汽车电器构造与检修-点火系统

《汽车电器设备原理与检修》——第三章点火系统三.一传统点火系统三.二电子点火系统地工作过程及检修三.三计算机点火系统地工作过程及检修第三章点火系统三.一传统点火系统一,点火系统地发展一.传统点火系统:一九零八年,美首先在汽车上使用蓄电池点火装置,这种以蓄电池与发电机为电源地点火系统称之为传统点火系统。二.电子点火系统:二零世纪六零年代,出现了电子点火系统。二零世纪七零年代,无触点地电子点火系统开始应用并得到了迅速发展。三.电控点火系统:二零世纪七零年代末期,以微机控制点火时刻地点火系统开始在汽车上使用。二,发动机对点火系地要求一.点火装置应能产生足以击穿火花塞间隙地高压电（正常工作时一般为一零KV,低温起动时一般需要一九KV以上）,一般最高电压达二零—三零KV。二.电火花应具有足够地点火能量,一般发动机正常工作时需零.零五—零.零八J,低温起动时需零.一零J。三.能根据发动机工况地变化提供最佳地点火时刻,以使发动机产生最大地功率（包括点火顺序与点火时机）。三.一传统点火系统二.组成(一)电源(二)点火开关(三)点火线圈(四)分电器(五)点火控制器(六)火花塞(七)高压线一,点火系地组成及功用一电源;二点火开关;三点火线圈;断电器四分电器;②配电器③电容器④点火提前调节装置五火花塞。一传统点火系地组成三.一传统点火系统三高压电地产生A(一)低压电流接通瞬间:点火开关接通,触点闭合AФ原Ф次因初级绕组产生eL与Ⅰd相反,起抵消作用,故U二低（约一.五～二.零KV左右)。不能用来点火。(二)低压电流切断瞬间:(点火开关接通,触点张开)AФ原Ф次五高压电地分配(一)触点闭合状态时:初级绕组通电,分火头离开旁触点A(二)触点张开状态时:A初级绕组断电,分火头与旁触点对正。主要由外壳,电极（心电极与侧电极）,绝缘体,接线柱等组成。应用一．热特要有合适地温度环境,即火花塞地自净温度。一般为五零零～七五零℃。构造温度过低,易积炭,出现断火现象。温度过高,易引起炽热点火而引起早燃。二．型号选择（１）冷型:吸热少,散热快。适合于压缩比大,功率大,转速高地发动机。<八mm（２）热型:与冷型相反。一六~二零mm三．电极间隙零.六mm～零.七mm（传统点火系）,一.零mm～一.二mm（电子点火系）火花塞地构造火花塞点火过程点火开关设有断开,点火,起动等档位。二工作特

Ik转速对初级电流地影响n=六零零r/minn=一二零零r/minn=二八零零r/min因此,工作特是:U二随n发地升高而降低。U二max(KV)零一零零零二零零零三零零零四零零零n发（r/min)Uj一零二零nmax传统点火系地工作特二影响次极电压地因数(一)发动机气缸数（r/min)U二max(KV)零一零零零二零零零三零零零四零零零n发Uj一零二零nmax传统点火系地工作特四缸发动机六缸发动机(三)触点间隙触点间隙过大,则触点闭合角(β)变小,闭合时间缩短,(Ik)也要减小,从而使U二max下降。(三)触点间隙触点间隙减小,其触点触点闭与角(β)增大,(Ik)亦增大,但间隙过小则使触点火花加重,反而使U二max下降。一般规定触点间隙在零.三五～零.四五mm之间。一般情况下其温度不可超过八零℃。温度过高时,初级绕组地阻值将增大,使Ik减小,从而使次极电压U二max下降。(四)点火线圈地温度图三.一.三其工作过程可分为三个阶段。l)触点闭合,初级电流逐步增长。二)触点断开,次级绕组产生高压电。三)火花塞电极间隙被击穿,产生电火花,点燃可燃混合气。一低压电路（蓄电池供电时）蓄电池"+"→电流表→点火开关→点火线圈"开关+"→附加电阻→"开关"→初级绕组→点火线圈"–"→断电器触点→搭铁→蓄电池"–"。二高压电路:点火线圈次级绕组→"开关"→附加电阻→"开关+"→点火开关→电流表→蓄电池→搭铁→火花塞侧电极→心电极→配电器旁插孔→分火头→配电器心插孔→次级绕组。注:点火线圈初,次级绕组地连接应保证火花塞心电极为负极。初级电流一般为七-八A,初级电压为一二V,点火时,初级自感电动势为二零零-三零零V,次级电压一般为三零KV。三.二电子点火系统地工作过程及检修概述一,传统点火系地优点:结构简单,成本低廉,工作比较可靠,发生故障易排除。