汽车电子点火系统

1、第三章 电子点火系统 学习目标第一节 概述 第二节 磁感应式电子点火系统 第三节 霍尔式电子点火系统 第四节 微机控制点火系统 小结习题学习目标 1、掌握磁感应式和霍尔式电子点火系的组 成、结构与工作原理。2、掌握微机控制点火系的特点、分类、组 成和工作原理。3、能识别微机控制点火系统的各组成件和 基本电路。4、会对电子点火系统故障进行检查。 第一节 概述 一、传统点火系统的缺陷 1、触点容易烧蚀。 2、火花能量的提高受到限制。 3、高速时次级电压降低。 4、对火花塞积炭和污染敏感。二、电子点火系统的基本组成和类型 1、基本组成 2、类型 一、传统点火系统的缺陷 传统点火系统因断电器触点的存在

2、，有下列几个根本性缺点根本性缺点： 1、触点容易烧蚀 触点间产生火花，将触点烧蚀，触点反复开闭，触点臂顶块与凸轮长期摩擦而磨损，造成触点间隙变化，点火正时不稳定，必须经常打磨触点，并调整触点间隙。给使用带来很大不便。 2、火花能量的提高受到限制 初级电流受到断电器触点的限制（一般不超过5A），因此火花能量提高受到了限制。 3、高速时次级电压降低 发动机高速时，断电器触点闭合时间短，初级电流比较小，因此次级高压随转速的升高而显著下降，不能保证高速、高压缩比、多缸发动机的可靠点火。 4、对火花塞积炭和污染敏感 由于触点打开时，触点间电弧放电影响，火花塞电极间的电压上升速率低。当火花塞积炭时，次级电

3、压上升过程中的漏电量就较多，使次级最高电压下降较为明显。因此，传统点火系统对火花塞积炭很敏感。 传统点火系统由于产生的高压电比较低、高速时工作不可靠、需要经常检查和维护等难以克服的缺点，已不能满足现代汽车发动机高转速、高压缩比、低油耗、低排放的发展要求，正被电子点火系统和微机控制点火系统所代替。 电子点火系统的基本组成电子点火系统的基本组成二、电子点火系统的基本组成和类型1 1、基本组成、基本组成点火信号发生器、点火器、点火开关、点火线圈、火花塞等 2 2、类型、类型（1 1）按有无触点分）按有无触点分有触点式：已淘汰。无触点式：广泛使用。（2 2）按储能方式分）按储能方式分电感储能式：火花能

4、量以磁场形式储存在点火 线 圈 中 ， 广 泛 用 于 汽 车 发 动 机 。 电容储能式：火花能量以电场的形式储存在专门的储能电容器中，多用于赛车发动机。（3 3）按信号发生器型式分按信号发生器型式分磁感应式（磁脉冲式）：普遍应用。霍尔式：西欧车、部分美国车。光电式：应用较少。电磁震荡式：应用较少。 点火系统能量储存方式点火系统能量储存方式 l-电感线圈；2-火花塞；3-储能电容；4-晶闸管 磁感应式（磁脉冲式）磁感应式（磁脉冲式）霍尔式霍尔式光电式光电式本章主要介绍使用较多的无触点电感储能式（磁感应和霍尔式）电子点火系统。电子点火系统具有点火电压和点火能量高，受发动机工况和使用条件的影响小

5、，结构简单，工作可靠，维护、调整工作量小，节约燃油，减小污染等特点。 第二节 磁感应式电子点火系统 磁感应式电子点火系统也称磁脉冲电子点火系统。其点火信号发生器采用电磁感应的基本原理制成。 目前，国产CAl092载货车、EQl090载货车、北京切诺基、二汽富康轿车、日本丰田轿车等均装用磁脉冲式电子点火系统。 一、丰田20R型发动机用磁感应式电子点火系统 二、解放CAl092型载货汽车的磁感应式电子点火系统 三、磁感应式电子点火装置的故障检查一、丰田20R型发动机用磁感应式电子点火系统 基本组成基本组成: :由磁感应式信号发生器、点火电子组件、分电器、火花塞、点火线圈等组成。1 1、磁感应式点、

6、磁感应式点火信号发生器火信号发生器 2 2、点火电子组、点火电子组件件 丰田丰田20R20R型发动机用磁感应式电子点火系统型发动机用磁感应式电子点火系统1-磁感应式点火信号发生器；2-点火电子组件；3-分电器；4-火花塞；5-点火线圈 1、磁感应式点火信号发生器（1）磁感应式点火信号发生器磁感应式点火信号发生器1-传感线圈；2-永久磁铁；3-信号转子；4-铁心 （1）组成）组成 由信号转子、传感线圈、铁心、永久磁铁等组成。 整个信号发生器装在分电器内。永久磁铁2和铁心4固定在分电器内，传感线圈1绕在铁心上。信号转子3由分电器轴带动，其上的凸齿数与发动机汽缸数相同。1、磁感应式点火信号发生器（2

7、）a)靠近 b)正对 c)离开1-信号转子；2-传感线圈；3-铁心；4-永久磁铁磁感应式点火信号发生器工作原理磁感应式点火信号发生器工作原理（2）工作原理）工作原理利用电磁感应原理。信号转子转动时，信号转子的凸齿与铁心的空气隙发生变化，使通过传感线圈的磁通发生变化，传感线圈便产生感应的交变电动势，感应电动势的大小与磁通变化率成正比，感应电流产生的磁通阻碍原磁通的变化。该交变电动势输入到点火器，以控制点火系统工作。不同转速下传感线圈磁通变化和感应电动势 左：低速低速右：高速高速工作过程：工作过程：靠近时：靠近时：信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间的空气隙越来越小，通过传

