第四章 点火系

第四章点火系第一页，共五十八页，编辑于2023年，星期五4．1传统点火系统

4．1．1传统点火系统的组成

第二页，共五十八页，编辑于2023年，星期五

⑴电源供给点火系统所需的电能，由蓄电池和发电机提供。⑵点火线圈将电源12V的低压电变成15－20kV的高压电。⑶分电器（断电器、配电器、电容器和点火提前机构）①断电器：接通与切断点火线圈初级电路。②配电器：将高压电按工作顺序分配给各缸塞。③电容器：减小火花，延长寿命并提高次级电压。④点火提前机构：随转速、负荷和辛烷值改变点火提前角。⑷火花塞将高压电引入气缸燃烧室产生电火花，点燃混合气。

第三页，共五十八页，编辑于2023年，星期五⑸点火开关控制点火系统的初级电路。⑹附加电阻改善点火性能和起动性能。4．1．2传统点火系统的工作原理

第四页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第五页，共五十八页，编辑于2023年，星期五其工作过程可分为三个阶段⑴触点闭合，初级电流增长

⑵触点分开，次级绕组中产生高压电

⑶火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气

第六页，共五十八页，编辑于2023年，星期五4．1．3传统点火系统的工作特性与次级电压的影响因素1．工作特性

U2max＝

第七页，共五十八页，编辑于2023年，星期五2．影响次级电压的因素⑴．发动机气缸数

⑵．火花塞积炭

⑶．电容值的大小

一般C1值在0．15～0．35μF之间为宜。一般为C2值在40－70μF之间为宜。⑷．触点间隙一般为0.35～0.45mm。⑸．点火线圈温度

第八页，共五十八页，编辑于2023年，星期五4．2无触点电子点火系统

优点：可以避免由触点引起的各种故障，减少了保养和维护工作；还可以增大初级电流，提高次级电压和点火能量；改善混合气的燃烧状况，提高发动机的动力性和经济性并减少排气污染。组成：由点火信号发生器、电子点火器、点火线圈、火花塞等组成。

第九页，共五十八页，编辑于2023年，星期五4．2．1磁脉冲式无触点电子点火装置

第十页，共五十八页，编辑于2023年，星期五1．磁脉冲式点火信号发生器的工作原理

特点：发动机转速升高时，点火信号发生器磁路的磁阻变化速率提高，相应磁通量的变化速率也提高，传感线圈产生的信号电压也就随之增大。使点火的击穿电压提前到达，点火相应提前。

第十一页，共五十八页，编辑于2023年，星期五2

电子点火器的工作原理

第十二页，共五十八页，编辑于2023年，星期五工作过程：⑴、接通点火开关UB使T1导通，其直流电路为：

B+→R4→R1→T1→信号线圈→搭铁→B-⑵、当信号线圈产生正向电压脉冲时，信号电压与T1管的正向电压叠加后，高于T2的导通电压，T2导通。T2导通的结果使T5导通，点火初级回路通路。⑶、当信号线圈产生反向电压脉冲时，信号电压与T1管的正向电压叠加后，低于T2的导通电压，T2截止。T2截止的结果使T5截止，点火初级回路开路，于是在次级回路中产生高压。第十三页，共五十八页，编辑于2023年，星期五4．2．2霍尔效应式无触点电子点火装置

1．霍尔效应

式中，RH——霍尔系数；

d——半导体基片厚度；

I——电流；

B——磁感应强度。UH＝

第十四页，共五十八页，编辑于2023年，星期五2、霍尔效应式点火信号发生器

第十五页，共五十八页，编辑于2023年，星期五3、电子点火器

第十六页，共五十八页，编辑于2023年，星期五⑴．基本工作过程

接通点火开关，发动机转动时，分电器中霍尔信号发生器触发叶轮的叶片，周期地通过传感器的空气隙。当叶片进入空气隙时，霍尔信号发生器输出信号Ug为高电位，该信号通过点火器插座⑥和③进入点火器。此时，点火器通过内部电路，适时地驱动点火器末级大功率达林顿管VT导通，接通初级电路。其电路是：蓄电池“＋”极→十点火开关→点火线圈初级绕组N1→点火器（大功率达林顿管VT、反馈电阻Rs）→搭铁→蓄电池“－”极。当触发叶轮的叶片离开空气隙时，霍尔信号发生器输出信号Ug下跳为低电位。点火器末级大功率达林顿管VT立即截止，切断点火线圈初级电路，次级绕组产生高压电。

