汽車點火系金科版

1、汽車電氣系統(tǒng)維修第六章 汽車點火系1點火系概述：（一）點火系功用將蓄電池或發(fā)電機提供的低壓電變?yōu)楦邏弘姲凑瞻l(fā)動機的工作順序和點火時間的要求，適時、準確地將高壓電分配給各缸火花塞，使之跳火，點燃可燃混合氣2（二）點火系的要求1能產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的高電壓擊穿電壓火花塞電極之間產(chǎn)生火花的電壓。次級電壓通常被限制在30kV以內(nèi)。（過高？過低？）2火花應具有足夠的能量 一般要求電火花的點火能量為5080mJ，起動時應大于100mJ。3點火時刻應適應發(fā)動機的工況點火提前角 指從火花塞跳火開始到活塞壓縮行程上止點為止的一段時間內(nèi)發(fā)動機曲軸所轉(zhuǎn)過的角度。最佳點火提前角發(fā)動機發(fā)出功率最大和油耗最小時的

2、點火提前角3（三）點火系的類型1、按采用的電源不同分為蓄電池點火系和磁電機點火系兩大類。2、按點火控制方式不同分（1）機械觸點式點火系（傳統(tǒng)點火系） 由斷電器觸點的開、閉，控制點火線圈初級電流通斷。（2）電子點火系（普通電子點火系、微機控制點火系） 由電子點火器中的大功率三極管，控制點火線圈初級電流通斷。43、按儲存點火能量的方式分（1）電感蓄能式點火系（2）電容儲能式點火系4、按點火信號產(chǎn)生的方式分（1）電磁感應式點火系（2）霍爾效應式點火系（3）光電效應式點火系（4）電磁振蕩式點火系（三）點火系的類型5二、傳統(tǒng)點火系6二、傳統(tǒng)點火系7（一）組成8（一）組成傳統(tǒng)點火系統(tǒng)：電源、分電器、點火線

3、圈、火花塞、點火開關(guān)等。1、電源：供給點火系統(tǒng)所需的低壓電能。起動時由蓄電池供電，起動后由發(fā)電機供電。2、分電器：主要包括配電器、斷電器、電容器、點火提前裝置等部件。3、點火線圈：將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)變成高壓電4、火花塞：將高壓電引入氣缸燃燒室，產(chǎn)生電火花點燃混合氣。5、點火開關(guān)：控制發(fā)動機起動、運轉(zhuǎn)和熄火。9（二）傳統(tǒng)點火系的工作原理高、低壓電路（1）低壓電路 電流回路為：蓄電池或發(fā)電機“+”、電流表、點火開關(guān)“ON”檔、附加電阻、點火線圈初級繞組、斷電器活動觸點、固定觸點、搭鐵、蓄電池或發(fā)電機“”。（2）高壓電路 電流回路為：點火線圈次級繞組“+”、附加電阻、點火開關(guān)、電流表、蓄電池或發(fā)電

4、機、搭鐵、火花塞側(cè)電極、中心電極、配電器、點火線圈次級繞組“”。10（三）傳統(tǒng)點火系的工作過程1、觸點閉合、初級電流增長112、觸點打開，次級繞組產(chǎn)生高電壓初級繞組產(chǎn)生200300V的自感電動勢次級繞組產(chǎn)生1520kV的互感電動勢。（三）傳統(tǒng)點火系的工作過程123、火花塞電極間火花放電 點火線圈次級繞組產(chǎn)生的電壓上升到火花塞的擊穿電壓時，火花塞的電極間隙被擊穿，產(chǎn)生電火花，儲存在點火線圈及其系統(tǒng)中的能量以電火花的形式釋放出來。（三）傳統(tǒng)點火系的工作過程13（四）傳統(tǒng)點火系主要零件的結(jié)構(gòu)1、分電器的結(jié)構(gòu)和工作原理（1）斷電器周期性接通切斷低壓回路。（2）配電器按發(fā)動機的工作順序依次分配高壓電至各

5、缸火花塞。（3）離心調(diào)節(jié)器：轉(zhuǎn)速（4）真空調(diào)節(jié)器：負荷（5）電容器-保護觸點；提高二次高壓14分電器的結(jié)構(gòu)和工作原理1516（1）斷電器斷電器由一對觸點和凸輪組成。觸點間隙一般為0.350.45mm。（觸點間隙是怎么定義的？為什么要調(diào)整觸點間隙？如何調(diào)整？）凸輪凸角數(shù)=氣缸數(shù)凸輪由分電器軸驅(qū)動。觸點間隙的調(diào)整17（2）配電器由分火頭和分電器蓋組成。分火頭的導電片與殼體要絕緣。分火頭插在斷電器凸輪的頂端，隨分電器軸一起旋轉(zhuǎn)。18（3）點火提前機構(gòu)19離心點火提前裝置隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化自動調(diào)整點火提前角發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高， 點火提前角越大。2021真空點火提前裝置在發(fā)動機負荷變化時，自動調(diào)整點火提前角。

