第4章汽车控制系统

1、三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统汽车电器与电汽车电器与电子控制系统子控制系统主讲：伍时和主讲：伍时和三亚学院三亚学院 理工学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第四章第四章 点火系统点火系统三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统点火系统的分类：点火系统的分类： (1)传统点火系统传统点火系统又称为机械触点式点火系统或蓄传统点火系统传统点火系统又称为机械触点式点火系统或蓄电池点火系统，它是利用机械开关电池点火系统

2、，它是利用机械开关(即触点的闭合和打开即触点的闭合和打开)来控制来控制点火线圈一次电流的通断，从而完成点火工作的。点火线圈一次电流的通断，从而完成点火工作的。 (2)电子点火系统电子点火系统 电子点火系统是利用半导体器件电子点火系统是利用半导体器件(如晶体管、如晶体管、晶闸管等晶闸管等)作为开关来控制点火线圈一次电流的通断，从而完成作为开关来控制点火线圈一次电流的通断，从而完成点火工作。点火工作。 传统点火系统结构简单，工作可靠，长期以来在汽车上得到广传统点火系统结构简单，工作可靠，长期以来在汽车上得到广泛应用。但随着对汽车发动机燃油经济性和排放指标的要求越泛应用。但随着对汽车发动机燃油经济性

3、和排放指标的要求越来越高，传统点火系统已无法适应现代发动机的点火要求，目来越高，传统点火系统已无法适应现代发动机的点火要求，目前已逐渐被电子点火系统所取代。前已逐渐被电子点火系统所取代。序言序言第四章第四章 点火系统点火系统三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统第三节第三节 微机控制电子点火系统微机控制电子点火系统第四节第四节 微机控制无分电器点火系统微机控制无分电器点火系统第五节第五节 点火系统的使用与检测点火系统的使用与

4、检测第四章第四章第四章第四章 点火系统点火系统三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统1基本组成基本组成1）.电源电源2）.点火线圈点火线圈3）.分电器分电器4）.火花塞火花塞点火开关、起动开点火开关、起动开关、蓄电池、发电关、蓄电池、发电机。机。低压和高压线圈。低压和高压线圈。断电器、配电器、断电器、配电器、电容器等。电容器等。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统1、组成、组成1）

5、、电源：包括电源及点火开关。）、电源：包括电源及点火开关。1214V发电机及蓄电池提供，发电机及蓄电池提供，点火开关用于接通和断开点火系统的电源。点火开关用于接通和断开点火系统的电源。2）、点火线圈：将）、点火线圈：将12V直流电源转变成直流电源转变成1520kV的高压电电源。的高压电电源。3）、分电器：断电器、配电器、电容器和点或提前机构。断电）、分电器：断电器、配电器、电容器和点或提前机构。断电器：接通及切断点火线圈一次电路。配电器：将点火线圈的高压器：接通及切断点火线圈一次电路。配电器：将点火线圈的高压按气缸顺序分配送到各个气缸的火花塞；电容器：与断电器的触按气缸顺序分配送到各个气缸的火

6、花塞；电容器：与断电器的触点并联连接，用以减小断电器触点分开时产生的火花，延长触点点并联连接，用以减小断电器触点分开时产生的火花，延长触点寿命，提高二次高压输出电压。寿命，提高二次高压输出电压。4）、火花塞：通过分配器与点火线圈的高压侧连接，将高电压）、火花塞：通过分配器与点火线圈的高压侧连接，将高电压引入到气缸内部，产生高压放电点燃气缸内的混合气体。引入到气缸内部，产生高压放电点燃气缸内的混合气体。一、传统点火系统的组成及工作原理一、传统点火系统的组成及工作原理第一节第一节 传统点火系统传统点火系统三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学

7、院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统2工作原理（工作原理（1） 功能是将功能是将12伏伏的直流电源电压的直流电源电压转变成瞬时电压转变成瞬时电压达到达到1520kV的的电压源。电压源。 发动机起动发动机起动时，断电器的凸时，断电器的凸轮在分电器轴的轮在分电器轴的驱动下而旋转，驱动下而旋转，交替的将触点接交替的将触点接通与断开。触点通与断开。触点接通时，线圈有接通时，线圈有电流流通，高压电流流通，高压线圈存储磁能，线圈存储磁能，电容迅速放电为电容迅速放电为零。零。断开时，一次电路被切断，使得铁心磁场产生断开时，一次电路被切断，使得铁心磁场产生较大的突变，使得一次

8、和高压线圈度产生感应较大的突变，使得一次和高压线圈度产生感应电动势，由于高压线圈的匝数比低压线圈多得电动势，由于高压线圈的匝数比低压线圈多得多，所以产生的感应电动势也大得很多，可以多，所以产生的感应电动势也大得很多，可以达到达到15kV20kV,高压使得火花塞击穿，产生高压使得火花塞击穿，产生点火火花。点火火花。i21、2共用共用三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统2工作原理（工作原理（1）触点接通）触点接通LtRBLeUdtLdie/约为约为20V，u2=1.52k

