汽車電噴發動機點火系統原理與維修(二)
四、點火時序(判缸)......
四、點火時序(判缸)的控制
點火時序也就是發動機工作時每個氣缸的先后點火順序。氣缸判別是由安裝在分電器內的同步信號傳感器來完成的,它也多是霍爾傳感器。
同步信號傳感器由脈沖轉子和霍爾傳感器組成。發動機工作時脈沖轉子旋轉,當脈沖轉子的D點進入霍爾傳感器時,產生5V的霍爾電壓脈沖信號;當脈沖轉子的C點離開霍爾傳感器時,不產生霍爾電壓脈沖信號(0V)。發動機主軸轉兩圈(720°),經2∶1傳動脈沖轉子轉一圈(360°),霍爾器件產生脈沖高低電平各一次。
當ECU接收到同步信號傳感器送來的高電平脈沖信號后,經過計算處理后就可判定活塞同時到達上止點的1缸和4缸中,1缸的活塞處于壓縮行程的上止點,4缸的活塞處于排氣行程的上止點。這時ECU再結合曲軸位置傳感器送來的曲軸位置信號,對1缸發出正確的點火指令。同步信號傳感器也是發動機點火的重要傳感器,一旦其發生故障,發動機將不可啟動。
五、點火提前角與爆震的控制
1.點火提前角的控制
點火提前角是指從電火花開始出現到活塞到達上止點的這一段時間內曲軸轉過的角度。它對發動機工作時的動力性和經濟性影響很大。發動機工作時因使用的燃料品質不同、轉速和負荷的不同以及進氣量和水溫的不同等等諸多因素,會引起最佳點火時刻的偏移,甚至還會產生發動機爆震。因此必須不斷地及時修正點火提前角,使發動機的油耗、排污最小,功率最大和避免產生爆震。點火提前角主要與發動機的轉速和負荷有關。不同發動機的最佳點火提前角各不相同,且同一發動機在不同的工況下最佳點火提前角也不相同。
實際工作時它由初始點火提前角、基本點火提前角和修正點火提前角三者組成。
1)初始點火提前角 初始點火提前角也稱為固定點火提前角。在發動機起動過程中,節氣門(油門)位置傳感器的怠速觸點處于閉合時,發動機的轉速低,缸內的混合氣燃燒速度慢,因此ECU不控制其點火提前。點火提前角是廠家設定的固定模式,一般為10°左右或不提前點火。
2)基本點火提前角 在發動機正常運轉時,節氣門位置傳感器的怠速觸點處于打開的位置,這時ECU開始起控。ECU根據送來的發動機轉速信號、進氣量信號以及空調請求信號等,與其內部的存儲器數據比較處理后,送出最佳的點火提前角指令。
3)修正點火提前角 發動機工作暖機后,由于各項外界參數變化較大,尤其是發動機的轉速和負荷以及水溫(發動機溫度)變化最大。因此ECU根據各種傳感器送來的信號,要不斷地修正點火提前角。如發動機的負荷大時,缸內吸入的混合氣多,燃燒速度快,容易造成爆燃,這時應減小點火提前角,反之亦反。發動機溫度高時,也會引起缸內燃燒加快易爆燃,同時也使發動機的排污增加。這時也應稍減小點火提前角,降低缸內燃燒溫度。ECU時刻監視著各種傳感器送來的信號,不斷地修正發動機工作時的點火提前角。
2.爆震的控制
燃油的品質越低,發動機的負荷越大,溫度越高,點火提前角也越大,越容易產生爆震。爆震是一種熾熱點火現象,當活塞未到上止點時,即發生點火,使缸內產生阻止活塞運動的力,并使缸內溫度上升至約1000℃。發生爆震時不僅會產生噪聲,降低發動機的功率,嚴重時會損壞缸內的部件。因此必須加以控制。
引起爆震的原因主要有以下幾個:
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1)燃油的品質越低(如汽油的辛烷值低),其抗爆性就越差。發動機工作時,在缸內的高溫高壓下會自燃進而形成爆燃即產生爆震。這時應適當減小點火提前角。
2)點火提前角過大容量產生爆震。尤其是發動機在大負荷(進氣量大)時,吸入缸內的混合氣多,壓縮終了的壓力和溫度高,使燃燒速度加快,如不減小點火提前角,極易發生爆震。
3)發動機的負荷越大,溫度越高,缸內的燃燒速度及壓力越高,尤其是在使用低品質的燃油時容易發生爆震。
爆震的檢測一般采用壓電傳感器,分為共振式和非共振式兩種。它安裝在發動機機體上,直接檢測機體的振動。根據ECU對其控制與否又分為開環和閉環控制。
在發動機小負荷工作的情況下,由于進氣量少,缸內燃燒速度也慢,缸內的溫度和壓力不是很高,這時不會發生爆震。ECU實行開環控制,不處理爆震傳感器的信號,只按正常時其存儲器的數據控制點火提前角的大小。
在發動機大負荷工作時由于進氣量大,缸內燃燒速度快,發動機溫度升高,這時極易發生爆震(爆震的頻率為6kHz左右),ECU開始實行閉環控制。
ECU根據爆震傳感器送來的爆震信號,經計算處理后輸出指令逐步調整點火提前角。調整的過程是:當發動機電子控制器(ECU)中的CPU接收到爆震信號后,經過與存儲器里的數據比較處理后輸出指令使點火提前角減小。為了不降低發動機的最大輸出功率,減小點火提前角是一點一點地調整的。當ECU令點火提前角減小一點時,就“查看”一下是否還存在爆震。若還存在爆震,ECU就再使點火提前角減小一點,直到完全消除爆震。如果爆震消失了,ECU再令點火提前角一點一點地增大(以增大發動機的輸出功率)。ECU根據爆震傳感器送來的信號反復地調整點火提前角,使發動機始終工作在爆震的邊緣,保證發動機輸出功率最大,而又不產生爆震。這一系列調整是利用電子技術在瞬間完成的。