6、 負荷增大，點火提前角隨之減小。22真空點火提前裝置23（4）電容器與斷電器觸點并聯(lián)。吸收觸點打開時初級繞組產(chǎn)生的自感電動勢，減少觸點火花，防止觸電燒蝕；同時使初級電流迅速切斷，提高次級電壓。242、附加電阻附加電阻是正溫度系數(shù)的熱敏電阻，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。作用：自動調(diào)節(jié)初級電流，可以改善點火系的工作特性。253、點火線圈263、點火線圈273、點火線圈（1）開磁路式點火線圈 283、點火線圈（2）閉磁路點火線圈優(yōu)點是漏磁少，磁路的磁阻小，能量轉(zhuǎn)變效率高。293、點火線圈（2）閉磁路點火線圈303、點火線圈開磁路點火線圈

7、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%）閉磁路點火線圈的鐵心是“曰”字形或“口”字形，磁路中只設(shè)有一個微小的氣隙，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。314、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。32（1）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

8、冷卻至5060，因此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。6. 火花塞安裝位置要合適，以保證有合理的著火點?；鸹ㄈ麣饷苄詰敽?，以保證燃燒室不漏氣。 33（2）火花塞結(jié)構(gòu)火花塞主要由接觸頭、瓷絕緣體、中心電極、側(cè)電極和殼體等部分組成火花塞電極間隙多為0.60.7mm，電子點火其間隙可增大至1.01.2mm。34（3）火花塞的熱特性火花塞熱特性火花塞發(fā)火部位的熱量向發(fā)動機冷卻系統(tǒng)散發(fā)的性能?；鸹ㄈ摹白詢魷?/p>

9、度”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。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，會形成熾熱點，發(fā)生表面點火，使發(fā)動機遭受損壞。35（3）火花塞的熱特性火花塞裙部的長度影響火花塞熱特性的主要因素?！盁嵝汀被鸹ㄈ共枯^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。“冷型”火花塞裙部較短時，吸熱少，散熱多，裙部溫度較低。36三、普通電子點火系統(tǒng)1、基本組成點火?？旖邮招盘柊l(fā)生器的點火電信號，控制點火線圈初級電流的通斷；信號發(fā)生器產(chǎn)生與氣缸位置、曲軸轉(zhuǎn)角位

10、置相對應的電信號372、電子點火系類型電子點火系按點火信號發(fā)生器的不同分為電磁感應式霍爾效應式光電式電磁振蕩式三、普通電子點火系統(tǒng)38（一）電磁感應式電子點火系解放CA1092 39（一）電磁感應式電子點火系40（一）電磁感應式電子點火系1、工作原理412、磁感應信號發(fā)生器磁感應信號發(fā)生器產(chǎn)生與發(fā)動機曲軸位置相對應的磁感應電壓脈沖信號（交變的感應電動勢）。凸齒數(shù)氣缸數(shù) 轉(zhuǎn)子由分電器軸驅(qū)動42434445（二）霍爾效應式電子點火系 -普通桑塔納46（二）霍爾效應式電子點火系 -普通桑塔納471、霍爾式分電器結(jié)構(gòu)霍爾信號發(fā)生器配電器點火提前裝置482、霍爾原理霍爾電壓： UH=RH/dB 式中：R

11、H霍爾系數(shù)； d半導體基片厚度；電流； B磁通密度。當電流為定值時，霍爾電壓UH隨磁通密度B的大小而變化；同時也可以看出，霍爾電壓的高低與磁通的變化率無關(guān)。49503、信號電壓513、信號電壓在霍爾元件上得到的霍爾電壓UH一般為20mV左右，需要進行放大、整形后，變?yōu)樾盘栯妷篣G再輸送給電子點火器。524、工作電路53（三）光電式電子點火系54四、微機控制電子點火系統(tǒng)影響點火提前角的因素除轉(zhuǎn)速和負荷外，還有發(fā)動機冷卻液溫度、進氣溫度、節(jié)氣門開度等。微機控制點火系能滿足發(fā)動機最佳點火提前角的要求?？刂苾?nèi)容：點火提前角控制；點火線圈通電時間控制；發(fā)動機爆震控制。55微機控制點火系的組成56（一）微

