1、汽車點火系統(tǒng),點火系是發(fā)動機正常工作所必需的電器系統(tǒng)之一，對本章內(nèi)容來說，在學習了解傳統(tǒng)點火系的分電器、點火線圈、火花塞的等各組成部件的結(jié)構(gòu)、原理基礎(chǔ)上，整體把握普通電子點火系的工作原理，掌握磁感應式和霍爾式普通電子點火系的工作過程。,4.1 概 述,一、功用:,將汽車電源供給的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，并按發(fā)動機的作功順序和點火時間要求，配送至各缸的火花塞，在其間隙處產(chǎn)生火 花，點燃可燃混合氣。,一、點火系作用,在汽油發(fā)動機中，氣缸內(nèi)的混合氣是由高壓電火花點燃的，而產(chǎn)生電火花的功能是由點火系來完成的。 點火系將電源的低電壓變成高電壓，再按照發(fā)動機點火順序輪流送至各氣缸，點燃壓縮混合氣；并能適應發(fā)動

2、機工況和使用條件的變化，自動調(diào)節(jié)點火時刻，實現(xiàn)可靠而準確的點火；還能在更換燃油或安裝分電器時進行人工校準點火時刻。,二、點火系種類,點火系按采用的電源不同，可分為蓄電池點火系和磁電機點火系兩大類。 蓄電池點火系按是否采用電子元件控制可分為 傳統(tǒng)點火系 電子點火系 微機控制點火系統(tǒng),1 傳統(tǒng)點火系,汽車上的蓄電池或發(fā)電機向點火系提供電能，機械觸點控制點火時刻，點火時刻的調(diào)節(jié)采用機械式自動調(diào)節(jié)機構(gòu)，儲能方式為電感儲能。 傳統(tǒng)點火系結(jié)構(gòu)簡單，成本低，是一種應用較早、較普遍的點火系。 但該點火系工作可靠性差，點火狀況受轉(zhuǎn)速、觸點技術(shù)狀況影響較大，需要經(jīng)常維修、調(diào)整。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)點火系越來越

3、不適應現(xiàn)代發(fā)動機對點火的要求，正日趨被新的電子點火系所取代。,四、點火系的要求,無論是哪一類的點火裝置，均有共同的技術(shù)性能要求，即應在發(fā)動機各種工況和使用條件下保證可靠而準確地點火，為此應滿足以下三個方面的要求： 1能產(chǎn)生足以擊穿火花塞間隙的電壓 2火花應具有足夠的能量 3點火時刻應適應發(fā)動機的工作情況,1能產(chǎn)生足以擊穿火花塞間隙的電壓,火花塞電極擊穿而產(chǎn)生火花時所需要的電壓稱為擊穿電壓。點火系產(chǎn)生的次級電壓必須高于擊穿電壓，才能使火花塞跳火。擊穿電壓的大小受很多因素影響，其中主要有： （1）火花塞電極間隙和形狀 （2）氣缸內(nèi)混合氣體的壓力和溫度 （3）電極的溫度和極性 （4）發(fā)動機的工作情況

4、,火花塞電極間隙和形狀,火花塞電極的間隙越大，氣體中的電子和離子受電場力的作用越小，不易發(fā)生碰撞電離，擊穿電壓就越高，見圖4-1；電極的尖端棱角分明，所需的擊穿電壓低。,氣缸內(nèi)混合氣體的壓力和溫度,混合氣的壓力越大，溫度越低，其密度就越大，離子自由運動距離就越短，不易發(fā)生碰撞電離，擊穿電壓就越高，見圖4-2。,電極的溫度和極性,火花塞電極的溫度越高，電極周圍的氣體密度越小，擊穿電壓就越低；針狀的中心電極為負極且溫度較高時，擊穿電壓就較低。中心電極是負極時其擊穿電壓比中心電極是正極時約降低20%-40%，見圖4-3。,發(fā)動機的工作情況,發(fā)動機轉(zhuǎn)速 擊穿電壓與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系見圖4-4。發(fā)動機高速

5、工作時，氣缸內(nèi)的溫度升高，使氣缸的充氣量減小，致使氣缸中壓力減小，因而火花塞的擊穿電壓隨轉(zhuǎn)速的升高而降低。,特例： 發(fā)動機在起動和急加速時擊穿電壓升高，而全負荷且穩(wěn)定工作狀態(tài)時擊穿電壓較低。,發(fā)動機的工作情況,混合氣空燃比 見圖4-5，由圖可見，混合氣過稀和過濃時擊穿電壓都會升高。 此外，發(fā)動機的功率、壓縮比以及點火時刻等因素也影響擊穿電壓的高低。為了保證點火的可靠性，點火系必須有一定的次級電壓儲備。但過高的次級電壓，將造成絕緣困難，使成本提高。,2火花應具有足夠的能量,發(fā)動機正常工作時，由于混合氣壓縮終了的溫度接近其自燃溫度，僅需要15mJ的火花能量。 但在混合氣過濃或是過稀時，發(fā)動機起動、