9、V三要素法求三要素法求iL三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统2工作原理（工作原理（2）触点断开）触点断开此时，一次绕组储存的磁场能(J)为11CLLWWi转变成不能突变，由于iRueUCLB211max121UCWc及及WC2。2max22221UCWc三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统2工作原理工作原理max22212212)(UCCN

10、NLIp代入代入2工作原理（工作原理（2）触点断开）触点断开nztbb120三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统2工作原理工作原理（3）、火花塞电极间的放电过程，包括电容放电和电感放）、火花塞电极间的放电过程，包括电容放电和电感放电的过程。当二次电压达到火花塞的放电电压电的过程。当二次电压达到火花塞的放电电压Uj时，一般时，一般略小于略小于C2电容电压最大值电容电压最大值U2max，火花塞的中心电极与接地，火花塞的中心电极与接地电极电极“气缸体气缸体”，击穿放电，产生

11、火花，点燃气缸内的，击穿放电，产生火花，点燃气缸内的混合气体。在二次侧产生电流混合气体。在二次侧产生电流i2，二次侧电压下降，如图图，二次侧电压下降，如图图4-4b、c，电容存储的能量释放，这一过程为电容放电过程。，电容存储的能量释放，这一过程为电容放电过程。火花产生后，气缸内的电阻降低，放电电流从大向小的方火花产生后，气缸内的电阻降低，放电电流从大向小的方向变化，使得电感线圈存储的能量释放，这一过程为电感向变化，使得电感线圈存储的能量释放，这一过程为电感能量的释放过程，如图能量的释放过程，如图4-4d。若。若C2的容量足够大，电容放的容量足够大，电容放电电流可达几十安培。电电流可达几十安培。

12、三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统二、影响二次电压的因素1、系统的工作特性z汽缸数指U2max随着发动机转速变化的规律。)(max2nfU成正比关系与pIUmax2Ip正比于充正比于充电时间电时间tb，nztbb120n转速b触点闭合时间与触点闭合周期之比。注意：汽车每次点火是两缸两缸同时点火。)/()1 (21221120max2CCNNLeRUUznLRbnzTb120显然，二次电压随着转速的升高而降低，iP随时间的增加而增大，转速上升，充电时间减小，使得IP下

13、降，U2max也下降。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统二、影响二次电压的因素2、影响二次电压的其他因素指U2max随着发动机转速变化的规律。成正比关系与pIUmax2Ip正比于充电时间正比于充电时间tb，nztbb120（1）发动机的汽缸数。（2）火花塞积碳。相当于火花塞并联一个电阻，使得二次则形成一个闭合放电回路，使得磁能降低，U2max下降，严重时，可以造成低于火花塞跳火，引起停机。（3）点火线圈温度。一次侧电阻增加，IP下降。三亚学院理工学院三亚学院理工学院

14、三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统三、传统点火系统的构造三、传统点火系统的构造1点火线圈点火线圈（1）开磁路点火线圈第一节第一节 传统点火系统传统点火系统三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统开磁路式点火线圈的磁路开磁路式点火线圈的磁路三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统（2）闭磁路式

15、点火线圈）闭磁路式点火线圈磁路闭磁路闭合回路合回路三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统2分电器分电器图图4-11分电器的构造分电器的构造 l分电器盖分电器盖2分火头分火头3一断电器凸轮和离心调一断电器凸轮和离心调节器横板节器横板4一分电器盖弹簧夹一分电器盖弹簧夹5一断一断电器活动触点臂弹簧及固定央电器活动触点臂弹簧及固定央6一一固定触点及支架固定触点及支架7一调整螺钉一调整螺钉8一接一接头头9一弹簧一弹簧10一真空点火提前调节一真空点火提前调节器膜片器膜片1l一真空点

16、火提前调节器外一真空点火提前调节器外壳壳12一拉杆一拉杆13一油杯一油杯14一固定销及一固定销及联轴器联轴器 15一联轴器钢丝一联轴器钢丝 16一联轴一联轴器器17一离心调节器底板一离心调节器底板18一离心调一离心调节器弹簧，节器弹簧，19一调节器重块一调节器重块20一拨一拨板板21一断电器底板一断电器底板22一真空调节器一真空调节器拉杆销及弹簧拉杆销及弹簧23一电容器一电容器24一油毡一油毡 25一断电器接线柱一断电器接线柱26一分电器轴一分电器轴27一分电器外壳一分电器外壳28一中心电极一中心电极29一一分高压线插孔分高压线插孔30一中央高压线插孔一中央高压线插孔（1）配电器）配电器返回返

