南京交通技師學院畢業論文（設計），南京交通技師學院畢業論文（設計）第2頁共11頁第9頁共10頁目錄摘要3引言3第一章無分電器直接點火系統（DIS）概述4第二章別克君威點火系統部件組成5曲軸位置（CKP-7X）傳感器5點火線圈與點火模塊(ICM)6第三章別克君威點火系統的工作過程61、由點火模塊（ICM）控制的點火62、由動力點火系統(PCM)控制的點火73、噴油控制8第四章點火時間控制91、爆震傳感器92、點火時間控制9結束語10參考目錄10上海別克君威V6發動機點火系統 摘要：本論文講述的是別克君威轎車無分電器直接點火系統的結構和工作過程，著重介紹了別克君威轎車點火系統的工作過程，希望能為大家更好的解釋清楚別克君威轎車的點火系統關鍵字：別克君威轎車發動機點火系統引言：隨著科學技術的不斷發展，汽車的技術也有了巨大的發展，大量地使用電子元件以及利用計算機監控汽車的運轉。而汽車發動機的點火系統也有了很大的變化：從傳統點火系統到電子點火系統，再發展到無分電器的獨立點火系統,而其中的無分電器的獨立點火系統又分為DFS（雙火花線圈）點火系統和EFS（單火花線圈）點火系統。這些點火系統有各自的特點和結構及組成元件?！詣e克君威V6發動機點或控制為例一．傳統點火系統傳統點火系統是一種帶有分電器的點火系統。它是利用白金觸點的通斷使點火線圈產生高壓，然后利用分電器分配到各個汽缸的火花塞，利用高壓產生火化進行工作。而白金觸點是通過離心提前機構與凸輪軸相連。二．電子點火系統電子點火系統是在傳統點火系統的基礎上發展而來的，也是帶有分電器的點火系統。電子點火系統稱為晶體管點火系統。它與傳統點火系統最大的區別在于它的點火電子組件。點火電子組件由半導體元件（如三極管，可控硅等）組成電子開關電路，根據點火信號發生器產生的點火脈沖信號接通和斷開點火線圈初級電路，起著傳統點火系統中斷電器白金觸點相同的作用。而點火信號發生器是根據各缸的點火時刻產生相應的點火脈沖信號，控制點火電子組件接通和斷開點火線圈初級電路的具體時刻。根據點火信號的產生方式，分為觸點式和無觸點式：1．觸點式電子點火系統點火信號仍由分電器的凸輪和斷電器的觸點所產生，但通過觸點的電流僅作為點火器的控制信號，其值很小。而通向初級線圈的電流則是在三極管通過。2．無觸點式電子點火系統稱為全晶體管點火系統，利用各種無觸點點火信號發生器代替斷電器的白金觸點所產生的點火信號，控制點火器的工作。是目前使用最廣泛的電子點火系統。而它所使用的無觸點式點火信號發生器根據原理而分為：磁感應式（磁脈沖式），霍爾效應式，光電式以及電磁振蕩式。3．獨立點火系統獨立點火系統是一種無分電器點火系統（DIS），利用電子方法完成分電器的功能，即用電子的方式分配電火花。利用計算機，點火模塊和位置傳感器的結合來控制點火正時和提前。計算機采集和處理數據為不同條件下確定理想的點火提前角，曲軸和凸輪位置傳感器的信號控制點火線圈初級電路的通電時間，而點火模塊使各個點火線圈的點火次序與發動機著火次序同步。根據點火線圈產生的火花數目，獨立點火系統可分為兩種：a：雙火花線圈獨立點火系統（DFS）在這種獨立點火系統中，點火線圈是一種帶有兩個磁極輸出端的點火線圈。即每個點火線圈與兩個火花塞相連。點火時，在相對應的兩個氣缸里同時產生兩個火花，其中一個在汽缸A的工作沖程內（主火花），而另外一個在汽缸B的排氣沖程內（輔助火花），反之也相同。