6、怠速或節(jié)氣門急劇打開時，則需要較高的火花能量。 經(jīng)濟性和排氣凈化要求提高提高火花能量。,電子點火系一般應具有80100mJ的火花能量，起動時應產(chǎn)生高于100mJ的能量。,3點火時刻應適應發(fā)動機的工作情況,實踐證明，燃燒最大壓力出現(xiàn)在上止點后1015時，發(fā)動機的輸出功率最大，此時所對應的點火提前角為最佳點火提前角。 影響最佳點火提前角的因素很多，主要有（1）發(fā)動機轉(zhuǎn)速：（2）發(fā)動機負荷（3）汽油辛烷值,3點火時刻應適應發(fā)動機的工作情況,發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，在同一時間內(nèi)活塞移動的距離越大，曲軸轉(zhuǎn)角也越大，如果混合氣燃燒速度不變，則點火提前角應線性增加。但當轉(zhuǎn)速升高時，混合氣的溫度和壓力提高，擾流增強，

7、會使燃燒速度隨之加快。因此，最佳點火提前角應隨轉(zhuǎn)速升高而增大，但不是線性的。,3點火時刻應適應發(fā)動機的工作情況,負荷： 同一轉(zhuǎn)速下，負荷增大，節(jié)氣門開度增大，吸入汽缸的混合氣量增加，壓縮終了時，缸內(nèi)溫度、壓力增高，使燃燒速度加快。因此，最佳點火提前角隨負荷增大而減小。,3 起動及怠速 發(fā)動機起動和怠速時，雖然混合氣燃燒速度較慢，但因發(fā)動機轉(zhuǎn)速低，混合氣全部燃燒時間卻只占較小的曲軸轉(zhuǎn)角。如果點火過早，可能會使曲軸反轉(zhuǎn)，因此點火提前角宜減小甚至不提前。,4 汽油的辛烷值 爆震燃燒是汽油機的一種不正常燃燒，爆震燃燒使發(fā)動機功率下降、油耗上升。點火提前角越大，越易發(fā)生爆震燃燒。爆震燃燒與汽油的抗爆性有

8、關(guān)。汽油的抗爆性用辛烷值表示，辛烷值越高，則其抗爆性越好。因此使用辛烷值低的汽油時，應適當減小點火提前角,5 壓縮比 壓縮比越大，壓縮結(jié)束時，缸內(nèi)溫度和壓力越高，燃燒速度越快，所需的點火提前角減小 6 混合氣成分 混合氣的過量空氣系數(shù)= 0. 8 0. 9 時，燃燒速度最快，前角混合氣濃度直接影響燃燒速度，所以最佳點火提前角最小。過稀或過濃的混合氣，由于燃燒速度較慢，必須加大點火提 7 進氣壓力 進氣壓力減小，使得混合氣霧化和擾流變差，混合氣形成質(zhì)量下降，且由于進氣量的減少，壓縮結(jié)束時缸內(nèi)溫度和壓力下降，使燃燒速度變慢，因此應該加大點火提前角。如在高原地區(qū)，由于大氣壓力低，空氣稀薄，就應適當加

9、大點火提前角。,第二節(jié)、傳統(tǒng)點火系統(tǒng),傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成 （1） 電源 （2） 點火線圈 （3） 分電器：斷電器；配電器；電容器；點火提前角機構(gòu)。 （4） 火花塞 （5） 點火開關(guān),2.點火開關(guān)；,3.點火線圈；,4.分電器;,5.火花塞。,一、組成,4.2 傳統(tǒng)分電器式點火系,傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成,點火系組成,附加電阻：附加電阻與點火線圈初級繞組串聯(lián)其作用是調(diào)節(jié)初級電流大小，維持初級電流基本穩(wěn)定。其特點是溫度愈高，電阻愈大，所以又叫熱敏電阻。 電容器：電容器與斷電器觸點并聯(lián)，其功用是在點火線圈初級電路斷開時，減小觸點間產(chǎn)生的電火花，防止觸點燒損，并可加速點火線圈中的磁通變化率，提高點火電壓。

10、（1）保護觸點，自感電流向電容器充電，防止觸點燒損。 （2）加速斷電，提高次極電壓。,二、工作原理,點火系統(tǒng)將12v或24v的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)?000v以上的高壓電是由點火線圈和斷電器共同完成的，并由配電器分配到各缸火花塞。,點火線圈,配電器,斷電器,火花塞,初級電壓,次級電壓,四缸點火演示簡圖,第九節(jié) 點火系統(tǒng)的構(gòu)造,一、點火線圈,功用：變低壓為高壓 。,開磁路點火線圈（傳統(tǒng)）,分類：,閉磁路點火線圈,第九節(jié) 點火系統(tǒng)的構(gòu)造,附加電阻,附加電阻也稱熱敏電阻，它由低碳鋼絲、鎳鉻絲或純鎳絲制成，具有溫度升高時電阻迅速增大、溫度降低時電阻迅速減小的特點。發(fā)動機工作時，利用附加電阻這一特點自動調(diào)節(jié)初級電

11、流，可以改善點火系的工作特性。,附加電阻,當發(fā)動機低速工作時，初級電流增長時間長，電流大，附加電阻受熱阻值增大，避免了初級電流過大，防止點火線圈過熱；當發(fā)動機高速工作時，初級電流增長時間短，電流小，附加電阻溫度較低，可使初級電流下降的少些，保證了發(fā)動機在高速工作時點火系統(tǒng)能供給較強的高壓電而不止斷火。所以轉(zhuǎn)速變化時，附加電阻較好地解決了高速斷火和低速點火線圈過熱的矛盾，改善了點火性能。 當發(fā)動機起動時，由于蓄電池的端電壓會急劇下降，致使初級電流減小，點火線圈不能供給足夠的高電壓和點火能量。為了克服這一影響，在起動時將附加電阻短路，以增大初 級電流，提高次級電壓和火花能量，從而改善了發(fā)動機的起動

