否發(fā)生爆震，并把爆震信號(hào)輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU作為修正點(diǎn)火提前角的重要參考信號(hào)。1、爆震傳感器（EGS）

爆震傳感器的分類1、磁致伸縮式爆震傳感器2、壓電式：非共振型壓電式爆震傳感器共振型壓電式爆震傳感器第38頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月爆震傳感器的安裝位置：

發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上第39頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）、磁致伸縮式爆震傳感器第40頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月信號(hào)輸出特點(diǎn)第41頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）．非共振型壓電式爆震傳感器第42頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月傳感器的信號(hào)輸出特點(diǎn)該爆震傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)頻率范圍寬，可設(shè)計(jì)成由零至數(shù)十千赫茲，能檢測(cè)很寬頻帶的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)頻率。當(dāng)用于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí)，只需將濾波器的過濾頻率調(diào)整即可使用，而不需更換傳感器。第43頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）共振型壓電式爆震傳感器共振型壓電式爆震傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，主要由壓電元件和振蕩片組成。壓電元件緊壓在振蕩片上，振蕩片又固定在傳感器的基座上。振蕩片隨發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)而振蕩，波及壓電元件，使其變形而產(chǎn)生電壓信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí)的振動(dòng)頻率與振蕩片的固有頻率相等時(shí)振動(dòng)片將產(chǎn)生共振，此時(shí)，壓電元件將產(chǎn)生最大的電壓信號(hào)。第44頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月傳感器的信號(hào)輸出特點(diǎn)第45頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

4．爆震傳感器的輸出信號(hào)波形

第46頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月爆燃傳感器

壓電式爆燃傳感器

磁致伸縮式爆燃傳感器

第47頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）點(diǎn)火線圈1．點(diǎn)火線圈的結(jié)構(gòu)

(1)開磁路點(diǎn)火線圈

(2)閉磁路點(diǎn)火線圈第48頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月1．點(diǎn)火線圈的結(jié)構(gòu)

(2)閉磁路點(diǎn)火線圈第49頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月通常的點(diǎn)火線圈里面有兩組線圈，初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。初級(jí)線圈用較粗的漆包線，通常用0.5-1毫米左右的漆包線繞200-500匝左右；次級(jí)線圈用較細(xì)的漆包線，通常用0.1毫米左右的漆包線繞15000-25000匝左右。初級(jí)線圈一端與車上低壓電源（+)聯(lián)接，另一端與開關(guān)裝置（斷電器）聯(lián)接。次級(jí)線圈一端與初級(jí)線圈聯(lián)接，另一端與高壓線輸出端聯(lián)接輸出高壓電。第50頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月點(diǎn)火線圈之所以能將車上低壓電變成高電壓，是由于有與普通變壓器相同的形式，初級(jí)線圈比次級(jí)線圈的匝數(shù)比大。但點(diǎn)火線圈工作方式卻與普通變壓器不一樣，普通變壓器的工作頻率是固定50Hz，又稱工頻變壓器，而點(diǎn)火線圈則是以脈沖形式工作的，可以看成是脈沖變壓器，它根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的轉(zhuǎn)速以不同的頻率反復(fù)進(jìn)行儲(chǔ)能及放能。第51頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月點(diǎn)火線圈分配式無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)是將來自點(diǎn)火