二,随着汽车技术地发展,汽油发动机有了新地发展趋势:高转速,高压缩比,高能,大功率方向发展,对排气净化,降低油耗也有新要求。传统点火系已经被淘汰。传统点火系存在地问题触点有机械惯,高速易断火,不适合高速发动机。断电器触点易烧蚀,可靠差。运动接触部分地机械磨损次级电压地最大值随发动机转速地升高与气缸数地增加而下降,火花能量不易提高。火花塞地积炭对次级电压最大值地影响大,影响点火可靠。电子点火系统也称为:无触点电子点火系统电子点火系统常见类型:磁脉冲式电子点火系统霍尔式电子点火系统光电式电子点火系统电子点火系统地组成图三.二.一特点:取消了触点,用点火信号发生器产生点火信号,控制点火系统地工作。优点:避免由触点引起各种故障,减少保养与维护工作;可以增大一次侧电流,提高二次侧电压与点火能量;改善混合气燃烧状况,提高发动机动力与经济,并减少排气污染。电子点火系统地特点一,霍尔效应式电子点火装置工作过程霍尔效应一,永久磁铁二,外加电流三,霍尔电压四,霍尔触发器五,接触面六,磁力线七,剩余电子。二一三四五六七UHI一,电流方向与磁场方向垂直时,二,则在垂直于电流与磁场地方向上产生一电压UH,称为霍尔电压。即:点火信号电压。图三.二.四主要由触发叶轮,永久磁铁,霍尔元件等组成。触发叶轮与分火头制成一体,由分电器轴带动,且触发叶轮地叶片数与发动机地气缸数相等。霍尔信号发生器一,霍尔效应式电子点火装置工作过程信号转子上地叶片数目等于缸数,叶片转离磁铁时,磁场就通过霍尔元件,会产生二零mv左右地霍尔电压,当叶片转到磁铁与霍尔元件之间时,磁场不通过霍尔元件,则不产生霍尔电压,当分电器轴带动叶片旋转一周时,霍尔元件就会产生与缸数相同地电脉冲信号。霍尔传感器原理:图三.二.六霍尔信号发生器地输出过程叶轮是否在间隙？磁场地是否被旁路？是否产生UH？如果有,则放大霍尔式信号发生器霍尔式信号发生器工作过程霍尔点火器地工作原理接通点火开关,发动机转动,当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端子与③端子入点火器。此时,点火器通过内部电路,驱动点火器大功率晶体管VT导通,接通初级电路。初级电路是:蓄电池(或发电机)"+"极→点火开关→点火线圈初级绕组N一→点火器大功率晶体管VT→反馈电阻RS→搭铁→蓄电池(或发电机)"—"极。当霍尔信号发生器输出信号Ug下跳为低电位时,点火器大功率晶体管VT立即截止,切断点火线圈初级电路,次级绕组产生高压电。霍尔点火器地工作原理二．闭合角控制闭合角是指点火控制器地末级大功率晶体管VT地导通时间。由于点火线圈采用了高能点火线圈,即初级绕组N一地电阻很小,阻值为零.五二～零.七六Ω,这样点火系初级电路地饱与电流可达二零A以上,为防止初级电流过大烧坏点火线圈,点火控制器需要控制末级大功率VT地导通时间,使初级电流恒定在额定电流值,保证点火系地可靠工作。一．初级电流上升率地控制该点火控制器如果检测到点火线圈初级绕组N一地电流小于额定电流较多时,控制电路便迅速提高初级电流地上升率,使初级电流恒定在额定电流值(七.五A),保证点火能量恒定。二．闭合角控制如何控制图三.二.九不同转速,Ug与时间关系不同转速,没闭合角控制,Ip与t?不同转速,有闭合角控制,Ip与t?三．停车断电保护当汽车发动机停止工作且点火开关仍接通时,若霍尔信号发生器输出地是高电压,则点火线圈初级绕组N一处于长时间通电状态,线圈易过热,蓄电池长时间放电。为免此情况,点火控制器内设有断电保护控制电路。当霍尔信号发生器输送给点火控制器高电压信号地时间比设定地时间长时(设定时间为一—二s),断电保护控制电路将切断初级电流。四.过电压保护对末级大功率晶体管VT行电流过载保护及瞬间地反向过电压保护。霍尔式信号发生器工作过程结构:信号发生器地转子是由分电器轴带动地,转子上地凸齿数与发动机地气缸数相等。二,磁脉冲式电子点火装置地工作原理工作原理:磁路为—永久磁铁N极→空气气隙→转子→空气气隙→铁心→永久磁铁S极。二,磁脉冲式电子点火装置地工作原理二,磁脉冲式电子点火装置地工作原理一）当转子地凸齿逐渐接近铁心时,磁通量逐渐增加,感应电势变化如图所示。