发动机电控点火系统

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第4章、发动机电控点火系统

问题：起动瞬间要点火吗？
为什么要禁止生产化油器车？主要是控制尾气排放。
讲电控发动机点火系统前，我们要回顾一下传统的发动机点火系统。
问题1：传统的发动机点火系统中起点火作用关键元件是什么？是分电器总成。它是传统的点火系统的核心部件。
问题2：点火系统经历了几代？传统的白金点火系统、电子点火系统和电控点火系统。

§4-1传统的点火装置的缺点

为什么要开发电子点火系统呢？因为大家都知道，白金最大的毛病是什么？容易烧。白金的作用是接通和切断点火初级电流，在接通和切断特别是切断的时候，由于点火线圈的感应电势，它会在白金上形成跳弧，这时候最容易烧坏白金，所以呢，我们在白金的两端并联了一个电容来消除白金断开时产生的电弧，另一个作用呢，由于它能够消除电弧，所以白金切断初级电流的速度加快了，因为切断的时候产生的反向电压跟切断的速度有关，速度越快，电压越高，并联一个电容可以让切断的速度非常快，这样才能产生很好的高压电。
白金这玩意非常讨厌，汽车用着用着就没力了，有经验的司机就会说白金烧了。由于白金的存在，汽车在使用过程中性能就会变坏，后来人们就用电子的方式解决这白金的问题。就是用晶体管代替白金。
使用晶体管后出现了两种情况，一种情况呢，白金还保留，这种情况流过白金的电流小多了，只有几十个毫安，而点火线圈出去的电流有多大啊？3~5个安培，另外，高压跳火对白金的影响也没有了，因为它不通过白金接通和切断初级电流，
北京市99年开始不能生产化油器的车，对于95年到99年生产的化油器车进行电控补气的改造，怎么改造呢？就是在进气管前面打个洞，让它漏气，再接上一个控制阀控制漏气的量，再把这个控制阀的信号给电脑，而在排气管那装一个氧传感器，当氧传感器告诉电脑混合气稀了的时候，电脑就把控制阀关闭一点。这样就能很好地控制CO的产生。装这个补气的前提是如果你是白金点火的要换成电子点火，因为如果不换的话，会使发动机发生断火，而断火的话又会使汽车尾气排放中的HC会高。
电子点火通断次数一秒钟可以达到一百万次，这是其它任何设备所不能达到的。
第三代：发动机电控点火
请问：传统的分电器里面分成几个部分？
什么叫分电？就是给发动机的各缸分电，分电器要分电的话主要是哪些元件起作用呢？
分电器主要有两个作用：分电部分和断电部分
分电部分：是把已经产生的高压电送到各缸去
断电部分：是把低压部分接通和断开作用。
断电器包括：凸轮、白金、电容器、真空点火提前角控制、机械点火提前角控制
凸轮的作用是决定白金的接通和切断，它控制白金切断的时刻是不是点火的时刻？这个时刻是不是与曲轴的转动角度有关呢？
凸轮解决两个问题，白金什么时候闭合，什么时候断开，也就是闭合的时间有多长，第二个问题，它要解决在哪一点切断，也就是说就是点火在什么角度实现，对不对？实际上，这就是凸轮轴要决定上止点的位置，也就是解决白金什么时候切断。
我们调点火正时怎么调？我们在传统的点火装置中怎么调？就是我现在什么都不知道，你现在上来调点火正时，你怎么调？先找到活塞压缩的上止点，一般情况下怎么找？
第十集
看分时记号是不行的，看分时记号你怎么知道它是压缩上止点还是排气上止点？是不是记号一样，最好的办法是把火花塞拆下来，把一个湿棉丝团塞在高压线的出口，然后转动曲轴，听到“嘭”一声响，此时就进入压缩行程了，然后再调点火正时记号，这就是上止点了吧？然后怎么办？这时候应该调分电器了吧，怎么调？看白金，现在是闭口还是张口？应该是稍微张开点，按照凸轮轴转动的反方向转动分电器，再把高压线对着缸体，当听到“嘭”一声时，说明此位置就是上止点，也就是白金刚刚断开的一瞬间。
所以，凸轮轴实际上解决了两个问题，白金什么时候闭合，什么时候断开，这段时间实际上是由凸轮轴来决定的，我们说点火的闭合角多大，第二个，什么时候切断，实际上是决定了点火的时刻。所以凸轮轴它要决定上止点位置，并且要决定在此刻点火。
白金的作用是接通和切断，起到开关低压电的作用。
电容的作用，保护白金和提高点火电压。