17、回三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统（2）断电器）断电器2分电器分电器动作特点：凸轮动作特点：凸轮的凸点出断开，的凸点出断开，平坦处闭合。平坦处闭合。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统图图4.13电容器，电容器，1一蜡纸，一蜡纸，2铝铝箔，箔，3一外壳，一外壳，4一引出线一引出线 。第一节第一节 传统点火系统传统点火系统（3）电容器）电容器电容器安装在分电容器安装在分电器的壳

18、体上，电器的壳体上，采用纸质电容器采用纸质电容器结构，一个电极结构，一个电极引出线与二次侧引出线与二次侧连接，另一个电连接，另一个电极与外壳相连，极与外壳相连，构成接地电极。构成接地电极。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统2、分电器图图414真空式点火提前机构工作原理图真空式点火提前机构工作原理图 a)节气门开度小，节气门开度小，b)节气门开度大节气门开度大 ，l一分电器壳体，一分电器壳体，2一活一活动底板，动底板，3一触点副，一触点副，4一拉杆，一拉杆，5一膜片，

19、一膜片， 6一弹簧，一弹簧，7一真空一真空连接管，连接管，8一节气门，一节气门，9一凸轮。一凸轮。（4）点或提前机构）点或提前机构1）离心式提前机构）离心式提前机构 图图4-112）真空式点火提前机构）真空式点火提前机构3）辛烷选择器：逆着凸轮旋转方向转动分电器壳体，点火提前角增大。反）辛烷选择器：逆着凸轮旋转方向转动分电器壳体，点火提前角增大。反之，则减小。之，则减小。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第一节第一节 传统点火系统传统点火系统3火花塞火花塞作用：将高压电压引入到发动作用：将高压电压引入到

20、发动机的燃烧室，在电极的间隙中机的燃烧室，在电极的间隙中产生高压放电火花，点燃混合产生高压放电火花，点燃混合气体，引起爆发。气体，引起爆发。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统一、概述一、概述1传统点火系统存在的问题传统点火系统存在的问题（1）火花的能量受到限制。点火能量受到发动机转）火花的能量受到限制。点火能量受到发动机转速的限制，不适合现代汽车的要求。速的限制，不适合现代汽车的要求。（2）触点故障多，寿命短。触点动作过程中，存在火）触点故障多，寿命短。触点

21、动作过程中，存在火花放电容易造成火花烧蚀。花放电容易造成火花烧蚀。 发动机高速运转时，触点会产生颤动、发动机高速运转时，触点会产生颤动、“会跳会跳”状状况，使得闭合时间缩短，影响活化能量，引起高速失况，使得闭合时间缩短，影响活化能量，引起高速失火。火。（3）对火花塞积碳和污染敏感。火花塞积碳时，磁场）对火花塞积碳和污染敏感。火花塞积碳时，磁场能量会造成损失，使得二次侧电压下降。能量会造成损失，使得二次侧电压下降。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统2电子点火系统的优点电子点火系统的优点第二节第二节 普通电

22、子点火系统普通电子点火系统1）无机械触点的连接或一次电流不流经触点，无触点）无机械触点的连接或一次电流不流经触点，无触点氧化等问题存在。电流增大氧化等问题存在。电流增大57A，二次侧电压，二次侧电压30kV。2）电磁能量得到充分的利用，高压电压形成迅速，火）电磁能量得到充分的利用，高压电压形成迅速，火花能量大。无触点连接，降低能量损失，使得火花能花能量大。无触点连接，降低能量损失，使得火花能量增大。高压形成很快（量增大。高压形成很快（80100s）。）。3）减小火花塞积碳的影响。电极间隙）减小火花塞积碳的影响。电极间隙1.11.2mm，在，在积碳电阻达到积碳电阻达到100k,还能可靠点火。还能

23、可靠点火。4）点火时间准确，使得混合气体燃烧完全，提高燃料）点火时间准确，使得混合气体燃烧完全，提高燃料利用效率。低耗油，节能。利用效率。低耗油，节能。5）电磁干扰小，结构简单，重量轻，体积小，保养维）电磁干扰小，结构简单，重量轻，体积小，保养维修方便。修方便。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统3电子点火系统的种类电子点火系统的种类第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统（1）点火装置有无触点分类：触点式电子点火，无触）点火装置有无触点分类：触点式电子点火，无触点电子点火。点电子点火。（2）按点火

24、能量存储方式分类：电感存储能量式，电）按点火能量存储方式分类：电感存储能量式，电容存储能量式电子点火装置。容存储能量式电子点火装置。（3）按点火提前角分类：普通电子点火系统，微机控）按点火提前角分类：普通电子点火系统，微机控制电子点火系统。制电子点火系统。普通电子点火系统：提前角由机械控制。普通电子点火系统：提前角由机械控制。微机电子控制点火系统：提前角由发动机的电子控制微机电子控制点火系统：提前角由发动机的电子控制单元单元(ECU)完成。完成。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节普通电子点火系统第