12、性能。,附加電阻及恒流控制,附加電阻的作用 發(fā)動機在任何轉(zhuǎn)速下Ip保持恒定 存儲能量恒定次級線圈U2max恒定 缺點電流上升速度慢 點火電壓低（滿足高速時）,3點火線圈的規(guī)格型號 根據(jù) QC / T73 一 93 的規(guī)定，點火線圈規(guī)格型號的格式為： 產(chǎn)品代號： DQG 表示干式點火線圈， DQD表示電子點火系統(tǒng)用點火線圈。,電壓等級代號： 1 一 12V , 2 一 24V 。 用途代號：見表 41 。,功用： 接通和切斷初級線圈電路，并按各缸的工作順序?qū)⒏邏弘娺m時送至各缸火花塞。,2、分電器,構(gòu)造：,（1）配電器, 作用：將點火線圈中產(chǎn)生的高壓電，按發(fā)動機各缸的工作順序輪流分送到各缸火花塞。

13、, 構(gòu)造：,功用：在點火線圈初級電路斷開時，減小觸點間產(chǎn)生的電火花，防止觸點燒損，并可加速點火線圈中的磁通變化率，提高點火電壓, 電容器, 點火提前調(diào)節(jié)裝置,離心式點火提前調(diào)節(jié)裝置 真空式點火提前調(diào)節(jié)裝置,機械離心提前調(diào)節(jié)裝置,作用：隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化改變凸輪和軸的相位關(guān)系 組成： 工作原理,離心式點火提前點火機構(gòu)工作演示,真空提前調(diào)節(jié)裝置,作用： 隨發(fā)動機負荷的變化（節(jié)氣門開度變化自動的調(diào)節(jié)點火提前角） 組成： 工作原理,（2）斷電器, 功用接通和切斷初級繞組的電路，使其電流發(fā)生變化，以便在次級繞組中產(chǎn)生高壓電。, 構(gòu)造,3、火花塞,功用：,產(chǎn)生電火花，點燃混合氣 。,主要由外殼、電極（中心

14、電極和 側(cè)電極）、絕緣體、接線柱等組成。,構(gòu)造：,分類：,熱型 中型 冷型,火花塞的熱值,冷型： 裙部短 壓縮比高的發(fā)動機。H=8mm 中型： 轉(zhuǎn)速較低的發(fā)動機。H=11或14mm 熱型： 群部長散熱慢 H=16或20mm,電極間隙：,中心電極,側(cè)電極,電極間隙,指的是中心電極與側(cè)電極之間的間隙。,電極間隙過?。夯鸹ㄎ⑷酰⑶胰菀滓虍a(chǎn)生積碳而漏電； 電極間隙過大：所需的擊穿電壓增高，發(fā)動機不易啟起動，且在高速時易發(fā)生“缺火。,一般的電極間隙為：0.60.8,現(xiàn)代的汽車甚至采用1.01.2，可以改善排氣凈化。,三、點火提前,1、點火提前的概念：,火花塞點火時，曲軸位置與活塞位于壓縮上止點時曲軸位

15、置之間的夾角稱為點火提前角。,2、影響因素：,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速一定時，隨著負荷的加大，節(jié)氣門開大，進入氣缸的可燃混合氣量增多，壓縮終了時的壓力和溫度增高，同時，殘余廢氣在氣缸內(nèi)所占的比例減小，混合氣燃燒速度加快，這時，點火提前角應適當減小。反之，發(fā)動機負荷減小時，點火提前角則應適當增大。 當發(fā)動機節(jié)氣門開度一定時，隨著轉(zhuǎn)速增高，燃燒過程所占曲軸轉(zhuǎn)角增大，這時，應適當加大點火提前角。點火提前角應隨轉(zhuǎn)速增高適當加大。,4、自動調(diào)節(jié)裝置,分類,3、后果：,點火過遲：混合氣開始燃燒時活塞已下行一段距 離，則P、發(fā)動機N。,點火過早：則氣體壓力作用的方向與活塞運動的 方向相反，使P、發(fā)動機N。,點火線圈,點

16、火線圈,點火線圈,二、點火線圈,傳統(tǒng)的開磁路點火線圈的基本結(jié)構(gòu)如圖4-15所示，主要由鐵心、繞組、膠木蓋、瓷杯等組成。開磁路點火線圈 其鐵心用0.30.5mm厚的硅鋼片疊成，鐵心上繞有初級繞組和次級繞阻。次級繞阻居內(nèi)，通常用直徑為0.060.10mm的漆包線繞1100026000匝；初級繞阻居外，通常用0.51.0mm的漆包線繞230370匝。,閉磁路點火線圈,傳統(tǒng)的開磁路點火線圈中，次級繞組在鐵心中的磁通通過導磁鋼套構(gòu)成回路，磁力線的上、下部分從空氣中通過，磁路的磁阻大，磁通損失大，轉(zhuǎn)換效率低（約60%）；,閉磁路點火線圈,閉磁路點火線圈的鐵心是“曰”字形或“口”字形，磁路中只設(shè)有一個微小的