12、機控制點火系的組成監(jiān)測發(fā)動機運行工況的傳感器；處理信號、發(fā)出指令的微電腦；控制點火線圈初級電流的電子點火器（點火模塊）以及點火線圈、分電器、高壓線、火花塞等。57581、傳感器59曲軸位置和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器 用來檢測曲軸轉(zhuǎn)角、活塞上止點位置和發(fā)動機轉(zhuǎn)速。是微機控制電子點火系最基本的輸入信號。磁感應式、霍爾式和光電式三類。 60豐田計算機控制系統(tǒng)(1FCCS)采用的磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器由分電器改進而成，由上、下兩部分組成。上部分為檢測曲軸位置基準信號(即氣缸識別與上止點信號，稱為G信號)發(fā)生器；下部分為曲軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號(稱為Ne信號)發(fā)生器。 611)Ne信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點：Ne信

13、號發(fā)生器安裝在G信號發(fā)生器的下面，主要由 No2信號轉(zhuǎn)子、Ne傳感線圈和磁頭組成。信號轉(zhuǎn)子固定在傳感器軸上，傳感器軸由配氣凸輪軸驅(qū)動，軸的上端套裝分火頭，轉(zhuǎn)子外制有24個凸齒。傳感線圈及磁頭固定在傳感器殼體內(nèi)，磁頭固定在傳感線圈中。 622)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號的產(chǎn)生原理與控制過程：當發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)時，配氣凸輪軸便驅(qū)動傳感器信號轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子凸齒與磁頭間的氣隙交替發(fā)生變化，傳感線圈的磁通隨之交替發(fā)生變化，就會感應產(chǎn)生交變電動勢.因為信號轉(zhuǎn)子有24個凸齒，所以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈，傳感線圈就會產(chǎn)生24個交變信號。傳感器軸每轉(zhuǎn)一圈相當于發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈，所以一個交變信號相當于曲軸旋轉(zhuǎn)30。相當于分火頭旋轉(zhuǎn)15

14、。ECU每接收Ne信號發(fā)生器24個信號，即可知道曲軸旋轉(zhuǎn)了兩圈、分火頭旋轉(zhuǎn)了一圈。ECU內(nèi)部程序根據(jù)每個Ne信號周期所占時間，即可計算確定發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速和分火頭轉(zhuǎn)速。為了精確控制點火提前角和噴油提前角，還需將每個信號周期所占的曲軸轉(zhuǎn)角分得更小。633)G信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點：G信號發(fā)生器用來檢測活塞上止點位置與判別是哪一個氣缸即將到達上止點位置等基準信號。故G信號發(fā)生器又稱為氣缸識別與上止點信號發(fā)生器或基準信號發(fā)生器。G信號發(fā)生器由No1信號轉(zhuǎn)子、傳感線圈G1、G2和磁頭等組成。信號轉(zhuǎn)子帶有兩個凸緣，固定在傳感器軸上。傳感線圈G1、G2相隔180安裝，G1線圈產(chǎn)生的信號對應于發(fā)動機第六缸壓縮上

15、止點前10、G2線圈產(chǎn)生的信號對應于發(fā)動機第一缸壓縮上止點前l(fā)0。 644)氣缸識別與上止點信號的產(chǎn)生原理與控制過程： 當發(fā)動機凸輪軸驅(qū)動傳感器軸旋轉(zhuǎn)時，G信號轉(zhuǎn)子的凸緣便交替經(jīng)過傳感線圈的磁頭，轉(zhuǎn)子凸緣與磁頭之間的氣隙交替發(fā)生變化，在傳感線圈Gl、G2中就會感應產(chǎn)生交變電動勢信號。當G信號轉(zhuǎn)子的凸緣部分接近傳感線圈G1的磁頭時，由于凸緣與磁頭之間的氣隙減小、磁通量增大、磁通變化率為正，因此傳感線圈G1中產(chǎn)生正向脈沖信號，稱為G1信號；當G信號轉(zhuǎn)子的凸緣部分接近傳感線圈G2時，由于凸緣與磁頭之間的氣隙減小、磁通量增大、磁通變化率為正，因此傳感線圈G2中也產(chǎn)生正向脈沖信號，稱為G2信號。當G信號

16、轉(zhuǎn)子的凸緣部分經(jīng)過G1、G2的磁頭時，由于凸緣與磁頭之間的氣隙不變、磁通量不變、磁通變化率為零，因此傳感線圈G1、G2中的感應電動勢均為零。當G信號轉(zhuǎn)子的凸緣部分離開G1、G2的磁頭時，由于凸緣與磁頭之間的氣隙增大、磁通量減小、磁通變化率為負，因此傳感線圈G1、G2中將感應產(chǎn)生負向交變電動勢信號。傳感器每轉(zhuǎn)一圈相當于曲軸轉(zhuǎn)兩圈,因為傳感線圈G1、G2相隔180安裝，所以G1、G2中各產(chǎn)生一個正向脈沖信號。其中G1信號對應于發(fā)動機第六缸，用來檢測第六缸上止點的位置；G2信號對應于第一缸，用來檢測第一缸上止點的位置。電子控制單元檢測的對應位置實際上是G轉(zhuǎn)子凸緣的前端接近并與傳感線圈G1、G2的磁頭

