点火提前角控制
关于汽车点火提前角的问题
混合气的燃烧时间
• 混合气点火到完全燃烧约需2～3ms的时间 • 由于发动机的工况变化、转速变化，节气 门开度变化，以及气缸内的混合气浓度变 化，导致了在不同工况下，气缸内混合气 燃烧时间的不同，所以，不能简单的一概 而论。
• 在汽油机一定的节气门开度下，随负荷的 变化，转速相应变化。转速增加时，气缸 中紊流增强，火焰传播速度加快。 • 随转速增加，压缩过程所用时间缩短，散 热及漏气损失减少，压缩终了工质的温度 和压力较高，使以秒计的燃烧过程缩短。 但缩短程度不如转速增加的比例大，使燃 烧过程相当的曲轴转角增大，而以曲轴转 角计的着火落后期增长。
（一）着火落后期
• 从火花塞跳火开始到形成火焰中心为止这段时间， 称为着火落后期。 • 火花塞跳火后，并不能立刻形成火焰中心，因为 混合气氧化反应需要一定时间。火花能量使局部 温度迅速升高，（火花放电时两极电压在15000V 以上，混合气局部温度可达2000℃），加快了混 合气的氧化反应速度。当这种反应达到一定程度 时（约0.001s～0.002s），出现发光区，形成火 焰中心。此阶段缸内压力无明显升高。 • 着火落后期的长短与燃料本身的分子结构和物理 化学性质、过量空气系数（φ at=0.8～0.9时最短)、 开始点火时气缸内温度和压力（取决于压缩比）、 残余废气量、气缸内混合气的运动、火花能量大 小等因素有关。
（三）补燃期（后燃期）
• 从最高压力点开始到燃料基本燃烧完为止 称为补燃期。这一阶段的燃烧主要是：明 显燃烧期火焰前锋扫过的区域，部分未燃 尽的燃料继续燃烧；吸附在缸壁上的混合 层继续燃烧，部分高温分解产物（H2、O2、 CO等），因在膨胀过程中温度下降又重新 燃烧、放热。
点火时刻为什么要 随发动机转速提高 而提前？
火焰燃烧速率
第三章汽油机电控点火系统
（3）电子控制点火系统的优点 无分电器点火系统由于取消了分电器，其性能更加优越， 除具有一般微机控制点火系的优点外，还具有以下优点：
1）不存在分火头和分电器盖间的跳火问题，能量损失和电 磁干扰明显减少；
2）减少或不设高压线，减小电磁干扰； 3）减小机械磨损，故障率大大降低； 4）节省安装空间，结构简单。
2.电控点火系统的类型：有分电器和无分电器式
二、电控点火系统的组成及工作原理
1、基本组成
（1）电源 （2）传感器 （3）电控单元 （4）点火控制器 （5）点火线圈 （6）分电器 （7）火花塞
电控点火系的组成
（2）传感器：检测发动机各种状态参数，为ECU提供点火提 前角的控制依据。
1）转速和曲轴位置传感器：检测发动机曲轴转速信号、发 动机曲轴转角信号、曲轴基准位置信号，ECU根据转速信号 确定基本点火提前角，根据转角和基准位置信号确定曲轴位 置。
2）进气流量传感器 ：检测进气流量，确定基本点火提前角。
3）节气门位置传感器：检测节气门的开度大小,判定发动机 负荷状态；同时还能反映节气门变化快慢，判定加速、减速 工况，修正点火提前角。
4）水温传感器：检测冷却液温度，修正点火提前角。
5）进气温度传感器：检测进气温度，修正点火提前角。
6）爆震传感器：检测发动机的爆震信号，实现点火时刻闭 坏控制。
采用电子控制点火系统时， 可以使发动机的实际点火提 前角更接近于理想的点火提 前角。
图 转速对点火提前角的影响
（2）发动机负荷的影响
最佳点火提前角随发动机负 荷增大而减小。
在普通点火系统中，用真空 提前调节器调整点火提前角， 只能按简单的线性规律调节， 调节曲线与理想曲线相差较 大。
10第十讲爆燃控制与点火提前角控制解析
发动机发出最大转矩的点火刻(MBT)是在开始发生爆 震点火时刻 (爆震界限)附近。
对无爆震控制的点火系统，为了防止爆震的产生，其 点火时刻的设定远离爆震边缘，这势必会降低发动机的效 率，增加燃油消耗。