17、氣隙，其磁路圖4-17所示 。閉磁路點火線圈漏磁少，磁阻小，變換效率高，可使點火線圈小型化。,火 花 塞,火花塞的作用是將高壓電引進發(fā)動機燃燒室，在電極間形成火花，以點燃可燃混合氣?；鸹ㄈ麛Q裝于氣缸蓋的火花塞孔內(nèi)，下端電極伸入燃燒室。上端連接分缸高壓線?；鸹ㄈ屈c火系中工作條件最惡劣、要求高和易損壞部件。其外形圖見圖4-18。,火花塞要求,火花塞要求,1混合氣燃燒時，火花塞下部將承受高壓燃氣的沖擊，要求火花塞必須有足夠的機械強度。 2火花塞承受著交變的高電壓，要求它應有足夠的絕緣強度，能承受30kv高壓。 3混合氣燃燒時，燃燒室內(nèi)溫度很高，可達15002200，進氣時又突然冷卻至5060，因此

18、要求火花塞不但耐高溫，而且能承受溫度劇變，不出現(xiàn)局部過冷或過熱。 4混合氣的燃燒產(chǎn)物很復雜，含有多種活性物質(zhì)，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使電極腐蝕。因此要求火花塞要耐腐蝕。 5火花塞的電極間隙影響擊穿電壓，所以要有合適的電極間隙?；鸹ㄈ惭b位置要合適，以保證有合理的著火點。火花塞氣密性應當好，以保證燃燒室不漏氣。,火花塞的熱特性,要使火花塞能正常工作，其下部絕緣體裙部的溫度應保持在500700C，這樣才能使落在絕緣體上的油滴立即燒掉，不致形成積炭，通常稱這個溫度為火花塞的“自凈溫度”。如果溫度低于自凈溫度，就可能使油霧聚積成油層，引起積炭而不能跳火；如果溫度過高，例如超過850，會形成熾熱

19、點，發(fā)生表面點火，使發(fā)動機遭受損壞。,火花塞的熱特性,反之，當裙部較短時，吸熱少，散熱多，裙部溫度較低，把這種火花塞成為“冷型”火花塞,火花塞裙部的工作溫度取決于火花塞熱特性和發(fā)動機氣缸的工作溫度?；鸹ㄈ麩崽匦跃褪侵富鸹ㄈl(fā)火部位的熱量向發(fā)動機冷卻系統(tǒng)散發(fā)的性能。影響火花塞熱特性的主要因素是火花塞裙部的長度。裙部較長時，受熱面積大，吸收熱量多，而散熱路徑長，散熱少，裙部溫度較高，把這種火花塞稱為“熱型”火花塞。,電容器,電容器,第三節(jié) 點火系統(tǒng)工作過程分析,基本工作過程如下： （1） 觸點閉合 一次側(cè)電流增長 初級線圈電流 按指數(shù)規(guī)律增長,（2） 觸點分開 初級電流下降為0，一次繞阻產(chǎn)生自感電

20、動勢200300V 二次繞阻產(chǎn)生更高電動勢，互感作用，1520Kv,點火系統(tǒng)工作過程,（3） 火花塞被擊穿 放電：電容放電 大電流，短時間 電感放電 小電流，時間較長,點火系統(tǒng)工作過程,第四節(jié)影響二次電壓的因素,(1) 發(fā)動機缸數(shù)，缸數(shù)多觸點閉合時間短。,發(fā)動機轉(zhuǎn)速和氣缸數(shù)對 U2max的影響,理論上，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越低，觸點閉合時間越大， Ip越大， U2max越大。 但實際上，由于轉(zhuǎn)速很低時，觸點打開緩慢，觸點間形成火花，損失了部分電磁能，故使 U2max 反而減小。,第四節(jié)影響二次電壓的因素,(2) 火花塞積碳，形成并聯(lián)電阻，短路，擊穿。當火花塞積炭時，相當于火花塞電極間并聯(lián)了一個分路電阻R

21、jt如圖所示。分路電阻使次級電路在火花塞電極擊穿前已構(gòu)成閉合回路。由于積炭漏電，使U2max 如二降低。當積炭嚴重時，使U2max甚至會低于擊穿電壓，影響發(fā)動機正常工作。,（3）初、次級電容對次級電壓的影響,C1影響 過大放電周期長，二次電壓低，不宜著車。過小，火花過大，燒壞白金。,C2 應盡量小應選配合適的高壓線、火花塞 觸點間隙影響 觸點閉合角，觸點間隙增大，觸點提前開啟點火提前角增大。點火電壓降低。 觸點火花 降低次級電壓，燒壞觸點 點火線圈溫度影響點火線圈質(zhì)量保證溫度不可過高,第五節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)點火特性改善措施,為使傳統(tǒng)點火系統(tǒng)用于高速多缸發(fā)動機，必須采取一定措施，改善其工作特性，主要

22、解決的問題是增大發(fā)動機高速時的初級斷電電流。,一、增大初級斷電電流的機械方法,1 改善凸輪外形,要增加觸點的閉合角，只有相應減小觸點的打開角才行，這可用適當?shù)耐馆喭庑蝸磉_到。但不能使觸點的相對閉合率超過 60%65 % ，凸輪的凸角將會太尖，使觸點臂頂開得過于急驟，因而工作不可靠，且凸輪凸角磨損速度也太大。故一對觸點斷電器，通常只用于四缸和六缸發(fā)動機。,2 采用雙觸點斷電器兩對觸點先后重疊開閉，閉合不完全重疊，以延長初級電路的閉合時間（其相對閉合率可達 80 %85 % ) ，使初級斷電電流增大。這種方法多用于八缸以上的發(fā)動機。,二、增大初級斷電電流的方法 1 在初級電路中串聯(lián)附加電阻 串聯(lián)在