8、感线圈的磁通逐渐增大，当信号转子转到某一位置I时，磁通变化率最大(a点)，其感应电动势最高。 正对时：正对时：信号转子继续转动，虽然磁通仍然增加，但磁通变化率减低，当信号转子凸齿的中心正对铁心的中心线时，空气隙最小，磁通最大，但磁通的变化率为零(b点)，因而传感线圈中的感应电动势亦为零。 离开时：离开时：转子继续转动，空气隙又逐渐增大，磁通逐渐减小，当信号转子转到某一位置时，磁通减小的变化率最大(c点)，线圈感应电动势(反方向)的绝对值最大。信号转子每转一圈产生四个交变信号。发动机转速升高，磁通变化率增大，感应电动势峰值也增大。 （3 3）优缺点）优缺点 结构简单，工作可靠，耐高温，适用于各种

9、环境。但感应信号电压随发 动 机 转 速 变 化（0.1-100V），转速低时信号较弱。 2、点火电子组件（点火器）（1） 丰田丰田20R20R型发动机用磁感应式电子点火系统型发动机用磁感应式电子点火系统1-磁感应式点火信号发生器；2-点火电子组件；3-分电器；4-火花塞；5-点火线圈 （1 1）基本电路）基本电路由三部分组成：点火信号检出电路(三极管VT2)；开关放大电路(三极管VT3、VT4)；大功率三极管VT5。（2）工作原理）工作原理点火器中各三极管作用VT1-发射极与集电极相连，相当于一个二极管，起温度补偿作用；VT2-触发管，起信号检测作用；VT3、VT4-放大作用，将VT2输出放

10、大以驱动VT5；VT5-大功率管，控制初级电流的通断。 2、点火电子组件（点火器）（2） 丰田丰田20R20R型发动机用磁感应式电子点火系统型发动机用磁感应式电子点火系统1-磁感应式点火信号发生器；2-点火电子组件；3-分电器；4-火花塞；5-点火线圈 （2）工作原理）工作原理接通点火开关SW（无信号输出）VT1、VT2导通，VT3截止，VT5、VT5导通，初级电路接通，在线圈中形成磁场。其电路是：蓄电池正极点火开关SW附加电阻Rf点火线圈初级绕组 V T 5（集电极、发射极）搭铁蓄电池负极。 （2）工作原理）工作原理起动发动机，分电器转动，信号发生器产生交变电动势信号传感线圈中产生正向信号电

11、压时，VT1截止，VT2导通，VT3截止，VT4、VT5导通，初级电路仍然接通。传感线圈中产生负向信号电压时，VT1导通，VT2截止，VT3导通，VT4、VT5截止，初级电路切断，磁场迅速消失，次级绕组产生高压。 其它元件作用VD1、VD2-反向串联后与信号发生器传感线圈并联，高转速时，使传感线圈输出的正向和负向电压稳定在某一数值，保护VT2不受损害；VD3-与R4组成稳压电路，稳定VT1、VT2的电源电压；VD4-当VT5管截止时，将初级绕组的自感电动势限制在某一值内，保护VT5管；C1-消除点火信号发生器传感线圈输出电压波形上的毛刺，防止误点火；C2-与R4组成阻容吸收电路，吸收瞬时过电压

12、，防止误点火；R3正反馈电阻，作用是加速VT2（也即VT5）的翻转，从而减少VT5的翻转时间，降低VT5的温升。 2、点火电子组件（点火器）（3）信号发生器输出电压信号发生器输出电压与三极管与三极管VT2、VT5以以及次级电压及次级电压U2关系：关系： 传感线圈产生正向正向信号电压信号电压：VT1截止，VT2导通，VT3截止，VT4、VT5导通，初级电路接通。 传感线圈产生负向负向信号电压信号电压：VT1导通，VT2截止，VT3导通，VT4、VT5截止，初级电路切断，磁场迅速消失，次级绕组产生高压。 VT1相当二极管起温度补偿作用 温度补偿作用：温度补偿作用：VT1-发射极与集电极相连，相当于

13、一个二极管。VTl和VT2型号相同，高温时，由于VT2的开启电压Ube降低，使VT2提前导通而滞后截止，从而导致点火滞后。将温度特性与VT2相同的VTl和VT2并联，温度升高时，由于VTl管压降降低，使Up下降，正好补偿了温度升高对VT2的影响，使VT2的导通和截止时间与常温时基本相同。二、解放CAl092型载货汽车磁感应式电子点火系统 系统组成：系统组成：主要由电源、点火开关、磁感应式分电器（WFD663型）、点火电子组件（6TS2107型）、点火线圈（JDQ172型高能）、火花塞等组成。 1 1、磁感应式点火信、磁感应式点火信号发生器号发生器 2 2、点火电子祖件、点火电子祖件 解放解放C

14、Al092CAl092型汽车磁感应式电子点火系统型汽车磁感应式电子点火系统1-电源；2-点火开关；3-点火线圈；4-点火电子组件；5-磁感应式分电器；6-火花塞 1、磁感应式点火信号发生器（1）CAL092CAL092型汽车用磁感应式点火信号发生器型汽车用磁感应式点火信号发生器l-转子轴；2-信号转子；3-传感线圈；4-定子；5-永久磁环；6-导磁板（活动底版）；7-固定底板；8-插接器；9-外壳；10-真空点火提前装置 （1）组成：）组成：由信号转子、传感线圈、定子、永久磁环、导磁板等组成。信号发生器安装在分电器内。永久磁铁为盘状，一面为N极，一面为S极，安装在磁铁上端的软铁有6个向上弯曲的

15、极爪，构成定子磁极。导磁转子的6个极爪则向下弯曲，传感线圈安装在转子与定子之间，并与转子同心，整个装置呈对称分布。磁路：磁路：永久磁环5的N极(设磁环上为N极，下为S极)定子4定子爪极与转子爪极间的气隙（约0.5mm）转子2传感线圈3的铁心(即转子轴1)导磁板6永久磁环5的S极 1、磁感应式点火信号发生器（2）传感线圈内磁通与感应电动势相对于转子转角传感线圈内磁通与感应电动势相对于转子转角变化关系变化关系 （2）工作原理）工作原理 导磁转子转动时，转子与定子爪极之间的气隙就发生周期性的变化，使通过传感线圈的磁通量也呈周期变化，传感线圈产生与发动机曲轴位置相对应的交变电动势，作为点火信号电压送入