具有爆震控制功能的点火系统能使点火时刻到爆震边 缘只有一个较小的余量，这样既可控制爆震的发生，又能 更有效地得到发动机的输出功率。这一功能是由点火控制 系统ECU来完成的。
爆震传感器
第一节 概 述
一、爆燃传感器
（一）汽油机爆震燃烧产生的机理
汽油发动机是利用火花塞产生的电火花将一小团流经 火花混合气点燃，使火焰在混合气中不断扩展传播进行燃 烧，直至燃烧完。
尽管混合气燃烧迅速，但是火焰传播到直至燃烧完， 约为2ms~3ms，为了使发动机有较好动力性、经济性，因 此要在压缩行程中活塞到达上止点之前点燃混合气。
点火 提ຫໍສະໝຸດ MBT前角
CA
逐渐减小 点火提前角
逐渐增大点火提前角
时间
点火提前角闭环控制
CA — crank angle 曲轴转角
V
产生爆燃 无爆燃
频率 / kHz
2）ECU中的爆燃判别电路
3）爆燃判别的范围
曲轴位置信号 各缸上止点 爆燃判断范围
第一缸
第五缸
0º
120º
判断范围
第三缸 240º
第六缸 360º
爆燃传感器信号
爆燃
爆燃判断范围 以外强振信号
爆燃判别的范围
4）点火提前角闭环控制
爆燃判断信号
爆燃发生 时段
爆燃未发生时段
2）振动传感器型：在发动机汽缸或进气岐管上对爆燃引起振 动较灵敏的部位装爆燃传感器，一般四缸机装一个，六缸
项目11点火提前角的控制
项目11 点火提前角的控制
1、点火提前角： 火花塞电极间开始跳火时距上止点间
的曲轴转角，称为点火提前角。
2、 点火提前角对发动机性能的影响： 点火过早，功率下降，易爆震。 点火过迟，功率、热效率降低。
项目11 点火提前角的控制
3、最佳点火提前角及其影响因素：
发动机发出功率最大和油耗最少的点火提前 角，称为最佳点火提前角。
① 暖机修正：
是指节气门位置传感器怠速触点闭合时，微 电脑根据冷却水温度对点火提前角进行修正。
水温较低时，为缩短暖机时间，增大了点火 提前角，随水温升高，点火提前角的变化如图。
项目11 点火提前角的控制
② 过热修正：
发动机处于怠速运 行工况（怠速触点闭 合），水温过高时，为 避免长时间过热，应增 大点火提前角。
（1）初始点火提前角：
又称为固定点火提前角，其值大小取 决于发动机型式，并由凸轮轴位置传感器 的初始位置决定，一般为上止点前60～120。
项目11 点火提前角的控制
在下列工况下，发动机的实际点火提前角就 是初始点火提前角： ● 发动机启动时。 ● 发动机转速在400r/min以下时。 ● 检查初始点火提前角时。
ECU首先根据电源电压的高低，在存储器存 储的导通时间脉谱图中查询选择导通时间，然后 根据发动机转速确定导通角（闭合角）的大小。
项目11 点火提前角的控制
3、点火线圈的恒流控制：
在电控点火系统中，采用了初级线 圈电阻很小的高能点火线圈，其初级电 流可达30A以上。为防止初级电流过大烧 坏点火线圈，以点火控制电路中增加了 恒流控制电路，保证在任何转速下初级 电流均为规定值（7A）。
项目11 点火提前角的控制
• 学习目的： 1、掌握点火系统的控制功能 。 2、掌握初级电路导通时间的控制。
汽油机点火提前角名词解释
汽油机点火提前角名词解释
汽油机点火提前角是指发动机点火系统在活塞上止推上止的位置对应的曲轴位置与点火开始时曲轴位置之间的夹角。
它决定了点火线圈在何时触发点火以引燃混合气体，进而影响引擎性能和燃油经济性。
点火提前角的正确调整对发动机的运
行至关重要。
点火提前角的大小与发动机的转速、负荷以及燃烧室设计有关。
具体来说，当发动机转速较高，负荷较大时，通常需要较大的点火提前角，以保证在活塞上止推之前，混合气体已经被充分压缩和点火，从而实现较高的燃烧效率和动力输出。
而在低速低负荷工况下，较小的点火提前角可以降低爆震、提高燃油经济性。