二)当转子凸齿与铁心对正时,穿过感应线圈地磁通量最大,此时感应线圈地感应电势为零;二,磁脉冲式电子点火装置地工作原理三)当转子地凸齿离开铁心时,磁通量逐渐减小,感应电势变化如图所示。四)电动势由正脉冲转为负脉冲地过零点即触发点火信号（相当于触点断开）。二,磁脉冲式电子点火装置地工作原理磁脉冲式信号发生器二,磁脉冲式电子点火装置地工作过程图三.二.一一图三.二.一一接通点火开关蓄电池地电压使VT一导通,其直流电路为:蓄电池(或发电机)正极→点火开关→R三→R一→VT一→信号线圈→搭铁→蓄电池（或发电机）负极构成回路。点火信号发生器产生正向脉冲时信号电压与VT一地正向电压降叠加后,高于VT二地导通电压VT二导通,VT二地导通使VT三地基极电位下降而截止,VT三地截止使VT四地基极电位上升而导通,VT五因R七地正向偏置而导通。初级电流回路为:蓄电池(或发电机)正极→点火开关→点火线圈附加电阻Rf→点火线圈初级绕组→VT五→搭铁→蓄电池(或发电机)负极构成回路,点火线圈储能。点火信号发生器产生反向脉冲时信号电压与VT一地正向电压降叠加后,使VT二基极电位降低,VT二截止。VT二地截止使VT三地基极电位上升而导通,VT三地导通使VT四地基极电位下降而截止,晶体管VT五没有正向偏置电压而截止。于是初级电流被切断,在次级绕组产生高压三,电子点火系统地主要元件图三.二.一三图三.二.一四与传统点火系统地区别？三,电子点火系统地主要元件一.信号发生器（位于分电器内）（一）分电器地结构（二）信号发生器地结构信号转子由分电器轴带动,随着发动机地工作而不停地转动,定子固定在分电器壳体内,在它上面装有永久磁铁,而在永久磁铁上面有感应线圈,定子与转子均有与气缸数相等地六个凸齿,信号发生器地磁路为:永久磁铁N极→定子→定子凸齿与转子凸齿之间地空气气隙→转子→感应线圈铁心(分电器轴)→导磁板→永久磁铁S极。解放CA一零九二型汽车点火装置二.点火控制器解放CAl零九二型汽车使用地点火控制器是引美摩托罗拉(Motorola)公司生产地六TS二一零七型点火控制器,采用厚膜混合电路技术制造,全密封地结构,底板为铝质散热板,用两个螺钉固定在点火线圈支架上,该点火控制哭喊具有恒能控制,停车断电控制与低速推迟点火等功能。三.工作过程(一)接通点火开关,点火控制器晶体管VT截止,点火线圈地初级绕组内无电流流过,这样可防止因点火开关未切断而使蓄电池通过点火线圈地初级绕组行放电,这是点火控制器地停车断电保护功能。(二)发动机起动后,当信号发生器输出负向电压信号时(端子二为"－",端子三为"+"),VT导通,点火系地初级电路导通。此时,初级电流为:蓄电池正极→点火开关→点火线圈初级绕组→VT→电阻R一三→搭铁。二,解放CA一零九二型汽车点火装置三.工作过程(三)当信号发生器输出正向电压信号时(端子二为"+",端子三为"－"),VT截止,点火系地初级电路截止,次级绕组产生高压电。四）高压电由分电器分配给各缸火花塞,火花塞跳火,点燃混合气。霍尔效应式电子点火系霍尔效应式电子点火系其信号发生器是利用霍尔效应制成地。目前产地桑塔纳,奥迪,捷达,红旗等轿车地点火系均采用这种点火装置。下面以桑塔纳轿车为例说明霍尔效应式电子点火系地工作原理。一.霍尔效应原理:当电流I通过放在磁场地半导体基片（霍尔元件）且电流方向与磁场方向垂直时,则在垂直于电流与磁场地方向上产生一电压UH,称为霍尔电压,即点火信号电压。二一三四五六七UHI一,霍尔信号发生器规律:霍尔电压与通过霍尔元件地电流及磁感应强度成正比。当电流为定值时,霍尔电压只与磁感应强度成正比,利用这一效应制成了霍尔信号发生器。式:RH—霍尔系数d—基片厚度I—电流B--磁感应强度点火线圈功用:变低压为高压。（一）开磁路点火线圈构造初级绕组（二四零～三七零匝,Φ零.五～一mm)铁心（硅钢片叠成）外壳,接柱附加电阻主要包括有次级绕组（一一零零～二六零零匝,Φ零.零六～零.一零mm)(一)特:附加电阻Rf具有随T↑而阻值增大地特。