汽車點火系統(tǒng)--結構原里ppt.ppt

點火系 1 點火系的功用 點火系的作用是將汽車的低壓電變?yōu)楦邏弘?并適時送到點火缸火花塞 擊穿火花塞間隙 點燃混合氣 使發(fā)動機做功 第一節(jié)概述 2 點火系的種類 3 發(fā)動機對點火系的要求 1 能產生足以擊穿火花塞間隙的電壓 8 10kV 2 火花應具有一定的能量 50 80mJ 3 點火時間應適應發(fā)動機的工況 最佳點火時間 第二節(jié)普通電子點火系 一 傳統(tǒng)點火系1 組成 點火開關 作用是控制電路通電 電源 作用是供給電能 點火線圈 作用是將12V低壓電變?yōu)?5 25KV高壓電 分電器 作用是適時控制初級電路通斷 按順序分配火花到各缸 火花塞 作用是將高壓電引入氣缸并產生火花點燃混合氣 附加電阻 作用是改善點火性能和起動性能 2 工作原理 3 傳統(tǒng)點火系點火過程 初級電路接通 點火線圈積蓄能量 初級電路切斷 點火線圈產生次級高壓 次級高壓加到火花塞上 擊穿火花塞間隙 點燃混合氣 接通 切斷 必須自動完成 二 無觸點電子點火系 1 無觸點電子點火系統(tǒng)的類型 1 磁感應式無觸點電子點火系統(tǒng) 2 霍爾式無觸點電子點火系統(tǒng) 3 光電式無觸點電子點火系統(tǒng) 4 電磁振蕩式無觸點電子點火系統(tǒng) 2 無觸點電子點火系的組成 點火開關 作用是控制電路通電 電源 作用是供給電能 點火線圈 作用是將12V低壓電變?yōu)?5 25KV高壓電 點火器 作用是控制初級電路通斷 分電器 提供點火信號 按順序分配火花到各缸 按發(fā)動機工況改變點火時間 火花塞 作用是將高壓電引入氣缸并產生火花點燃混合氣 3 無觸點電子點火系的分電器 分電器結構分三部分 1 信號發(fā)生器 磁感應式 霍爾式 光電式 電磁振蕩式2 配電器3 點火提前機構 真空提前機構 作用是隨發(fā)動機負荷的變化自動改變點火提前角 離心提前機構 作用是根據轉速的變化自動改變點火提前角 傳統(tǒng)點火系和電子點火系的比較 1 電子點火系中由點火控制器初級電路通斷 傳統(tǒng)點火系沒有點火器 2 電子點火系的分電器和傳統(tǒng)點火系的分電器機構不同 3 電子點火系點火能量高 性能好 二 電子點火系分電器的結構和工作原理 1 磁感應式 磁脈沖式 信號發(fā)生器 1 組成 信號轉子 永久磁鐵 鐵心 傳感線圈 2 作用 產生點火控制信號 送到點火器 3 安裝位置 安裝在分電器中原來安裝斷電器觸點的活動底板上 2 配電器 配電器的作用是 將高壓電按發(fā)動機點火順序分配給各缸 1 由分電器蓋和分火頭組成 2 分電器蓋 3 分火頭裝分電器凸輪軸上 導電片將中央高壓電引入旁電極 和旁電極之間有0 25 0 8mm的間隙 4 分缸線現(xiàn)在多為阻尼線 3 點火提前機構 點火提前機構 作用是根據發(fā)動機的轉速 負荷自動改變點火提前角 1 離心提前機構 作用是根據轉速的變化自動改變點火提前角2 真空提前機構 作用是隨發(fā)動機負荷的變化自動改變點火提前角3 辛烷值選擇器 人工調節(jié)器 2 真空提前機構 作用是隨發(fā)動機負荷的變化自動改變點火提前角 第四節(jié)點火線圈 點火線圈是將低壓電變?yōu)楦邏弘姷闹饕考?