且這兩個火花的極性相反：一個火花塞在正常方向跳火，從中央電極到負的側電極；而另一個火花塞正好相反，從側電極到中央電極，使之形成串聯電路。由于排氣時火花塞間隙之間電阻很小，只要很低的電壓便能跳火，所以使主火花保證有足夠高的電壓。b：單火花線圈獨立點火系統（EFS）在這種獨立點火系統中，點火線圈帶有一個磁極輸出端。即每個汽缸配給一個點火線圈。無分電器直接點火系統（DIS）概述別克君威轎車采用無分電器直接點火（DIS）系統，每兩個汽缸合用一個點火線圈，故六缸發動機共采用三個點火線圈。在共用的點火線圈的兩個汽缸中，其活塞必須是同時達到上止點，其中一個缸為壓縮上止點，另一個缸為排氣上止點。在兩個火花塞點火時，處于壓縮上止點的火花塞點燃缸內混合氣；而另一缸是排氣上止點，火花無用，成為廢火。因為處于壓縮上止點的缸內壓力較高而溫度低，要擊穿火花塞間隙需要很高的能量；而另一缸為排氣上止點，汽缸的壓力很低而溫度高，所需火花塞擊穿能量很小。這樣，點火能量大部分集中在做功的缸內。對于別克轎車缸體，1-4、2-5、3-6缸分別合用一個點火線圈，點火順序是1-2-3-4-5-6.無分電器直接點火（DIS）系統具有點火能量高、控制精確、運動部件少、無需機械調整、維修量少的優點，但也有不利的一面。在傳統的點火系統中，點火線圈的一端接地，而在無分電器點火系統中，點火線圈的兩端都不接地，而是分別接兩個火花塞。一般而言，如果受熱電極是負極（即火花塞中中心極是負極），由于熱電發射和二次電子發射作用（即在正離子的轟擊下，使陰極又發射出新的電子），所需的點火電壓可降低約20%~30%，故傳統電火系中心極是負極。如圖1所示，而DIS點火系統中，點火電流在兩個火花塞中是串聯的，如果一缸火花塞中心極為負極，旁電極為正極，則四缸火花塞中心極為正極，旁電極為負極，也就是說，點火極性是相反的。為保證可靠點火，別克君威轎車點火線圈次級高壓儲備為40kv。因采用高能點火，在保證不失火的前提下，增大了火花塞電極間隙，以提高點火電壓和能量，別克君威轎車火花塞間隙為1.0~1.2mm，別克君威轎車火花塞中心電極采用鉑金材料，體積很小，但使用壽命較長，達120000km。較小的電極因吸收熱量小，可減少早期火焰的熱損失，降低失火傾向，有利于提高寒冷地區的啟動能力。第二章.別克君威點火系統部件組成別克君威點火系統由點火模塊、三個點火線圈、曲軸位置（CKP-7X）傳感器、發動機轉速（CKP-24X）傳感器、爆震傳感器（KS）高壓線、火花塞和動力系統控制模塊（PCM）等部件組成，控制框圖如圖2所示。曲軸位置（CKP-7X）傳感器曲軸位置（CKP-7X）傳感器安裝在發動機缸體的右側，是一個電磁式傳感器，它的觸發輪（信號盤）是加工在曲軸上一個特殊的輪。在它上面加工有七個切槽，其中六個槽間隔60°均勻分布，第七個槽在第六個槽前10°，如圖3所示。第七個槽也稱同步槽，沒有同步槽，曲軸位置（CKP-7X）傳感器只能向點火模塊（ICM）傳遞發動機轉速信號，而ICM無法知道曲軸的位置。曲軸旋轉時，帶動觸發輪一同旋轉，在曲軸位置（CKP-7X）傳感器中感應出曲軸位置和轉速信號。因曲軸每轉一周產生七個脈沖信號，故又稱7X信號，此信號送往點火模塊（ICM）再經點火模塊處理后，產生3X信號送往動力系統控制模塊（PCM），PCM利用3X信號計算轉速（特別是發動機轉速超過1600±150r/min時的轉速），從而控制點火正時，觸發/同步噴油器脈沖、怠速穩定、燃油泵工作和廢氣再循環（EGR）、活性炭罐清洗（EVAP）電磁閥的工作。