汽车电气设备-第四章-点火系统ppt课件

1、第四章 点火系统概述概述1、点火系的功用 点火系的作用是将汽车的低压点火系的作用是将汽车的低压电变为高压电，并适时送到点火电变为高压电，并适时送到点火缸火花塞，击穿火花塞间隙，点缸火花塞，击穿火花塞间隙，点燃混合气，使发动机做功。燃混合气，使发动机做功。第一节 概 述1 1、传统、传统点火系点火系2 2、普通、普通电子点电子点火系火系3 3、微、微机控制机控制点火系点火系已淘汰已淘汰正在淘汰正在淘汰正在广泛运用正在广泛运用2、点火系的种类3、发动机对点火系的要求1能产生足以击穿火花塞能产生足以击穿火花塞间隙的电压间隙的电压 810kV2火花应具有一定的能量火花应具有一定的能量5080mJ3点火

2、时间应顺应发动机点火时间应顺应发动机的工况最正确点火时的工况最正确点火时间间 第二节普通电子点火系一、传统点火系 1.组成点火开关：作用是控制电路通电。电源：作电源：作用是供应用是供应电能电能点火线圈：作用是点火线圈：作用是将将12V低压电变为低压电变为1525KV高压电。高压电。分电器：作用是适时控分电器：作用是适时控制初级电路通断，按顺制初级电路通断，按顺序分配火花到各缸序分配火花到各缸火花塞：作用是将高火花塞：作用是将高压电引入气缸并产生压电引入气缸并产生火花点燃混合气。火花点燃混合气。附加电阻：作用附加电阻：作用是改善点火性能是改善点火性能和起动性能和起动性能2.任务原理3.传统点火系

3、点火过程初级电路接通，点火线圈积存能量；初级电路接通，点火线圈积存能量；初级电路切断，点火线圈产生次级高压；初级电路切断，点火线圈产生次级高压；次级高压加到火花塞上，击穿火花塞间隙，次级高压加到火花塞上，击穿火花塞间隙，点燃混合气。点燃混合气。接通、切断，必需自动完成。接通、切断，必需自动完成。二、无触点电子点火系1.无触点电子点火系统的类型1 1磁感应式无触点电子点火系统；磁感应式无触点电子点火系统；2 2霍尔式无触点电子点火系统；霍尔式无触点电子点火系统；3 3光电式无触点电子点火系统；光电式无触点电子点火系统；4 4电磁振荡式无触点电子点火系统。电磁振荡式无触点电子点火系统。2. 无触点

4、电子点火系的组成点火开关：作点火开关：作用是控制电路用是控制电路通电。通电。电源：作电源：作用是供应用是供应电能电能点火线圈：作用是点火线圈：作用是将将12V低压电变为低压电变为1525KV高压电。高压电。点火器：点火器：作用是控作用是控制初级电制初级电路通断路通断分电器：提供点火分电器：提供点火信号；按顺序分配火信号；按顺序分配火花到各缸；按发动机花到各缸；按发动机工况改动点火时间工况改动点火时间火花塞：作用火花塞：作用是将高压电引入是将高压电引入气缸并产生火花气缸并产生火花点燃混合气。点燃混合气。3.无触点电子点火系的分电器分电器构造分三部分：分电器构造分三部分：1 1信号发生器：信号发生

5、器： 磁感应式；霍尔式；光电式；电磁振荡式磁感应式；霍尔式；光电式；电磁振荡式2 2配电器配电器3 3点火提早机构点火提早机构 真空提早机构真空提早机构: : 作用是随发动机负荷的变化自动改动点火提早角；作用是随发动机负荷的变化自动改动点火提早角； 离心提早机构离心提早机构: : 作用是根据转速的变化自动改动点火提早角。作用是根据转速的变化自动改动点火提早角。传统点火系和电子点火系的比较1、电子点火系中由点火控制器初级电路通断、传统、电子点火系中由点火控制器初级电路通断、传统点火系没有点火器；点火系没有点火器；2、电子点火系的分电器和传统点火系的分电器机构、电子点火系的分电器和传统点火系的分电

