发动机点火系统.ppt

1、汽车点火系统,点火系是发动机正常工作所必需的电器系统之一，对本章内容来说，在学习了解传统点火系的分电器、点火线圈、火花塞的等各组成部件的结构、原理基础上，整体把握普通电子点火系的工作原理，掌握磁感应式和霍尔式普通电子点火系的工作过程。,4.1 概 述,一、功用:,将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并按发动机的作功顺序和点火时间要求，配送至各缸的火花塞，在其间隙处产生火 花，点燃可燃混合气。,一、点火系作用,在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。 点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动机点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气；并能适应发动

2、机工况和使用条件的变化，自动调节点火时刻，实现可靠而准确的点火；还能在更换燃油或安装分电器时进行人工校准点火时刻。,二、点火系种类,点火系按采用的电源不同，可分为蓄电池点火系和磁电机点火系两大类。 蓄电池点火系按是否采用电子元件控制可分为 传统点火系 电子点火系 微机控制点火系统,1 传统点火系,汽车上的蓄电池或发电机向点火系提供电能，机械触点控制点火时刻，点火时刻的调节采用机械式自动调节机构，储能方式为电感储能。 传统点火系结构简单，成本低，是一种应用较早、较普遍的点火系。 但该点火系工作可靠性差，点火状况受转速、触点技术状况影响较大，需要经常维修、调整。随着汽车技术的发展，传统点火系越来越

3、不适应现代发动机对点火的要求，正日趋被新的电子点火系所取代。,四、点火系的要求,无论是哪一类的点火装置，均有共同的技术性能要求，即应在发动机各种工况和使用条件下保证可靠而准确地点火，为此应满足以下三个方面的要求： 1能产生足以击穿火花塞间隙的电压 2火花应具有足够的能量 3点火时刻应适应发动机的工作情况,1能产生足以击穿火花塞间隙的电压,火花塞电极击穿而产生火花时所需要的电压称为击穿电压。点火系产生的次级电压必须高于击穿电压，才能使火花塞跳火。击穿电压的大小受很多因素影响，其中主要有： （1）火花塞电极间隙和形状 （2）气缸内混合气体的压力和温度 （3）电极的温度和极性 （4）发动机的工作情况

4、,火花塞电极间隙和形状,火花塞电极的间隙越大，气体中的电子和离子受电场力的作用越小，不易发生碰撞电离，击穿电压就越高，见图4-1；电极的尖端棱角分明，所需的击穿电压低。,气缸内混合气体的压力和温度,混合气的压力越大，温度越低，其密度就越大，离子自由运动距离就越短，不易发生碰撞电离，击穿电压就越高，见图4-2。,电极的温度和极性,火花塞电极的温度越高，电极周围的气体密度越小，击穿电压就越低；针状的中心电极为负极且温度较高时，击穿电压就较低。中心电极是负极时其击穿电压比中心电极是正极时约降低20%-40%，见图4-3。,发动机的工作情况,发动机转速 击穿电压与发动机转速的关系见图4-4。发动机高速

5、工作时，气缸内的温度升高，使气缸的充气量减小，致使气缸中压力减小，因而火花塞的击穿电压随转速的升高而降低。,特例： 发动机在起动和急加速时击穿电压升高，而全负荷且稳定工作状态时击穿电压较低。,发动机的工作情况,混合气空燃比 见图4-5，由图可见，混合气过稀和过浓时击穿电压都会升高。 此外，发动机的功率、压缩比以及点火时刻等因素也影响击穿电压的高低。为了保证点火的可靠性，点火系必须有一定的次级电压储备。但过高的次级电压，将造成绝缘困难，使成本提高。,2火花应具有足够的能量,发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度接近其自燃温度，仅需要15mJ的火花能量。 但在混合气过浓或是过稀时，发动机起动、