25、二节普通电子点火系统二、电容放电式电子点火系统二、电容放电式电子点火系统(CDI)1组成与基本原理组成与基本原理图图416电容放电式点火系统电容放电式点火系统 l一直流升压器，一直流升压器，2一晶一晶闸管，闸管，3一分电器，一分电器，4一火花塞，一火花塞，5一触发器，一触发器，6一点一点火线圈，火线圈，7储能电容器，储能电容器，8一振荡器。一振荡器。 三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节普通电子点火系统第二节普通电子点火系统二、电容放电式电子点火系统二、电容放电式电子点火系统(CDI)优点：优点：1

26、）电容充电、放电时间短，可控硅的开关速率高）电容充电、放电时间短，可控硅的开关速率高（510s）二次侧的输出电压受发电机的转速影响小。）二次侧的输出电压受发电机的转速影响小。10000r/min（四缸），（四缸）， 5000r/min（八缸）（八缸）下能够可靠工作。下能够可靠工作。 2）产生火花时间是在一次侧电容放电状态时发生，能量利）产生火花时间是在一次侧电容放电状态时发生，能量利用率高。用率高。缺点：缺点： 1）放电时间短）放电时间短510 s ，不能保证混合气体可靠的完，不能保证混合气体可靠的完全燃烧。全燃烧。2）二次侧的电流上升速率较高，易对无线电设备工作产生影）二次侧的电流上升速率较

27、高，易对无线电设备工作产生影响。响。2优点与缺点优点与缺点应用：汽油机稀薄燃烧和代用燃料发动机的高能量点火系统。应用：汽油机稀薄燃烧和代用燃料发动机的高能量点火系统。 发展前景：与霍尔效应传感器配合，利用微机控制，发展成发展前景：与霍尔效应传感器配合，利用微机控制，发展成顺序多次点火装置以克服电容式点火装置存在的缺点。顺序多次点火装置以克服电容式点火装置存在的缺点。3电容放电式电子点火系统的发展前景电容放电式电子点火系统的发展前景三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点

28、火系统三电感储能式电子点火系统三电感储能式电子点火系统1磁感应式电子点火系统的组成磁感应式电子点火系统的组成2）分电器总成）分电器总成3）信号发生器）信号发生器4）点火开关）点火开关5）点火线圈）点火线圈6）点火器）点火器7）蓄电池）蓄电池1256743三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统1磁感应式电子点火系统磁感应式电子点火系统三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统1磁感

29、应式电子点火系统磁感应式电子点火系统(1)信号发生器信号发生器信号转子由信号转子由分电器轴带动旋转，当出现分电器轴带动旋转，当出现如图位置时，磁路最短，气如图位置时，磁路最短，气隙最短，线圈隙最短，线圈5 5产生的感应产生的感应电动势最大电动势最大（绝对值）（绝对值）；当；当信号转子旋转至线圈磁极落信号转子旋转至线圈磁极落在两个凸齿中间时，产生的在两个凸齿中间时，产生的感应电动势最小（绝对值）。感应电动势最小（绝对值）。 凸齿向着线圈磁极靠近时，凸齿向着线圈磁极靠近时，感应电动势上升并达到正的感应电动势上升并达到正的最大值，后降低到零。最大值，后降低到零。 凸齿离开线圈磁极运动时，凸齿离开线圈

30、磁极运动时，线圈感应电动势反向增加并线圈感应电动势反向增加并达到负的最大值，然后反向达到负的最大值，然后反向减小到零。减小到零。dtdLe感应电动势第二节普通电子点火系统第二节普通电子点火系统三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统dtdLe第二节普通电子点火系统第二节普通电子点火系统1磁感应式电子点火系统磁感应式电子点火系统1)a),a),磁阻最大，磁通最小，线圈感应电动势为磁阻最大，磁通最小，线圈感应电动势为0 0。b),b),磁阻最沿减小方向变化，磁通增加变化到磁阻最沿减小方向变化，磁通增加变化到b b

31、位置时变化率位置时变化率最高，线圈感应电动势为向正的方向增加，并达到最大。最高，线圈感应电动势为向正的方向增加，并达到最大。c),c),磁阻最小，磁通最大但变化率最为磁阻最小，磁通最大但变化率最为0 0，线圈感应电动势为，线圈感应电动势为0 0。d),d),磁阻增加，磁通最小，线圈感应电动势向负的方向增大，磁阻增加，磁通最小，线圈感应电动势向负的方向增大，且变化率最大，感应电势最大。且变化率最大，感应电势最大。感应电动势三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节普通电子点火系统第二节普通电子点火系统1磁感

