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学习活动1认知点火系统类型、功用及点火控制原理学习目标1.能通过情景模拟，对照汽车发动机向客户介绍点火系统类型、组成、功用及基本工作原理。2.能对相关资料、互联网资源进行检索，完成工作页的填写。3.能查阅维修手册，绘制点火系统控制原理示意图。建议学时：4学时学习地点：实训室学习准备汽车维修手册、互联网资源、车辆、多媒体设备。学习过程一、点火系统的概述汽车发动机中的燃烧室里，装有火花塞，产生电火花，点燃可燃混合气。在火花塞两电极之间，加上直流电压后，可燃混合气会产生电离。当电压升高到一定值时，火花塞两级气体间隙被击穿，产生电火花，此时活塞处于压缩行程的上止点附近，从而使气体燃烧产生巨大的压力推动活塞向下运动。点火系统的作用是将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并按发动机的作功顺序和点火时间要求，配送至各缸的火花塞，在其间隙处产生足够强的电火花，以点燃汽缸内的可燃混合气。点火系统的分类：点火系统非电控点火系统电控点火系统传统点火系有分电器式电子点火系直接点火式双缸同时点火单缸独立点火问题1：请你根据你们学校的实际情况，说出你们学校的车辆上有点火类型。车型是非电控点火系统，车型是电控点火系统，车型是有分电器器式电控点火系统，车型是双缸同时点火，车型是单缸独立点火。二、汽车发动机对点火系的要求问题2：迅速产生足以击穿火花塞间隙的高电压（查阅资料，完成下面填空）。影响火花塞击穿电压的因素：火花塞两电极之间的距离、气缸压力、气缸中空气的温度。1.火花塞两电极之间的距离根据上图图示：火花塞间隙增大时，火花塞击穿电压。2.气缸压力根据上图图示可以看出：混合气压力增大时，火花塞击穿电压。3.气缸中空气的温度根据上图图示可以看出：火花塞电极温度升高时，火花塞击穿电压。问题3：电火花应具备足够高的能量（查阅资料，完成下面填空）。点火能量不足时，会使发动机启动困难，发动机的动力性下降，油耗和排污增加，甚至于发动机不能工作。起动时，通常电火花至少应具有的能量，发动机正常工作时，电火花只要有的能量就可以点燃混合气。问题4：点火时刻应适应发动机的工况（查阅资料，完成下面填空）。点火时刻一般用点火提前角来表示，即从发出电火花开始到活塞到达上止点为止的一段时间内曲轴转过的角度。点火提前角大，会造成发动机点火，从而使转变为有效功的热量相对减少，气缸内最高燃烧压力降低，导致，功率下降。点火提前角小，会造成发动机点火，从而使发动机的功率降低，并有可能引起爆燃和运转不平稳现象，加速的损坏。实践证明，燃烧最大压力出现在时，发动机的输出功率最大，此时所对应的点火提前角为。三、影响最佳点火提前角的因素问题5：影响最佳点火提前角因素很多，主要有：1.发动机转速根据上图图示可以看出：当发动机转速增大时，点火提前角应。2.发动机负荷根据上图图示可以看出：当发动机负荷增大时，点火提前角应。3.汽油辛烷值点火提前较小，不易产生爆燃。汽油辛烷值高，抗爆性好。因此，燃用低辛烷值汽油时，应将点火提前角。除此之外，点火提前角还与排气净化、混合气成分、发动机压缩比、发动机水温等诸多因素有关。因此，单靠离心调节机构或真空调节机构是不能满足要求的，必须有一种更为先进的控制手段，这就是微机控制电子点火系四、点火系统的工作原理（以传统点火系统为例）问题6：根据上图，写出传统点火系统由蓄电池、、电阻、及和火花塞等组成的。问题7：根据以上两图，写出点火系统的工作原理（过程）。凸轮旋转，交替地将触点闭合和打开。在点火开关接通的情况下，触点闭合时，低压侧电流从：蓄电池正极→电流表→→附加电阻→→→搭铁回到蓄电池负极。在点火开关接通的情况下，触点打开时，高压电流的回路是：点火线圈次级→附加电阻→→电流表→→搭铁→→→点火线圈次级。五、微机控制点火系统问题8：查阅资料，结合上图，一般由电源、、、、点火线圈、分电器和火花塞组成。