第十七页，共五十八页，编辑于2023年，星期五⑵．限流控制（恒流控制）

当Rs上的电流增加时，Rs上的电压也增加，该电压反馈到放大器的F端使VT1导通而VT截止。从而降低Rs上的电流当Rs上的电流减小时，其作用与上述过程相反。第十八页，共五十八页，编辑于2023年，星期五⑶．闭合角控制

第十九页，共五十八页，编辑于2023年，星期五（4）停车断路保护如果输入高电位的时间大于设定的时间

Tp（一般为

l－2s），Cp上充电电压达到某一工作电压时，通过内部比较器使驱动级工作，驱动大功率管VT缓慢截止，使点火线圈初级电流逐渐下降为零。

第二十页，共五十八页，编辑于2023年，星期五4．2．3光电式无触点电子点火装置

由安装在分电器轴上的转盘和安装在分电器底板上的光触发器组成。转盘的外线开有与发动机气缸数相对应的缺口。光触发器由发光二极管和光敏三极管组成，当发光二极管的光线照射光敏三极管时，光敏三极管导通，产生与曲轴位置相对应的电压脉冲，即点火信号，

第二十一页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第八节微机控制点火系

第二十二页，共五十八页，编辑于2023年，星期五一、概述

分电器上的离心式和真空式点火提前装置受其机械结构及性能的限制，调节能力是有限的，很难实现点火提前角随发动机的转速、负荷、起动及怠速、水温、汽油的辛烷值、压缩比等的不同而精确调节，有时为了避免大负荷时的爆燃，不得不减小点火提前角。微机控制点火系的特点：⑴、发动机在各种工况下都有最佳的点火提前角，提高了发动机的动力性和经济性，且保证排放污染最小。⑵、将点火提前到发动机刚好不致于产生爆燃的范围。第二十三页，共五十八页，编辑于2023年，星期五二、微机控制点火系(ESA)的组成

1．微机控制点火系的组成及功能

传感器ECU点火执行器第二十四页，共五十八页，编辑于2023年，星期五ESA各组成部分的功能组成部分功能传感器

空气流量计检测进气量进气(支)管绝对压力传感器检测进气量分电器Ne信号检测线圈检测曲轴角度(发动机转速)G1、G2信号检测线圈检测曲轴角度基准位置节气门集团传感器向主ECU输入点火提前角修正信号水温传感器检测发动机的冷却水温起动开关检测发动机是否正处于起动状态空档起动开关检测自动变速器的选挡杆是否置于N位或P位车速传感器检测车速，向主ECU输入车速信号空调开关A/C检测空调的工作状态(ON或OFF)爆燃传感器检测发动机爆燃信号电源电压传感器向主ECU输入电源电压信号第二十五页，共五十八页，编辑于2023年，星期五ESA各组成部分的功能(续表)2．微机控制点火系统的主要电路

(1)、点火确认信号(1Gf信号)发生电路(见图)

(2)、过电压保护电路

(见图)

(3)、闭合角控制电路

(见图)

组成部分功能执行机构电子点器与点火线圈

根据主ECU输出的点火控制信号，控制点火线圈一次侧电路的通断，产生二次侧高压使火花塞点火；同时，把点火确认信号IGf反馈给ECU发动机控制器(主ECU)根据各传感器输入的信号，计算出最佳的点火提前角，并向电子点火器输出点火控制信号第二十六页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第二十七页，共五十八页，编辑于2023年，星期五(4)、锁止保护电路