16、点火电子组件。 转子每转一周产生6个交变信号，其幅值与转速成正比。 2、点火电子组件（点火器）（1 1）基本功能：）基本功能：点火信号发生器输出的点火信号送人点火电子组件的、端，当点火信号电压下降到-100mV时，达林顿三极管VT导通，点火线圈初级绕组有电流流过，当点火信号电压上升到-100mV以上时，VT截止，初级电流被切断，在点火线圈次级绕组中便产生高压电，经分电器、高压线送至火花塞跳火。 传感线圈送入点火组件的信号电压极性应特别注意信号电压极性应特别注意（否则会出现点火时刻会明显改变等故障）。简易检验办法：简易检验办法：按分电器轴的旋转方向（顺时针）旋转分电器轴，当转子爪极与定子爪极大致

17、对齐时，点火线圈次级绕组产高压跳火，说明接线正确。 （2 2）附加功能：）附加功能： 限流和闭合率控制功能限流和闭合率控制功能可使通过点火线圈的初级断电电流限制在5.50.5A的范围之内。闭合率控制功能：当分电器转速低于150r/min时，闭合率为40%-50%；当转速在200r/min以上时，电源电压为10-16V，过量闭合率为14%-18%。若电源电压大于16V，过量闭合率下降为8%-13%。 （2 2）附加功能：）附加功能： 限流和闭合率控制功能限流和闭合率控制功能闭合率和过量闭合率（见图）：点火线圈初级绕组通电时间t1与点火周期T之比的百分数(即(t1/T)100)称为闭合率。点火线圈

18、初级电流上升到限流值后继续通电时间t2与点火周期T之比的百分数(即(t2/T)100)称为过量闭合率。 （2 2）附加功能：）附加功能： 限流和闭合率控制功能限流和闭合率控制功能限流和闭合率控制功能可使点火装置在发动机工作转速范围内保持恒定的点火能量，并可防止低速时点火线圈过热以及电源电压变化时点火能量和点火电压发生变化的现象。 （2 2）附加功能：）附加功能： 失速慢断电功能失速慢断电功能 由于某种原因而使发动机停止运转，且点火开关仍然接通时，该组件可在0.5秒内缓慢切断点火线圈初级电流，以免由于初级电流变化太快导致点火线圈次级产生高压。 （2 2）附加功能：）附加功能： 低速推迟点火功能低

19、速推迟点火功能 发动机起动时（转速低于150r/min），该点火电子组件可适当推迟点火时刻，以便于发动机迅速起动。（2 2）附加功能：）附加功能： 超压保护功能超压保护功能当电源电压超过30V时，能自动停止点火系统的工作，以免损坏点火装置。 6TS21076TS2107型点火电子组件外形及内部电路型点火电子组件外形及内部电路 三、磁感应式电子点火装置的故障检查 故障诊断思路：故障诊断思路：故障诊断基本思路与传统点火系并无很大区别，首先要区分故障发生在低压电路还是高压电路，方法是从分电器上拔下中央高压线试火，观察高压线是否跳火。由于低压电路与传统点火系有所区别，故故障诊断的方法也有所不同。下面主

20、要介绍点火信号发生器及点火电子组件的检查。1、点火信号发生器检查 2、点火电子组件检查 1、点火信号发生器检查 信号转子凸齿与定子之间信号转子凸齿与定子之间的间隙检查的间隙检查点火信号发生器检查：点火信号发生器检查： (1)测量信号传感器线圈的电阻值。若测量结果与标准阻值（P164表5-1）相差较大，说明传感线圈损坏。 (2)检测调整信号转子凸齿与定子之间的间隙值（见图）。该间隙值为0.2-0.4mm。如不符合，可调整其调整螺钉。(3)用交流电压表(或万用表)测量传感器输出。起动发动机，观察电压表，如果指针摆动(一般应大于0.5V)表示传感器功能正常。否则，传感器有故障。2、点火电子组件检查

21、点火电子组件（点火器）是系统核心部件，车型不同、信号发生器的不同，点火器的内部电路及外部电路也不尽相同，检查故障时，应根据点火信号发生器输出信号，点火器的基本原理、特点，采用适当的方法进行检查，基本思路是给点火器输入相应的信号电压，再检查大功率三极管在信号电压的作用下导通和截止情况。常用的方法主要有：（1）用干电池电压作为点火信号进行检查（2）跳火检查（3）替换法 (a)功率三极管导通 (b)功率三极管截止用干电池检查点火电子组件用干电池检查点火电子组件 注意：加干电池时间，每次不得超过10s（1）用干电池电压作为信号进行检查）用干电池电压作为信号进行检查 适用丰田20R型发动机等，用一只1.

22、5V的1号干电池(或一格2V蓄电池电压)，将电池的正、负两极分别接到点火器的信号输入端（见图）。用万用表直流电压档检查点火线圈“-”接线柱与搭铁之间的电压(或用一只12V试灯代替电压表)，然后再将干电池的极性颠倒过来，再次测量点火线圈“-”接线柱与搭铁间的电压(或观察试灯的亮灭)，两次测量结果分别为1-2V(试灯灭)和12V(试灯亮)，说明点火器正常。否则，点火器有故障。 （2）跳火检查）跳火检查 拔下分电器盖上的中央高压线，用一只螺丝刀头，快速地刮碰定子爪，以改变传感线圈的磁通，而产生点火脉冲，触发电子点火组件。每次刮碰能跳火，说明组件完好，否则有故障。 （3）替换法）替换法 采用规格型号相

