点火系（四）——无分电器微机控制点火系统

采用微机控制点火系统，可使发动机实际点火提前角接近理想点火提前角，在各种运转条件下，点火提前角可获得复杂而精确的控制，使发动机的性能得到进一步改善。微机控制点火系统可分为有分电器的微机控制点火系统和无分电器微机控制点火系统两种，下面主要讲解无分电器微机控制点火系统。一、无分电器微机控制点火系统的分类无分电器微机控制点火系统又称直接点火系统，它用电子控制装置取代了分电器。该系统中点火线圈上的高压线直接与火花塞相连，工作时，点火线圈产生的高压电直接送至各火花塞，由微机根据各传感器输入的信息，依照发动机的点火顺序，适时的控制各缸火花塞点火。无分电器点火系统由于废除了分电器，因此不存在分火头和旁电极间跳火的问题，减小了能量损失，不存在分火头与旁电极之间产生火花问题，电磁干扰小，节省了安装空间。直接点火系统又可分为以下两类：

1．同时点火方式

同时点火方式是利用一个点火线圈对活塞接近压缩上止点和排气上止点的两个气缸同时进行点火的高压配电方法，如图所示。其中，活塞接近压缩上止点的气缸点火后，混合气燃烧作功，该气缸火花塞产生的电火花是有效火花；活塞接近排气上止点的气缸，火花塞产生的电火花是无效火花。由于排气气缸内的压力远低于压缩气缸内的压力，排气气缸的中火花塞的击穿电压也远低于压缩气缸中火花塞的击穿电压，因而绝大部分点火能量主要释放在压缩气缸的火花塞上。同时点火方式中，由于点火线圈仍然远离火花塞，所以点火线圈与火花塞仍然需要高压线连接。同时点火方式只能用于气缸数为偶数的发动机。

2．单独点火方式

如图所示，每个气缸的火花塞配一个点火线圈，单独对本缸点火，单独点火方式则可用与任意气缸数的发动机。绝大部分无分电器点火系统均采用无高压线的直接点火方式，这也是目前点火系统发展的最高阶段，直接点火可使高压电能的传递损失和对无线电的干扰降到最低水平。该点火系统的点火线圈次级绕组与火花塞之间的高压电路中留有3～4mm的间隙，其作用是防止初级电路接通时的误点火。

二、无分电器微机控制点火系统的组成及工作原理

无分电器微机控制点火系统主要由传感器、电子控制器（ECU）、点火器、点火线圈等组成。

1．组成

（1）传感器

传感器用来不断地检测与点火有关的发动机工作状况信息，并将检测结果输入电子控制器，作为运算和控制点火时刻的依据。各车型使用的传感器类型、数量、结构及安装位置不同，但其作用大同小异。

（2）电子控制器（电控单元ECU）

电子控制器主要由输入回路、输出回路、A/D转换器、微型计算机以及电源电路、备用电路等组成，它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢，作用是接收各有关传感器信号，并按照特定的程序进行判断、运算后，给点火电子组件输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控制信号。在现代发动机集中控制系统中，点火系统仅是电子控制器的一个子系统。

（3）点火器

点火器是综合控制的执行器之一，点火器的作用是根据ECU的指令，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控制初级电流的的通断，完成点火工作。

2．工作原理

（1）最佳点火提前角的确定

微机控制点火系的最佳点火提前角（即实际点火提前角）由三部分组成：初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角。初始点火提前角：发动机起动或转速低于r/min时的点火提前角为初始点火提前角。它由发动机的结构和曲轴位置传感器安装位置决定，是未经ECU修正的点火提前角，通常为固定值，其大小随发动机形式而异。基本点火提前角：由电子控制单元根据发动机的转速和负荷所确定的点火提前角。它是发动机运行过程中最为主要的点火提前角。发动机在正常运行期间，ECU根据试验的发动机转速和负荷信号，在储存器数据表中选出相应的数据作为基本点火提前角。修正点火提前角：是指由电子控制单元根据发动机的冷却水温、进气温度、电源电压等信号，对点火提前角进行修正的角度。它主要包括暖机修正、过热修正、空燃比反馈修正、怠速稳定性修正和爆震修正等方面。

（2）系统工作原理

如图所示，发动机工作过程中，各传感器不断地检测发动机的转速、负荷、冷却水温、进气温度等信号，并将检测信号经接口电路输入电子控制单元ECU，ECU根据这些信号参数进行查找、运算、修正，将计算结果转变为控制信号，向点火模块发出控制指令，接通点火线圈的初级电路；经过最佳的导通时间后，再发出控制指令，使点火模块切断点火线圈的初级电路，初级电流中断，在点火线圈次级绕组中产生高压电，经配电装置送到火花塞，点燃混合气。发动机工作期间，电控单元还不断地检测爆震传感器输出的信号，分步骤将点火提前角减小，爆震消除后又分步骤将点火提前角移回到爆震前的状态，实现点火提前角的闭环控制。

三、无分电器微机控制点火系统自诊断

无分电器微机控制点火系统的故障原因除了点火控制器、点火线圈、高压线、火花塞发生故障外，还包括各种传感器、电控单元及其相关电路连接等。微机点火系统具有故障自诊断功能，所谓自诊断功能是指发动机ECU利用自诊断系统，在发动机工作过程中对电控系统中的传感器、执行器的工作状态进行监视，一旦发现某些信号失常，控制单元会发出信号接通故障指示灯，并将故障信息以代码的形式存储起来。故而当发动机不能起动或工作异常，怀疑是点火系统故障时，应先利用发动机ECU的自诊断功能进行诊断和检查，必要时再进行人工诊断。汽修小能手

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