第4章點火系3

1、Automobile Electrics第 4 章 點火系1學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) q掌握點火系統(tǒng)的組成與工作原理 q掌握分電器、點火線圈、火花塞的組成與工作原理 q掌握磁感應(yīng)式普通電子點火系和霍爾式普通電子點火系的組成與工作過程 q掌握微機(jī)控制點火系的組成、分類和工作原理Automobile Electrics第 4 章 點火系24.3 4.3 普通電子點火系普通電子點火系 一、普通電子點火系的組成一、普通電子點火系的組成 主要包括：點火信號發(fā)生器、電子點火控制器、點火線圈、分電器、高壓線及火花塞等。1電源：蓄電池或者是發(fā)電機(jī)，供給點火系統(tǒng)的低壓電能，標(biāo)準(zhǔn)電壓一般是12V。2點火線圈：將12V的低

2、壓電變成1520KV的高壓電。3分電器（1）信號發(fā)生器：產(chǎn)生點火的信號。（2）配電器：將點火線圈產(chǎn)生的高壓電，按照發(fā)動機(jī)的工作順序送至各缸的火花塞。（3）點火提前機(jī)構(gòu)：隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和汽油辛烷值的變化改變點火提前角。4點火器：將信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號放大，最后控制大功率三極管的導(dǎo)通與截止，達(dá)到控制點火線圈初級電流通斷的目的。5火花塞：將高壓電引入燃燒室產(chǎn)生電火花點燃混合氣。6點火開關(guān)：控制點火系統(tǒng)初級電路，還可以控制儀表電路和起動繼電器電路等。7附加電阻：改善點火性能和起動性能。 Automobile Electrics第 4 章 點火系34.3 4.3 普通電子點火系普通電子點火系 二、工

3、作原理二、工作原理 普通電子點火系由信號發(fā)生器產(chǎn)生觸發(fā)或控制點火的信號，經(jīng)過點火器內(nèi)部的放大等電路，最后控制大功率三極管的導(dǎo)通與截止，來控制點火線圈初級電流的通斷，當(dāng)初級電流被切斷時，次級繞組中產(chǎn)生高壓，通過配電器送達(dá)各缸的火花塞上，點燃可燃混合氣。見圖4-16。Automobile Electrics第 4 章 點火系44.3.1 4.3.1 磁感應(yīng)式普通電子點火系統(tǒng)磁感應(yīng)式普通電子點火系統(tǒng)一、磁感應(yīng)式電子點火系組成 磁感應(yīng)式電子點火系又稱為磁脈沖式電子點火系，由磁感應(yīng)式分電器（內(nèi)裝磁感應(yīng)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。Automobile Electrics第

4、4 章 點火系54.3.1 4.3.1 磁感應(yīng)式普通電子點火系統(tǒng)磁感應(yīng)式普通電子點火系統(tǒng)二、豐田汽車磁感應(yīng)式電子點火系二、豐田汽車磁感應(yīng)式電子點火系1磁感應(yīng)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。（2）工作原理（參見flash43） 利用電磁感應(yīng)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(yīng)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。 Automobile Electrics第 4 章 點火系64.3.1 4.3.1 磁感應(yīng)式普通電子點火系統(tǒng)磁感應(yīng)式普

5、通電子點火系統(tǒng)其工作過程（假設(shè)信號轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動）見教材P132 當(dāng)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(dāng)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，當(dāng)信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過圖b后，雖然磁通仍然增加，但磁通變化率減低，當(dāng)信號轉(zhuǎn)子凸齒的中心正對鐵心的中心線時，如圖c，空氣隙最小，磁通最大，但磁通變化率最小。轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，空氣隙又逐漸增大，磁通逐漸減小，當(dāng)信號轉(zhuǎn)子凸齒的齒角正對鐵心的邊緣時，如圖d，磁通急劇減小，磁通變化率負(fù)向最大。（3）優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，片便于批量生產(chǎn)，耐高溫，適用于各種環(huán)境。 （4）缺點轉(zhuǎn)速低時信號

6、較弱。Automobile Electrics第 4 章 點火系74.3.1 4.3.1 磁感應(yīng)式普通電子點火系統(tǒng)磁感應(yīng)式普通電子點火系統(tǒng)2點火系的基本電路及工作原理（參見flash432）日本豐田MS75系列汽車裝用的磁脈沖式無觸點電子點火系（1）點火器中各三極管作用VT1發(fā)射極與集電極相連，相當(dāng)于一個二極管，起溫度補(bǔ)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）接通點火開關(guān)SVT1、VT2導(dǎo)通，VT3截止，VT5、VT5導(dǎo)通，初級電路接通，在線圈中形成磁場。其電路是：蓄電池正極點火開關(guān)S附加電阻Rf點

7、火線圈初級繞組VT1VT5（集電極、發(fā)射極）搭鐵蓄電池負(fù)極。（3）起動發(fā)動機(jī)，分電器開始轉(zhuǎn)動，信號發(fā)生器的傳感線圈開始產(chǎn)生交變電動勢信號。傳感線圈中產(chǎn)生正向信號電壓時， VT1截止，VT2導(dǎo)通，VT3截止，VT4、VT5導(dǎo)通，初級電路仍然接通。傳感線圈中產(chǎn)生負(fù)向信號電壓時， VT1導(dǎo)通，VT2截止，VT3導(dǎo)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。Automobile Electrics第 4 章 點火系84.3.1 4.3.1 磁感應(yīng)式普通電子點火系統(tǒng)磁感應(yīng)式普通電子點火系統(tǒng)（4）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