23、同的点火器替换怀疑有故障的点火器，如故障排除，则说明点火器损坏。是判断点火器最简单、最有效的方法。 感应式电子点火系统的跳火试验感应式电子点火系统的跳火试验 第三节 霍尔式电子点火系统 霍尔式电子点火系统的信号发生器以霍尔效应的原理制成。奥迪100、桑塔纳、捷达等轿车均采用这种类型的无触点电子点火装置。系统主要由蓄电池、点火开关、点火线圈、点火器、霍尔式分电器、火花塞等组成。 一、霍尔式点火信号发生器 二、点火器 三、霍尔式电子点火装置的检查 桑塔纳轿车霍尔式点子点火系统桑塔纳轿车霍尔式点子点火系统1-电源；2-点火开关；3-点火线圈；4-点火器；5-霍尔式分电器；6-火花塞 一、霍尔式点火信

24、号发生器 1 1、霍尔效应、霍尔效应 2 2、组成、组成 3 3、工作原理、工作原理4 4、优缺点、优缺点 1 1、霍尔效应、霍尔效应 霍尔效应（美国科学家爱德华霍尔于1879发现）原理见图。 当电流通过放在磁场中的半导体基片（即霍尔元件），且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。式中：RH-霍尔系数；d-电流；B-磁感应强度 当电流强度I为定值时，霍尔电压UH与磁感应强度B成正比，而与磁通变化率无关，即霍尔电压与转速无关。 IBdRUHH霍尔效应原理霍尔效应原理 2 2、组成、组成信号发生器位于分电器内

25、。主要由分电器轴带动的触发叶轮、永久磁铁、霍尔元件等组成。霍尔元件实际上是一个霍尔集成块电路（因为在霍尔元件上得到的霍尔电压较小-仅为mV级，因此必须将其放大整形后再输出给点火器），内部原理见框图。霍尔式点火信号发生器组成霍尔式点火信号发生器组成1-触发叶轮；2-霍尔集成块；3-带导磁板的永久磁铁；4-触发开关；5-专用插座 3 3、工作原理工作原理 当叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路末级三极管截止，信号发生器输出高电平（接近于电源电压）；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件，产生霍尔电压，集成电路末级三极管导通，信号发生器输

26、出低电平（约0.3-0.4V）。 点火信号发生器工作波形点火信号发生器工作波形 a)a)叶片进入空气隙叶片进入空气隙 b)b)叶片离开空气隙叶片离开空气隙1-触发叶轮的叶片；2-霍尔集成块；3-永久磁铁；4-触发开关；5-导磁板 3 3、工作原理工作原理 叶片不停的转动，信号发生器输出的矩形波信号，作为控制信号给点火器，由点火器控制初级电路的通断。点火信号发生器输出的点火信号UG，在一个点火周期内，高低电平的时间比由触发叶轮的叶片分配角决定。上海桑塔纳轿车的霍尔式分电器，高、低电平的时间比为7：3。 4 4、优缺点、优缺点点火正时精度高（矩形波信号），工作可靠，寿命长（无须调整，不受灰尘、油污

27、影响），发动机起动性能好（点火信号幅值、波形不受发动机转速影响）。但价格相对较高。 二、点火器 （1）点火器核心部件采用意大利SGS公司生产的L497专用点火集成块。该点火器具有一般点火器的开关作用（接通和切断点火线圈初级电路）外，还增加了点火线圈限流控制、闭合角控制、停车断电保护和过电压保护等附加功能。 二、点火器（2） 叶片位置霍尔电压霍尔信号点火器大功率管点火线圈初级回路进入空气隙不产生高电平适时导通接通离开空气隙产生低电平截止切断次级绕组产生高压1 1、基本功能：、基本功能：发动机工作时，分电器轴带动触发叶轮旋转。 （1）当叶片进入空气隙时，信号发生器输出高电平（11-12V），使点火

28、器电路末级大功率三极管V导通，点火系初级电路接通：电源“”点火开关点火线圈W1点火器（三极管V）搭铁。 （2）当触发叶轮的叶片离开空气隙时，信号发生器输出低电平（0.3-0.4V），使点火器大功率三极管截止，初级电路切断，次级产生高压。 桑塔纳轿车点火器基本功能桑塔纳轿车点火器基本功能 二、点火器 （3）2 2、点火线圈限流、点火线圈限流控制控制为保证发动机各种工况下的可靠点火，电子点火系统一般采用高能点火线圈（初级绕组低电阻、低电感、高匝比），其初级电路电阻小，电感小，初级电流增长快，电流大（桑塔纳轿车用JDQ171型专用点火线圈 初 级 绕 组 电 阻 为0.52-0.76，电感为5.8M

29、h，初级电流稳态值可达20A），若不控制，低速时点火线圈和点火器会因过热而损坏。2 2、点火线圈限流、点火线圈限流控制控制控制电路原理见图。V为点火器末级大功率管，Rs为采样电阻，IC为点火集成块。当采样电阻值一定时，采样电阻两端的电压值与通过点火线圈的初级电流成正比，工作中，采样电阻压降值反馈到点火集成块中的限流控制电路，使限流控制电路工作，从而保持流过点火线圈的初级电流恒定不变。 2 2、点火线圈限流、点火线圈限流控制控制控制原理：当大功率管饱和导通时，如果初级电流限流值时，初级电流逐渐增大；当初级电流限流值时，Rs反馈电压使放大器F输出端电压升高，使VT1更加导通，集电极电位下降，V向截

30、止区偏移，初级电流下降；当初级电流略低于限流值时，Rs反馈电压使放大器F输出端电压下降，使VT1趋于截止，集电极电位上升，V趋于导通，初级电流上升。 二、点火器 （4）（1 1）固定闭合角的缺陷：）固定闭合角的缺陷：无闭合角控制功能时，闭合角由信号发生器触发叶轮的分配角决定，与发动机转速等运行参数无关。低速时，初级电路接通时间t较长，而储能时间t1保持不变，限流保护时间t2相对较长(即过量闭合率较大)，而t2的延长对点火能量和电压的提高无任何改善，尽管限流保护电路不会使点火线圈和大功率管过流而损坏，却仍会使点火线圈通电时间过长，功率管损耗增加，导致点火线圈和功率管过度发热，影响使用寿命。因此，

