2.2点火提前角和闭合角的控制

1，点火提前角的确定与控制

在电子控制点火系统中，电控单元对点火提前角的控制分为发动机启动时点火提前角的控制和发动机启动后点火提前角的控制两种。

1，发动机启动时点火提前角的控制。发动机启动时，电控单元不进行最佳点火提前角调整控制，而是根据发动机转速信号（Ne）和启动开关信号（STA），以固定不变的点火提前角点火。当发动机转速超过一定值时（大于500r/min），则自动转入电控单元控制的最佳点火提前角计算及控制程序。

2，发动机启动后点火提前角的控制。发动机启动后，电控单元对最佳点火提前角的计算一般按照如下的步骤进行：首先根据据准信号（G）与转速信号（Ne）确定初始点火提前角，然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提前角，最后根据有关传感器的信号确定修正点火提前角，这三项点火提前角的代数和即为实际的最佳点火提前角。

最佳点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角（或是点火延迟角）

初始点火提前角。为了控制点火正时，电控单元根据上止点位置来确定点火提前角。发动机电控单元把G1或G2信号出现后的第一个转速信号过零点定位于压缩行程上止点前10°，并以这个角度作为计算的基准点，称为初始点火提前角，其大小随发动机构造不同而不同。

基本点火提前角。发动机正常运转时，电控单元按怠速工况和非怠速工况两种情况确定基本点火提前角。发动机处于怠速工况时，电控单元根据节气门位置信号，发动机转速信号及空调开关信号，确定基本点火提前角。发动机处于非怠速工况时，电控单元根据发动机转速和节气门位置信号，从ECU储存器中的数据表中查出相应的工况的基本点火提前角。

修正点火提前角。除了转速和负荷外，其他对点火提前角有重要影响的因素，均归入到修正点火提前角中。电控单元根据有关传感器信号，分别求出对应的修正值，它们的代数和就是修正点火提前角，所包括的修正值有一下几个：

1，暖机修正，发动机冷启动后，当冷却液温度较低时，应增大点火提前角。暖机过程中，随着冷却液温度的升高，点火提前角的变化趋势是在零度之前没有什么变化，在零度到二十度的时候急速的靠近到零度。

2，过热修正，当发动机处于正常运行工况，冷却液温度过高时，为了避免爆震的产生，应将点火提前角推迟。

3，怠速稳定性修正，发动机在怠速期间，由于发动机负荷变化（如空调、动力转向等）而使转速改变，ECU将随时调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。

发动机处于怠速工况时，ECU根据两者的差值大小，相应地增加点火提前角；当平均转速高于规定的目标转速时，相应地推迟点火提前角。

4，空燃比反馈修正。装有氧传感器的电控燃油喷射系统进行闭环控制时，ECU根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正，随着修正喷油量的增加和减少，发动机的转速在一定范围内波动。为了提高发动机转速的稳定性，在反馈修正油量减少时，适当的增大点火提前角。

最大和最小提前角控制。当ECU计算出的实际点火提前角超过一定范围时，发动机将不能正常运转。为了防止出现这种情况，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。最大和最小提前角的一般范围为：最大点火提前角35°~45°，最小点火提前角-10°~0°。

21

闭合角的控制

闭合角的控制又称通电时间控制。对于电感储能式点火系统而言，当点火线圈的初级线圈通电后，其初级电流是按指数规律增长的。初级线圈被断开瞬间所能达到的断开电流值与初级线圈接通时间长短有关，只有当通电时间达到一定的值时，初级电流才可能达到饱和。而次级线圈高压的最大值与初级断开电流成正比，为了获得足够的点火能量，必须使初级电流达到饱和。但是，如果时间过长，则点火线圈又会发热，并使电能消耗增大。因此，要控制一个最佳的通电时间，须兼顾上述两方面要求。

影响初级线圈通过电流的主要因素有发动机转速和蓄电池电压。为了保证在不同的转速下都具有相同的初级断开电流，电控单元根据蓄电池电压和发动机转速信号。从预置的闭合角数据表中查出相应的数值，对闭合角进行控制。