不同发动机有不同的点火提前角调整方式。
一般来说，对于较新的汽油机，点火提前角由电子控制单元(ECU)来调整，通过传感器获取转速、负荷等信息，实时
计算出最佳点火提前角，并通过点火系统的控制来实现。
而对于老款汽油机，则需要通过调整分配器、点火配时或曲轴位置传感器等来手动调整点火提前角。
为了确保发动机的正常运行和最佳性能，在调整点火提前角时需要遵循一定的原则。
首先，需要根据发动机制造商的推荐值进行初步设定。
然后，通过试车和仪器测量，根据发动机的实际运行情况进行微调，以达到最佳的点火提前角。
此外，还需要注意在调整过程中避免过大或过小的点火提前角，以免对发动机造成损害。
总之，汽油机点火提前角是汽油发动机中一个重要的参数，它决定了燃烧开始的时机，对发动机性能和燃油经济性具有重要影响。
通过合理调整点火提前角，
可以实现较高的燃烧效率和动力输出，提高发动机的性能和经济性。
点火提前角的控制原理
点火提前角的控制原理点火提前角是指发动机在压缩行程单缸顶死点之前点燃混合气体的角度。
点火提前角的控制原理是通过传感器采集到发动机的工况参数，并经过电控单元计算和控制，调整点火时机的角度。
下面将详细介绍点火提前角的控制原理。
1.发动机工况参数的采集：传感器将发动机的工况参数，如转速、负荷、进气温度、曲轴角度等采集出来，作为计算点火提前角的依据。
2.点火提前角的计算：在电控单元中，通过预先设定好的点火曲线和根据实际工况参数的采集值，计算出点火提前角的数值。
这个计算过程可以使用预先存储的查找表或者数学模型来实现。
3.点火提前角的控制：计算出点火提前角的数值后，电控单元将根据这个数值来控制点火系统，使得点火系统能够实现在合适的时机点燃混合气体。
当发动机转速上升或者负荷增加时，点火提前角会相应地提前，以保证发动机的燃烧效率和动力输出。
4.适应性提前角控制：为了进一步提高发动机的燃烧效率和动力性能，一些现代化的发动机还采用了适应性提前角控制。
即根据发动机的运行状况，实时地调整点火提前角的数值。
例如，当发动机在高速运行时，适应性提前角控制可以根据发动机的冷却水温和油温等参数，自动调整点火提前角的数值，使得发动机能够更好地适应高负荷工况，提供更高的动力输出。
总的来说，点火提前角的控制原理是通过采集发动机的工况参数，计算出点火提前角的数值，并根据这个数值来控制点火系统，以保证发动机的燃烧效率和动力输出。
这一原理的实现不仅需要准确的工况参数采集和计算算法，还需要一个可靠的电控单元和精密的点火系统。
只有通过有效的点火提前角控制，发动机才能够实现高效、经济、环保和高性能的运行。
点火提前角
当汽油机的负荷减小时，汽油机的转速下降，点火时间需要推迟，点火提前角要减小；当汽油机的转速增大时，点火时间需要提前，点火提前角要增大。
发动机点火及其它控制第一节发动机点火控制系统一、点火控制系统的发展点火系统最基本的原理是通过断电开关控制点火线圈一次电流的大小和断电时间，从而控制点火的能量和时刻，保证发动机汽缸内的混合气彻底燃烧。
在传统的化油器式汽油机中，点火控制系统经过了传统式（触点式）向无触点式发展的过程。
在这一过程中，系统的分电器仍一直采用机械式离心和真空提前机构来控制发动机的点火提前角。
随着EFI系统的出现和发展，点火控制系统开始采用电控点火装置（ESA）。
它可以使发动机在任何工况下均处于最佳点火提前状态，并实现3方面的功能：通电时间控制，点火提前角控制和爆震控制。
二、电子点火控制系统现代点火控制系统都是计算机控制的电子控制系统。
它可以分为两大类，一类是有分电器的，一类是没有分电器的。
但是它们的主要组成及控制原理是相同的。
组成：（1）点火器：包括点火控制电路等、闭合角控制电路、点火器信号电路、功率晶体管及其驱动电路等。