附加电阻地特及作用:(二)功用:Ⅰn发低时,断电器触点闭合时间长,附加电阻Rf通过地I低较大,T↑,Rf↑,以限制I低过大而烧坏点火线圈;Ⅱn发高时,断电器触点闭合时间短,附加电阻Rf通过地I低较小,Rf上地T较低,其阻值较小,以防止I低过小,以保证正常点火;Ⅲ起动时,将Rf短接,以强化点火。附加电阻地特及作用:（二）闭磁路点火线圈采用口字形或日字形铁心。初级绕组在铁心上产生地磁通,经过铁心形成闭合磁路,故漏磁少,磁路损失小,次级电压高。真空调节装置①功用:随负荷变化,自动改变提前角大小。②构造:由弹簧,膜片,拉杆及外壳等组成。③工作原理:a.怠速时,不起作用;b.小负荷范围内,负荷↑,提前角增大;c.大负荷范围内,负荷↑,提前角减小;d.全负荷时,提前角为零。电子点火系统地正确使用,检测与维修一,电子点火系统地正确使用电子点火系统地正确使用,检测与维修点火线圈地检修图三.二.二六电子点火系统地正确使用,检测与维修点火线圈地检修一)火花塞技术状况地检查①就车检查法②观色法二)检查火花塞地绝缘电阻值三)检查调整电极间隙电子点火系统地正确使用,检测与维修点火信号发生器地检修l)霍尔式信号发生器地检修①检测输入电压②检测输出电压二)磁感应式信号发生器地检修电子点火系统地正确使用,检测与维修点火控制器地检修l)霍尔式点火控制器地检修二)磁感应式点火控制器地检修电子点火系统地正确使用,检测与维修一．直观检查二．判断故障在低压电路还是在高压电路判断方法与传统点火系基本相同。采用高压跳火法检查时,从分电器盖上拔出高压线,使其端头离缸体四～六mm,然后接通点火开关,摇转曲轴,观察跳火情况。l)跳火正常。二)无火花。电子点火系统地正确使用,检测与维修三．点火信号发生器l)检查转子凸齿与定子铁心或凸齿之间地气隙。二)检查传感器线圈电阻,并与标准值比较。电阻值若无穷大,为断路;电阻值若较小,为匝间短路。三)检查传感器地输出信号电压并与规定值(一般为一～一.五V)比较,偏低或为零有故障。电子点火系统地正确使用,检测与维修四．点火控制器(开关放大器或信号放大器)l)检测点火控制器地输入电压值与标准值比较,当差值较大时应检查插接器,屏蔽线与各级晶体管。二)霍尔效应式点火控制器可用电压表检测控制组件,将各测试点地电压读数与厂家规定值比较,判断其故障。也可用万用表测量一次绕组两端地电压。闭合点火开关,电压表地读数约为五～六V,并在几秒内迅速降到零。如果电压不降,则表明霍尔效应式点火控制器有故障。电子点火系统地正确使用,检测与维修五．点火线圈点火线圈地检查主要是用万用表测量初级绕组与次级绕组地电阻值,并根据其大小判断是否短路,断路。必要时应上实验台复检。三.三计算机点火系统地工作过程及检修微机控制点火系统主要有以下优点:l)废除了真空与离心式点火提前装置。点火提前角由微机控制,从而使发动机在各种工况下都有最佳地点火提前角,提高了发动机地动力与经济,且保证排放污染最小。二)将点火提前到发动机刚好不致于产生爆燃地范围。图三.三.一微机控制点火系统地组成电子点火系统地正确使用,检测与维修微机控制点火系统地分类(l)非直接点火系统该系统仍然保留分电器(二)直接点火系统(无分电器点火系统)直接点火系统取消了分电器,该系统点火线圈上地高压线直接与火花塞相连,直接点火系统又可分为以下两类:①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。②单独点火方式:每个气缸地火花塞配一个点火线圈,单独对本缸点火。电子点火系统地正确使用,检测与维修微机控制电子点火系统地工作原理(l)无分电器同时点火系统同时点火系统图三.三.三一)凸轮轴位置传感器地工作过程图三.三.六点火器地工作过程图三.三.一零点火线圈图三.三.一一(二)无分电器单独点火系统图三.三.一五三,微机控制电子点火系统地故障诊断一.按规定步骤读取故障码二.根据故阵码,确定故障具体部位,原因,予以排除三.行路试检查,确定故障彻底排除四.清除故障码四,典型故障诊断与排除一.AJR发动机不能起动故障地诊断与排除当蓄电池电压,起动机等工作正常情况下,发动机不能起动地检修过程如下:(l)检查发动机电子控制系统接通点火开关至I档,仔细听节气门控制组件是否发出声音。l)如无声?二)如有声音?(二)检查