點(diǎn)火提前角
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-10
點(diǎn)火提前角的實(shí)例教程
發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)）工作時(shí)，點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能有很大的影響。提前點(diǎn)火就是活塞到達(dá)壓縮上止點(diǎn)之前火花塞跳火，點(diǎn)燃燃燒室內(nèi)的可燃混合氣。從點(diǎn)火時(shí)刻起到活塞到達(dá)壓縮上止點(diǎn)，這段時(shí)間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱為點(diǎn)火提前角。能使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最佳動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和最佳排放時(shí)的點(diǎn)火提前角稱為最佳點(diǎn)火提前角。
缸內(nèi)混合氣燃燒有一定的速度，即火花塞跳火到氣缸內(nèi)的可燃混合氣完全燃燒時(shí)需要一定時(shí)間，但是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速很高，在這樣短的時(shí)間內(nèi)曲軸卻可以轉(zhuǎn)過(guò)很大的角度。若恰好在活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火，混合氣開始燃燒時(shí)，活塞已經(jīng)開始向下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降，因此需要通過(guò)提前點(diǎn)火保證可燃混合氣產(chǎn)生的能量能夠有效的利用，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。
當(dāng)汽油機(jī)保持節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度一定時(shí)，汽油機(jī)功率和耗油率隨點(diǎn)火提前角的改變而變化。對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)每一工況都存在一個(gè)最佳點(diǎn)火提前角。
點(diǎn)火時(shí)機(jī)不對(duì)的影響
點(diǎn)火過(guò)早（點(diǎn)火提前角過(guò)大），會(huì)造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷、噪聲和振動(dòng)加劇，這是應(yīng)該防止的；點(diǎn)火過(guò)晚（點(diǎn)火提前角過(guò)小），氣體做功困難，油耗大，效率低，排氣聲大。不論點(diǎn)火過(guò)早或過(guò)晚，都會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。適當(dāng)點(diǎn)火提前角，可使發(fā)動(dòng)機(jī)每循環(huán)所做的機(jī)械功最多（下圖曲線陰影部分）。
影響點(diǎn)火提前量最大的因素是轉(zhuǎn)速和混合氣的燃燒速度。隨著轉(zhuǎn)速的上升，轉(zhuǎn)過(guò)同樣角度的時(shí)間變短，只有更大的提前角才能得到相應(yīng)的提前時(shí)間。混合氣的燃燒速度與混合氣的成分、發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)以及其他的一些因素有關(guān)：
1、缸溫缸壓越高，混合氣則燃燒越快，點(diǎn)火提前角就要越小。影響缸溫缸壓的因素有發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比、氣溫、缸溫、負(fù)荷等。
2、汽油辛烷值，也就是汽油標(biāo)號(hào)，其標(biāo)號(hào)越高表示汽油的抗爆震能力越強(qiáng)，相應(yīng)允許更大的點(diǎn)火提前角。
展開 本文從面向48V 前端輪系匹配的角度，深入研究了降低點(diǎn)火沖擊激勵(lì)的發(fā)動(dòng)機(jī)本體起動(dòng)標(biāo)定優(yōu)化[12，13]，目標(biāo)是通過(guò)起動(dòng)燃燒控制[14，15]，降低起動(dòng)過(guò)程中第一次點(diǎn)火的上沖轉(zhuǎn)速，使起動(dòng)過(guò)程更為平穩(wěn)，降低起動(dòng)沖擊，解決嚴(yán)重的鑰匙起動(dòng)敲擊問(wèn)題。
2.1 “點(diǎn)火提前角梯度優(yōu)化”的起動(dòng)控制策略開發(fā)
針對(duì)原起動(dòng)策略在起動(dòng)第一次點(diǎn)火時(shí)轉(zhuǎn)速上沖過(guò)高問(wèn)題，通過(guò)退點(diǎn)火提前角降低點(diǎn)火上沖轉(zhuǎn)速。點(diǎn)火提前角的優(yōu)化需要兼顧以下幾點(diǎn)：