（2）点火线圈及分电器点火线圈采用一次线圈电阻值很小的高能点火线圈。
在有分电器的系统中，各汽缸共用一个点火线圈；在无分电器的系统中，将气缸分组，每组共用一个点火线圈，或者是每个气缸独立用一个线圈。
电子点火控制系统的组成如图（1）ECU的输入信号ECU的输入信号，除了节气门位置传感器、输入信号，除了节气门位置传感器、空气流量计、水温传感器等送来的信号外，还有曲轴位置传感器送来的以下信号：1）G信号所谓G信号，即上止点参考位置信号。
它的周期对应的曲轴转角等于发动机各缸工作间隔所对应的曲轴转角（四缸发动机为180度，六缸发动机为120度），G信号的相位所对应的曲轴位置与各组活塞的上止点位置有一定的角度，一般为上止点前10度。
根据G信号，ECU可能准确地计算出曲轴每转1度及一周所用时间和发动机转速。
点火提前角的修正方法
点火提前角的修正方法
点火提前角是控制发动机点火时机的参数，它调整了点火时间与活塞运动的同步关系，以确保燃烧的最佳效果和最大动力输出。
点火提前角的修正方法主要有以下几种：
1. 使用电子点火系统：传统点火系统中，点火时机由机械设备控制，往往无法根据实际工况变化进行及时调整。
而电子点火系统通过传感器实时监测各种参数，如发动机转速、负荷、水温等，计算出最佳点火提前角，并通过控制模块调整点火时机，以确保最佳燃烧效果。
2. 使用可调式分布式点火系统：传统点火系统往往只有一个点火提前角，无法根据不同工况的需要进行调整。
而可调式分布式点火系统可根据发动机负荷、转速等参数设定不同的点火提前角，以保持燃烧的最佳效果。
3. 安装点火提前角控制器：点火提前角控制器是一种额外的外部设备，通过传感器监测发动机工作参数，产生相应的电压信号，以调整点火提前角。
用户可以根据需要手动调整或预设相应的点火提前角。
4. 修改点火提前角曲线：点火提前角通常是随发动机负荷和转速变化而变化的。
可以通过修改点火提前角曲线，使其更加适应不同的工况需求。
具体方法是根据发动机燃烧特性和实际需求，对点火提前角曲线进行优化调整。
需要注意的是，点火提前角的修正需要根据具体发动机的工作特性和调整要求来确定，并且需要进行实际测试和验证。
不正确的点火提前角调整可能会导致发动机功率下降、爆震、燃烧不完全等问题，甚至可能损坏发动机。
因此，在进行点火提前角的修正时，建议咨询专业的汽车技术人员或相关的发动机调校师傅的建议，并严格按照操作手册或调整指导进行操作。
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汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可适当 增大，以提高发动机的性能 辛烷值较低的汽油，抗爆性 差， 点火提前角则应减小。 点火提前角则应减小。
点火提前角的影响因素
4. 其他影响因素
最佳点火提前角除应根据发动机的转速、负荷和汽油 辛烷值确定之外，还应考虑发动机燃烧室形状、燃烧室内 温度、空燃比、大气压力、冷却水温等因素。在传统点火 中，当上述因素变化时，系统无法对点火提前角进行调整。 当采用 ESA 系统时，发动 机在各种工况和运行条件下， ECU 都可保证理想的点火提前角，因此发动机的动力性、 经济性和排放性都可以达到最佳。
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吉林机械工业学校 吉林机电工程学校
翁阳阳 曹 阳
氧传感器
ECU
点火
最佳点火提前角的确定与控制
（5）爆震控制 有爆震 推迟点火
最佳点火时刻
提前点火
无爆震
爆震传感器
最佳点火提前角的确定与控制
4）最大和最小提前角控制 如果发动机的实际点火提前角超出一 定的范围时，发动机会出现什么状况？