32、应式电子点火系统磁感应式电子点火系统信号线圈的输出信号线圈的输出电压波形：电压波形：Aa a位置的感应电势，位置的感应电势，Bb位置的感位置的感应电势，应电势，Cc位位置的感应电动势，置的感应电动势，Dd位置的感位置的感应电动势。应电动势。dtdLe感应电动势三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统1磁感应式电子点火系统磁感应式电子点火系统(2)电子点火系统电子点火系统三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院

33、第四章第四章 点火系统点火系统1磁感应式电子点火系统磁感应式电子点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统1)发动机未工作时信号输出为发动机未工作时信号输出为0 0，晶体管，晶体管VT2VT2工作于导通状态，工作于导通状态，VT3截止，截止，VT4、VT5导通，一次线圈有电流流通，工作于储导通，一次线圈有电流流通，工作于储能转态。能转态。(2)电子点火系统电子点火系统2)发动机工作时信号转子由发动机工作时信号转子由A A向向B B运动时，信号输出为正信号，运动时，信号输出为正信号，晶体管晶体管VT2VT2仍然工作于导通状态，仍然工作于导通状态，VT3截止，截止，VT4、VT5导通，

34、导通，一次线圈有电流流通，工作于储能转态。一次线圈有电流流通，工作于储能转态。3)发动机工作时信号转子由发动机工作时信号转子由C C 向向D D运动时，信号输出为负信运动时，信号输出为负信号，且达到负的最大值，使得晶体管号，且达到负的最大值，使得晶体管VT2VT2由工作于导通状态转由工作于导通状态转为截止状态，为截止状态，VT3截止转为导通，截止转为导通，VT4、VT5导通转为截止，导通转为截止，一次线圈由有电流流通转为无电流，高压线圈输出高电压。一一次线圈由有电流流通转为无电流，高压线圈输出高电压。一次线圈的存储能量转为二次线圈高压放电点火。次线圈的存储能量转为二次线圈高压放电点火。这一点火

35、系统，只要点火开关处于接通状态，这一点火系统，只要点火开关处于接通状态，发动机未工作发动机未工作时时一次线圈就有电流流通，一次线圈就有电流流通，所以，停止行驶，应及时关断点所以，停止行驶，应及时关断点火开关。火开关。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统2霍尔效应式电子点火系统霍尔效应式电子点火系统系统的组成：系统的组成：1蓄电池、蓄电池、2点火开关、点火开关、3点火线圈、点火线圈、4点点火控制器，火控制器，5分配器、分配器、6火花塞。火花塞。三亚学院理工学院三

36、亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节普通电子点火系统第二节普通电子点火系统(1)点火信号发生器点火信号发生器1）霍尔效应）霍尔效应UH：霍尔电压。：霍尔电压。RH：霍尔系数。：霍尔系数。I：电流量。：电流量。B：霍尔所处位置的磁场强度。：霍尔所处位置的磁场强度。d：半导体基片的厚度。：半导体基片的厚度。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统图图4-0l霍尔式分电器结构霍尔式分电器结构

37、1一分火头，一分火头，2一触发叶轮，一触发叶轮，3一永久磁铁，一永久磁铁，4一霍尔集成块。一霍尔集成块。2）霍尔信号发生器结构）霍尔信号发生器结构采用离心式与真空式点火提前采用离心式与真空式点火提前机构。机构。 由于霍尔器件产生的感应电由于霍尔器件产生的感应电压压UH等级为等级为mV级，所以必须级，所以必须进行放大，才能够满足点火系进行放大，才能够满足点火系统对信号的要求。统对信号的要求。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统3）霍尔集成电路的工作原理）霍尔集成

38、电路的工作原理稳压电路：产稳压电路：产生稳定的直流生稳定的直流工作电压。工作电压。温度补偿：产生温度补偿：产生一定的温度补偿一定的温度补偿电压，使放大电电压，使放大电路稳定工作。路稳定工作。放大电路：对霍尔电压进行放大到一定等级。放大电路：对霍尔电压进行放大到一定等级。信号变换器：对霍尔电压变换成具有一定脉宽的矩形波信号。信号变换器：对霍尔电压变换成具有一定脉宽的矩形波信号。当出现矩形波信号时，点火线圈的一次侧将有电流流通，出现当出现矩形波信号时，点火线圈的一次侧将有电流流通，出现低电平时，点火线圈的二次侧输出高电压经火花塞产生火花放低电平时，点火线圈的二次侧输出高电压经火花塞产生火花放电。电