31、在保证储能时间t1的前提下，应尽量缩短限流保护时间t2，而固定闭合角无法满足要求。 3 3、闭合角控制、闭合角控制闭合角是指点火控制器的末级大功率开关管导通期间，分电器轴转过的角度，也称导通角。L497专用点火集成块的闭合角控制电路：可根据发动机转速、电源电压及点火线圈的性能，对闭合角进行不断调节，使初级电路接通时间t在发动机的工作转速范围内基本保持不变，使发动机高速时有足够的点火能量和点火电压而不发生断火现象，低速时不会出现点火线圈和点火器过度发热而影响使用寿命。控制电路组成：第一部分由L497集成块内的部分电路与10脚电容CT、12脚偏流电阻R7组成闭合时间基准定时器；第二部分由L497块

32、内的部分集成电路和11脚电容Cw、12脚偏流电阻R7组成闭合时间控制与调整回路。 （2）控制原理）控制原理采用限流时间反馈法，即以限流时间t2为基准，反馈到闭合角控制电路，通过其内部的控制电路，改变功率管V的导通时刻，使初级电路接通时间t保持不变。当点火信号上升沿到来时，电容CT以一恒定的电流充电，CT充电电压波形曲线1。当点火信号下降沿到来时，电容Cw开始以恒定电流放电，直到初级电流上升至限流值时，Cw开始以恒定电流充电，Cw充放电电压波形曲线2。当电容CT的充电电压UT和电容Cw上的放电电压Uw相等（曲线1、2的交点）时，L497控制电路使功率管V开始导通，接通初级电路，初级电流以指数规律

33、上升直至达到限流值。由此可见，初级电路接通的起始点与电容CT的充电速度、电容Cw的放电速度和Cw开始放电的电压有关。由于电容CT的充电电流和Cw的放电电流均保持不变，因此，CT的充电速度和Cw的放电速度不随发动机转速而变化。而电容Cw的充电电压与发动机转速和集成电路的工作电压有关。当转速变化时，闭合角控制电路在低速时使V延迟导通，高速时提前导通，从而使V导通时间基本不变。转速降低时，限流时间t2延长，电容Cw上的充电电压升高，Cw放电起始电压也升高，使两曲线交点推迟，于是功率管V在下一周期中导通时刻推迟，闭合角减小；转速升高时，则因Cw充电电压降低，两曲线交点提前，功率管V将提前导通而使闭合角

34、增大。 （b）有限流功能时初级电流波形；（c）有限流和闭合角控制功能时初级电流波形 当电源电压变化时，闭和角控制电路使V导通时间随电源电压的增高而减小，反之增加。电源电压变化使初级电流上升率也跟着变化，即电压高时上升快，电压低时上升慢。在相同的转速下，电容Cw上的充电电压同样会发生相应变化，使闭合角随电源电压的升高而减小，以补偿因电源电压升高，初级电流上升率增加而造成t1的减少，从而使限流时间t2不随电源电压的升高而变大；电源电压降低时，闭合角增大，以防止因电源电压下降时，初级电流上升率下降而达不到限流值对点火能量和点火电压的影响。 当点火线圈初级绕组的电阻和电感稍有改变时，由于初级电流上升率

35、和储能时间tl也会发生变化，此时，闭合角控制电路也会做出相应的反应，使闭合角作小量调整。L497组成的点火器，由于同时采用限流和闭合角控制电路，使系统在消耗电能最少的情况下，满足发动机各种工况下的点火能量和点火电压的要求，提高了点火线圈和点火器的使用寿命，点火线圈初级电路中无需再串联附加电阻。 二、点火器 （5）4、停车断电保护、停车断电保护电路电路在发动机停止运转的情况下，驾驶员如忘记关断点火开关，而霍尔点火信号发生器正好输出高电平时，将会使点火线圈初级绕组处于长期通电状态，易造成点火线圈和点火器过热损坏，并消耗大量的电能。停车断电保护电路能在发动机停转后自动地在一定时间（2S）内使功率管V

36、变为截止状态，以切断点火线圈初级电路的电流。 该电路由L497部分电路与9脚外接电容CP、12脚电阻R7组成。 电路工作时，将不断地检测点火信号发生器输出信号电压的高低，当输入信号为高电平时，电路以恒定的充电电流向CP充电，当点火信号为低电平时，CP放电。当发动机停转点火开关未断开，并且霍尔信号发生器输出的点火信号为高电平的时间比规定的导通时间长，电容CP充电电压进一步升高，当达到某一电压值时，停车断电保护电路工作，使功率管V缓慢截止，从而切断点火线圈初级电路。 5 5、过电压保护电路、过电压保护电路由L497部分电路与15脚电阻R2、R3组成。根据末级大功率三极管的耐压指标，适当调整R2、R

37、3可调节大功率三极管的集电极工作时的承受电压，以保护大功率三极管长期可靠地工作。三、霍尔式电子点火装置的检查 1、霍尔式点火信号发生器检、霍尔式点火信号发生器检查查（1）测量输入电压是否正常。霍尔式点火信号发生器是有源器件，应先测量输入电压是否正常。方法是：用直流电压表(或万用表)“+”、“-”表笔分别接与分电器相连的插接器“+”与“-”接线柱(红/黑线端为“+”，棕/白线端为“-”)。电压表显示应接近蓄电池电压（11-12V）。否则，说明点火电子组件没有给霍尔信号发生器提供正常的工作电压，应检查点火器。霍尔式点火信号发生器检查霍尔式点火信号发生器检查1-分电器；2-点火器；3-点火线圈；4-