是汽車點火系的高壓電源 一 點火線圈的結構 1 開磁路點火線圈 第四節(jié)點火線圈 一 點火線圈的結構 2 閉磁路點火 第四節(jié)點火線圈 二 附加電阻1 作用 解決點火線圈高速斷火和低速發(fā)熱的問題 2 在起動時為獲得較強的點火能量 需將附加電阻短路 有起動機電磁開關自動完成三 點火線圈的檢驗點火線圈的檢驗主要包括 初級繞組和次級繞組的斷路 短路 搭鐵故障檢驗 發(fā)火強度檢驗 1 初級繞組和次級繞組的斷路 短路 搭鐵故障檢驗1 測量電阻法2 試燈檢驗法2 點火線圈的發(fā)火強度檢驗1 在試驗臺上進行2 對比法檢驗 第五節(jié) 火花塞 火花塞的工作條件及對其要求 1 受高壓燃氣沖擊及發(fā)動機振動 故應有足夠的機械強度 2 受沖擊性高電壓作用 故應有足夠的絕緣強度 3 應能承受溫度的劇烈變化 4 火花塞的電極應采用耐腐蝕材料 5 應有適當?shù)碾姌O間隙和安裝位置 氣密性要良好 火花塞的結構 1 接線螺母2 高氧化鋁陶瓷絕緣體3 商標4 鋼質殼體 六角形 5 內墊圈 密封導熱 6 密封墊圈7 中心電極導電桿8 火花塞裙部螺紋9 電極間隙10 中心電極和側電極11 型號12 去干擾電阻 提高對點火系電磁干擾的抑制能力 其他一些型式的火花塞 多極火花塞 改善點火性能 V 型電極火花塞 其他一些型式的火花塞 火花塞的熱特性 火花塞裙部的溫度 1 500 700 為自凈溫度 適當 2 溫度過高 形成熾熱點火 損壞發(fā)動機 決定受熱情況和散熱條件 熱型 裙部較長 吸熱多 散熱難 溫度高冷型 裙部較短 吸熱少 散熱易 溫度低 適用于大功率高壓縮比高轉速的發(fā)動機 功率轉速和壓縮比較低的發(fā)動機 火花塞的散熱 熱型和冷型火花塞 火花塞的型號 E 4 T 1989年標準 1 表示火花塞結構類型和主要型式尺寸 2 表示火花塞熱值 3 表示火花塞派生產品結構特征 發(fā)火端特征材料特性及特殊技術要求 1 2 3 火花塞使用中常見的故障 集炭 燒蝕 燒蝕 第六節(jié)磁脈沖式無觸點火裝置 磁感應式 電源 點火開關 附加電阻 點火線圈 點火器 配電器 信號發(fā)生器 火花塞 1 磁感應式 磁脈沖式信號發(fā)生器 1 組成 信號轉子 永久磁鐵 鐵心 傳感線圈 2 作用 產生點火控制信號 送到點火器 3 安裝位置 安裝在分電器中原來安裝斷電器觸點的活動底板上 4 工作原理 當信號轉子隨分電器軸轉動時 信號轉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生感應的交變電壓信號 用這個信號作為點火控制信號 5 轉速對信號電壓波形的影響 6 鐵心間隙對信號對信號電壓波形的影響 A B 第七節(jié)霍爾式無觸點電子點火系 1 霍爾效應原理 如圖所示 當電流I通過放在磁場中的半導體基片 稱為霍爾元件 且電流方向和磁場方向垂直時 在垂直與電流和半導體基片的橫向側面上即產生一個電壓 這個電壓稱為霍爾電壓UH霍爾電壓UH的大小 2 霍爾式信號發(fā)生器 1 霍爾信號發(fā)生器的基本結構 a觸發(fā)葉輪 b霍爾傳感器 由永久磁鐵霍爾集成塊組成 2 霍爾式信號發(fā)生器 1 霍爾信號發(fā)生器的基本結構 霍爾集成塊 霍爾元件和集成電路 2 原理 觸發(fā)葉輪轉動時 每當葉片進入空氣隙 磁場被旁路 霍爾元件不產生霍爾電壓 集成電路輸出端三極管截止 