6、器机构不同；不同；3、电子点火系点火能量高，性能好。、电子点火系点火能量高，性能好。二、电子点火系分电器的构造和任务原理1. 1.磁感应式磁脉冲式磁感应式磁脉冲式信号发生器：信号发生器：1 1 组成：信号转子、永组成：信号转子、永久磁铁、铁心、传感线久磁铁、铁心、传感线圈；圈；2 2 作用：产生点火控制作用：产生点火控制信号，送到点火器；信号，送到点火器；3 3安装位置：安装在分安装位置：安装在分电器中原来安装断电器电器中原来安装断电器触点的活动底板上。触点的活动底板上。 2.配电器 配电器的作用是：将高压电配电器的作用是：将高压电按发动机点火顺序分配给各按发动机点火顺序分配给各缸。缸。 1由

7、分电器盖和分火头组成；由分电器盖和分火头组成； 2分电器盖；分电器盖； 3分火头装分电器凸轮轴上，分火头装分电器凸轮轴上，导电片将中央高压电引入旁导电片将中央高压电引入旁电极，和旁电极之间有电极，和旁电极之间有0.250.8mm的间隙；的间隙； 4分缸线如今多为阻尼线。分缸线如今多为阻尼线。3.点火提早机构 点火提早机构：作用是根据发点火提早机构：作用是根据发动机的转速、负荷自动改动点动机的转速、负荷自动改动点火提早角。火提早角。 1离心提早机构离心提早机构:作用是根据作用是根据转速的变化自动改动点火提早转速的变化自动改动点火提早角角 2真空提早机构真空提早机构:作用是随发作用是随发动机负荷的

8、变化自动改动点火动机负荷的变化自动改动点火提早角提早角 3辛烷值选择器辛烷值选择器(人工调理器人工调理器)2真空提早机真空提早机构构:作用是随作用是随发动机负荷的发动机负荷的变化自动改动变化自动改动点火提早角点火提早角 第四节 点火线圈 点火线点火线圈是将低圈是将低压电变为压电变为高压电的高压电的主要部件，主要部件，是汽车点是汽车点火系的高火系的高压电源。压电源。 一、点一、点火线圈的火线圈的构造：构造： 1.开磁路开磁路点火线圈点火线圈 第四节 点火线圈 一、点一、点火线圈火线圈的构造：的构造： 2.闭磁闭磁路点火路点火线圈线圈第四节 点火线圈二、 附加电阻 1作用：处理点火线圈高速断火和低

9、速发热的问题。 2在起动时为获得较强的点火能量，需将附加电阻短路，有起动机电磁开关自动完成三、点火线圈的检验 点火线圈的检验主要包括：初级绕组和次级绕组的断路、短路、搭铁缺点检验，发火强度检验。 1初级绕组和次级绕组的断路、短路、搭铁缺点检验 1丈量电阻法 2试灯检验法 2点火线圈的发火强度检验 1在实验台上进展 2对比法检验第五节：火花塞火花塞的任务条件及对其要求：火花塞的任务条件及对其要求：1、受高压燃气冲击及发动机振动，故应有足够的、受高压燃气冲击及发动机振动，故应有足够的机械强度。机械强度。2、受冲击性高电压作用，故应有足够的绝缘强度。、受冲击性高电压作用，故应有足够的绝缘强度。3、应