①起動(dòng)控制策略主要針對(duì)起動(dòng)第一次點(diǎn)火：開發(fā)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的退角策略，主要針對(duì)起動(dòng)機(jī)crank 轉(zhuǎn)速至第一次點(diǎn)火轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速范圍退角，即400-600rpm 轉(zhuǎn)速范圍；
② 起動(dòng)控制策略要兼顧低溫起動(dòng)性能：在低溫工況下，如環(huán)境溫度<-20℃，退點(diǎn)火提前角可能導(dǎo)致起動(dòng)困難，甚至起動(dòng)失敗，故點(diǎn)火提前角需設(shè)置溫度梯度，溫度降低，點(diǎn)火提前角增加。< span="">
基于以上兩點(diǎn)，開發(fā)“點(diǎn)火提前角梯度優(yōu)化”的起動(dòng)控制策略。原鑰匙起動(dòng)起動(dòng)策略如表1所示，“點(diǎn)火提前角梯度優(yōu)化”的起動(dòng)策略如表2所示。
對(duì)比表1、表2可知，“點(diǎn)火提前角梯度優(yōu)化”的起動(dòng)控制策略主要退角區(qū)域?yàn)槠饎?dòng)機(jī)crank 轉(zhuǎn)速至第一次點(diǎn)火之間的轉(zhuǎn)速區(qū)域，有效減小了第一次點(diǎn)火的點(diǎn)火能量，從而降低第一次點(diǎn)火的上沖轉(zhuǎn)速，優(yōu)化起動(dòng)沖擊。同時(shí)考慮起動(dòng)能力隨著溫度的降低而衰減，點(diǎn)火提前角設(shè)置溫度梯度，隨溫度的降低，點(diǎn)火提前角升高，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫起動(dòng)性能。
2.2 “點(diǎn)火提前角梯度優(yōu)化”的起動(dòng)控制策略實(shí)車
NVH驗(yàn)證
采用“點(diǎn)火提前角梯度優(yōu)化”的起動(dòng)控制策略后鑰匙起動(dòng)工況轉(zhuǎn)速波動(dòng)優(yōu)化效果如圖5所示。圖5中紅色曲線為原車鑰匙起動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)速波動(dòng)，綠色曲線為采用“點(diǎn)火提前角梯度優(yōu)化”的起動(dòng)策略后起動(dòng)轉(zhuǎn)速波動(dòng)曲線。
展開 汽車分電器，是汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)中按氣缸點(diǎn)火次序定時(shí)地將高壓電流傳至各氣缸火花塞的部件。
簡(jiǎn)介
在蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)中,通常將分電器和斷電器做在同一軸上,并由配氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)。
它還帶有點(diǎn)火提前角調(diào)整裝置和電容器等。斷電器的斷電臂用彈簧 片使觸點(diǎn)閉合，用斷電凸輪使觸點(diǎn)開啟，開啟間隙約為0.30~0.45毫米
。斷電凸輪的凸起數(shù)與氣缸數(shù)相同。
當(dāng)觸點(diǎn)開啟時(shí)，分電器的分電臂正好對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的側(cè)電極，感應(yīng)產(chǎn)生的高壓電由次級(jí)線圈經(jīng)過(guò)分電臂、側(cè)電極、高壓導(dǎo)線傳至相應(yīng)氣缸的火花塞。使用不同辛烷值的汽油時(shí)，可手動(dòng)調(diào)整初置點(diǎn)火提前角。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速上升時(shí)，離心式點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)裝置使點(diǎn)火提前，反之則點(diǎn)火后延。內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷降低時(shí)，進(jìn)氣總管中的真空度加大，通過(guò)連接管傳到真空式點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)裝置，使點(diǎn)火提前。這樣的調(diào)節(jié)可以保證內(nèi)燃機(jī)在適當(dāng)?shù)?em>點(diǎn)火提前角下運(yùn)轉(zhuǎn)。在磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)中，通常將斷電器等做在磁電機(jī)上，構(gòu)成一個(gè)整體。
故障原因
①低壓電路斷路。
②電容器短路或斷電器觸點(diǎn)故障。
③點(diǎn)火線圈燒壞。
④中央高壓線斷路，中央高壓插座漏電或其插孔內(nèi)氧化物過(guò)多。
故障診斷與排除
①接通點(diǎn)火開關(guān)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，電流表在3~5A之間擺動(dòng)，但發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)著火征兆，則是電火線圈的高壓線圈或中央高壓線有故障，或電容器漏電故障，若電流表無(wú)電流或電流無(wú)變化，則表叫低壓電路斷路。