39、。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统3）霍尔集成电路的工作原理）霍尔集成电路的工作原理霍尔信号电压霍尔信号电压UH。 a）叶片进入间隙，作用在霍尔器件的叶片进入间隙，作用在霍尔器件的B为零，霍尔信号电压为零，霍尔信号电压UH为零。为零。 b）叶片不在间隙，作用在霍尔器件的叶片不在间隙，作用在霍尔器件的B最大，霍尔信号电压最大，霍尔信号电压UH为最大。为最大。 三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四

40、章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统3）、霍尔集成电路的工作原理、霍尔集成电路的工作原理 b）叶片不在间隙，作用在霍尔器件的叶片不在间隙，作用在霍尔器件的B最大，霍尔信号电压最大，霍尔信号电压UH为最大。为最大。 a）叶片进入间隙，作用在霍尔器件叶片进入间隙，作用在霍尔器件的的B为零，霍尔信号电压为零，霍尔信号电压UH为零。为零。 霍尔集成电路的输出经晶体管霍尔集成电路的输出经晶体管T，所，所以，电压以，电压UG与霍尔电压与霍尔电压UH反相。反相。 电压电压UG为高电平，为高电平，i1流通，点火线圈流通，点火线圈一次侧储能。一次侧储能。 电压电压UG为低电平

41、，为低电平，i1转变为转变为0，点火线，点火线圈一次侧储能转化为二次侧高电压圈一次侧储能转化为二次侧高电压U2，经，经火花塞释放能量。火花塞释放能量。 三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统3）霍尔效应式电子点火系统的实例）霍尔效应式电子点火系统的实例6 霍尔集成电路霍尔集成电路三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统3、光电电子点火系统、光电电子点火系统第二节第二节 普通电子

42、点火系统普通电子点火系统系统的组成：点火器系统的组成：点火器点火控制，点火开关点火控制，点火开关接通电源，点火线圈接通电源，点火线圈储能并产生高压的点火储能并产生高压的点火电压，电压，光电式点火信号光电式点火信号发生器发生器感知点火时间，感知点火时间，产生点火提前角，遮光产生点火提前角，遮光盘盘点火提前角的动作点火提前角的动作控制，控制，分电器分电器分配高分配高压点火电压到各个气缸压点火电压到各个气缸内，实现按顺序点火的内，实现按顺序点火的控制功能。火花塞控制功能。火花塞将将高压电压电能转化成点高压电压电能转化成点火火花。火火花。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院

43、三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统分电器轴分电器轴4带动带动遮光盘遮光盘3旋转，旋转，当遮光盘将当遮光盘将1射射出的光线挡住时，出的光线挡住时，光电接收器光电接收器2（光电二极管）（光电二极管）截止，反之，光截止，反之，光电二极管导通。电二极管导通。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第二节第二节 普通电子点火系统普通电子点火系统3、光电式电子点火系统、光电式电子点火系统工作原理工作原理 遮光盘不挡住光线时，遮光盘不挡住光线时，VT

44、1导通，导通，VT2导通，导通，VT3截止截止VT4导通，一次侧通导通，一次侧通电，电，IP储能。遮光盘挡住光线时，储能。遮光盘挡住光线时，VT1截止，截止，VT2截止，截止，VT3导通，导通，VT4截截止，一次侧电流迅速下降为零，储存储能转化为二次侧的高电压输出。止，一次侧电流迅速下降为零，储存储能转化为二次侧的高电压输出。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统一、微机控制点火系统的组成一、微机控制点火系统的组成各种传感器：各种传感器：提前角提前角1曲轴曲轴位置传感器，位置传感器，2空气流量传感空气流量传

45、感器，器，3进气管负进气管负压传感器，压传感器，4进进气温度传感器，气温度传感器，5冷却液温度传冷却液温度传感器，感器，6节气门节气门位置传感器，位置传感器，7爆燃传感器。爆燃传感器。8开关信号输入。开关信号输入。电子控制单元电子控制单元ECU:也称电子控制器，与发动机电也称电子控制器，与发动机电控汽油喷射系统共用，构成汽车发动机的综合电控汽油喷射系统共用，构成汽车发动机的综合电子控制系统。根据传感器的输出信号，进行子控制系统。根据传感器的输出信号，进行A/D转换后的数据，进行运算、处理、判断输出点火转换后的数据，进行运算、处理、判断输出点火控制信号，控制点火器动作，实现点火。控制信号，控制点

46、火器动作，实现点火。可以有分电器可以有分电器也可以无分电也可以无分电器电路结构器电路结构(汽油机汽油机)点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。 Link 第三节微机控制电子点火系统第三节微机控制电子点火系统三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统二、二、微机控制点火系统微机控制点火系统点火提前角的控制方式点火提前角的控制方式第三节微机控制电子点火系统第三节微机控制电子点火系统