10、能接受温度的猛烈变化。、应能接受温度的猛烈变化。4、火花塞的电极应采用耐腐蚀资料。、火花塞的电极应采用耐腐蚀资料。5、应有适当的电极间隙和安装位置，气密性要良、应有适当的电极间隙和安装位置，气密性要良好。好。火花塞的构造1、接线螺母、接线螺母2、高氧化铝陶瓷绝缘体、高氧化铝陶瓷绝缘体3、商标、商标4、钢质壳体六角形、钢质壳体六角形5、内垫圈密封导热、内垫圈密封导热6、密封垫圈、密封垫圈7、中心电极导电杆、中心电极导电杆8、火花塞裙部螺纹、火花塞裙部螺纹9、电极间隙、电极间隙10、中心电极和侧电极、中心电极和侧电极11、型号、型号12、去干扰电阻、去干扰电阻提高对点提高对点火系电磁火系电磁干扰的

11、抑干扰的抑制才干制才干其他一些型式的火花塞多极多极火花火花塞塞改善点改善点火性能火性能“V型型电极火电极火花塞花塞其他一些型式的火花塞火花塞的热特性火花塞裙部的温度：火花塞裙部的温度： 1、500700为自净温度，适当。为自净温度，适当。 2、温度过高，构成炽热点火，损坏发动机。、温度过高，构成炽热点火，损坏发动机。决议受热情况和散热条件决议受热情况和散热条件热型：裙部较长，吸热多，散热难，温度高热型：裙部较长，吸热多，散热难，温度高冷型：裙部较短，吸热少，散热易，温度低冷型：裙部较短，吸热少，散热易，温度低适用于大功率高紧缩适用于大功率高紧缩比高转速的发动机比高转速的发动机功率转速和紧缩比功

12、率转速和紧缩比较低的发动机较低的发动机火花塞的散热热型和冷型火花塞火花塞的型号E 4 T1989年规范：年规范：1、表示火花塞构造类型和主要型式尺寸。、表示火花塞构造类型和主要型式尺寸。2、表示火花塞热值。、表示火花塞热值。3、表示火花塞派消费品构造特征，、表示火花塞派消费品构造特征，发火端特征资料特性及特殊技术要求。发火端特征资料特性及特殊技术要求。123火花塞运用中常见的缺点集炭集炭烧蚀烧蚀烧蚀烧蚀第六节 磁脉冲式无触点火安装磁感应式电源电源点火开关点火开关附加电阻附加电阻点火线圈点火线圈点火器点火器配电器配电器信号发信号发生器生器火花塞火花塞1.磁感应式磁脉冲式信号发生器1 1组成：信号

13、转子、组成：信号转子、永久磁铁、铁心、永久磁铁、铁心、传感线圈；传感线圈；2 2 作用：产生点火作用：产生点火控制信号，送到控制信号，送到点火器；点火器；3 3安装位置：安装安装位置：安装在分电器中原来在分电器中原来安装断电器触点安装断电器触点的活动底板上。的活动底板上。 4 任务原理：当任务原理：当信号转子随分电信号转子随分电器轴转动时，信器轴转动时，信号转子的凸齿与号转子的凸齿与铁心的空气隙发铁心的空气隙发生变化，使经过生变化，使经过传感线圈的磁通传感线圈的磁通发生变化，因此发生变化，因此传感线圈中便产传感线圈中便产生感应的交变电生感应的交变电压信号，用这个压信号，用这个信号作为点火控信号

14、作为点火控制信号。制信号。5转速对信号电压波形的影响6 铁心间隙对信号对信号电压波形的影响AB第七节 霍尔式无触点电子点火系 1、霍尔效应原理：、霍尔效应原理： 如下图，当电流如下图，当电流I经过放在磁经过放在磁场中的半导体基片称为霍场中的半导体基片称为霍尔元件且电流方向和磁场尔元件且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直与电流方向垂直时，在垂直与电流和半导体基片的横向侧面上和半导体基片的横向侧面上即产生一个电压，这个电压即产生一个电压，这个电压称为霍尔电压称为霍尔电压UH 霍尔电压霍尔电压UH的大小：的大小： UIBdRUHH2、霍尔式信号发生器 1霍尔信号发生器的根本构造：霍尔信号发生器的根本构