6、怠速或节气门急剧打开时，则需要较高的火花能量。 经济性和排气净化要求提高提高火花能量。,电子点火系一般应具有80100mJ的火花能量，起动时应产生高于100mJ的能量。,3点火时刻应适应发动机的工作情况,实践证明，燃烧最大压力出现在上止点后1015时，发动机的输出功率最大，此时所对应的点火提前角为最佳点火提前角。 影响最佳点火提前角的因素很多，主要有（1）发动机转速：（2）发动机负荷（3）汽油辛烷值,3点火时刻应适应发动机的工作情况,发动机转速越高，在同一时间内活塞移动的距离越大，曲轴转角也越大，如果混合气燃烧速度不变，则点火提前角应线性增加。但当转速升高时，混合气的温度和压力提高，扰流增强，

7、会使燃烧速度随之加快。因此，最佳点火提前角应随转速升高而增大，但不是线性的。,3点火时刻应适应发动机的工作情况,负荷： 同一转速下，负荷增大，节气门开度增大，吸入汽缸的混合气量增加，压缩终了时，缸内温度、压力增高，使燃烧速度加快。因此，最佳点火提前角随负荷增大而减小。,3 起动及怠速 发动机起动和怠速时，虽然混合气燃烧速度较慢，但因发动机转速低，混合气全部燃烧时间却只占较小的曲轴转角。如果点火过早，可能会使曲轴反转，因此点火提前角宜减小甚至不提前。,4 汽油的辛烷值 爆震燃烧是汽油机的一种不正常燃烧，爆震燃烧使发动机功率下降、油耗上升。点火提前角越大，越易发生爆震燃烧。爆震燃烧与汽油的抗爆性有

8、关。汽油的抗爆性用辛烷值表示，辛烷值越高，则其抗爆性越好。因此使用辛烷值低的汽油时，应适当减小点火提前角,5 压缩比 压缩比越大，压缩结束时，缸内温度和压力越高，燃烧速度越快，所需的点火提前角减小 6 混合气成分 混合气的过量空气系数= 0. 8 0. 9 时，燃烧速度最快，前角混合气浓度直接影响燃烧速度，所以最佳点火提前角最小。过稀或过浓的混合气，由于燃烧速度较慢，必须加大点火提 7 进气压力 进气压力减小，使得混合气雾化和扰流变差，混合气形成质量下降，且由于进气量的减少，压缩结束时缸内温度和压力下降，使燃烧速度变慢，因此应该加大点火提前角。如在高原地区，由于大气压力低，空气稀薄，就应适当加

9、大点火提前角。,第二节、传统点火系统,传统点火系统的组成 （1） 电源 （2） 点火线圈 （3） 分电器：断电器；配电器；电容器；点火提前角机构。 （4） 火花塞 （5） 点火开关,2.点火开关；,3.点火线圈；,4.分电器;,5.火花塞。,一、组成,4.2 传统分电器式点火系,传统点火系统的组成,点火系组成,附加电阻：附加电阻与点火线圈初级绕组串联其作用是调节初级电流大小，维持初级电流基本稳定。其特点是温度愈高，电阻愈大，所以又叫热敏电阻。 电容器：电容器与断电器触点并联，其功用是在点火线圈初级电路断开时，减小触点间产生的电火花，防止触点烧损，并可加速点火线圈中的磁通变化率，提高点火电压。

10、（1）保护触点，自感电流向电容器充电，防止触点烧损。 （2）加速断电，提高次极电压。,二、工作原理,点火系统将12v或24v的低压电转变为1000v以上的高压电是由点火线圈和断电器共同完成的，并由配电器分配到各缸火花塞。,点火线圈,配电器,断电器,火花塞,初级电压,次级电压,四缸点火演示简图,第九节 点火系统的构造,一、点火线圈,功用：变低压为高压 。,开磁路点火线圈（传统）,分类：,闭磁路点火线圈,第九节 点火系统的构造,附加电阻,附加电阻也称热敏电阻，它由低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝制成，具有温度升高时电阻迅速增大、温度降低时电阻迅速减小的特点。发动机工作时，利用附加电阻这一特点自动调节初级电