问题9：工作原理（查阅资料，完成下面填空）。发动机工作时，ECU根据接受到的信号，按存储器中的相关程序和数据，确定出，并以此向发出指令。点火器根据指令，控制点火线圈初级电路的。当电路导通时，有电流从点火线圈中的通过，点火线圈将点火能量以的形式储存起来。当初级电路被切断时，次级线圈中产生很高的，经分电器或直接送至工作气缸的。六、控制原理电控点火系统的功能：点火提前角的控制、闭合角的控制、爆燃的控制。问题10：点火提前角的控制。实际点火提前角＝++修正提前角小提示：起动期间：固定值，此时的控制信号主要是和。对一定的发动机而言，起动时的点火提前角是固定的，一般为左右。起动后，基本点火提前角的控制：发动机起动后怠速运转时，ECU根据、发动机转速传感器信号（Ne信号）和确定基本点火提前角。发动机起动后在除怠速以外的工况下运转时，ECU根据发动机的和（单位转数的进气量或基本喷油量）确定基本点火提前角。点火提前角的修正不同的发动机控制系统中，对点火提前角的修正项目和修正方法也不同。修正方法有修正系数法和修正点火提前角法两种。主要修正项目有：（1）水温修正（2）怠速稳定修正；（3）空燃比反馈修正。（1）水温修正：水温修正又可分为暖机修正和过热修正。发动机冷车起动后的暖机过程中，随冷却水温的提高，混合气的燃烧速度加快，燃烧过程所占的曲轴转角减小，点火提前角也应适当，如上图所示。（2）怠速稳定修正ECU根据实际转速与目标转速的差来修正点火提前角，低于目标转速，应点火提前角，反之，点火提前角。控制信号有：发动机转速信号（Ne信号）、节气门位置传感器信号（IDL信号）、车速传感器信号（SPD信号）、空调开关信号（A／C信号）（3）空燃比反馈修正由于空燃比反馈控制系统，是根据氧传感器的反馈信号调整喷油量的多少来达到最佳空燃比控制的，所以这种喷油量的变化必然带来发动机转速的变化。为了稳定发动机转速，点火提前角需根据喷油量的变化进行修正，如上图所示。随喷油量的增多，点火提前角就。拓宽知识：点火提前角的控制可分为开环控制和闭环控制两种开环控制的基本点火提前角是靠预先在台架上用实验方法测得的数据来确定的。这些数据存入ECU的只读存储器ROM中，工作时，ECU根据发动机的工况来选择调取。闭环控制方式是根据发动机实际运行结果的反馈信息来控制点火提前角的，所以闭环控制又称为反馈控制。通常，闭环控制方式是利用爆震传感器反馈爆震信号来控制点火提前角的。目前广泛应用的电控点火系统，是在开环控制方式的基础上再配以闭环控制方式的混合控制方式。问题11：闭合角控制（查阅资料，完成下面填空）。闭合角控制电路的作用是：根据发动机转速和蓄电池电压调节闭合角，以保证足够的点火能量。在发动机转速上升和蓄电池电压下降时，闭合角控制电路使闭合角加大，即延长一次侧电路的通电时间，防止一次侧储能下降，确保点火能量。点火线圈的次级电压是和初级电路断开时的初级电流成。通电时间短时，初级电流，会使感应的次级电压，容易造成失火。初级电流大，对点火有利；但通电时间过长，会使点火线圈，甚至烧坏，还会使能耗增大。因此要控制一个最佳通电时间。根据发动机的转度信号和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时间），并控制点火器输出指令信号（IGt信号），以控制点火器中晶体管的导通时间问题12：爆燃的控制（查阅资料，完成下面填空）。闭环控制所用的反馈信息可以是发动机的爆震信号、转速信号或气缸的压力信号等。最常见的是利用发动机的爆震信号作为反馈信息，用来控制大负荷等工况下的点火提前角；爆震传感器将发动机的爆震状况反馈给ECU，一旦爆震程度超过规定的标准，ECU立即发出点火系统点火；当爆震程度低于规定的标准时，ECU又会将点火时刻，循环调节点火时刻的结果，使发动机始终处于的工作状态拓宽知识：若用发生爆震的循环次数与实际工作循环的次数之比值（爆震率）来衡量爆震强度，可以定量地把爆震分为四个等级：爆震率在5％以下时为微爆震5％～10％为轻爆震10％～25％为中爆震25％以上为重爆震。