23、初級電路中的附加電阻為一正溫度系數(shù)的熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而迅速增大。 當發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時，觸點每次閉合的時間長，初級斷電電流大，平均初級電流大，附加電阻受熱使電阻增大，使初級斷電電流的增大變小，不使點火線圈過熱。,當發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，觸點每次閉合的時間短，初級斷電電流小，平均初級電流小，附加電阻溫度降低，電阻減小，使初級斷電電流降低較小，使發(fā)動機在高速時仍能產(chǎn)生足夠高的次級電壓。,起動發(fā)動機時，將附加電阻短路，可保證在電源電壓較低時的可靠點火。 2 應用延長閉合角的電路 采用延時電路，在斷電器觸點斷開的部分時間內(nèi)，使初級電路繼續(xù)接通，以提高相對閉合率，延長初級電路的閉合時間，增大初級斷

24、電電流，從而使次級電壓提高。,點火提前調(diào)節(jié)方法（原理）,第六節(jié) 電子點火系統(tǒng)概述,1. 觸點易燒蝕； 2. 隨氣缸數(shù)和轉(zhuǎn)速的增加，次級電壓下降； 3. 點火能量的提高受限； 4. 易產(chǎn)生積碳，使次極電壓降低。 5. 燃燒不好，污染增大,1、傳統(tǒng)點火系的不足,無觸點半導體點火系統(tǒng),1一火花塞； 2 一分電器 3 一點火信號發(fā)生器 4 一點火線圈 5 一點火開關(guān)； 6 一蓄電池； 7 一點火電子組件 8電子點火系統(tǒng)的基本組成,2電子點火系,蓄電池或發(fā)電機向點火系提供電能，晶體管控制點火時刻，點火時刻的調(diào)節(jié)采用機械式調(diào)節(jié)機構(gòu)或電子調(diào)節(jié)機構(gòu)，儲能方式有電感儲能和電容儲能兩種。 電子點火系的點火電壓和點

25、火能量高，受發(fā)動機工況和使用條件的影響小，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護、調(diào)整工作量小，節(jié)約燃油，減小污染，應用日益廣泛。,三、電子點火系的分類,1按儲能方式分類 （1）電感儲能電子點火系：火花能量以磁場形式儲存在點火線圈中，如蓄電池點火系； （2）電容儲能電子點火系統(tǒng)：火花能量以電場的形式儲存在專門的儲能電容器中。,三、電子點火系的分類,2按信號發(fā)生器型式分類 （1）磁感應式； （2）霍爾式； （3）光電式； （4）電磁震蕩式。,微機控制點火系統(tǒng),二、微機控制的半導體點火系,1、組成,傳感器,電控單元,點火模塊,電控單元,火花塞,雙點火線圈,終端能量輸出極,2、無分電器式點火系,無分電器式點火系是

26、采用微機技術(shù)，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷傳感器的信號控制點火提前角，精確地控制發(fā)動機在各種工況下的最佳點火時刻。,無分電器式點火系分為二極管分配式和點火線圈分配式,優(yōu)點： 不受機械調(diào)節(jié)裝置的限制，在發(fā)動機任何工況下保證最佳的點火控制。 控制原理： 組成： 傳感器、微機控制器、,第七節(jié)、磁感應式普通電子點火系統(tǒng),磁感應式電子點火系組成 磁感應式電子點火系又稱為磁脈沖式電子點火系，由磁感應式分電器（內(nèi)裝磁感應式點火信號發(fā)生器）、點火器、專用點火線圈、火花塞等部件組成。 一、豐田汽車磁感應式電子點火系,無觸點式半導體點火系：它是利用各種類型的傳感器 代替斷電器觸點來產(chǎn)生點火信號，以控制點火系工作的。 從而

27、避免了任何與觸點有關(guān)的故障的發(fā)生。,按傳感器的形式不同可分為：,磁感應式,霍爾效應式,光電式等,一、無觸點式半導體點火系,磁感應式傳感器安裝在分電器內(nèi)，主要由分電器軸1、爪形轉(zhuǎn)子2、傳感線圈3、爪形定子4、塑性永磁片5、導磁板6和底板7 等組成。,1、磁感應式無觸電點火裝置,結(jié)構(gòu)：,信號轉(zhuǎn)子上制有與發(fā)動機氣缸數(shù)相同的凸齒，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，凸齒交替在鐵心旁掃過，使二者的氣隙不斷變化，則穿過線圈鐵心中的磁通也不斷變化。從而在線圈中產(chǎn)生感應電動勢。,工作原理：,1磁感應信號發(fā)生器,（1）組成 該信號發(fā)生器安裝在分電器內(nèi)的底板上，。 由信號轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、鐵心、傳感線圈組成。,1磁感應信號發(fā)生器,（2）

28、工作原理 利用電磁感應原理，信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，信號轉(zhuǎn)子的凸齒與鐵心的空氣隙發(fā)生變化，使通過傳感線圈的磁通發(fā)生變化，因此傳感線圈中便產(chǎn)生感應的交變電動勢，該交變電動勢輸入到點火器，以控制點火系統(tǒng)工作。其工作過程（假設(shè)信號轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動）見圖4-22：,（2）工作原理,當信號轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動，信號轉(zhuǎn)子的凸齒逐漸接近鐵心，凸齒與鐵心間的空氣隙越來越小，通過傳感線圈的磁通逐漸增大，當信號轉(zhuǎn)子凸齒的齒角與鐵心邊緣相對時，磁通急劇增加，磁通變化率最大,5.2 晶體管,5.2.1 基本結(jié)構(gòu),N,N,P,基極,發(fā)射極,集電極,NPN型,符號：,NPN型三極管,PNP型三極管,P,P,N,基區(qū)：最薄， 摻雜濃度最低