15、造： a 触发叶轮：触发叶轮： b 霍尔传感器：霍尔传感器： 由永久磁铁霍尔集成块组成由永久磁铁霍尔集成块组成 2、霍尔式信号发生器1霍尔信号发生器的根本构造：霍尔信号发生器的根本构造： 霍尔集成块：霍尔元件和集成电路霍尔集成块：霍尔元件和集成电路 2原理：原理： 触发叶轮转动时，每当叶片进触发叶轮转动时，每当叶片进入空气隙，磁场被旁路，霍尔元件入空气隙，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，集成电路输出端不产生霍尔电压，集成电路输出端三极管截止，信号发生器输出高电三极管截止，信号发生器输出高电位；位； 当触发叶轮分开空气隙，永久当触发叶轮分开空气隙，永久磁铁的磁统统过霍尔集成块，构成磁铁的磁统

16、统过霍尔集成块，构成回路，这时，霍尔集成块产生霍尔回路，这时，霍尔集成块产生霍尔电压，集成电路输出端三极管导通，电压，集成电路输出端三极管导通，信号发生器输出低电位。信号发生器输出低电位。 叶片不停的转动，信号发生器叶片不停的转动，信号发生器输出一个矩形波信号，作为控制信输出一个矩形波信号，作为控制信号给点火器。由点火器控制初级电号给点火器。由点火器控制初级电路的通断。路的通断。霍尔信号发生器的优缺陷： 1任务可靠，无磨损，不受灰尘任务可靠，无磨损，不受灰尘油污影响，无调整部件，小型巩油污影响，无调整部件，小型巩固，寿命长。固，寿命长。 2发动机起动性能好，信号的强发动机起动性能好，信号的强弱

17、与发当即转速无关。弱与发当即转速无关。 3价钱较高价钱较高点火器点火器功能：控制初级电路通断;控制初级电流大小；控制闭合角大小；停电维护；过压维护，反向维护，慢恢复控制 点火器电路图 1根本功能根本功能 接通点火开关，发动机转动，分电器的信号发生接通点火开关，发动机转动，分电器的信号发生器叶片转动，叶片进入空气隙，信号发生器输出高电器叶片转动，叶片进入空气隙，信号发生器输出高电位，送入点火器，点火器经过内部电路适时地驱动末位，送入点火器，点火器经过内部电路适时地驱动末级大功率三极管导通，初级电路接通；级大功率三极管导通，初级电路接通； 叶片分开空气隙时辰，信号发生器输出端由高电叶片分开空气隙时

18、辰，信号发生器输出端由高电位下跳为低电位，点火器大功率三极管导通，初级位下跳为低电位，点火器大功率三极管导通，初级电路切断，产生次级高压。电路切断，产生次级高压。 点火器的其它功能2 限流控制限流控制 恒流控制恒流控制 桑车采用高能桑车采用高能点火线圈点火线圈; 高能点火线圈高能点火线圈初级电路电阻初级电路电阻小，电感小初小，电感小初级电流增长快，级电流增长快，初级电流大，初级电流大，假设不控制，假设不控制，点火线圈和点点火线圈和点火器会因过热火器会因过热而损坏。而损坏。点火器的其它功能3 闭合角控制闭合角控制闭合角定义：闭合角定义： 闭合角是指闭合角是指点火器中控点火器中控制初级电路制初级电

19、路的大功率三的大功率三极管在导通极管在导通期间分电器期间分电器轴转过的角轴转过的角度。度。闭合角控制的必闭合角控制的必要性：要性： 假设不假设不控制，低速时，控制，低速时，限流时间过长，限流时间过长，呵斥点火线圈寿呵斥点火线圈寿命降低，大功率命降低，大功率管过渡发热；管过渡发热； 3 闭合角控制的方法闭合角控制的方法 在点火器中的闭合角控制电路，使发动机转速低时，在点火器中的闭合角控制电路，使发动机转速低时，延迟大功率管的导通，在转速高时提早导通，使大功率延迟大功率管的导通，在转速高时提早导通，使大功率管管VT的导通时间坚持不变。的导通时间坚持不变。 实践上控制以下情况下的时间实践上控制以下情