当发动机出现1％～5％的轻微爆震时，其动力性、经济性接近最佳值。闭环控制方式即按轻微爆震来确定最佳点火提前角。一定时间内无爆震时，就逐步增大点火提前角，直至发生轻微爆震；爆震率大于5％时，又将点火提前角减小，直至爆震消除。爆燃的危害：会导致冷却液过热，功率下降油耗上升。阅读小提示，你还有不明白的地方吗？请将关键字写下。通过查阅互联网、咨询同学，老师，你找到上面问题的答案了吗？完成后，请以展示的方式，向小组介绍。分析与评价一、反思性问题：1.填空题（1）点火系统按是否是电控分为和______。（2）电控点火系统的功能是控制、、___________。（3）点火提前角是指的角度。2.选择题（1）汽车点火系可以将电源供给的()低压电变为15～30kV的高压电。A12VB24VC6VD3V（2）汽油机()可以将电源供给的12V低压电变为15～30KkV的高压电。A启动系B点火系C充电系D灯系（3）起动时，点火提前角是按（）来工作的。A基本点火提前角B修正点火提前角C初始点火提前角D三者一起（4）现代电控点火系统用的是（）控制方式来控制点火提前角的。A开环B闭环C混合D转速（5）闭合角的控制是根据（）来调节的。A发动机负荷和发电机电压B发动机负荷和蓄电池电压C发动机转速和电机电压D发动机转速和蓄电池电压3.判断题（1）修正点火提前角是由电子控制单元中的CPU根据发动机转速和负荷以外信号对点火提前角修正的角度。（）（2）火花塞间隙增大时，火花塞击穿电压下降。()（3）混合气压力增大时，火花塞击穿电压增大。（）（4）当发动机转速增大时，点火提前角应增大。（）（5）当发动机负荷增大时，点火提前角应增大。（）（6）随冷却水温的提高，混合气的燃烧速度加快，燃烧过程所占的曲轴转角减小，点火提前角也应适当减小（）二、拓展性问题1．阅读案例一辆2003年松花江车，偶尔出现不能启动现象，其行驶里程为91400km。该车安装的是DA462Q型发动机，发动机为德尔福系统。据车主反映，此前几天也出现过此现象，当时在一家修理厂更换过泵总成、汽油、，清洗，接车后一切正常，但过一天突然又出现不着车现象。故障诊断与排除一般来说，发动机不能启动的原因有：汽缸压缩压力太低、汽油泵压力太低、喷油嘴堵塞、点火系统故障等。按照先简后繁的诊断程序，先看点火系统。拔掉第1缸，启动发动机，没有高压火跳出，后又拔其他三个缸的高压线也没有火跳出，说明此车是因无点火而不能启动的。接下来重新检查点火系统，用检查，1、4缸和2、3缸的均为5100Ω，正常。然后用万用表、检查点火线圈的四根线路是否短路或断路，经检查1号脚搭铁正常，2号脚有12.7V的电压，3、4号脚为控制线，接上发光二极管，启动发动机二极管闪烁正常。于是又用金奔腾查故障码，系统正常。那为什么没有高压点火呢？这下可没招了，就在这时我的脚无意中碰了一下盒，发动机启动着车并一切正常，这下可找到故障点了。经检查，原来保险盒的一个点火熔断后，是用细铜丝缠绕着的，非常松动，而且保险盒也没有固定，所以造成点火电源保险丝接触不良。当启动发动机时，因点火线圈的初级线圈用电电流增大，松动的保险丝电负荷开始增加，这时保险丝产生断路现象，点火线圈无高压输出。而用万用表检测点火线圈2号脚供电时有12.7V的电压，是因用电电流小，松动的保险丝电负荷也小，所以查不出断路的故障。按规定更换新的10A保险丝，固定好保险盒，启动发动机，故障彻底排除。维修小结在此次维修中，我深刻体会到电压正常并不等于电流也正常，电压和电流是截然不同的两个概念，而此车又不按规定使用标准，造成此故障的发生。在以后维修中应特别注意这些小的环节。从案例中看出，如果发现点火系统无高压的情况时，应如何做？请你谈谈你的做法。（请参考附件）________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________