29、,發(fā)射區(qū)：摻 雜濃度最高,發(fā)射結(jié),集電結(jié),結(jié)構(gòu)特點：,集電區(qū)： 面積最大,2 電流放大作用,1. 三極管放大的外部條件,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏 VBVE 集電結(jié)反偏 VCVB,發(fā)射結(jié)正偏 VBVE 集電結(jié)反偏 VCVB,PNP,NPN,從電位的角度看：,（1）點火器中各三極管作用,VT1發(fā)射極與集電極相連，相當于一個二極管，見圖4-26。起溫度補償作用； VT2觸發(fā)管，起信號檢測作用； VT3、VT4放大作用，將VT2輸出放大以驅(qū)動VT5； VT5大功率管，控制初級電流的通斷。,2點火系的基本電路及工作原理,點火系的基本電路及工作原理分析,傳感線圈中產(chǎn)生正向信號電壓時， VT1截止

30、，VT2導通，VT3截止，VT4、VT5導通，初級電路仍然接通。 傳感線圈中產(chǎn)生負向信號電壓時， VT1導通，VT2截止，VT3導通，VT4、VT5截止，初級電路切斷，磁場迅速消失，次級繞組產(chǎn)生高壓,信號發(fā)生器的輸出電壓與三極管VT2、VT5以及次級電壓U2的關(guān)系見圖。,其它元件作用,VS1、VS2反向串聯(lián)后與點火信號發(fā)生器的傳感線圈并聯(lián)，在高轉(zhuǎn)速時，使傳感線圈輸出的正向和負向電壓穩(wěn)定在某一數(shù)值，保護VT2不受損害； VS3與R4組成穩(wěn)壓電路，保證VT1、VT2保證在穩(wěn)定電壓下工作； VS4當VT5管截止時，將初級繞組的自感電動勢限制在某一值內(nèi)，保護VT5管； C1消除點火信號發(fā)生器傳感線圈輸

31、出電壓波形上的毛刺，防止誤點火； C2與R4組成組容吸收電路，吸收瞬時過電壓，防止誤點火； R3的作用是加速VT2級VT5的翻轉(zhuǎn)。,二、EQ1090型汽車的磁感應式電子點火系統(tǒng),1 一信號轉(zhuǎn)子 2 一定子； 3 一永磁磁環(huán) 4 一傳感線圈 5 一導磁碗,圖 412 JFD667 型點火信號發(fā)生器,點火能力控制電路：R7、VD8 加速電路：R2、C1 閉合角控制電路：,閉合角的概念來自前述的傳統(tǒng)點火系統(tǒng)，即是指斷電器觸點閉合時間 tb 中，分電器凸輪轉(zhuǎn)過的角度，用表示。 在電子點火系統(tǒng)中，則將點火電子組件中末級大功率三極管飽和導通期間分電器軸轉(zhuǎn)過的角度稱為閉合角，實際上是導通角，但習慣上仍叫閉合

32、角。,三、解放CA1092型汽車晶體管點火裝置,1、分電器,1 一分電器蓋 2 一分火頭 3 一防護罩 4 一固定夾 5 一信號發(fā)生器 6 一空調(diào)節(jié)器真 7 一信號發(fā)生器端子,磁感應式傳感器安裝在分電器內(nèi)，主要由分電器軸1、爪形轉(zhuǎn)子2、傳感線圈3、爪形定子4、塑性永磁片5、導磁板6和底板7 等組成。,1、磁感應式無觸電點火裝置,結(jié)構(gòu)：,2、信號發(fā)生器,3、點火控制器,發(fā)動機轉(zhuǎn)動，磁感應信號發(fā)生器發(fā)出交變電動勢，通過晶體管使初級電路接通。 電動勢交變時，通過晶體管作用，初級電路斷開，次級繞組產(chǎn)生高壓，使火花塞跳火。,電動勢變化時，三極管兩端電壓變化，三極管會導通或截止。,由傳感器、點火控制器、點

33、火線圈、配電器、火花塞組成,磁電感應式,磁感應發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號由、端輸入，經(jīng)內(nèi)部電路，最后控制達林頓管Q 的導通和截止。,工作:,點火控制器,作用：將從點火信號發(fā)生器得到的信號整形、放大以控制點火線圈初級電路的通和斷。,4、工作過程,第八節(jié) 霍爾式普通電子點火系統(tǒng),霍爾式電子點火系由內(nèi)裝霍爾信號發(fā)生器的分電器、點火器、火花塞、點火線圈等組成。下面一以桑塔納轎車用霍爾式點子點火系統(tǒng)為例說明其工作過程。,2、霍爾效應式無觸點點火裝置,組成：主要由霍爾分電器、點火控制器、點火線圈等。,主要由霍爾觸發(fā)器、永久磁鐵和帶缺口的轉(zhuǎn)子等組成。,1、永久磁鐵 2、外加電流 3、霍爾電壓 4、霍爾觸發(fā)器 5、