20、况下的时间t2坚持不变：坚持不变： 转速变化时；转速变化时； 电源电压变化时；电源电压变化时； 点火线圈参数变化时。点火线圈参数变化时。 假设转速等要素变化时，导通时间坚持不变，那么闭假设转速等要素变化时，导通时间坚持不变，那么闭合角导通角是变化的。合角导通角是变化的。 闭合角的变化由点火器中闭合角控制电路控制。闭合角的变化由点火器中闭合角控制电路控制。 4 停车断电维护停车断电维护 因汽车的停驶因汽车的停驶时间是随机的，就时间是随机的，就能够会处在初级电能够会处在初级电路导通期间而停驶，路导通期间而停驶，假设此时点火开关假设此时点火开关忘记关断，就会导忘记关断，就会导致点火线圈和大功致点火线

21、圈和大功率管长期通电而加率管长期通电而加速损坏，因此而设速损坏，因此而设置停车断电维护功置停车断电维护功能。能。第九节微机控制点火系1、微机控制点火系的组成 这种点火系统主要由与点火有关这种点火系统主要由与点火有关的各种传感器、电子控制器的各种传感器、电子控制器ECU电脑、点火电子组件电脑、点火电子组件点火器、点火线圈、配电器、点火器、点火线圈、配电器、火花塞等组成，如下图。火花塞等组成，如下图。 1、传感器、传感器 传感器用来不断地检测与点火有关的发动机任务情传感器用来不断地检测与点火有关的发动机任务情况信息，并将检测结果输入电子控制器，作为运算和控况信息，并将检测结果输入电子控制器，作为运

22、算和控制点火时辰的根据。各车型运用的传感器类型、数量、制点火时辰的根据。各车型运用的传感器类型、数量、构造及安装位置不同，但其作用大同小异。微机控制的构造及安装位置不同，但其作用大同小异。微机控制的电子点火系统中所用的传感器主要有以下几种：电子点火系统中所用的传感器主要有以下几种： l曲轴位置传感器：检测两个信号：曲轴位置传感器：检测两个信号： 曲轴转角曲轴转角 (或发动机转速或发动机转速) ，检测发动机转速信号，检测发动机转速信号 曲轴基准位置点火基准传感器曲轴基准位置点火基准传感器,活塞上止点位置：活塞上止点位置：检测基准缸活塞上止点位置信号凸轮轴位置传感器检测基准缸活塞上止点位置信号凸轮

23、轴位置传感器2空气流量计进气管负压传感器检测进气量信号空气流量计进气管负压传感器检测进气量信号 ；3冷却液温传感器：检测水温信号；冷却液温传感器：检测水温信号；4氧传感器：检测空燃比浓稀信号；氧传感器：检测空燃比浓稀信号；5节气门位置传感器：检测节气门的开度和加速信号节气门位置传感器：检测节气门的开度和加速信号 ；6车速传感器：检测车速信号；车速传感器：检测车速信号；7空档开关：检测变速器空档信号；空档开关：检测变速器空档信号；8点火开关：检测点火形状还是起动形状信号点火开关：检测点火形状还是起动形状信号 ；9空调开关：检测空调是开还是关信号；空调开关：检测空调是开还是关信号；10蓄电池：检测

24、电池电压信号；蓄电池：检测电池电压信号；11进气温度传感器：检测进气温度信号；进气温度传感器：检测进气温度信号；12爆震传感器：检测爆震信号。爆震传感器：检测爆震信号。 2电子控制器电子控制器ECU 控制电脑普通被称为控制电脑普通被称为ECU，英文为，英文为Electronic Control Unit 它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢，作用它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢，作用是接纳上述各有关传感器信号，并按照特定的程序进是接纳上述各有关传感器信号，并按照特定的程序进展判别、运算后，给点火电子组件输出最正确点火提展判别、运算后，给点火电子组件输出最正确点火提早角和初级电路导通时间的控