信號發(fā)生器輸出高電位 當觸發(fā)葉輪離開空氣隙 永久磁鐵的磁通通過霍爾集成塊 構成回路 這時 霍爾集成塊產生霍爾電壓 集成電路輸出端三極管導通 信號發(fā)生器輸出低電位 葉片不停的轉動 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 2020 3 11 42 可編輯 霍爾信號發(fā)生器的優(yōu)缺點 1 工作可靠 無磨損 不受灰塵油污影響 無調整部件 小型堅固 壽命長 2 發(fā)動機起動性能好 信號的強弱與發(fā)當即轉速無關 3 價格較高 點火器 功能 控制初級電路通斷 控制初級電流大小 控制閉合角大小 停電保護 過壓保護 反向保護 慢恢復控制 點火器電路圖 1 基本功能接通點火開關 發(fā)動機轉動 分電器的信號發(fā)生器葉片轉動 葉片進入空氣隙 信號發(fā)生器輸出高電位 送入點火器 點火器通過內部電路適時地驅動末級大功率三極管導通 初級電路接通 葉片離開空氣隙時刻 信號發(fā)生器輸出端由高電位下跳為低電位 點火器大功率三極管導通 初級電路切斷 產生次級高壓 點火器的其它功能 2 限流控制 恒流控制 桑車采用高能點火線圈 高能點火線圈初級電路電阻小 電感小初級電流增長快 初級電流大 若不控制 點火線圈和點火器會因過熱而損壞 點火器的其它功能 3 閉合角控制閉合角定義 閉合角是指點火器中控制初級電路的大功率三極管在導通期間分電器軸轉過的角度 閉合角控制的必要性 若不控制 低速時 限流時間過長 造成點火線圈壽命降低 大功率管過渡發(fā)熱 3 閉合角控制的方法在點火器中的閉合角控制電路 使發(fā)動機轉速低時 延遲大功率管的導通 在轉速高時提前導通 使大功率管VT的導通時間保持不變 實際上控制下列情況下的時間t2保持不變 轉速變化時 電源電壓變化時 點火線圈參數(shù)變化時 如果轉速等因素變化時 導通時間保持不變 則閉合角 導通角 是變化的 閉合角的變化由點火器中閉合角控制電路控制 4 停車斷電保護因汽車的停駛時間是隨機的 就可能會處在初級電路導通期間而停駛 如果此時點火開關忘記關斷 就會導致點火線圈和大功率管長期通電而加速損壞 因此而設置停車斷電保護功能 第九節(jié)微機控制點火系 1 微機控制點火系的組成 這種點火系統(tǒng)主要由與點火有關的各種傳感器 電子控制器 ECU電腦 點火電子組件 點火器 點火線圈 配電器 火花塞等組成 如圖所示 1 傳感器傳感器用來不斷地檢測與點火有關的發(fā)動機工作狀況信息 并將檢測結果輸入電子控制器 作為運算和控制點火時刻的依據 各車型使用的傳感器類型 數(shù)量 結構及安裝位置不同 但其作用大同小異 微機控制的電子點火系統(tǒng)中所用的傳感器主要有以下幾種 l 曲軸位置傳感器 檢測兩個信號 曲軸轉角 或發(fā)動機轉速 檢測發(fā)動機轉速信號 曲軸基準位置 點火基準傳感器 活塞上止點位置 檢測基準缸活塞上止點位置信號 凸輪軸位置傳感器 2 空氣流量計 進氣管負壓傳感器 檢測進氣量信號 3 冷卻液溫傳感器 檢測水溫信號 4 氧傳感器 檢測空燃比濃稀信號 5 節(jié)氣門位置傳感器 檢測節(jié)氣門的開度和加速信號 6 車速傳感器 檢測車速信號 7 空檔開關 檢測變速器空檔信號 8 點火開關 檢測點火狀態(tài)還是起動狀態(tài)信號 