38、高压线；5-搭铁；6-直流电压表 （2）用电压表测量分电器的信号输出线(绿/白线)与搭铁线(棕/白线)之间的电压。当触发叶轮的叶片在霍尔传感器的空气隙中时，电压应为11-12V。当触发叶轮的叶片不在霍尔传感器的空气隙时，电压应为0.3-0.4V。 2、点火器检查、点火器检查（1）跳火检查用小螺丝刀或钢锯条在霍尔传感器的气隙中迅速拔出，观察点火线圈高压线是否跳火。跳火说明点火器正常，否则应更换。也可拔下分电器上霍尔信号发生器的插接器（旁路传感器），用跨接导线一端接在信号线插头上，接通点火开关，将跨接导线另一端反复搭铁，高压线跳火，点火器正常，否则有故障。 （2）用万用表检查校核点火电子组件端子接

39、线。端子1接点火线圈“-”(绿色)，端子2接电源负极(棕色)，端子3接霍尔发生器“-”(棕/白色)，端子4接点火线圈“+”(黑色)，端子5接霍尔发生器“+”(红/黑色)，端子6接霍尔发生器信号输出(绿白色)。用欧姆表测量端子1-4之间阻值应为0.52-0.76(点火线圈初级绕组电阻)。用直流电压表测端子2-4之间电压，其值应为电源电压。接通点火开关，用直流电压表测端子3-5之间的电压，其值应在9V以上，略低于电源电压。接通点火开关，慢慢转动发动机，用电压表测量端子3-6间的电压，其值应为0-2V。用电压表接点火线圈（+）与（-），接通点火开关，电压读数开始时应为2V左右，在1-2秒之间很快降到

40、OV（点火器静态时，2秒内切断初级电流）。 上述检查结果不正常，应更换点火器。 第四节 微机控制点火系统 微机控制点火系统（或叫电子点火提前即ESA-Electronit Spark Advance） 无触点电子点火系统取消断电器触点，采用多功能专用点火集成电路模块，配高能点火线圈，使点火电压、点火能量大大提高，并具有恒流控制、闭合角控制等功能，使点火性能显著提高，改善了发动机的动力性能、燃油经济性能、起动性能和排气净化性能。但对影响发动机性能最重要的因素-点火提前角的调节，仍然采用离心式和真空式点火提前调节装置，即机械调节方式，而且只能考虑发动机转速、负荷等少数几个因素的影响，而对发动机冷却

41、液温度、进气温度、可燃混合气的空燃比等多种运行参数没法考虑。机械式点火提前调节装置由于控制精度低，响应速度慢，不能保证发动机在各种工况下均在最佳时刻点火，使发动机性能进一步提高受到限制。 一、微机控制点火系统的特点 二、微机控制点火系统的类型 三、微机控制点火系统的基本组成 四、微机控制点火系统的工作原理 五、丰田皇冠汽车无分电器点火系统（DLI系统） 六、桑塔纳2000GSi型轿车微机控制点火系统 一、微机控制点火系统的特点 微机控制点火系统具有如下特点：微机控制点火系统具有如下特点：1、取消离心式、真空式等机械式点火提前调节装置，采用微机控制点火提前角。考虑的因素更加全面，控制精度高，使发

42、动机在各种工况下都能采用最佳点火提前角，发动机的动力性能、燃油经济性能及排放净化性能进一步提高。2、采用爆燃传感器闭环控制，使发动机工作在爆燃的边缘而又不发生爆燃，发动机的热效率高，动力性能、经济性能好。3、对于无分电器点火方式，减小了点火能量损失(配电器分火头与旁电极之间跳火会损失部分点火能量)，保证发动机在高速时有足够的次级电压和点火能量。 4、具有故障自诊断功能，当点火监测信号3次以上没有反馈信号时，ECU强制切断燃油喷射，并显示点火系统有故障。 二、微机控制点火系统的类型 1、根据高压配电方式 （1）有分电器式 （2）无分电器式(DLI） 单独点火方式（直接点火-DIS） 双缸同时点火

43、方式 (a)二极管配电 (b)点火线圈配电2、根据是否有反馈控制（即爆震传感器） （1）开环控制方式 （2）闭环控制方式 （1）有分电器式）有分电器式系统仍然保留分电器，点火线圈产生的高压电经分电器中的配电器进行分配。 缺陷：高压电经分火头、旁电极、高压线时，点火能量损失大，对高速、多缸的点火能量得不到保证(受闭合角限制)，点火正时误差大(由于机械传动误差)，无线电干扰严重等。 （1）无分电器式（）无分电器式（DLI）(DLI-Distributor Less Ignition System或DIS-Direct Ignition System)采用电子高压配电，取消分电器。点火线圈产生的高压

44、电直接送至各火花塞，由微机根据各传感器输入的信息，依照发动机的点火顺序，适时的控制各缸火花塞点火。 按点火方式按点火方式又可分：又可分： 单独点火方式（直接点火系统-DIS）：一个火花塞配一个点火线圈，点火线圈直接安装在火花塞顶上，不需要高压线。 按点火方式按点火方式又可分：又可分： 双缸同时点火方式：两个气缸合用一个点火线圈，对两个气缸同时点火。要求两缸工作相位相差360曲轴转角，当一缸接近压缩行程上止点时，另一缸接近排气行程上止点，点火时两缸的火花塞同时跳火，处于排气行程的气缸是无效点火，处于压缩行程的气缸是有效点火。 (a)二极管配电(b)点火线圈配电 双缸双缸同时点火方式同时点火方式（

45、1）开环控制方式）开环控制方式电子控制器根据有关传感器提供的发动机工况信息从内部存储器(ROM)中读取出相应的基本点火提前角，并通过计算出的修正值给予修正后得出的最佳点火提前角数据来控制点火，而对控制结果好坏不予考虑。 系统简单，但控制精度取决于各传感器的精度以及修正计算公式的适用程度。 传感器所产生的任何偏差都有可能使发动机偏离最佳点火时刻工作。另外，对于一些使用因素对发动机造成的影响（积炭增多、使用辛烷值较低的燃料所造成的爆震；怠速时由于负荷的不稳定造成的发动机转速波动，以及发动机使用中的磨损、调整的不同对点火提前角的影响等），开环控制方式便很难及时调整点火提前角，从而影响其控制精度。 （