§4-2真空提前点火装置

真空提前点火装置：真空度越大，点火越早，真空度越小，点火越晚。
大家首先看这张图，这张图画的是真空提前点火装置，这是真空腔，这是膜片，这是弹簧，在没有真空的时候，在弹簧的作用下，推杆推向膜片，此时白金处在最低的位置，当发动机一发动，产生的真空就有一个吸力，把膜片向左吸，拉动白金的活动底板向左转动，这个角度按照凸轮的角度方向来说是顺着过来的，所以点火会提前，真空点火依据的是真空度，真空度越大，点火提前角越大，真空度越小，点火越晚，那么这是什么道理呢？请大家注意喽，节气门关到越小的时候，真空度是越小还是越大？是越大。（一定要懂）
我终于明白，所谓发动机负荷是相当于发动机身上挑的担子，这个担子是发动机在驾驶员的要求下主动挑的，不是汽车强迫它挑！
所谓怠速就是维持发动机最低转速，让它不死火。在汽车加完油后松开油门，此时是处于怠速状态，但发动机转速不很高，这完全是惯性。
这张表是点火提前角跟真空的关系，从这张图可以看出，真空达到500时相当于怠速状态，这时候点火提前角达到10度左右，而真空度在100时，此时几乎节气门就全开了，这时候点火提前角几乎为零，请大家注意了，节气门的开度与发动机负荷有关，对不对？节气门关得越小，发动机的负荷越小，节气门开得越大，负荷就越大，一般来讲，负荷大，混合气的浓度就会越浓，大负荷和全负荷时混合气最浓，大家要建立这样一个概念。
当真空为500时，相当于节气门全关，不向外输出动力，
混合气越浓，越容易点着，而真空度越大，说明混合气越稀，越稀时点火提前角就要越早，为什么越稀点火提前角就要越早呢？大家又要建立这样的概念，汽油越多好点燃，还是汽油越少好点燃？是混合气越浓越容易点着，因此，点火要向后推一点，因为它浓一点，而如果稀的话，因为它不利于燃烧，所以点火要提前一点。
真空点火装置归根结底是依据发动机负荷，实际上这个负荷反映了整体的空燃比，负荷越大，空燃比越小，混合气越浓，浓的时候好点燃，好点燃就不要太长时间，不要太长时间，点火提前角就要越小。
负荷越大，点火提前角越小。（负荷大与速度快是两码事。）
真空度越大，点火提前角越大
负荷越大，点火提前角越小。

§4-3机械点火提前装置

接下来我们看看机械点火装置，它是离心点火装置。
它是在一个凸轮的下方连着一块板，在板上开着两条槽，（工作原理等找到图再说，现在只说它的作用）（问题：混合气在点火提前角不同的情况下燃烧的时间有没有什么不同，朱老师说是一样的）
机械点火提前装置说明：转速越快，点火提前角大还是小？
这个比较好理解，假设转速分别是1000和6000时，它们的点火提前角相等，此时从点火提前角的位置到活塞上止点的位置所用的时间谁比较短？那肯定是6000转的，假设1000转要用10ms，6000转可能用2ms就够了。但现在有一个问题，混合气是一定的，它可不管你的速度多少，反正我燃烧的时间是定下来的，我按1000转计算，10ms刚好全烧完，所以我提前5度，现在我到6000转了，如果点火提前角还是5度的话，就会导致活塞已经往下走了还在燃烧，这时候你发动机还有动力吗？我们为什么需要点火提前角呢？就是希望在活塞到达上止点时，整个燃烧室的混合气都已经充分燃烧，这时候才能发挥动力往下压，如果燃烧不需要时间，一点全部燃烧完毕，我们何必还要提前呢？到上止点就点不就完了吗？为什么要提前，提前的原因就在于燃烧需要时间，那现在转速提高了，你是不是需要提得更前呢？
从点火提前角与转速的关系图上我们可以看出，这里纵坐标表示点火提前角，横坐标表示发动机转速，在发动机600转时，点火提前角为0度，而到1000转左右时，点火提前角为5度，2000转时接近10度了，3000转以后都是10度以上，但提高的幅度非常小，3000转是10.2度，4000转大概是10.5度。
从以上分析可以看出，真空点火提前装置反映的是进气管的真空度，实际上反映的是节气门的开度，也可以说反映的是发动机的负荷。
转速越高，点火提前角越大。
原来分析得出：负荷越大，点火提前角越小；真空越大，点火提前角越大（真空越大，表明发动机负荷越小）
真空最大的时候，表明发动机处于怠速状态，你没有负荷，不对外输出功率。
现在提一个问题：油门一脚踩下去，点火是往前跑还是往后跑？
答：从转速来讲，油门一脚踩下去，转速是提高了，转速越高，点火提前角越大，但是油门踩下去后，真空是大啦还是小啦，当然是小啦，真空小了，点火提前角小了，这两个不是矛盾了吗？那我问大家，你实际上加一脚油，点火是往前还是往后？如果你拿一个正时灯，一加油，你看它是往前还是往后。
这里主要有一个问题，当我们把油门一下踩到底，转速有没有可能一下升得很高？假设现在是500转，油门一加到底，有没有可能一下升到3000转？你以为是火箭吗？火箭也需要时间啊，所以转速是不可能突变的，但是真空呢？它却是变化得非常快，油门一下踩下去，真空一下就泻掉了，对不对？
如果你看着点火正时，你会看到点火提前角在踩油门时减小了，但过一会后，转速上来了，这个时候点火提前角又变大了，这才是正确的。如果没有这个过程说明什么问题？说明真空点火装置不起作用了。
包括电子点火也一样，虽然它没有膜片，没有离心块，但它一样会反映这个过程。