34、接觸面 6、磁力線 7、剩余電子。,當電流I 通過放在磁場中的半導體基片（霍爾元件）且電流方向和磁場方向垂直時，則在垂直于電流和磁場的方向上產(chǎn)生一電壓UH ,稱為霍爾電壓。,即：點火信號電壓。,霍爾效應原理,一、霍爾信號發(fā)生器,霍爾效應 原理圖見圖4-29。 當電流通過放在磁場中的半導體基片，且電流方向和磁場方向垂直時，在垂直于電流和磁場的半導體基片的橫向側(cè)面上產(chǎn)生一個與電流和磁場強度成正比的電壓，這個電壓稱為霍爾電壓。,工作原理,觸發(fā)葉片進入空氣隙中,觸發(fā)葉片離開空氣隙中,葉 片,集成塊,永久磁鐵,霍爾傳感器,導板,霍爾傳感器,霍爾效應：當電流垂直于磁場方向通過導體時，在垂直于磁場和電流的導

35、體的兩個端面之間出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象就稱為霍爾效應。該電勢差稱為霍爾電壓。 霍爾元件與磁場隔開時，不產(chǎn)生霍爾電壓，傳感器無信號輸出，此時放大器接通，初級電路導通。 當磁力線穿過霍爾元件時，產(chǎn)生霍爾電壓，傳感器信號輸出，放大器截止，初級電路斷開，次級繞組產(chǎn)生高壓，火花塞點火。,由霍爾傳感器、 點火控制器、 點火線圈、 配電器、 火花塞組成,2組成 霍爾信號發(fā)生器位于分電器內(nèi)，其結(jié)構(gòu)見圖主要由分電器軸帶動的觸發(fā)葉輪、永久磁鐵、霍爾元件等組成。,霍爾信號發(fā)生器,霍爾信號發(fā)生器,霍爾元件實際上是一個霍爾集成塊電路，內(nèi)部原理圖見圖4-31所示。因為在霍爾元件上得到的霍爾電壓一般為20mV，因此必須將其放大整

36、形后再輸出給點火控制器。,霍爾信號發(fā)生器,3工作原理 霍爾信號發(fā)生器工作原理圖見圖4-32。 分電器軸帶動觸發(fā)葉輪轉(zhuǎn)動，當葉片進入磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙時，磁場被旁路，霍爾元件不產(chǎn)生霍爾電壓,，霍爾集成電路末級三極管截止，信號發(fā)生器輸出高電位；當觸發(fā)葉輪離開空氣隙，永久磁鐵的磁力線通過霍爾元件而產(chǎn)生霍爾電壓，集成電路末級三極管導通，信號發(fā)生器輸出低電位。,霍爾信號,葉片不停的轉(zhuǎn)動，信號發(fā)生器輸出一個矩形波信號，作為控制信號給點火器。由點火器控制初級電路的通斷。 霍爾信號發(fā)生器完成功能時波形見圖4-33。,( d ）點火線圈初級電流 i1 （ e ）點火線圈次級電壓 U2,（ c ）霍爾信號

37、發(fā)生器輸出信號UG； ( d ）點火線圈初級電流 i1 （ e ）點火線圈次級電壓 U2,二、點火控制器,桑塔納轎車點火系器外形結(jié)構(gòu)見圖4-34。,點火控制器,點火控制器內(nèi)部采用意大利SGS-THOMSON公司生產(chǎn)的L497專用點火集成塊，見圖該點火控制器具有初級電流上升率的控制、閉合角控制、停車斷電保護和過電壓保護等功能。,三、點火系的工作過程,1基本功能,1）發(fā)動機工作時，分電器軸帶動霍爾信號發(fā)生器的觸發(fā)葉輪旋轉(zhuǎn)。當觸發(fā)葉輪的葉片進入空氣隙時，信號發(fā)生器輸出高電壓信號1112V，使點火控制器集成電路中末級大功率三極管導通VT，點火系初級電路接通：電源“”點火線圈W1點火控制器（三極管VT）

38、搭鐵。,1基本功能,（2）當觸發(fā)葉輪的葉片離開空氣隙時，信號發(fā)生器輸出0.30.4V的低電壓信號，使點火器大功率三極管截止，初級電路切斷，次級產(chǎn)生高壓,1基本功能,霍爾電子點火系工作過程 葉片位置 霍爾電壓 信號發(fā)生器輸出信號 點火器大功率管 點火線圈初級回路 進入空氣隙 不產(chǎn)生 高電位 適時導通 接通 離開空氣隙 產(chǎn)生 低電位 截止 切斷，次級繞組產(chǎn)生高壓,2限流控制 （恒流控制）,為保證發(fā)動機在各種工況下穩(wěn)定點火，采用高能點火線圈，其初級電路電阻小，電感小，初級電流增長快，電流大，若不控制，點火線圈和點火器會因過熱而損壞。初級電流上升特性見圖4-37。, a ）霍爾式點火信號發(fā)生器輸出信號

39、 ( b ）初級電流,2限流控制 （恒流控制),控制電路原理圖見圖4-38。圖中VT為點火器末級大功率管，Rs為采樣電阻，IC為點火集成塊。當采樣電阻值一定時，采樣電阻兩端的電壓值與通過點火線圈的初級電流成正比，工作中，采樣電阻壓降值反饋到點火集成塊中的限流控制電路，使限流控制電路工作，從而保持流過點火線圈的初級電流恒定不變。,限流控制 （恒流控制),基本工作情況：當大功率管飽和導通時，如果初級電流限流值時，初級電流逐漸增大；當初級電流限流值時，Rs反饋電壓使放大器F輸出端電壓升高，使VT1更加導通，集電極電位下降，VT向截止區(qū)偏移，初級電流下降；當初級電流略低于限流值時。,Rs反饋電壓使放大