当发动机转速升高时，适当增大闭合角，以防止初级线圈通过的电流值下降，造成次级高压下降，点火困难。蓄电池电压下降时，基于相同的理由，也适当增大闭合角。

2.3爆震控制

油机运行过程中非常有害的一种故障现象。汽油机持续爆震，火花塞电极或活塞就可能产生过热、熔损、气缸磨损加剧等现象，导致发动机损坏，因此必须防止爆震现象的发生。

爆震与点火时刻存在着密切的关系。点火时刻提前，燃烧的最大压力就高，因而容易产生爆震。发动机发出的最大转矩的点火时刻mbt是在开始发生爆震点火时刻（爆震界限）的附近。对于爆震控制点火系统。为了防止爆震的产生，其点火时刻的设定远离爆震界限，这样势必降低发动机功率，增加燃油消耗。

控制功能的点火系统能使点火时刻离爆震界限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。这种控制由爆震传感器来检测发动机有无爆震现象，并将信号送至发送机ECU，ECU根据此信号来调整点火提前角。爆震时，推迟点火，没有爆震时，则提前点火，以保证在任何工况下的点火提前角都处于接近发生爆震的最佳角度。

要控制爆震，首先必须判断爆震是否发生。来自爆震传感器各种频率的电压信号，先经虑波电路，将爆震信号通过滤波电路，在将此信号的最大值与爆震强度基准值进行比较，如大于爆震强度的基准值，表示已发生爆震，则将爆震信号输入微机，有微机进行处理。

爆震强度的大小以超过基准值的次数来计量，其次数越多，则爆震强度越大，次数越少，爆震强度越小。

因为爆震仅在混合气燃烧期间发生，所以为了避免干扰引起的误检验，只在“爆震判别范围”进行处理，由微机完成爆震的控制。当发动机发生爆震时，微机通过爆震传感器输入信号和比较电路确定发动机的爆震，并根据爆震强度输入信号，由微机控制点火提前角的大小。在检测到发动机爆震时，微机立即把点火提前角逐渐减小，直至无爆震产生：随后，又逐渐增大点火提前角，一直到发生爆震时，又恢复前述的反馈控制，当微机进行闭环控制时，其实际点火提前角的控制如图。

2.4分层燃烧控制

FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写，意指燃油分层喷射。燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空

22

气之比可达1：25以上。

大众FSI发动机利用一个高压泵，使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到25：1以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到12：1左右，外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。

FSI特点是：能够降低泵吸损失，在低负荷时确保低油耗，但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体。下面分别详细阐述：

FSI发动机按照发动机负荷工况，基本上可以自动选择2种运行模式。在低负荷时为分层稀薄燃烧，在高负荷时则为均质理论空燃比（14.6-14.7）燃烧。在这两种运行模式中，燃料的喷射时间有所不同，真空作动的开关阀进行开启/关闭。在高负荷中所进行的均质理论空燃比燃烧中，燃油则是在进气冲程中喷射。理论空燃比的均质混合气易于燃烧，不必借助涡流作用，因此，由于进气阻力减少，开关阀打开。而在全负荷以外，进行废气再循环，限制泵吸损失，由于直喷化而使压缩比提高到12.1，即使在均质理论空燃烧比混合气燃烧中，仍能降低燃油耗。进一步说，在FSI发动机中，在低负荷与高负荷之间，作为第三运行模式而设定均质稀薄燃烧，在这种运行模式中，燃油在进气冲程喷射，并且由于产生加速稀薄混合气燃烧的纵涡流，开关阀被关闭。这时，阻碍燃烧的废气再循环（EGR）暂不进行。与均质理论空燃比燃烧不同的是，吸入空气量超过燃油的喷射量。