§4-4电控点火系统

1、用什么替代传统点火的各个装置
（1）凸轮
在电控点火系统中，还有凸轮吗？没有啦，但凸轮反映的是上止点，这个信号是不是还应该有啊？因为现在不是靠真空膜片，不是靠凸轮控制了，是电脑控制了，但电脑首先必须知道你在哪吧？否则如何去控制呢？因此，凸轮被上止点位置传感器和凸轮轴位置传感器所取代了。
（2）白金
白金被点火模块（功率晶体管）取代了。
（3）真空提前点火装置
真空提前点火装置反映的是进气管的真空度，实际上反映的就是节气门的开度，也就是发动机的负荷。现在被进气压力传感器MAP、空气流量传感器MAF、节气门位置传感器TPS取代了。这三个传感器反映的就是发动机的负荷，电脑根据这三个传感器就可以调整点火正时。
（4）机械点火提前装置
机械点火提前装置反映的实际上是发动机的转速，所以用发动机转速传感器RPM来取代。
有了以上这几样，分电器底下那部分断电的就不需要了。我们有没有见过这样的车，打开分电器盖，里面插了一根棍，啥都没有啦，分电器原来本来是分电和断电两部分作用的，现在这种结构只剩下分电的作用了。这种分电器的分火头与原来的不一样，小还是大？不是大小的问题，而是根本不同。传统的分电器除了起到分电的作用外还起着断电的作用，也就是控制点火时刻，而现在的分电器只起到分电作用，也就是说它只起到哪一个缸的作用，至于何时去则不是它说了算，电脑会根据发动机的实际情况来调节，所以现在的分电器调不了点火正时。
以上内容只作为复习，作为电控点火的入门，也就是说原来有现在不能没有啦，我强调的是任何地方都必须清清楚楚，不能糊里糊涂，这些地方是干什么用的，什么时候起作用，都必须明白。
修车每个修理工都有一点本事，曾经有一台车一踩刹车方向就偏，只要踩一脚就跑，并且没有丝毫的规律，一会往左，一会往右。
我们说刹车，如果前面两个轮子一边刹车性能好，一边差一点，一刹车准往好那边跑，如果后轮整个比前轮来得早的话，一刹车就会摆尾，你看上去感觉是一会往左跑，一会往右跑，但那是摆尾，这个时候必须解决前轮的制动问题，前轮的制动力不够。那如何解决呢？换摩擦片，调整间隙。
这就是你知道不知道道理的问题，有很多人根据多年的经验处理这些问题，但他们不知道这本身的道理在哪里。
曾经就有个人，他中午从来不睡觉，到车间转，什么零件都拿来看，拿来研究，一年多过后，这个人不得了啊，你随便拿个零件，他就会告诉什么车型，装在什么位置，发动机上有个像表一样的图案，他说这是铸造炉口。
结果有一天，有一个人打死也不相信这个人有那么厉害，就拿一个零件问他，他怎么看都没有看出来，他说这绝对不是我们修过的车的零件，但那人说绝对是，最后他把那个东西翻了过来，原来是高压线的高压帽。但从这个事情我们也可以看出这个人有多专心。