40、器F輸出端電壓下降，使VT1趨于截止，集電極電位上升，VT趨于導通，初級電流上升。,3閉合角控制,閉合角是指點火控制器的末級大功率開關(guān)管導通期間，分電器軸轉(zhuǎn)過的角度，也稱導通角。由于點火線圈采用了高能點火線圈，即初級繞組W1的電阻很小0.520.76，這樣,點火系初級電路的飽和電流可達20A以上，為防止初級電流過大燒壞點火線圈，點火控制器必須控制末級大功率開關(guān)管的導通時間，使初級電流控制在額定電流值，保證點火系可靠工作。裝與未裝閉合角控制時的初級電流波形見圖,3閉合角控制,當轉(zhuǎn)速變化時，閉合角控制電路在低速時使VT延遲導通，高速時使VT提前導通，從而使VT導通時間基本不變，如圖4-39c所示。

41、各種轉(zhuǎn)速下的閉合角見表4-5。,3閉合角控制,各種轉(zhuǎn)速下的閉合角 分電器 轉(zhuǎn)速 r/min） 300 750 1000 1200 1600 閉合角（） 20 32 43 49 63,3閉合角控制,當電源電壓變化時，使初級電流上升率也跟著變化，即電壓高時上升，電壓低時上升慢，為保證限流時間不變，閉和角控制電路使VT導通時間隨電源電壓的增高而減小，反之增加，見圖,閉合角控制,電源電壓變化時的閉合角 電源電壓（V） 11 14 16 18 20 閉合角（） 55 39 33 29 26,( 3 ）電流上升率控制電路,該電路由L 497 部分電路與 腳電容 CSRC 。 12 腳偏置電阻 R7組成，可

42、調(diào)整點火線圈電流由零上升到限流值時的電流上升率。如檢測到點火線圈中電流值小于額定值的 94 時，電路在輸人信號向低電平轉(zhuǎn)換前便加大電流的上升率。,( 4 ）停車慢斷電保護電路,在發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)的情況下，駕駛員如忘記關(guān)斷點火開關(guān)，而霍爾點火信號發(fā)生器也正好輸出高電平時，將會使點火線圈初級繞組處于長期通電狀態(tài)，易造成點火線圈和點火電子組件過熱損壞，并消耗大量的電能。為避免上述情況的發(fā)生，在點火電子組件內(nèi)設(shè)置了停車慢斷電保護電路，它能在發(fā)動機停轉(zhuǎn)后自動地在一定時間內(nèi)使達林頓三極管 VT 變?yōu)榻刂範顟B(tài)，以切斷點火線圈初級電路的電流。,該電路由 L497 部分電路與 腳外接電容 CP、 12 腳電阻 R

43、7 組成（見圖 4 一 26 ）。電路工作時，將不斷地檢測霍爾點火信號發(fā)生器輸出信號電平的高低，當輸人信號為高電平時，電路以恒定的充電電流向 CP充電，當點火信號為低電平時， CP放電。當發(fā)動機停轉(zhuǎn)，點火開關(guān)未斷開，并且霍爾信號發(fā)生器輸出的點火信號為高電平的時間比規(guī)定的導通 tP 長，電容 CP 充電電壓進一步升高，當達到某一電壓值時，停車斷電保護電路工作，使達林頓三極管 VT 緩慢截止，從而切斷點火線圈初級電路。 當再次起動發(fā)動機時，分電器轉(zhuǎn)動，點火信號為低電平時， CP 迅速放電，電路便恢復到正常工作狀態(tài)。,( 5 ）過電壓保護電路該電路由 L497 部分電路與 15腳電阻 R2、 R3

44、組成（見圖 4 一 26 ）。根據(jù)末級大功率三極管的耐壓指標，適當調(diào)整 R2、 R3 可調(diào)節(jié)大功率三極管的集電極工作時的承受電壓，以保護大功率三極管長期可靠地工作。,( 6 ）其他保護電路 L497 集成電路 16 腳所接的穩(wěn)壓管 VDI 用于保護末級大功率三極管的驅(qū)動輸人端。 腳內(nèi)部的穩(wěn)壓管用于保護霍爾點火信號發(fā)生器電源及集成電路的工作電壓。 R4為穩(wěn)壓管 VD2的限流電阻。組件損壞。另外它還具有反向負脈沖保護電路，可防止電源接反或反向負脈沖使點火電子,三、霍爾效應式電子點火系統(tǒng)的特點 與磁感應式電子點火系統(tǒng)相比，霍爾效應式電子點火系統(tǒng)由于點火信號發(fā)生器輸出的點火信號幅值、波形不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響，即使發(fā)動機轉(zhuǎn)速很低時，也能輸出穩(wěn)定的點火信號，因此，它的低速性能好，有利于發(fā)動機的起動，并且發(fā)動機在任何工況下，霍爾式點火信號發(fā)生器均能輸出矩形波信號，故點火正時精度高且易于控制。 另外，霍爾式點火信號發(fā)生器無需調(diào)整，不受灰塵、油污的影響，使得霍爾式電子點火裝置的工作性能更加可靠久、壽命長，因此，應用越來越廣泛。,一、點火正時 為了保證發(fā)動機汽缸