46、2）闭环控制方式）闭环控制方式 在控制点火提前角的同时，不断地检测发动机的有关工况（如发动机是否发生爆震、怠速是否稳定等），根据检测到的变化量大小，及时对点火提前角进行进一步修正，使发动机始终处于最佳的点火状态。 闭环控制方式，不受发动机零部件的磨损、老化以及有关使用因素的影响，控制精度高。以爆震控制应用最为广泛。 三、微机控制点火系统的基本组成 基本组成：基本组成： 主要由各种传感器、电子控制单元（ECU）、点火器、点火线圈、火花塞等组成。 1、传感器 2、电子控制单元3、点火器 1、传感器 (1)(1)曲轴转角曲轴转角 ( (转速转速) )传感传感器与曲轴（凸轮轴）位置传器与曲轴（凸轮轴）

47、位置传感器感器 用于检测发动机转速（Ne信号）和曲轴位置（G信号），是确定初始点火提前角和基本点火提前角的最主要依据。 初始点火提前角是指由曲轴位置确定的点火提前角。 基本点火提前角是指由发动机转速和负荷所确定的提前角。 有些发动机将上述两种传感器做成一体，一般安装在分电器内或飞轮壳上，或凸轮轴前后端。 传感器是监测发动机各种运行工况信息的装置。与点火控制有关的主要传感器有：曲轴转角与位置传感器；空气流量传感器或进气管绝对压力传感器；节气门位置传感器；进气温度传感器；冷却液温度传感器；爆震传感器；开关量信号；氧传感器：废气中氧的含量；车速传感器：车速信号；蓄电池：电池电压信号。 (2)空气流量

48、传感器或进气管绝对压力传感器提供发动机负荷（进气量）信号，是确定基本点火提前角的最主要依据之一。(3)节气门位置传感器利用此信号判断发动机负荷状况，是怠速、中小负荷还是大负荷，对点火提前角进行修正。(4)进气温度传感器和冷却液温度传感器检测进气温度和发动机冷却液温度，微机根据这些信号对基本点火提前角进行修正。 (5)爆震传感器在点火提前角闭环控制系统中，微机根据爆震传感器的输入信号，判断发动机是否发生爆震，从而对点火提前角进行调整，使发动机总是工作在爆震边缘而又不发生爆震，以获得最佳动力性能和燃油经济性。(6)开关量信号包含起动开关信号、全负荷节气门开关信号、空调开关信号及空挡开关信号(对自动

49、变速器汽车)等，用于对点火提前角进行修正。上述各种传感器基本与电控燃油喷射系统共用。 2、电子控制单元(ECU) 电子控制单元电子控制单元(ECU)（电子控制器、微机（电子控制器、微机控制器）：控制器）：由中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出接口(I/0)、模/数和数/模转换器(A/D、D/A)以及整形、驱动电路等组成。在发动机集中控制系统中，电控燃油喷射系统和电子点火系统的控制器是合为一体的。 中央处理器是微机控制器的核心部分，具有运算和控制功能。发动机运行时，它采集各种传感器的信号，进行运算处理，根据运算结果发出控制信号。 存储器用来存放过程控制的各种程序、运算的中间结

50、果及通过大量实验获得的原始数据（发动机在各种转速和负荷时的最佳点火提前角）。输入输出接口用来连接CPU与外部设备。 A/D、D/A转换器将传感器输入的模拟信号转变成计算机能够处理的数字信号，或者把计算机发出的控制信号转换成模拟信号，用于控制被控对象。整形电路将传感器输入信号转变成理想的波形，驱动电路对计算机发出的控制信号进行放大，使其能够驱动执行器。3、点火器点火器（点火控制器、点火电子组件）点火器（点火控制器、点火电子组件） 作用：根据电子控制器输出的指令（信号），通过内部大功率管的导通与截止，控制初级电流的通断完成点火工作（有些还具有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能）。 结构

51、原理：与电子点火系统的点火器基本相同，其具体电路、功能和结构因车而异，有的与电控单元装在同一电路板上（北京切诺基发动机集中控制系统），有的则有专门的点火模块，用导线与电控单元相连(丰田公司的TCCS系统)，而有的与点火线圈安装在一起并配以较大的散热器以利于散热（桑塔纳2000Gsi型轿车点火控制器）。 四、微机控制点火系统的工作原理 （一）基本工作原理（二）点火控制 1、点火提前角控制 1）点火提前角的确定 2）点火时刻控制 2、闭合角控制 3、爆震控制 （一）基本工作原理（一）基本工作原理 系统由各种传感器检测发动机的工况信息，并送给ECU进行分析和计算。 ECU根据曲轴位置确定初始点火提前

52、角，并依据发动机转速和负荷信号从存储器中调出基本点火提前角的原始数据；再根据进气温度、冷却液温度、节气门位置等传感器信号和各种开关信号，对基本点火提前角进行修正；最后向点火器发出点火控制信号（点火定时信号IGt、气缸识别信号IGdA和IGdB）。 点火器接收ECU发出的点火控制信号，在最佳时刻接通和断开点火线圈初级电路，点火线圈次级绕组产生高压电，使火花塞跳火，点燃混合气。 （二）点火控制（二）点火控制 点火控制主要有三个方面：点火提前角控制、闭合角控制和爆震控制。 ECU的存储器(ROM)中以数据形式储存有经大量试验得出的不同工况下最佳点火提前角与发动机转速、负荷之间的关系图（称为脉谱图），