8、感線圈輸出的正向和負(fù)向電壓穩(wěn)定在某一數(shù)值，保護(hù)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(dāng)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(hù)VT5管；C1消除點火信號發(fā)生器傳感線圈輸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)。Automobile Electrics第 4 章 點火系94.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)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

9、點火系統(tǒng)為例說明其工作過程。桑塔納轎車用霍爾式點子點火系統(tǒng)圖見圖417。Automobile Electrics第 4 章 點火系104.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)霍爾式普通電子點火系統(tǒng)一、霍爾信號發(fā)生器（參見一、霍爾信號發(fā)生器（參見flash433）1霍爾效應(yīng) 原理圖見圖4-18。 當(dāng)電流通過放在磁場中的半導(dǎo)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(dǎo)體基片的橫向側(cè)面上產(chǎn)生一個與電流和磁場強(qiáng)度成正比的電壓，這個電壓稱為霍爾電壓。Automobile Electrics第 4 章 點火系114.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)霍爾式普通電子點火系統(tǒng)2組

10、成 霍爾信號發(fā)生器位于分電器內(nèi)，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?；魻栐嶋H上是一個霍爾集成塊電路，內(nèi)部原理圖見圖4-19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形后再輸出給點火控制器。 Automobile Electrics第 4 章 點火系124.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)霍爾式普通電子點火系統(tǒng)3工作原理 霍爾信號發(fā)生器工作原理圖見圖420。分電器軸帶動觸發(fā)葉輪轉(zhuǎn)動，當(dāng)葉片進(jìn)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(dāng)觸發(fā)葉輪離開空氣隙，永久磁

11、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(dǎo)通，信號發(fā)生器輸出低電位。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。 4優(yōu)缺點 工作可靠，壽命長；發(fā)動機(jī)起動性能好；價格較高。 Automobile Electrics第 4 章 點火系134.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)霍爾式普通電子點火系統(tǒng)二、點火控制器二、點火控制器 桑塔納轎車點火系器外形結(jié)構(gòu)如下所示。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。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(hù)和過電壓保護(hù)等功能。A

12、utomobile Electrics第 4 章 點火系144.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)霍爾式普通電子點火系統(tǒng)三、點火系的工作過程三、點火系的工作過程 霍爾電子點火系（點火器內(nèi)裝專用點火集成塊）原理圖見圖4-21。Automobile Electrics第 4 章 點火系154.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)霍爾式普通電子點火系統(tǒng)1基本功能（1）發(fā)動機(jī)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(dāng)觸發(fā)葉輪的葉片進(jìn)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(dǎo)通VT，點火系初級電路接通：電源“”點火線圈W1點火控制器（

13、三極管VT）搭鐵。（2）當(dāng)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。見表4-1。Automobile Electrics第 4 章 點火系164.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)霍爾式普通電子點火系統(tǒng)2限流控制 （恒流控制） 為保證發(fā)動機(jī)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4-22。Automobile Electrics第 4 章 點火系174.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)

14、霍爾式普通電子點火系統(tǒng) 控制電路原理圖見圖423。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(dāng)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。 基本工作情況：當(dāng)大功率管飽和導(dǎo)通時，如果初級電流限流值時，初級電流逐漸增大；當(dāng)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(dǎo)通，集電極電位下降，VT向截止區(qū)偏移，初級電流下降；當(dāng)初級電流略低于限流值時，Rs反饋電壓使放大器F輸出端電壓下降，使VT1趨于截止，集電極電位上升

15、，VT趨于導(dǎo)通，初級電流上升。Automobile Electrics第 4 章 點火系184.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)霍爾式普通電子點火系統(tǒng) 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(dǎo)通期間，分電器軸轉(zhuǎn)過的角度，也稱導(dǎo)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(dá)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(dǎo)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4-24。Automobile Electrics第 4 章

16、點火系194.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)霍爾式普通電子點火系統(tǒng)（1）當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時，閉合角控制電路在低速時使VT延遲導(dǎo)通，高速時使VT提前導(dǎo)通，從而使VT導(dǎo)通時間基本不變，如圖4-24c所示。各種轉(zhuǎn)速下的閉合角見表4-2。 （2）當(dāng)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(dǎo)通時間隨電源電壓的增高而減小，反之增加，見圖4-25。各種電壓下閉合角見表4-3。 3）點火線圈參數(shù)變化時，閉合角進(jìn)行控制電路也會作出相應(yīng)的反應(yīng)，使閉合角做出小量改變。 表4-3電源電壓變化時的閉合角Automobile Electrics第 4 章 點火系204.3.2 4.3.2 霍爾式普通電子點火系統(tǒng)霍爾式普通電子點火系統(tǒng)四、使用注意事項四、使用注意事項 1拆卸點火系的導(dǎo)線時，應(yīng)先關(guān)掉點火開關(guān)；2當(dāng)利用起動機(jī)帶動發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)，而又不想使發(fā)動機(jī)起動時，應(yīng)拔下分電器中央高壓線，并將其搭鐵；3如果懷疑點火