17、對齊時刻(此時磁通量最大、信號電壓為零)的位置，該位置對應于活塞壓縮上止點前10。 65662、ECU發(fā)動機工作時，ECU接收各種傳感器送來的信號，用內(nèi)存的程序和數(shù)據(jù)進行運算、處理、判斷后，輸出最佳點火提前角和點火線圈初級電流導通時間的控制信號（點火信號），并發(fā)送給電子點火器（點火模塊），控制點火模塊動作，達到準確控制點火的目的。673、電子點火器電控單元的執(zhí)行器之一。它按電控單元輸送的指令，通過內(nèi)部的大功率三極管導通和截止，控制點火線圈初級電流的通斷。有的發(fā)動機不另設(shè)點火模塊，大功率三極管組合在ECU內(nèi)部，由ECU直接控制點火線圈中初級電流的通斷。 68（二）微機控制點火系統(tǒng)的分類按有無分電

18、器分：1、有分電器2、無分電器按控制方式分：1、開環(huán)控制2、閉環(huán)控制691、有分電器702、無分電器（直接點火）獨立點火分組點火二極管配電點火71（1）獨立點火72（2）分組點火73（2）分組點火74（3）二極管配電式75 配電方式小總結(jié) 76（三）微機控制點火系統(tǒng)的控制1、控制電路分析77ECU根據(jù)傳感器的信號，產(chǎn)生點火信號（IGt）送至電子點火器。 當IGt信號為高電平時，點火線圈初級電流被接通，點火線圈儲存能量； 當IGt信號為低電平時，點火線圈初級電流被切斷，次級繞組中感應出高電壓，再由分電器送至相應缸的火花塞產(chǎn)生電火花。點火線圈初級電流被切斷時，觸發(fā)IGf信號發(fā)生電路，輸出一個點火確

19、認信號IGf并反饋給ECU。如果點火器中的功率三極管不能正常導通和截止，則ECU的微處理器接收不到反饋信號IGf，即表明點火系統(tǒng)發(fā)生故障，ECU稍后即中止燃油噴射。782、控制內(nèi)容（1）點火提前角的控制 發(fā)動機起動時點火提前角控制： 電控單元不進行最佳點火提前角調(diào)整控制，而是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號Ne和起動開關(guān)信號輸入，以固定不變的點火提前角點火。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過一定值時（大于500rmin），則自動轉(zhuǎn)入由電控單元控制的最佳點火提前角計算及控制程序。792、控制內(nèi)容發(fā)動機起動后的點火提前角控制：首先根據(jù)G信號和Ne信號確定初始點火提前角然后根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷確定基本點火提最后根據(jù)其他相關(guān)傳感器的

20、信號確定修正點火提前角 最佳點火提前角初始點火提前角基本點火提前角修正點火提前角（或點火延遲角）。80812、控制內(nèi)容初始點火提前角 發(fā)動機電控單元把G1或G2信號出現(xiàn)后第一個Ne信號過零點定位壓縮行程上止點前10，并以這個角度作為點火正時計算的基準點，稱之為初始點火提前角。基本點火提前角 發(fā)動機處于非起動工況時，電控單元根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷（進氣量）信號，從預置存儲在ECU存儲器中基本點火提前角脈譜（如圖3-43所示）中找出相應工況的基本點火提前角。822、控制內(nèi)容832、控制內(nèi)容修正點火提前角 除了轉(zhuǎn)速和負荷外，其他對點火提前角有影響的因素均歸入到修正點火提前角中。修正點火提前角所包括的修正值有： 暖機修正； 過熱修正； 怠速穩(wěn)定性修正等。842、控制內(nèi)容暖機修正 發(fā)動機冷起動后，當冷卻液溫度低時，應增大點火提前角。 暖機過程中，隨冷卻液溫度升高，點火提前角的變化趨勢如圖所示。852、控制內(nèi)容過熱修正 非怠速運行工況（怠速觸點IDL斷開），冷卻液溫度過高時，為了避免爆燃發(fā)生，應減小點火提前角； 怠速運行工況（怠速觸點IDL閉合），冷卻液溫度過高時，應增大點火提前角。862、控制內(nèi)容怠速穩(wěn)定性修正 在怠速期間，由于發(fā)動機負荷變化（如空調(diào)、動力轉(zhuǎn)向等）而使轉(zhuǎn)速改變，ECU不斷地計算發(fā)動機的平均轉(zhuǎn)速，與目標轉(zhuǎn)速進行比較后，對