②接通電火開關(guān)，用試燈搭接斷電器活動(dòng)觸點(diǎn)接柱(此時(shí)應(yīng)將分電器蓋拆下，使斷電器觸點(diǎn)張開)，若燈亮，則是斷電器觸點(diǎn)斷路故障，應(yīng)搖轉(zhuǎn)曲軸，觀察分電器軸的凸輪棱角能否將斷電器觸點(diǎn)頂開。若斷電器觸點(diǎn)不能頂開，說(shuō)明斷電器間隙調(diào)整不當(dāng);如能頂開，繼續(xù)檢查斷電器觸點(diǎn)間隙及工作面的接觸情況。
③若燈不亮，檢查電容器有否被擊穿短路。若電容器正常，則繼續(xù)用試燈搭接點(diǎn)火線圈的初級(jí)線圈接柱。
展開 汽車點(diǎn)火系統(tǒng)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)為了正常工作，按照各缸點(diǎn)火次序，定時(shí)地供給火花塞以足夠高能量的高壓電(大約15000~30000V)，使火花塞產(chǎn)生足夠強(qiáng)的火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。
分類
1.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng):
蓄電池點(diǎn)火系 (Battery-operated ignition)
磁電機(jī)點(diǎn)火系 (Magneto systems)
2.電子點(diǎn)火系統(tǒng)(Electronic ignition):
(1)晶體管點(diǎn)火系TI-B(Breaker-Triggered transistorized Ignition)
(2)半導(dǎo)體點(diǎn)火系SI(semiconductor Ignition)
(3)無(wú)分電器點(diǎn)火系DIS(Distributorless Ignition System)
傳統(tǒng)點(diǎn)火
機(jī)械式點(diǎn)火系統(tǒng)工作過(guò)程是由曲軸帶動(dòng)分電器軸轉(zhuǎn)動(dòng)，分電器軸上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使點(diǎn)火線圈初級(jí)觸點(diǎn)接通與閉合而產(chǎn)生高壓電。
這個(gè)點(diǎn)火高壓電通過(guò)分電器軸上的分火頭，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作要求按順序送到各個(gè)氣缸的火花塞上，火花塞發(fā)出電火花點(diǎn)燃燃燒室內(nèi)的氣體。分電器殼體可以手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)基本的點(diǎn)火提前角(即怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的點(diǎn)火提前角)，同時(shí)還有真空提前裝置，它根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)真空度的變化提供不同的提前角。
電子點(diǎn)火
電子點(diǎn)火系統(tǒng)與機(jī)械式點(diǎn)火系統(tǒng)完全不同，它有一個(gè)點(diǎn)火用電子控制裝置，內(nèi)部有發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下所需的點(diǎn)火控制曲線圖(MAP圖)。通過(guò)一系列傳感器如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣管真空度傳感器(發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷傳感器)、節(jié)氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器等來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，在MAP圖上找出發(fā)動(dòng)機(jī)在此工作狀態(tài)下所需的點(diǎn)火提前角，按此要求進(jìn)行點(diǎn)火。然后根據(jù)爆震傳感器信號(hào)對(duì)上述點(diǎn)火要求進(jìn)行修正，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳點(diǎn)火時(shí)刻。
展開 爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)一種不正常的工作狀態(tài)，泛指發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸由于非正常點(diǎn)火造成的突發(fā)的非長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的震動(dòng)，用戶可明顯的感覺到發(fā)動(dòng)機(jī)聲響異常和震動(dòng)，并削弱發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，升高溫度，增加油耗，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成一定程度的損害。