(见图)(5)、恒流控制电路

(见图)(6)、加速状态检测电路

(见图)三、微机控制点火系的控制功能

点火提前角控制主要控制功能：通电时间控制爆燃控制1．点火提前角控制微机控制点火系中，点火提前角按发动机起动期间与正常运行期间两种基本工况实现控制。第二十八页，共五十八页，编辑于2023年，星期五(1)起动期的点火提前控制：

ECU检测信号：Ne信号、STA信号

点火提前予设角：10°(2)发动机正常运行期的点火提前控制：①基本点火提前角：如图：a)按喷油量和Ne确定b)按进气量和Ne确定怠速工况的基本点火提前角模型第二十九页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第三十页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第三十一页，共五十八页，编辑于2023年，星期五②修正点火提前角：

暖机修正：刚起动时冷却水温度较低时，应增大点火提前角，以使发动机尽快暖机。控制暖机修正量的主要信号有冷却水温度信号、进气流量信号和节气门开度信号。过热修正：发动机正常运行时，若冷却水温过高，为了避免发动机过热，应减小点火提前角。控制过热修正量的主要信号有冷却水温度信号和节气门开度信号。怠速稳定性修正：为了能保持怠速下稳定运转，当检测到的实际转速低于怠速目标转速时，应相应增大点火提前角。相反，应减小点火提前角。控制怠速稳定性修正量的主要信号有发动机转速信号、节气门开度信号、车速信号、空调信号等。

第三十二页，共五十八页，编辑于2023年，星期五暖机修正第三十三页，共五十八页，编辑于2023年，星期五2．通电时间控制

通电时间进行控制，就是对点火闭合角进行控制。

闭合角的大小取决于发动机转速和电源电压的大小。

第三十四页，共五十八页，编辑于2023年，星期五3．爆燃控制

爆燃控制的组成：第三十五页，共五十八页，编辑于2023年，星期五爆燃控制曲线：第三十六页，共五十八页，编辑于2023年，星期五四、微机控制直接点火系

1、主要优点：

(1)节省了安装空间

(2)能量损失减少

(3)高速时点火能量有保证

(4)电磁辐射减小2、控制方式：⑴开环控制⑵闭环控制第三十七页，共五十八页，编辑于2023年，星期五同时点火装置3、分类：独立点火装置4、工作过程：⑴同时点火系统第三十八页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第三十九页，共五十八页，编辑于2023年，星期五

G1、G2和Ne三个信号，用于判别气缸、检测曲轴转角和确定初始点火提前角。同时还向点火器输出IGt、IGdA、IGdB三个信号。其中IGt信号是点火正时信号，IGdA和IGdB信号是ECU输送给点火器的判断信号。发动机ECU根据G1、G2、Ne信号查表选择IGdA、IGdB的信号状态(见表3—15)，以确定各缸的点火顺序。

第四十页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第四十一页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第四十二页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第四十三页，共五十八页，编辑于2023年，星期五独立点火装置第四十四页，共五十八页，编辑于2023年，星期五4．4点火系统主要部件

4．4．1分电器1．组成由断电器、配电器、电容器和点火提前机构等组成。第四十五页，共五十八页，编辑于2023年，星期五⑴．断电器⑵、配电器⑶．点火提前调节机构①、离心式：当发动机转速增大时，点火提前角增大。相反，当发动机转速降低时，点火提前角减小。

第四十六页，共五十八页，编辑于2023年，星期五②、真空式点火提前装置

点火提前角随发动机负荷的增大而减小第四十七页，共五十八页，编辑于2023年，星期五2．无触点分电器

第四十八页，共五十八页，编辑于2023年，星期五4．4．2点火线圈

1．开磁路式点火线圈

第四十九页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第五十页，共五十八页，编辑于2023年，星期五第五十一页，共五十八页，编辑于2023年，星期五4．4．3火花寨

1、火花塞的热特性：自洁温度：500℃－600℃

热型(1、2、3)2、分中型(4、5、6)冷型(7、8、9、10、11)注意：热型火花塞适用于低速、低压缩比、小