为了防止这种状况，在电控 点火系统中，由电控单元对实际 点火提前角的数值范围进行限 制。
修正角
暖机修正
怠速稳定修正 超温修正
爆燃修正
调整传动比修正
极限值控制
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空燃比修正
自 主 学 习
课下作业 1.影响发动机点火提前角的因素有哪些？ 2.在电控点火系统中最佳点火提前角是如 何确定的？ 3.修正点火提前角考虑了哪些因素？
知识拓展 1、两缸同时点火系统的电子控制
2、每缸独立点火系统的电子控制
点火时刻对发动机性能的影响：
提前点火，动力性和经济性提高，但爆燃增强，排 放升高； 推迟点火，爆燃减弱，排放降低， 但动力性和经济性降低
为什么要 进行点火 提前角控 制
点火提前角的影响因素
1. 发动机转速
点火提前角应随发动机转速 升高而增大。 因为随发动机转速的提高， 在相同的曲轴转角内，如果混合 气燃烧速率不变，则最佳点火提 前角应按线性规律。但实际上为 保证发动机气缸内的最高压力出 现在上止点后 10°～15°的最 佳位置，就必须适当提前点火 (即增 大点火提前角)。
次级电路不同
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微机控制点火系统的工作原理
微机控制点火系统的外观识别 火花塞 有高压线 无高压线 单独点火系统 有分电器 无分电器 两条低压线 三条低压线
有分电器 点火系统
无分电器同 时点火系统
火花塞、点 火线圈一体
火花塞、点火线 圈、点火器一体
一个点火器
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任 务 载 体
发动机爆燃
奔驰S320
不能正常 运转
45° 0°
最大提前角：35° ﹋ 最小提前角：—10°﹋
点火提前角的确定与控制
修正点火提前角应考 虑哪些影响因素？
暖机 修正
过热 修正
怠速 稳定 修正
爆震 修正
空燃比 反馈修 正
学 习 小 结
电子点火系统控制功能
点 火 提 前 角 的 控 制
起动时
固定角
初始角 怠速：转速、空调 起动后 基本角 非怠速：转速、负荷
ECU
点火
最佳点火提前角的确定与控制
3）修正点火提前角 （1）暖机修正 • 怠速，随着冷却液温度的升 高，逐渐减小点火提前角。
冷却液 温度传 感器
ECU
点火
最佳点火提前角的确定与控制
（2）过热修正 • 冷却水温度过高，为避免爆 震，应将点火提前角推迟。 怠速工况时，若冷却水温度 过高，为避免发动机长时间 过热，应将点火提前角增大
2）基本点火提前角 （1）怠速时的基本点火提前角
转速 ON
基本点火提前角
空调
转速传感器 空调开关 点火
ECU
最佳点火提前角的确定与控制
• （2）正常运行时的基本点火提前角 • 发动机工作稳定，基本点火提前
角是根据转速和负荷的信息，通
过查找储存在MAP图中的值来确 定的。
转速 基本点火提前角 负荷
转速传感器 进气流量、压力
冷却水温度传 感器
ECU
点火
最佳点火提前角的确定与控制
（3）怠速稳定性修正 • 怠速，当发动机负载变化， 引起发动机转速的波动， ECU根据实际转速与目标转 速的差值修正点火提前角， 以稳定怠速。
转速传感器
ECU
点火
最佳点火提前角的确定与控制
（4）空燃比反馈修正 • 随着修正喷油的增加或减少， 发动机转速在一定范围内波 动。为了提高怠速的稳定性， 在反馈修正油量减少时，点 火提前角相应地增加。
基本 点火 提前 角
实际 点火 提前 角
=
初始 点火 提前 角
+
+
修正 点火 提前 角
最佳点火提前角的信号
发动机转速信号（一般 300r/min以下）
ECU
判定起动工况 固定为一个设定值（初始点火提 前角）。