25、制信号。在现代发动机早角和初级电路导通时间的控制信号。在现代发动机集中控制系统中，点火系统仅是电子控制器的一个子集中控制系统中，点火系统仅是电子控制器的一个子系统。系统。 2电子控制器电子控制器ECU： 中央处置器中央处置器CPU、存储器、存储器RAM、ROM、输、输入入/输出接口输出接口I/O、总线及电源供应电路等部分组成。、总线及电源供应电路等部分组成。 3点火器点火器 点火器是综合控制的执行器之一，点火点火器是综合控制的执行器之一，点火器的作用是根据器的作用是根据ECU的指令，经过内部的大功的指令，经过内部的大功率三极管的导通和截止，控制初级电流的的通率三极管的导通和截止，控制初级电流的

26、的通断，完成点火任务。断，完成点火任务。 各种发动机的点火器构造各不一样，有的各种发动机的点火器构造各不一样，有的点火器除接通、切断初级电路的功能外，还有点火器除接通、切断初级电路的功能外，还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。等功能。 也有的发动机不设点火器，控制初级电路也有的发动机不设点火器，控制初级电路的大功率三极管设在控制器的大功率三极管设在控制器ECU内部。内部。 4、点火线圈、点火线圈 与微机控制电子点火系所匹配的点与微机控制电子点火系所匹配的点火线圈为公用高能点火线圈，普通采用火线圈为公用高能点火线圈，普通采用闭磁路，能量损失

27、小，对外电磁干扰小。闭磁路，能量损失小，对外电磁干扰小。 5、分电器、分电器 微机控制点火系的分电器构造随发动机型号的不同微机控制点火系的分电器构造随发动机型号的不同有较大差别；有较大差别； 由配电器和凸轮轴位置传感器成；由配电器和凸轮轴位置传感器成； 如今，不少汽车发动机取消了分电器称无分电器微如今，不少汽车发动机取消了分电器称无分电器微机控制点火系。机控制点火系。 2、微机控制点火系的分类、微机控制点火系的分类 微机控制点火系统，按照能微机控制点火系统，按照能否保管传统的分电器本质上指否保管传统的分电器本质上指配电器，可分为两大类：配电器，可分为两大类： 1有分电器点火系统有分电器点火系统

28、; 2无分电器点火系统无分电器点火系统 同时点火方式同时点火方式 单独点火方式单独点火方式1 1有分电器点火系统非直接点火系统有分电器点火系统非直接点火系统 仍保管分电器的微机控制点火系称为非直接点火系仍保管分电器的微机控制点火系称为非直接点火系统。统。 该系统中，点火线圈的高压电是经配电器进展分配该系统中，点火线圈的高压电是经配电器进展分配的，即由分火头和分电器盖组成的配电器，按照点的，即由分火头和分电器盖组成的配电器，按照点火顺序适时地将高压电分配至各气缸，使各缸火花火顺序适时地将高压电分配至各气缸，使各缸火花塞依次点火塞依次点火 。2 2无分电器点火系统无分电器点火系统 ( (直接点火系统直接点火系统 ) ) 该系统中点火线圈上的高压线直接与火花塞相连，该系统中点火线圈上的高压线直接与火花塞相连，任务时，点火线圈产生的高压电直接送到各火花塞、任务时，点火线圈产生的高压电直接送到各火花塞、由微机根据各传感器输入的信息，按照发动机的点由微机根据各传感器输入的信息，按照发动机的点火顺序，适时地控制各缸火花塞点火。火顺序，适时地控制各缸火花塞点火。两缸同时点火两缸同时点火丰田汽车发动机微机控制系统丰田汽车发动机微机控制系统丰田点火系丰田点火系1、