11、流，可以改善点火系的工作特性。,附加电阻,当发动机低速工作时，初级电流增长时间长，电流大，附加电阻受热阻值增大，避免了初级电流过大，防止点火线圈过热；当发动机高速工作时，初级电流增长时间短，电流小，附加电阻温度较低，可使初级电流下降的少些，保证了发动机在高速工作时点火系统能供给较强的高压电而不止断火。所以转速变化时，附加电阻较好地解决了高速断火和低速点火线圈过热的矛盾，改善了点火性能。 当发动机起动时，由于蓄电池的端电压会急剧下降，致使初级电流减小，点火线圈不能供给足够的高电压和点火能量。为了克服这一影响，在起动时将附加电阻短路，以增大初 级电流，提高次级电压和火花能量，从而改善了发动机的起动

12、性能。,附加电阻及恒流控制,附加电阻的作用 发动机在任何转速下Ip保持恒定 存储能量恒定次级线圈U2max恒定 缺点电流上升速度慢 点火电压低（满足高速时）,3点火线圈的规格型号 根据 QC / T73 一 93 的规定，点火线圈规格型号的格式为： 产品代号： DQG 表示干式点火线圈， DQD表示电子点火系统用点火线圈。,电压等级代号： 1 一 12V , 2 一 24V 。 用途代号：见表 41 。,功用： 接通和切断初级线圈电路，并按各缸的工作顺序将高压电适时送至各缸火花塞。,2、分电器,构造：,（1）配电器, 作用：将点火线圈中产生的高压电，按发动机各缸的工作顺序轮流分送到各缸火花塞。

13、, 构造：,功用：在点火线圈初级电路断开时，减小触点间产生的电火花，防止触点烧损，并可加速点火线圈中的磁通变化率，提高点火电压, 电容器, 点火提前调节装置,离心式点火提前调节装置 真空式点火提前调节装置,机械离心提前调节装置,作用：随发动机的转速变化改变凸轮和轴的相位关系 组成： 工作原理,离心式点火提前点火机构工作演示,真空提前调节装置,作用： 随发动机负荷的变化（节气门开度变化自动的调节点火提前角） 组成： 工作原理,（2）断电器, 功用接通和切断初级绕组的电路，使其电流发生变化，以便在次级绕组中产生高压电。, 构造,3、火花塞,功用：,产生电火花，点燃混合气 。,主要由外壳、电极（中心

14、电极和 侧电极）、绝缘体、接线柱等组成。,构造：,分类：,热型 中型 冷型,火花塞的热值,冷型： 裙部短 压缩比高的发动机。H=8mm 中型： 转速较低的发动机。H=11或14mm 热型： 群部长散热慢 H=16或20mm,电极间隙：,中心电极,侧电极,电极间隙,指的是中心电极与侧电极之间的间隙。,电极间隙过小：火花微弱，并且容易因产生积碳而漏电； 电极间隙过大：所需的击穿电压增高，发动机不易启起动，且在高速时易发生“缺火。,一般的电极间隙为：0.60.8,现代的汽车甚至采用1.01.2，可以改善排气净化。,三、点火提前,1、点火提前的概念：,火花塞点火时，曲轴位置与活塞位于压缩上止点时曲轴位

15、置之间的夹角称为点火提前角。,2、影响因素：,当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大。 当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。,4、自动调节装置,分类,3、后果：,点火过迟：混合气开始燃烧时活塞已下行一段距 离，则P、发动机N。,点火过早：则气体压力作用的方向与活塞运动的 方向相反，使P、发动机N。,点火线圈,点

16、火线圈,点火线圈,二、点火线圈,传统的开磁路点火线圈的基本结构如图4-15所示，主要由铁心、绕组、胶木盖、瓷杯等组成。开磁路点火线圈 其铁心用0.30.5mm厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级绕组和次级绕阻。次级绕阻居内，通常用直径为0.060.10mm的漆包线绕1100026000匝；初级绕阻居外，通常用0.51.0mm的漆包线绕230370匝。,闭磁路点火线圈,传统的开磁路点火线圈中，次级绕组在铁心中的磁通通过导磁钢套构成回路，磁力线的上、下部分从空气中通过，磁路的磁阻大，磁通损失大，转换效率低（约60%）；,闭磁路点火线圈,闭磁路点火线圈的铁心是“曰”字形或“口”字形，磁路中只设有一个微小的