§4-5又给大家一张表

点火系统可能不是由电脑直接控制，还有可能是单独的一块点火模块，也就是ICM，ICM可能是电脑，也可能是一个模块，叫点火控制模块。

1、执行器

执行器是什么？谁在实施着点火呢？是点火线圈，最重要的是点火线圈，点火线圈就相当于燃油喷射的喷油器，电脑通过对点火线圈发命令，才能实施点火过程。
点火线圈分三种，第一种是有分电器的，一种是无分电器的，有分电器的点火线圈肯定是一个点火线圈，它要对多个气缸点火。
另一种是无分电器的，这里面有两种，一种叫同时点火，什么意思啊？两个缸一块点！这个时候是一个点火线圈要控制两个气缸，如奥迪的V6，发动机的水箱后面，三个点火线圈并排排着，每一个出来两根高压线，从两边两个同处上止点的气缸，同处上止点的缸是什么意思呢？如果一个缸处在压缩上止点，还有一个缸处在排气上止点，排气那个缸其实已经在压缩上止点已经点过一次，烧完了，没有东西了，点也是白点，白点就点一回吧，所以我们说同时点火。
还有一种是单独点火，一个点火线圈只点一个缸。
现在全世界的点火系统无非就是这三种中的一种，还有其它的吗？有吗？有拿打火机点的吗？这三种哪个好啊，那肯定是最后一种，那就是单独点火。