如上所述，根据FSI发动机运转状态，在分层稀薄燃烧到均质理论空燃比燃烧过程中，空燃比连续变化。因此，三效催化转化器不能够净化排放气体中的NOx。这是因为三效催化转化器要利用排气中的HC或CO进行NOx还原反应的缘故。在稀薄燃烧中，在排放气体中残留很多氧气，不能进行NOx还原反应。为了使NOx吸储型催化剂获得高效功能，其温度必须保持在250-500℃范围内。当超过这一温度范围发动机会自动转换到均质理论空燃比燃烧，并通过三效催化转化器进行废气处理。然而这又与燃油经济性下降相关，为此，必须增加废气冷却装置。利用这种冷却装置，排放气体通过NOx吸储型催化转化而被冷却，由于稀薄燃烧的范围宽，催化转化器的寿命也延长。然而，NOx吸储型催化转化器会受到硫侵蚀而中毒，所以必须把汽油中的含硫量尽量降低到最少。但是，如前所述，含硫低的汽油不是到处能供应的。大众汽车公司采取的措施是，把催化剂反应温度提高到650°以上，从而把附着在催化剂上的硫通过燃烧而加以消除。

在高速行驶时，能够保持这样高的催化剂温度，但是，在城市内行驶时则催化剂温度下降，就不能烧除附着在催化剂的硫。为此，通过NOx传感器监视硫附着在催化剂上的程度，根据监测情况提高排放气体的温度。作为其措施，一般采用点火正时延迟，尽管这样做会引起燃油经济性恶化，但是为了净化处理NOx，这是不得已而为之。

23

第三章 奥迪A6L 2.0T点火系统故障及案例

3.1电子点火系统使用维修注意事项

与传统的触点式点火系统相比，电子点火系统的性能优良，故障率低，无需经常维修

保养，但必须注意如下几点：

在检查点火系统电路故障时，不能用刮火的方式来检查电路的通断，否则容易损坏电子元器件。电子通断与否应该用万用表的直流电压挡测量电压（点火开关接通）或用电阻挡测量电阻（点火开关断开）来进行检查判断。 在点火开关接通的状态下，不要作连接或切断线路的操作。 在拆卸蓄电池时必须确认点火开关和其他所有的用电设备都已关闭。 安装蓄电池时，一定要辨清正负极，千万不要接错，蓄电池极桩与线夹的连接一定要牢固，否则容易损坏点子设备。 在清洗车辆时，不要让水洒到电子点火器等电气系统的元器件上，以免造成锈蚀、漏电和短路和故障。 在发动机启动和在运动时，不要用手去摸点火系统高压线路和器件，以免被高压电所击。 在作高压跳实验时，最好用绝缘的橡胶夹夹住高压导线进行跳火实验。直接用手接触高压导线容易造成电击。另以避免电击的方法是：将高压导线插入一放电器或一备用火花塞，再将放电器或火花塞搭铁，从放电器或火花塞的电极间隙观察是否跳火。 在检查点火信号发生器（曲轴位置传感器）时应注意： 1对于磁感应式的，在打开分电器盖（传感器罩）时，注意不要让垫圈、螺钉之类的金属物掉入之内，以免影响正常信号的产生；在检查导磁转子与定子之间的间隙时，要用无磁性塞规，并注意不要强塞硬拉。 2对于光电式的，不要轻易打开传感器的防尘罩，在确需打开检查时，要注意避免尘土对发光和光敏元件和转子的污损。 3在用干电池模拟点火信号检查电子点火器时，测量动作要迅速，干电池的持续连接时间一般不超过5s. 一些电子点火系统接有防无线电干扰的电容，在维修时，切勿将此电容误接于点火线圈的（-）极。

3.2常见故障及影响

电子点火系常见故障大多由执行元件老化及传输线路漏电和内部电子元件短路、断路、漏电等原因而造成：

a.功率三极管不能导通，点火线圈初级不能通路而点火。 b. 功率三极管不能截止，点火线圈初级不能断路而点火。

c. 功率三极管不能工作在开关状态，即不能饱和导通或不能完全截止，使点火线圈初级电流减小或断流不彻底，造成火花减弱或不能点火。 d．冷车打不燃火 e．怠速发抖

f．低速时有发吐现象 g．热车突然熄火

3.3故障检查

（1）模拟点火信号检查法。

24