17、气隙，其磁路图4-17所示 。闭磁路点火线圈漏磁少，磁阻小，变换效率高，可使点火线圈小型化。,火 花 塞,火花塞的作用是将高压电引进发动机燃烧室，在电极间形成火花，以点燃可燃混合气。火花塞拧装于气缸盖的火花塞孔内，下端电极伸入燃烧室。上端连接分缸高压线。火花塞是点火系中工作条件最恶劣、要求高和易损坏部件。其外形图见图4-18。,火花塞要求,火花塞要求,1混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲击，要求火花塞必须有足够的机械强度。 2火花塞承受着交变的高电压，要求它应有足够的绝缘强度，能承受30kv高压。 3混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达15002200，进气时又突然冷却至5060，因此

18、要求火花塞不但耐高温，而且能承受温度剧变，不出现局部过冷或过热。 4混合气的燃烧产物很复杂，含有多种活性物质，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐蚀。因此要求火花塞要耐腐蚀。 5火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有合适的电极间隙。火花塞安装位置要合适，以保证有合理的着火点。火花塞气密性应当好，以保证燃烧室不漏气。,火花塞的热特性,要使火花塞能正常工作，其下部绝缘体裙部的温度应保持在500700C，这样才能使落在绝缘体上的油滴立即烧掉，不致形成积炭，通常称这个温度为火花塞的“自净温度”。如果温度低于自净温度，就可能使油雾聚积成油层，引起积炭而不能跳火；如果温度过高，例如超过850，会形成炽热

19、点，发生表面点火，使发动机遭受损坏。,火花塞的热特性,反之，当裙部较短时，吸热少，散热多，裙部温度较低，把这种火花塞成为“冷型”火花塞,火花塞裙部的工作温度取决于火花塞热特性和发动机气缸的工作温度。火花塞热特性就是指火花塞发火部位的热量向发动机冷却系统散发的性能。影响火花塞热特性的主要因素是火花塞裙部的长度。裙部较长时，受热面积大，吸收热量多，而散热路径长，散热少，裙部温度较高，把这种火花塞称为“热型”火花塞。,电容器,电容器,第三节 点火系统工作过程分析,基本工作过程如下： （1） 触点闭合 一次侧电流增长 初级线圈电流 按指数规律增长,（2） 触点分开 初级电流下降为0，一次绕阻产生自感电

20、动势200300V 二次绕阻产生更高电动势，互感作用，1520Kv,点火系统工作过程,（3） 火花塞被击穿 放电：电容放电 大电流，短时间 电感放电 小电流，时间较长,点火系统工作过程,第四节影响二次电压的因素,(1) 发动机缸数，缸数多触点闭合时间短。,发动机转速和气缸数对 U2max的影响,理论上，发动机转速越低，触点闭合时间越大， Ip越大， U2max越大。 但实际上，由于转速很低时，触点打开缓慢，触点间形成火花，损失了部分电磁能，故使 U2max 反而减小。,第四节影响二次电压的因素,(2) 火花塞积碳，形成并联电阻，短路，击穿。当火花塞积炭时，相当于火花塞电极间并联了一个分路电阻R

21、jt如图所示。分路电阻使次级电路在火花塞电极击穿前已构成闭合回路。由于积炭漏电，使U2max 如二降低。当积炭严重时，使U2max甚至会低于击穿电压，影响发动机正常工作。,（3）初、次级电容对次级电压的影响,C1影响 过大放电周期长，二次电压低，不宜着车。过小，火花过大，烧坏白金。,C2 应尽量小应选配合适的高压线、火花塞 触点间隙影响 触点闭合角，触点间隙增大，触点提前开启点火提前角增大。点火电压降低。 触点火花 降低次级电压，烧坏触点 点火线圈温度影响点火线圈质量保证温度不可过高,第五节传统点火系统点火特性改善措施,为使传统点火系统用于高速多缸发动机，必须采取一定措施，改善其工作特性，主要