53、同时还储存有根据试验确定的的各种修正和控制程序，用于在发动机温度变化、起动工况、爆燃情况下的点火提前角控制。 发动机工作时，将当前工况和状态下的最佳点火提前角与当前的点火提前角比较，不一致，则输出调整的点火控制脉冲信号；一致，说明已处于最佳点火状态，控制器输出原控制信号。 点火提前角脉谱图 a)微机控制 b)机械式调节 基本点火提前角与发动机转速、负荷关系图基本点火提前角与发动机转速、负荷关系图 影响点火提前角的因素众多，关系复杂，其中最主要的是发动机的转速和负荷。 1、点火提前角控制发动机起动时初始点火提前角控制非初始点火提前角控制发动机起动后（正常运转工况）初始点火提前角控制基本点火提前角

54、怠速工况基本点火提前角控制非怠速工况基本点火提前角控制修正点火提前角暖机修正控制怠速稳定修正控制空燃比反馈修正控制过热点火提前角修正控制发动机爆震修正控制最大提前和推迟控制 点火提前角控制的基本内容点火提前角控制的基本内容1）点火提前角的确定（1）点火提前角的确定：点火提前角的确定： 发动机具体点火提前角控制分起动时和起动后两种情况： （1 1）发动机起动时：）发动机起动时：此时转速很低，负荷信号(进气压力或流量信号)不稳定，通常将点火提前角固定在初始点火提前角。ECU根据点火开关信号、发动机转速与曲轴位置传感器进行起始点火提前角控制。 也有一些发动机采用非初始提前角控制，而是根据发动机温度和

55、起动转速进行更精确的点火控制。 （2 2）发动机起动后（正常运转工况）：）发动机起动后（正常运转工况）： 初始点火提前角 实际点火提前角= 基本点火提前角 之和 修正点火提前角 分怠速工况和非怠速工况：怠速工况（怠速触点IDL闭合）：ECU根据发动机转速、节气门开度和空调开关信号进行基本点火提前角控制（图），再根据冷却液温度和发动机转速波动、氧传感器等信号进行点火提前角修正。非怠速工况（怠速触点IDL断开）：ECU根据发动机转速和负荷（脉谱图）进行基本点火提前角控制，再根据温度、氧传感器、爆震等传感器信号进行修正。 图-基本点火提前角怠速工况基本点火提前角怠速工况基本点火提前角 非怠速工况基本

56、点火提前角非怠速工况基本点火提前角1）点火提前角的确定（2）（3 3）修正点火提前角控制：）修正点火提前角控制：是基本点火提前角乘以适当的系数得到的点火提前角。不同型号的发动机，其修正系数各不相同，所修正的项目也不尽相同。 暖机修正：发动机冷起动后，其温度还很低，要求适当增大点火提前角，以改善燃油的消耗，加快暖机过程。ECU根据发动机冷却液温度、进气压力或进气流量、节气门位置等信号作出暖机点火提前角修正。暖机修正点火提前角随发动机冷却液的温度上升而减小，不同车型其暖机修正特性曲线的形状有所不同。 怠速稳定修正：发动机怠速运行期间，因负荷变化而出现转速波动，怠速不稳。当转速低于所设定的目标转速时

57、，微机根据其目标转速的差值大小适当增大点火提前角；当转速高于设定的目标转速时，则适当减小点火提前角。ECU根据发动机的转速、节气门位置、车速、空调开关等信号作出怠速稳定点火提前角修正暖机点火提前修正特性暖机点火提前修正特性 怠速稳定点火提前修正特性怠速稳定点火提前修正特性 空燃比反馈修正：装有氧传感器的发动机，电子控制器根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正，随着喷油量的增加或减少，会引起发动机转速在一定范围内波动，为了提高发动机转速稳定性，控制器在控制喷油量减少的同时，适当地增大点火提前角。ECU根据氧传感器反馈信号、节气门位置信号、发动机冷却液温度信号、车速信号作出空燃比反馈点火提前角修正

58、。 过热点火提前角修正：当发动机的温度过高时，为使发动机能保持正常工作而对点火提前角作适当的修正，具体分以下两种情况：在发动机正常运行工况下，发动机温度过高易产生爆燃，应适当减小点火提前角。在发动机怠速运行工况时，发动机温度过高，应适当增大点火提前角，以避免发动机长时间过热。ECU根据发动机冷却液温度信号、节气门位置信号作出过热点火提前角修正。空燃比反馈点火提前修正空燃比反馈点火提前修正特性特性发动机过热点火提前修正发动机过热点火提前修正特性特性发动机爆震修正：当发动机产生爆震时，对基本点火提前角进行适当修正(减小点火提前角)，以迅速消除爆震。最大提前和推迟控制：发动机工作时的实际点火提前角是

59、初始点火提前角、基本点火提前角、修正点火提前角之和。如果根据发动机实际工况和状态计算得到的实际点火提前角过大或过小，会导致发动机工作不正常。因此，微机点火时刻控制系统设定了一个实际点火提前角的数值范围，以控制发动机工作时其点火提前角不会超出正常工作极限值。不同发动机，其设定的点火提前角的最大和最小极限值不同，一般其最大值和最小值在如下范围：最大点火提前角：3545最小点火提前角：-1002）点火时刻控制 点火时刻由点火定时信号IGt下降沿触发。（1）点火定时信号）点火定时信号IGt的产的产生：生：曲轴位置与转角传感器输出G1、G2和Ne信号（图b）。G1、G2是曲轴位置信号。G1信号用于确定第

60、6缸压缩行程上止点，G2是第1缸上止点的信号。Ne是转速信号，同时用于确定初始点火定时。以G1或G2信号后的第一个Ne信号定为第六缸或第一缸点火信号，之后每4个Ne信号波形确定为一个点火信号(由微机计数确定)，便产生点火定时信号IGt。Ne所确定的点火时间为初始点火时间。a)a)点火控制系统电路点火控制系统电路 b)传传感感器器信信号号波波形形 （2 2）气缸识别信号的产）气缸识别信号的产生（无分电器点火系）生（无分电器点火系） 电子控制器(ECU)根据传感器的G1、G2信号产生气缸识别信号IGdA、IGdB，其波形如图c）所示。IGdA、IGdB及IGt信号输入气缸识别电路，用于产生能按点火