47、ECU根据相关传感器提供的数据，判断发动机的工况，从根据相关传感器提供的数据，判断发动机的工况，从内部的存储器（内部的存储器（ROM）读取相应的点火提前角数据，并通过计）读取相应的点火提前角数据，并通过计算修正后得出最佳点火提前角数据来进行控制点火；同时，算修正后得出最佳点火提前角数据来进行控制点火；同时，尚尚不断的检测发动机的有关工作状况，如检测发动机是否爆燃，不断的检测发动机的有关工作状况，如检测发动机是否爆燃，怠速是否稳定正常，再根据检测的结果，不断修正点火提前角怠速是否稳定正常，再根据检测的结果，不断修正点火提前角的一种控制方式。的一种控制方式。2、闭环控制、闭环控制ECU根据相关传感

48、器提供的数据，判断发动机的工况，从内部根据相关传感器提供的数据，判断发动机的工况，从内部的存储器（的存储器（ROM）读取相应的点火提前角数据，并通过计算修）读取相应的点火提前角数据，并通过计算修正后得出最佳点火提前角数据来进行控制点火，而对控制的结正后得出最佳点火提前角数据来进行控制点火，而对控制的结果不予考虑的一种控制方式。果不予考虑的一种控制方式。1、开环控制、开环控制三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统三、微机控制点火系统的控制内容三、微机控制点火系统的控制内容第三节微机控制电子点火系统第三节微机控

49、制电子点火系统1、点火提前角的确定、点火提前角的确定 （1）、起动时点火提前角）、起动时点火提前角 由于此时的发动机转速较低，由于此时的发动机转速较低，点火提前角固定在某一初始点火提前角固定在某一初始值上，值的大小因车型不同而改变。部分车型还要考虑冷却液值上，值的大小因车型不同而改变。部分车型还要考虑冷却液温度的影响，温度为零度以上时，提前角为温度的影响，温度为零度以上时，提前角为16o，低于，低于0oC时，时，一般增大提前角。当温度升高，适当减小。一般增大提前角。当温度升高，适当减小。（2）、起动后点火提前角）、起动后点火提前角 起动后，发动机转速升高到大于怠速时，起动后，发动机转速升高到大

50、于怠速时，ECU控制系统自控制系统自动转为正时信号控制，即就是根据发动机的转速和负荷状况的动转为正时信号控制，即就是根据发动机的转速和负荷状况的控制状态。主要参数：进气流量、进气管绝对压力，怠速空调控制状态。主要参数：进气流量、进气管绝对压力，怠速空调开关状态等。确定最佳点火提前角的大小。包括：开关状态等。确定最佳点火提前角的大小。包括：1）、基本点火提前角：）、基本点火提前角：2）、点火）、点火提前角的修正值。提前角的修正值。 起动时控制点火起动时控制点火提前角的提前角的主要参数是发动机转速，冷却液温度。主要参数是发动机转速，冷却液温度。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学

51、院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统三、微机控制点火系统的控制内容三、微机控制点火系统的控制内容第三节微机控制电子点火系统第三节微机控制电子点火系统1、点火提前角的确定、点火提前角的确定 （2）、起动后点火提前角）、起动后点火提前角1）、基本点火提前角）、基本点火提前角基本点火基本点火提前角。提前角。是指发动机转速处是指发动机转速处于怠速状态时（节于怠速状态时（节气门传感器中怠速气门传感器中怠速触点断开），触点断开），ECU根据发动机转速，根据发动机转速，和是否接通空调开和是否接通空调开关状态所输出的点关状态所输出的点火提前角参数值。火提前角参数值。对比参数

52、：节气门对比参数：节气门开度，进气支管压开度，进气支管压力。力。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统第三节微机控制电子点火系统第三节微机控制电子点火系统（2）、起动后点火提前角）、起动后点火提前角三、微机控制点火系统的控制内容三、微机控制点火系统的控制内容1、点火提前角的确定、点火提前角的确定2）、点火提前角修正）、点火提前角修正、暖机修正、暖机修正暖机过程发动机运暖机过程发动机运行转速较低，温度行转速较低，温度较低，可适当增加较低，可适当增加点火提前角。点火提前角。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学

53、院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统三、微机控制点火系统的控制内容三、微机控制点火系统的控制内容第三节微机控制电子点火系统第三节微机控制电子点火系统（2）、起动后点火提前角）、起动后点火提前角1、点火提前角的确定、点火提前角的确定2）、点火提前角修正）、点火提前角修正怠速稳定性修正怠速稳定性修正这种情况下，这种情况下，ECU不断检测发动机转不断检测发动机转速，当转速低于规速，当转速低于规定的怠速目标转速定的怠速目标转速时，增加点火提前时，增加点火提前角。反之，减小点角。反之，减小点火提前角。火提前角。空调断开，说明温度较低，增加点火提前角。空