22、解决的问题是增大发动机高速时的初级断电电流。,一、增大初级断电电流的机械方法,1 改善凸轮外形,要增加触点的闭合角，只有相应减小触点的打开角才行，这可用适当的凸轮外形来达到。但不能使触点的相对闭合率超过 60%65 % ，凸轮的凸角将会太尖，使触点臂顶开得过于急骤，因而工作不可靠，且凸轮凸角磨损速度也太大。故一对触点断电器，通常只用于四缸和六缸发动机。,2 采用双触点断电器两对触点先后重叠开闭，闭合不完全重叠，以延长初级电路的闭合时间（其相对闭合率可达 80 %85 % ) ，使初级断电电流增大。这种方法多用于八缸以上的发动机。,二、增大初级断电电流的方法 1 在初级电路中串联附加电阻 串联在

23、初级电路中的附加电阻为一正温度系数的热敏电阻，其阻值随温度的升高而迅速增大。 当发动机低速运转时，触点每次闭合的时间长，初级断电电流大，平均初级电流大，附加电阻受热使电阻增大，使初级断电电流的增大变小，不使点火线圈过热。,当发动机高速运转时，触点每次闭合的时间短，初级断电电流小，平均初级电流小，附加电阻温度降低，电阻减小，使初级断电电流降低较小，使发动机在高速时仍能产生足够高的次级电压。,起动发动机时，将附加电阻短路，可保证在电源电压较低时的可靠点火。 2 应用延长闭合角的电路 采用延时电路，在断电器触点断开的部分时间内，使初级电路继续接通，以提高相对闭合率，延长初级电路的闭合时间，增大初级断

24、电电流，从而使次级电压提高。,点火提前调节方法（原理）,第六节 电子点火系统概述,1. 触点易烧蚀； 2. 随气缸数和转速的增加，次级电压下降； 3. 点火能量的提高受限； 4. 易产生积碳，使次极电压降低。 5. 燃烧不好，污染增大,1、传统点火系的不足,无触点半导体点火系统,1一火花塞； 2 一分电器 3 一点火信号发生器 4 一点火线圈 5 一点火开关； 6 一蓄电池； 7 一点火电子组件 8电子点火系统的基本组成,2电子点火系,蓄电池或发电机向点火系提供电能，晶体管控制点火时刻，点火时刻的调节采用机械式调节机构或电子调节机构，储能方式有电感储能和电容储能两种。 电子点火系的点火电压和点

25、火能量高，受发动机工况和使用条件的影响小，结构简单，工作可靠，维护、调整工作量小，节约燃油，减小污染，应用日益广泛。,三、电子点火系的分类,1按储能方式分类 （1）电感储能电子点火系：火花能量以磁场形式储存在点火线圈中，如蓄电池点火系； （2）电容储能电子点火系统：火花能量以电场的形式储存在专门的储能电容器中。,三、电子点火系的分类,2按信号发生器型式分类 （1）磁感应式； （2）霍尔式； （3）光电式； （4）电磁震荡式。,微机控制点火系统,二、微机控制的半导体点火系,1、组成,传感器,电控单元,点火模块,电控单元,火花塞,双点火线圈,终端能量输出极,2、无分电器式点火系,无分电器式点火系是

26、采用微机技术，根据发动机转速和负荷传感器的信号控制点火提前角，精确地控制发动机在各种工况下的最佳点火时刻。,无分电器式点火系分为二极管分配式和点火线圈分配式,优点： 不受机械调节装置的限制，在发动机任何工况下保证最佳的点火控制。 控制原理： 组成： 传感器、微机控制器、,第七节、磁感应式普通电子点火系统,磁感应式电子点火系组成 磁感应式电子点火系又称为磁脉冲式电子点火系，由磁感应式分电器（内装磁感应式点火信号发生器）、点火器、专用点火线圈、火花塞等部件组成。 一、丰田汽车磁感应式电子点火系,无触点式半导体点火系：它是利用各种类型的传感器 代替断电器触点来产生点火信号，以控制点火系工作的。 从而