2、传感器

（1）定位传感器
点火中最重要的传感器是什么传感器？就是定位信息，什么叫定位信息？也就是说，你一定要告诉我几个关键的数据，什么数据呢？就是曲轴、凸轮轴的上止点，你要准确地发出点火信号，你就必须准确地知道这些位置。这定位信息包括：
上止点TTC，你一定要告诉我各缸的上止点在哪里；
第二个你要告诉我曲轴转角，也就是曲轴转过了多少角度，这就是要告诉我你离上止点前还有多少度，用CKP表示。
1缸在哪里，1缸在这呢，它离上止点前1度2度3度4度还是5度？你一定要告诉我你离上止点还有多远，否则就没有办法实施点火，它不像喷油啊，例如连续喷射，我一直在喷啊，你管我什么时候喷干嘛，你什么时候想用拿来用就可以了，点火行吗？总不能说我一直在点呢，你爱什么时候用就拿去用吧，我刚进气，你啪啪啪地点火，这怎么着，回火了吧，点火跟喷油有很大的不同，我喷完先搁在那，气门打开了，我再用，对不对？点火不行，你要告诉我上止点在哪，另外你还要告诉我离上止点还有多少度，你得一度一度地告诉我吧，你总不能告诉我还有30度呢，剩下的事情你自己掌握吧，这不完了吗？不行的，你一定要告诉我，现在30度呢，29度，28度，27度，我才能精确地把握，这是电脑啊，它不是人脑啊，它有点笨，你告诉我怎么着就怎么着。
第三个是凸轮轴位置传感器CMP，凸轮轴和曲轴的传感器最大的区别在哪里？最大的区别是曲轴转二圈凸轮轴转一圈，你在曲轴上定一个上止点记号，比如说这是一缸的，如果是直列六缸的，六缸也在这吧，那如果是V形六缸的，4缸也在这吧，你能从这个记号分清楚这是1缸的还是四缸的，或者是1缸的还是六缸的，可以吗？分不出来吧。就像上次说的调点火得先把火花塞拆下来，再用一个湿棉团，干嘛呢？就是在试试曲轴上来时是不是1缸在压缩对不对？你可以用这么试，电脑能这么试吗？所以必须在凸轮轴上准确标出谁是1缸，曲轴上告诉你的上止点实际上是两缸同处在上止点。
你看一看，这三个信号缺一不可，上止点我告诉你的是各缸的上止点，这一般取自曲轴上，凸轮轴告诉你的1缸就是1缸，2缸就是2缸，3缸就是3缸，没跑，曲轴转角是要告诉你曲轴转过的角度，1度2度3度？这个时候你跟上止点的位置一对比，你就知道离上止点还有多少度。注意：如果有分电器的话，分火头已经给你分好了，所以不需要凸轮轴位置传感器。你只要告诉我各缸的上止点，告诉我曲轴转过的角度，你点火就是啦，分火头会帮你送到指定的缸去。
（2）基本参数
MAF、MAP、TPS和转速传感器RPM，这个RPM从分电器来。
关键内容：一定要明白电脑是怎么工作的，它是基本参数中算出点火的时刻，然后再根据定位参数得出现在的位置，再确定点火的时刻，然后倒计时。
（3）修正参数
水温传感器、节气门开度
（4）反馈参数
用爆震传感器。
爆震是不正常的燃烧，是爆炸型的燃烧，燃烧的速度非常快，这么高的速度对活塞的顶部形成一种冲击，而冲击的速度很快而形成一种冲击波，撞了活塞返回来，撞了活塞返回来，反反复复，还有一个是用的燃油辛烷值过高或者发动机水温过高都有可能引发爆震。造成爆震的原因有几个，一个是点火太早，还有一个是你用的燃油的辛烷值的标号太低了，你气缸的压缩比很高，所以它一下子产生爆炸，再有就是发动机水温过高，你的冷却系统坏了，发动机的水温往上跑，那也会产生爆震，早期的分电器有一个辛烷值调整刻度，调完点火正时后要根据你所用的燃油标号来调整辛烷值的刻度，实际上就是标准点火提前角根据油号或者提前，或者推迟。
那我现在装了个爆震传感器，它的特点是什么呢？我一直在传感你有没有爆震，如果我们现在70度到了，电脑收到70度了，它马上根据其它传感器算出现在的点火提前角是40度，那就是70减40等于30，然后倒数30个，30、29------5、4、3、2、1点火，点火后，电脑马上就会问爆震传感器：“爆震吗？”爆震传感器告诉它：“爆，而且挺厉害呢。”这时候电脑就会算，下一缸到了， 70度到了啊，再一算，提前40度，这时候注意啊，电脑不是马上拿70减40，而是拿70减去39等于31，然后再倒计时，点完后电脑又问爆震传感器还爆吗？如果还爆，电脑又再减1度，直到爆震传感器说不爆啦，刚好啦。
这种发动机就拥有了点火正时的反馈参数，它跟空燃比一样，你不好了，我就调你。
过去的发动机你使着使着，你离心块的弹簧锈了，那玩意还准吗？肯定不准啦，脏了，发卡了，还准吗？真空漏了，还准吗？跑了怎么办？跑了活该，对于分电器来讲，我有什么办法，我使用时间长了，膜片漏了，我没办法，真空管掉了，我没有办法，对吧？有些车上，一个弹簧跑了，一个弹簧还在那呢，它也没有办法，再有一个，你燃油加的标号不对了，马上就出现问题了吧，那么作为分电器来讲，它自己能修正呢？修正不了，只有司机感觉到了来找修理工。
而这个呢？只要你出现一次，马上就给调回来了，这就是典型的反馈参数。
但是我们也可以看到，有些有分电器的车在凸轮轴上还有传感器，这是为什么呢？
这种传感器是告诉你每个缸到达上止点的位置，但它没有特意告诉你哪个是一缸，它四个信号都是一样的，它虽然是装在凸轮轴上，但它没有告诉你哪个是一缸，它是什么材料做的呢？霍尔的。
另外，制造这些传感器的材料有哪些呢？
霍尔、磁电、光电。一定要拆出来看一下。
霍尔传感器：这种传感器大家应该很熟悉了，桑塔纳2000用的就是它，它是电子点火，而且是无触点式的，所以传感器用的是它，它开了四个洞，正好对着四个缸，然后对着一块磁铁，这个地方才叫霍尔传感器，

这些传感器非常难理解，但我们只要了解它的作用就可以了，也就是你告诉我什么：是上止点，是哪个缸的上止点，你离上止点还有多远，千万不要笼统地理解：装在曲轴上的传感器就是曲轴传感器，装在凸轮轴上就是凸轮轴传感器，而应理解它在那充当什么作用，是上止点呢还是曲轴转角？
当讲到这里的时候，很多人觉得非常难理解，什么叫上止点传感器，什么叫曲轴转角传感器，胡里胡涂的。
看到一部车时，我们要先看这三个传感器，然后再看它的点火方式，有没有分电器，无分电器的又属于同时点火还是单独点火，点火就是依据这些传感器的，没有这些传感器，这火无法点。