54、调空调断开，说明温度较低，增加点火提前角。空调接通，说明温度较低，应减小点火提前角。接通，说明温度较低，应减小点火提前角。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统三、微机控制点火系统的控制内容三、微机控制点火系统的控制内容第三节微机控制电子点火系统第三节微机控制电子点火系统（2）、起动后点火提前角）、起动后点火提前角1、点火提前角的确定、点火提前角的确定2）、点火提前角修正）、点火提前角修正过热修正过热修正过热时，说明温度较高，过热时，说明温度较高，同时检测发动机的转速，同时检测发动机的转速，当当IDL（怠速

55、传感器触（怠速传感器触点）接通，表明转速较点）接通，表明转速较低，可适当增大点火提低，可适当增大点火提前角。若前角。若IDL断开，表断开，表明发动机运行转速较高，明发动机运行转速较高，应适当减小点火提前角。应适当减小点火提前角。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统三、微机控制点火系统的控制内容三、微机控制点火系统的控制内容第三节微机控制电子点火系统第三节微机控制电子点火系统（2）、起动后点火提前角）、起动后点火提前角1、点火提前角的确定、点火提前角的确定2）、点火提前角修正）、点火提前角修正、空燃比反馈修

56、正、空燃比反馈修正 针对装有氧传感器的燃油喷射控制系统，则可以根据氧传针对装有氧传感器的燃油喷射控制系统，则可以根据氧传感器的反馈信号，反应空燃比参数，当发动机的空燃比增加，感器的反馈信号，反应空燃比参数，当发动机的空燃比增加，表明混合气体中的燃油浓度降低，应适当增大点火提前角，空表明混合气体中的燃油浓度降低，应适当增大点火提前角，空燃比减小，表明燃油浓度升高，应适当减小点火提前角。这样燃比减小，表明燃油浓度升高，应适当减小点火提前角。这样可以保证发动机加速稳定运行。可以保证发动机加速稳定运行。结论：结论：实际的点火提前角是初始点火提前角、基本点火提前角实际的点火提前角是初始点火提前角、基本点

57、火提前角和修正点火提前角之和（提前增量和推后减量）。发动机每运和修正点火提前角之和（提前增量和推后减量）。发动机每运行一周后，行一周后，ECU就可以根据传感器的输入数据，计算出一次点就可以根据传感器的输入数据，计算出一次点火提前角的修正数据，使得点火提前角可以根据发动机的运行火提前角的修正数据，使得点火提前角可以根据发动机的运行工况，及时修正点火提前角。工况，及时修正点火提前角。若若ECU计算出的点火提前角达到计算出的点火提前角达到最大值或者最小值，则以最高限制值或最低限制值确定点火提最大值或者最小值，则以最高限制值或最低限制值确定点火提前角。前角。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工

58、学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统2通电时间通电时间(闭合角闭合角)控制控制三、微机控制点火系统的控制内容三、微机控制点火系统的控制内容第三节微机控制电子点火系统第三节微机控制电子点火系统采用电感储能控制的系采用电感储能控制的系统，一次电流的接通电统，一次电流的接通电流能够达到的最大值，流能够达到的最大值，与一次线圈的接通时间与一次线圈的接通时间有关，越长就越大，反有关，越长就越大，反之较小。点火提前角大，之较小。点火提前角大，会使储能不充分，偏小，会使储能不充分，偏小，会使储能时间过长，造会使储能时间过长，造成直流损失。成直流损失。)1 (1t

59、LRPeRUI将通电时间修正曲线与发动机的基本点火提前角脉谱图及其修将通电时间修正曲线与发动机的基本点火提前角脉谱图及其修正曲线一起存储于正曲线一起存储于ECU的存储器中。的存储器中。ECU可以根据曲线确定的可以根据曲线确定的充电放电时间，转算成发动机的曲轴旋转角度，确定点火提前充电放电时间，转算成发动机的曲轴旋转角度，确定点火提前角的修正值。角的修正值。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统四、微机控制点火系统实例四、微机控制点火系统实例1日产车微机控制点火系统日产车微机控制点火系统第三节微机控制电子点火

60、系统第三节微机控制电子点火系统图图4-38 反映系统的组成。与前述情况相同。反映系统的组成。与前述情况相同。三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院三亚学院理工学院第四章第四章 点火系统点火系统四、微机控制点火系统实例四、微机控制点火系统实例1、日产车微机控制点火系统、日产车微机控制点火系统第三节微机控制电子点火系统第三节微机控制电子点火系统（1）曲轴位置传感器）曲轴位置传感器1）转盘磁电转盘磁电式式曲轴位置传感器曲轴位置传感器测定转速，转角测定转速，转角2对准对准120o齿宽，用齿宽，用于检测于检测120o转角。转角。1对准对准4o齿宽齿宽3对准对准4