27、避免了任何与触点有关的故障的发生。,按传感器的形式不同可分为：,磁感应式,霍尔效应式,光电式等,一、无触点式半导体点火系,磁感应式传感器安装在分电器内，主要由分电器轴1、爪形转子2、传感线圈3、爪形定子4、塑性永磁片5、导磁板6和底板7 等组成。,1、磁感应式无触电点火装置,结构：,信号转子上制有与发动机气缸数相同的凸齿，当转子转动时，凸齿交替在铁心旁扫过，使二者的气隙不断变化，则穿过线圈铁心中的磁通也不断变化。从而在线圈中产生感应电动势。,工作原理：,1磁感应信号发生器,（1）组成 该信号发生器安装在分电器内的底板上，。 由信号转子、永久磁铁、铁心、传感线圈组成。,1磁感应信号发生器,（2）

28、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，因此传感线圈中便产生感应的交变电动势，该交变电动势输入到点火器，以控制点火系统工作。其工作过程（假设信号转子顺时针转动）见图4-22：,（2）工作原理,当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，通过传感线圈的磁通逐渐增大，当信号转子凸齿的齿角与铁心边缘相对时，磁通急剧增加，磁通变化率最大,5.2 晶体管,5.2.1 基本结构,N,N,P,基极,发射极,集电极,NPN型,符号：,NPN型三极管,PNP型三极管,P,P,N,基区：最薄， 掺杂浓度最低

29、,发射区：掺 杂浓度最高,发射结,集电结,结构特点：,集电区： 面积最大,2 电流放大作用,1. 三极管放大的外部条件,发射结正偏、集电结反偏,发射结正偏 VBVE 集电结反偏 VCVB,发射结正偏 VBVE 集电结反偏 VCVB,PNP,NPN,从电位的角度看：,（1）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，见图4-26。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输出放大以驱动VT5； VT5大功率管，控制初级电流的通断。,2点火系的基本电路及工作原理,点火系的基本电路及工作原理分析,传感线圈中产生正向信号电压时， VT1截止

30、，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,信号发生器的输出电压与三极管VT2、VT5以及次级电压U2的关系见图。,其它元件作用,VS1、VS2反向串联后与点火信号发生器的传感线圈并联，在高转速时，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； VS3与R4组成稳压电路，保证VT1、VT2保证在稳定电压下工作； VS4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

31、出电压波形上的毛刺，防止误点火； C2与R4组成组容吸收电路，吸收瞬时过电压，防止误点火； R3的作用是加速VT2级VT5的翻转。,二、EQ1090型汽车的磁感应式电子点火系统,1 一信号转子 2 一定子； 3 一永磁磁环 4 一传感线圈 5 一导磁碗,图 412 JFD667 型点火信号发生器,点火能力控制电路：R7、VD8 加速电路：R2、C1 闭合角控制电路：,闭合角的概念来自前述的传统点火系统，即是指断电器触点闭合时间 tb 中，分电器凸轮转过的角度，用表示。 在电子点火系统中，则将点火电子组件中末级大功率三极管饱和导通期间分电器轴转过的角度称为闭合角，实际上是导通角，但习惯上仍叫闭合

32、角。,三、解放CA1092型汽车晶体管点火装置,1、分电器,1 一分电器盖 2 一分火头 3 一防护罩 4 一固定夹 5 一信号发生器 6 一空调节器真 7 一信号发生器端子,磁感应式传感器安装在分电器内，主要由分电器轴1、爪形转子2、传感线圈3、爪形定子4、塑性永磁片5、导磁板6和底板7 等组成。,1、磁感应式无触电点火装置,结构：,2、信号发生器,3、点火控制器,发动机转动，磁感应信号发生器发出交变电动势，通过晶体管使初级电路接通。 电动势交变时，通过晶体管作用，初级电路断开，次级绕组产生高压，使火花塞跳火。,电动势变化时，三极管两端电压变化，三极管会导通或截止。,由传感器、点火控制器、点