曲軸位置（CKP-7X）傳感器輸出的是正弦波信號，幅度隨著發動機的轉速不同而不同，可以用電壓表AV擋測量，約為100mv~100v。點火線圈與點火模塊（ICM）別克君威轎車共有三個點火線圈，分別安裝在點火模塊（ICM）上，如圖4所示。點火線圈和點火模塊可以拆解，且每個點火線圈可單獨更換。點火模塊接受來自曲軸位置（CKP-7X）傳感器的信號，并識別正確的點火順序，然后按規定順序控制點火線圈初級電流的通、斷，從而在點火線圈的磁極產生高壓，通過高壓線分配到火花塞，由火花塞點燃缸內的混合氣。第三章.別克君威點火系統的工作過程1.由點火模塊（ICM）控制的點火曲軸位置（CKP-7X）傳感器電路如圖5所示，7X傳感器與點火噴射相關的信號波形如圖6所示。點火控制模塊（ICM）接受7x信號識別出同步信號（SYNC信號，信號盤中第七切槽），說明1、4缸在上止點，但不能分辨是壓縮還是排氣，ICM也不用分辨，因為1、4缸是同時點火。此時1、4缸點火時間已過，故只能等120°（隔一個7X脈沖信號）2,、5缸點火，即在實際的啟動發動機中，點火模塊（ICM）接受7X信號，當識別出同步信號（SYNC信號，信號盤中第七切槽）后，先跳過第一切槽，然后在第二切槽時控制2、5缸點火；再跳過第三切槽，在第四切槽時控制3、6缸點火；最后，在第六切槽時控制1、4缸點火。實際上先是5缸工作，然后是6-1-2-3-4-5缸，發動機的點火順序是1-2-3-4-5-6。當點火由ICM控制時，點火時間固定為上止點前10°時，tech2診斷儀為0，因為PCM是在10°的基礎上進行提前角控制的。2.由動力系統控制模塊（PCM）控制的點火Icm受到7x信號并將其轉化為3x信號后，送到動力系統控制模塊（PCM），電路參見圖5。3X信號是5V方波信號。PCM受到3X方波信號且信號大于450r/min時，向ICM的“旁路控制”端輸出5v電壓，點火提前角由PCM控制；同時PCM向ICM的“IC控制”端輸出可變的點火提前角控制信號（5v方波）。此時用tech2檢測，會顯示點火提前控制角度。PCM與點火控制模塊間各信號連線作用如下：（1）3X參考高：曲軸位置（CKP-7X）傳感器產生的7X信號發送給點火控制模塊，點火模塊產生3X參照脈沖信號并傳送到動力系統控制模塊（PCM），PCM利用此信號計算發動機轉速超過1600r/min時的發動機轉速及觸發燃油噴射器。（2）3x參考低：該線路通過動力系統控制模塊接地，并保證點火模塊和動力系統控制模塊之間的接地線路沒有壓降。（3）點火控制旁路：在初始啟動時，由點火模塊（ICM）控制點火提前角，將點火時間固定在上止點10°。動力系統控制模塊（PCM）收到的發動機轉速達到一定值時，將向旁路電路提供5V電壓，指令點火模塊將點火提前角轉為PCM控制。如果旁路電路斷路或接地，將設置故障碼P1351，發動機將按基本點火正時運行。為提高性能，在點火模塊中建立少量的點火提前。（4）點火控制ic：動力系統控制模塊（PCM）利用該電路后點火模塊發送正是脈沖，觸發點火模塊，實現點火控制。當點火系統在旁路模式下時（PCM尚未發送5V旁路電壓），點火模塊將這些脈沖接地；在點火控制模式下，動力系統控制模塊已接收到5V旁路信號，這些脈沖傳送到點火模塊，以控制點火正時。