9 空調開關 檢測空調是開還是關信號 10 蓄電池 檢測電池電壓信號 11 進氣溫度傳感器 檢測進氣溫度信號 12 爆震傳感器 檢測爆震信號 2 電子控制器 ECU 控制電腦一般被稱為ECU 英文為 ElectronicControlUnit 它是點火控制系統(tǒng)和噴油控制系統(tǒng)的中樞 作用是接收上述各有關傳感器信號 并按照特定的程序進行判斷 運算后 給點火電子組件輸出最佳點火提前角和初級電路導通時間的控制信號 在現(xiàn)代發(fā)動機集中控制系統(tǒng)中 點火系統(tǒng)僅是電子控制器的一個子系統(tǒng) 2 電子控制器 ECU 中央處理器 CPU 存儲器 RAM ROM 輸入 輸出接口 I O 總線及電源供給電路等部分組成 3 點火器點火器是綜合控制的執(zhí)行器之一 點火器的作用是根據ECU的指令 通過內部的大功率三極管的導通和截止 控制初級電流的的通斷 完成點火工作 各種發(fā)動機的點火器結構各不相同 有的點火器除接通 切斷初級電路的功能外 還有恒流控制 閉合角控制 氣缸判別 點火監(jiān)視等功能 也有的發(fā)動機不設點火器 控制初級電路的大功率三極管設在控制器 ECU 內部 4 點火線圈與微機控制電子點火系所匹配的點火線圈為專用高能點火線圈 一般采用閉磁路 能量損失小 對外電磁干擾小 5 分電器微機控制點火系的分電器結構隨發(fā)動機型號的不同有較大差異 由配電器和凸輪軸位置傳感器成 現(xiàn)在 不少汽車發(fā)動機取消了分電器稱無分電器微機控制點火系 2 微機控制點火系的分類 微機控制點火系統(tǒng) 按照是否保留傳統(tǒng)的分電器 實質上指配電器 可分為兩大類 1 有分電器點火系統(tǒng) 2 無分電器點火系統(tǒng)同時點火方式單獨點火方式 1 有分電器點火系統(tǒng) 非直接點火系統(tǒng) 仍保留分電器的微機控制點火系稱為非直接點火系統(tǒng) 該系統(tǒng)中 點火線圈的高壓電是經配電器進行分配的 即由分火頭和分電器蓋組成的配電器 依照點火順序適時地將高壓電分配至各氣缸 使各缸火花塞依次點火 2 無分電器點火系統(tǒng) 直接點火系統(tǒng) 該系統(tǒng)中點火線圈上的高壓線直接與火花塞相連 工作時 點火線圈產生的高壓電直接送到各火花塞 由微機根據各傳感器輸入的信息 依照發(fā)動機的點火順序 適時地控制各缸火花塞點火 兩缸同時點火 豐田汽車發(fā)動機微機控制系統(tǒng) 豐田點火系 1 曲軸位置轉角傳感器 1 功用 曲軸位置傳感器是微機控制點火系中最重要的傳感器之一 它是微機控制點火系中必不可少的信號源 向電子控制器輸入活塞位置 上止點 曲軸轉速等信息 2 類型 常用的曲軸位置轉角傳感器型式有 磁感應式 光電式 霍爾式等 3 安裝位置 常見有以下幾種 1 飛輪殼上2 曲軸前端3 凸輪軸前端4 分電器內豐田的曲軸位置轉角傳感器在分電器內 采用磁電式 Ne信號發(fā)生器 每轉一圈產生24個信號 G信號發(fā)生器 曲軸位置轉角傳感器包括兩個傳感器 作用 判別活塞上止點位置 由信號轉子和兩個傳感線圈組成 分別產生G1 G2兩個信號 G1信號用來檢測第六缸上止點位置G2信號用來檢測第一缸上止點位置實際檢測上止點前10 G信號和Ne信號的關系如圖所示 G信號和Ne信號的關系 豐