爆震的特點(diǎn)是不需火花塞介入，混合氣仍可被點(diǎn)燃或自行燃燒，表現(xiàn)形式大體分為兩種：表面點(diǎn)火和爆燃。然而值得一提的是點(diǎn)火過(guò)早現(xiàn)象，雖然還算不上爆震，但很多時(shí)候，點(diǎn)火過(guò)早會(huì)作為原因，造成表面點(diǎn)火和爆燃。
爆震的原因
1、點(diǎn)火角過(guò)于提前
為了使活塞在壓縮上止點(diǎn)結(jié)束后，一進(jìn)入動(dòng)力沖程能立即獲得動(dòng)力，通常都會(huì)在活塞達(dá)到上止點(diǎn)前提前點(diǎn)火 (因?yàn)閺?em>點(diǎn)火到完全燃燒需要一段時(shí)間)。而過(guò)于提早的點(diǎn)火會(huì)使得活塞還在壓縮行程時(shí)，大部分油氣已經(jīng)燃燒，此時(shí)未燃燒的油氣會(huì)承受極大的壓力自燃，而造成爆震。
2、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)度積碳
發(fā)動(dòng)機(jī)于燃燒室內(nèi)過(guò)度積碳，除了會(huì)使壓縮比增大(產(chǎn)生高壓)，也會(huì)在積碳表面產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。
3、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高
發(fā)動(dòng)機(jī)在太熱的環(huán)境使得進(jìn)氣溫度過(guò)高，或是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水循環(huán)不良，都會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)高溫而爆震。
4、空燃比不正確
過(guò)于稀的燃料空氣混合比，會(huì)使得燃燒溫度提升，而燃燒溫度提高會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)溫度提升，當(dāng)然容易爆震。
5、燃油辛烷值過(guò)低
辛烷值是燃油抗爆震的指標(biāo)，辛烷值越高，抗爆震性越強(qiáng)。壓縮比高的發(fā)動(dòng)機(jī)，燃燒室的壓力較高，若是使用抗爆震性低的燃油，則容易發(fā)生爆震。
避免爆震的方法
通常，較新車型都裝備有爆震傳感器。爆震傳感器可以感知發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的爆震，并通過(guò)ECU修改點(diǎn)火提前角來(lái)減輕爆震。不過(guò)這種調(diào)節(jié)幅度有限，并且也只能在發(fā)動(dòng)機(jī)合理工作范圍之內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
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點(diǎn)火提前角的最新內(nèi)容
造成爆震主要有以下幾點(diǎn)原因：
一、點(diǎn)火角過(guò)于提前：
為了使活塞在壓縮上止點(diǎn)結(jié)束后，一進(jìn)入動(dòng)力沖程能立即獲得動(dòng)力，通常都會(huì)在活塞達(dá)到上止點(diǎn)前提前點(diǎn)火(因?yàn)閺狞c(diǎn)火到完全燃燒需要一段時(shí)間)。而過(guò)于提早的點(diǎn)火會(huì)使得活塞還在壓縮行程時(shí)，大部分油氣已經(jīng)燃燒，此時(shí)未燃燒的油氣會(huì)承受極大的壓力自燃，而造成爆震。
該裝置根據(jù)傳感器測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算、判斷，然后進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)刻的調(diào)節(jié)，可使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量等條件下，保證在最佳點(diǎn)火提前角下工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大的功率和轉(zhuǎn)矩，降低油耗和排放，節(jié)約燃料，減少空氣污染。
它是怠速控制、起步加速控制、急加速控制、急減速控制、斷油控制、點(diǎn)火提前角控制及自動(dòng)變速器換擋控制的主要信號(hào)傳感器。
2.4優(yōu)化風(fēng)扇控制策略
發(fā)動(dòng)機(jī)水溫和進(jìn)氣溫度會(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，爆振增加的趨勢(shì)會(huì)促使發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元推遲點(diǎn)火提前角、增大噴油量等，因此，風(fēng)扇的提前介入會(huì)改善發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，有益于熱管理。原風(fēng)扇控制策略中風(fēng)扇高速檔開啟較晚，無(wú)法有效抑制水溫上升速率，并且發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后風(fēng)扇延時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較短，無(wú)法滿足增壓發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和增壓器高余熱的散熱要求。