別克君威轎車還有一個CKP-24X發動機轉速傳感器，曲軸每轉一周，產生24個方波脈沖信號。因其分辨率較高，動力系統控制模塊利用24x傳感器信號用以1600r/min以內的發動機轉速，以提高怠速控制質量和低速駕駛性能。發動機轉速超過1600r/min時，動力系統控制模塊（PCM）開始用3X參照信號確定發動機轉速。如果3X信號丟火，發動機仍可啟動，因為此時PCM以24X信號確定發動機轉速，ICM以7X信號控制基本點火，發動機仍可運行，但性能下降。有以上分析可知，在啟動過程中，點火模塊（ICM）通常是先給2、5缸點火，這一過程不受動力系統控制和模塊（PCM）控制?？蓪CM與ICM的連線斷開，只要點火系統部件功能正常，點火系統仍將使火花塞點火且發動機能夠啟動。發動機一旦啟動，PCM就控制點火提前角，對于滿足點火條件而言，PCM和ICM始終不知道也不需要知道當前點火的工作缸。噴油控制在發動機啟動時，動力系統控制模塊（PCM）收到發動機轉速信號后，指令所有六個噴油器向所有氣缸噴入一股啟動燃油，然后在以后六個燃油控制參考信號（曲軸轉兩圈）中，噴油器保持關閉，使各缸有機會使用啟動燃油。在此等待期間，PCM已經接到一個凸輪軸位置信號脈沖（CMP），PCM使用CMP信號脈沖初始化燃油噴射。見圖6，當PCM收到CMP信號時，說明1缸進氣行程已開始，2缸正在排氣行程，而正確的噴油時間為排氣行程結束前，則PCM參照3X信號控制2缸噴油器噴油，之后的噴油順序為2-3-4-5-6-1。如果PCM沒有收到CMP信號，按1/6的正確率噴油器順序在沒有凸輪軸位置信號的情況下初始化噴油順序。但這個隨機并不是隨意，它是根據3X信號隨機確定，如果3X也缺失，則發動機不能按1/6正確率噴油，會出現隨意噴油，就有可能造成多個缸有影響，發動機不能正常運行。事實上，3X和CMP信號同時丟失時發動機無法啟動。由此可見，3X既是點火提前調整基準，也是噴油基準。第四章.點火時間控制1.爆震傳感器爆震傳感器以精確的扭矩（19N·M）固定在發動機缸體上，位置如圖7所示，電路如圖8所示。爆震傳感器感知發動機是否產生爆震，并將信號傳遞給動力系統控制模塊（PCM），PCM根據爆震傳感器及其他信號的輸入來調整點火時間。電控系統采用的爆震傳感器，可允許發動機采用最大點火提前角，使駕駛性能和燃油經濟性達到最佳。影響爆震的因素有汽油標號、壓縮比、發動機工作溫度、點火提前角等。點火時間控制對點火系統的要求是不僅要提供足夠強大的正時電火花來點燃燃燒室內的混合氣，還要求點火時間根據發動機工況可調。影響點火控制的主要因素有發動機轉速（CKP）信號、發動機負荷（MAF、MAP、TRS）信號、空燃比（A/F）、發動機工作溫度（IAT和ECT）、EGR流量、怠速校正、爆震傳感器修正等。圖9是發動機管理程序標定人員所需考慮的點火時間控制流程圖。發動機點火提前角=基本點火提前+修正量?；玖渴怯砂l動機轉速和負荷（7X/24X和MAF/MAP）確定。修正量包括冷卻液溫度（ECT）、進氣溫度（IAT）、怠速校正（點火是快調，IAC是慢調）、空燃比修正、汽油辛烷值修正、爆震修正、啟動時修正（即啟動時，點火提前角固定在10°~15°，太早時發動機會反轉）等。圖中斷油前修正是減少點火提前角，以使斷油平穩；同樣恢復前也應該減小提前角，否則可能產生爆震。過渡工況修正是使過渡平滑；工況點修正防止從部分負荷到大負荷時產生爆震。當PCM檢測到發動機轉速有