点火 提前角 的控制.flv
最佳点火提前角的确定与控制
点火提前角应随发动机转速升高而增大。但实际上随 着转速的继续升高，由于汽缸压力和温度的提高一级混 合气扰流的增强，燃烧速度也随之加快，当转速升高到 一定程度时，最佳点火提前角虽然仍随发动机转速的升 高而增大，但增加速度有所减慢，因此最佳点火提前角 随转速的变化时非线性的。如图所示
点火提前角的影响因素
1）初始点火提前角
• 初始点火提前角是原始设定的，又称固定点火提前角。初始点火提前角 • 一般为上止点前5°～10° 。
2）基本点火提前角
• 基本点火提前角是电脑根据主要 因素确定的点火提前角。
3）修正点火提前角
• 修正点火提前角是电脑根据其他 因素对点火提前角进行的修正。
点火提前角的确定与控制
实际的最佳点火提前 角由那几部分组成？
点火提前角控制
吉林机电工程学校 吉林机械工业学校
曹 阳 翁阳阳
学 习 导 航
1 2 3 4 5 6
复习回顾
任务载体
学习要求
学习内容 学习小结 自主学习
复 习 回 顾
电子控制点火系统的类型
传统点火系 普通电子点火系
微机控制有分电器点火系
微机控制点火系
初级电路不同
同时点火方式 单独点火方式
微机控制无分电器点火系
最佳点火提前角的确定与控制
起动后
发动机正常运转时(起动后)； 主 ECU 根据发动机的转速 和负荷信号，确定基本点火 提前角，并根据其他有关传 感器信号进行修正，最后确 定实际的点火提前角，并向 电子点火控制器输出点火指 令信号，以控制点火系的工 作。
最佳点火提前角的确定与控制
实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角
推迟点火，爆燃 减弱 ，调整不同 工况下点火提前 角，后故障排除。
发动机是如何控制点火的？ -------电子点火系统中点火提前角的控制
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学 习 要 求
1. 了解影响点火提前角的 影响因素。 2. 掌握电子点火系统对点 火提前角的控制与原理。
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学 习 内 容
一. 点火提前角的概念及影响因素
二. 为什么要进行点火提前角控制
三. 最佳点火提前角的控制与原理★
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点火提前角的概念及影响因素
点火提前角控制，也称为点火正时控制。分为：
起动时
起动后
对应于发动机每一工况都存在一个 “最佳”点火提前角，对于现代汽车 而言， 最佳的点火提前角不仅保证发动机的动力 性和燃油经济性都达到最佳值，还必须 保证排放污染最小。
2. 发动机负荷
点火提前角应随发动机负荷增大而增大。 因为当发动机负荷的增大时， 在发动机转速不变的情况下， 气缸温度升高，混合气燃烧 速率加快，则最佳点火提前 角也应按线性规律。
点火提前角的影响因素
3. 汽油辛烷值
汽油的辛烷值越高，抗爆性越好， 点火提前角可适当增大，以提高发动机的性能； 辛烷值较低的汽油，抗爆性差，
点火提前角的影响因素
最佳点火提前角 的影响因素有哪 些？
最佳点火提前角除了与发动机的 转速 、 负荷
和 汽油的辛烷值 确定之外，还应考虑发动机 燃烧室形状 燃烧室内温度 空燃比 大气压力
冷却水温 等因素。
最佳点火提前角的确定与控制
发动机起动时点火提前角 的设定值随发动机而异， 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 10°左右。 起动时的点火提前角是固 定的， 起动时的点火提前 角是固定的 °左右。