33、火线圈、配电器、火花塞组成,磁电感应式,磁感应发生器产生的脉冲信号由、端输入，经内部电路，最后控制达林顿管Q 的导通和截止。,工作:,点火控制器,作用：将从点火信号发生器得到的信号整形、放大以控制点火线圈初级电路的通和断。,4、工作过程,第八节 霍尔式普通电子点火系统,霍尔式电子点火系由内装霍尔信号发生器的分电器、点火器、火花塞、点火线圈等组成。下面一以桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统为例说明其工作过程。,2、霍尔效应式无触点点火装置,组成：主要由霍尔分电器、点火控制器、点火线圈等。,主要由霍尔触发器、永久磁铁和带缺口的转子等组成。,1、永久磁铁 2、外加电流 3、霍尔电压 4、霍尔触发器 5、

34、接触面 6、磁力线 7、剩余电子。,当电流I 通过放在磁场中的半导体基片（霍尔元件）且电流方向和磁场方向垂直时，则在垂直于电流和磁场的方向上产生一电压UH ,称为霍尔电压。,即：点火信号电压。,霍尔效应原理,一、霍尔信号发生器,霍尔效应 原理图见图4-29。 当电流通过放在磁场中的半导体基片，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。,工作原理,触发叶片进入空气隙中,触发叶片离开空气隙中,叶 片,集成块,永久磁铁,霍尔传感器,导板,霍尔传感器,霍尔效应：当电流垂直于磁场方向通过导体时，在垂直于磁场和电流的导

35、体的两个端面之间出现电势差的现象就称为霍尔效应。该电势差称为霍尔电压。 霍尔元件与磁场隔开时，不产生霍尔电压，传感器无信号输出，此时放大器接通，初级电路导通。 当磁力线穿过霍尔元件时，产生霍尔电压，传感器信号输出，放大器截止，初级电路断开，次级绕组产生高压，火花塞点火。,由霍尔传感器、 点火控制器、 点火线圈、 配电器、 火花塞组成,2组成 霍尔信号发生器位于分电器内，其结构见图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。,霍尔信号发生器,霍尔信号发生器,霍尔元件实际上是一个霍尔集成块电路，内部原理图见图4-31所示。因为在霍尔元件上得到的霍尔电压一般为20mV，因此必须将其放大整

36、形后再输出给点火控制器。,霍尔信号发生器,3工作原理 霍尔信号发生器工作原理图见图4-32。 分电器轴带动触发叶轮转动，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位；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压，集成电路末级三极管导通，信号发生器输出低电位。,霍尔信号,叶片不停的转动，信号发生器输出一个矩形波信号，作为控制信号给点火器。由点火器控制初级电路的通断。 霍尔信号发生器完成功能时波形见图4-33。,( d ）点火线圈初级电流 i1 （ e ）点火线圈次级电压 U2,（ c ）霍尔信号

37、发生器输出信号UG； ( d ）点火线圈初级电流 i1 （ e ）点火线圈次级电压 U2,二、点火控制器,桑塔纳轿车点火系器外形结构见图4-34。,点火控制器,点火控制器内部采用意大利SGS-THOMSON公司生产的L497专用点火集成块，见图该点火控制器具有初级电流上升率的控制、闭合角控制、停车断电保护和过电压保护等功能。,三、点火系的工作过程,1基本功能,1）发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器的触发叶轮旋转。当触发叶轮的叶片进入空气隙时，信号发生器输出高电压信号1112V，使点火控制器集成电路中末级大功率三极管导通VT，点火系初级电路接通：电源“”点火线圈W1点火控制器（三极管VT）

38、搭铁。,1基本功能,（2）当触发叶轮的叶片离开空气隙时，信号发生器输出0.30.4V的低电压信号，使点火器大功率三极管截止，初级电路切断，次级产生高压,1基本功能,霍尔电子点火系工作过程 叶片位置 霍尔电压 信号发生器输出信号 点火器大功率管 点火线圈初级回路 进入空气隙 不产生 高电位 适时导通 接通 离开空气隙 产生 低电位 截止 切断，次级绕组产生高压,2限流控制 （恒流控制）,为保证发动机在各种工况下稳定点火，采用高能点火线圈，其初级电路电阻小，电感小，初级电流增长快，电流大，若不控制，点火线圈和点火器会因过热而损坏。初级电流上升特性见图4-37。, a ）霍尔式点火信号发生器输出信号