比如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元會(huì)接受來(lái)自進(jìn)氣壓力傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器、油門踏板位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等等的信息，在經(jīng)過(guò)分析和處理后會(huì)發(fā)送相應(yīng)的指令來(lái)控制噴油嘴的噴油量、點(diǎn)火提前角等等，其它控制單元的工作原理也都類似。在這里可以給大家做一個(gè)比喻，車上的各種控制單元就好比一家公司各個(gè)部門的經(jīng)理，每個(gè)部門的經(jīng)理接受來(lái)自自己部門員工的工作匯報(bào)，經(jīng)過(guò)分析作出決策，并命令該部門的員工去執(zhí)行。
爆震傳感器可以感知發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的爆震，并通過(guò)ECU修改點(diǎn)火提前角來(lái)減輕爆震。不過(guò)這種調(diào)節(jié)幅度有限，并且也只能在發(fā)動(dòng)機(jī)合理工作范圍之內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于非正常工況下，一味延遲點(diǎn)火提前角，不僅會(huì)削弱動(dòng)力，升高油耗，還會(huì)造成燃料燃燒不充分造成發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高、三元催化器損壞。如果想徹底消滅爆震，還應(yīng)該做更多的工作。
同時(shí)考慮起動(dòng)能力隨著溫度的降低而衰減，點(diǎn)火提前角設(shè)置溫度梯度，隨溫度的降低，點(diǎn)火提前角升高，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫起動(dòng)性能。
2.2 “點(diǎn)火提前角梯度優(yōu)化”的起動(dòng)控制策略實(shí)車
NVH驗(yàn)證
采用“點(diǎn)火提前角梯度優(yōu)化”的起動(dòng)控制策略后鑰匙起動(dòng)工況轉(zhuǎn)速波動(dòng)優(yōu)化效果如圖5所示。
其原因是由于此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前角已經(jīng)推遲到了－16.8°，過(guò)遲的點(diǎn)火時(shí)刻，使得發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大幅降低。
三、總結(jié)
通過(guò)以上介紹，大家了解到發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷這一參數(shù)。在發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)中，我們應(yīng)當(dāng)以進(jìn)入汽缸的混合氣數(shù)量來(lái)進(jìn)行形容比較合適，而這一數(shù)量是相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門全開時(shí)的進(jìn)氣量作為對(duì)比來(lái)得到的負(fù)荷百分比。
當(dāng)汽油機(jī)保持節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度一定時(shí)，汽油機(jī)功率和耗油率隨點(diǎn)火提前角的改變而變化。對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)每一工況都存在一個(gè)最佳點(diǎn)火提前角。
點(diǎn)火時(shí)機(jī)不對(duì)的影響
點(diǎn)火過(guò)早（點(diǎn)火提前角過(guò)大），會(huì)造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷、噪聲和振動(dòng)加劇，這是應(yīng)該防止的；點(diǎn)火過(guò)晚（點(diǎn)火提前角過(guò)小），氣體做功困難，油耗大，效率低，排氣聲大。
爆震傳感器可以感知發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的爆震，并通過(guò)ECU修改點(diǎn)火提前角來(lái)減輕爆震。不過(guò)這種調(diào)節(jié)幅度有限，并且也只能在發(fā)動(dòng)機(jī)合理工作范圍之內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于非正常工況下，一味延遲點(diǎn)火提前角，不僅會(huì)削弱動(dòng)力，升高油耗，還會(huì)造成燃料燃燒不充分造成發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高、三元催化器損壞。如果想徹底消滅爆震，還應(yīng)該做更多的工作。