39、 ( b ）初级电流,2限流控制 （恒流控制),控制电路原理图见图4-38。图中VT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。,限流控制 （恒流控制),基本工作情况：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，VT向截止区偏移，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

40、器F输出端电压下降，使VT1趋于截止，集电极电位上升，VT趋于导通，初级电流上升。,3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。由于点火线圈采用了高能点火线圈，即初级绕组W1的电阻很小0.520.76，这样,点火系初级电路的饱和电流可达20A以上，为防止初级电流过大烧坏点火线圈，点火控制器必须控制末级大功率开关管的导通时间，使初级电流控制在额定电流值，保证点火系可靠工作。装与未装闭合角控制时的初级电流波形见图,3闭合角控制,当转速变化时，闭合角控制电路在低速时使VT延迟导通，高速时使VT提前导通，从而使VT导通时间基本不变，如图4-39c所示。

41、各种转速下的闭合角见表4-5。,3闭合角控制,各种转速下的闭合角 分电器 转速 r/min） 300 750 1000 1200 1600 闭合角（） 20 32 43 49 63,3闭合角控制,当电源电压变化时，使初级电流上升率也跟着变化，即电压高时上升，电压低时上升慢，为保证限流时间不变，闭和角控制电路使VT导通时间随电源电压的增高而减小，反之增加，见图,闭合角控制,电源电压变化时的闭合角 电源电压（V） 11 14 16 18 20 闭合角（） 55 39 33 29 26,( 3 ）电流上升率控制电路,该电路由L 497 部分电路与 脚电容 CSRC 。 12 脚偏置电阻 R7组成，可

42、调整点火线圈电流由零上升到限流值时的电流上升率。如检测到点火线圈中电流值小于额定值的 94 时，电路在输人信号向低电平转换前便加大电流的上升率。,( 4 ）停车慢断电保护电路,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也正好输出高电平时，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电子组件过热损坏，并消耗大量的电能。为避免上述情况的发生，在点火电子组件内设置了停车慢断电保护电路，它能在发动机停转后自动地在一定时间内使达林顿三极管 VT 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 脚外接电容 CP、 12 脚电阻 R

43、7 组成（见图 4 一 26 ）。电路工作时，将不断地检测霍尔点火信号发生器输出信号电平的高低，当输人信号为高电平时，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 tP 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，使达林顿三极管 VT 缓慢截止，从而切断点火线圈初级电路。 当再次起动发动机时，分电器转动，点火信号为低电平时， CP 迅速放电，电路便恢复到正常工作状态。,( 5 ）过电压保护电路该电路由 L497 部分电路与 15脚电阻 R2、 R3

44、组成（见图 4 一 26 ）。根据末级大功率三极管的耐压指标，适当调整 R2、 R3 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。,( 6 ）其他保护电路 L497 集成电路 16 脚所接的稳压管 VDI 用于保护末级大功率三极管的驱动输人端。 脚内部的稳压管用于保护霍尔点火信号发生器电源及集成电路的工作电压。 R4为稳压管 VD2的限流电阻。组件损坏。另外它还具有反向负脉冲保护电路，可防止电源接反或反向负脉冲使点火电子,三、霍尔效应式电子点火系统的特点 与磁感应式电子点火系统相比，霍尔效应式电子点火系统由于点火信号发生器输出的点火信号幅值、波形不受发动机转速的影响，即使发动机转速很低时，也能输出稳定的点火信号，因此，它的低速性能好，有利于发动机的起动，并且发动机在任何工况下，霍尔式点火信号发生器均能输出矩形波信号，故点火正时精度高且易于控制。 另外，霍尔式点火信号发生器无需调整，不受灰尘、油污的影响，使得霍尔式电子点火装置的工作性能更加可靠久、寿命长，因此，应用越来越广泛。,一、点火正时 为了保证发动机汽缸