汽车原理-教学课件.ppt

1、2023-6-251汽车点火系统汽车点火系统n点火系是发动机正常工作所必需的电器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理，掌握磁感应式和霍尔式普通电子点火系的工作过程。火系的工作过程。2023-6-252第一节第一节 点火系概述点火系概述n一、点火系作用一、点火系作用n二、点火系种类二、点火系种类

2、n三、电子点火系的分类三、电子点火系的分类n四、点火系的要求四、点火系的要求2023-6-253一、点火系作用一、点火系作用n在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电在汽油发动机中，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火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。来完成的。n点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发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；并能适应发动机工况和使用条件的变化，气；并能适应发动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；自动调节点火

3、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还能在更换燃油或安装分电器时进行人工校准点火时刻。点火时刻。2023-6-254二、点火系种类二、点火系种类n点火系按采用的电源不同，可分为蓄电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。池点火系和磁电机点火系两大类。n蓄电池点火系按是否采用电子元件控制蓄电池点火系按是否采用电子元件控制可分为可分为n传统点火系传统点火系n电子点火系电子点火系n微机控制点火系统微机控制点火系统2023-6-2551 1 传统点火系传统点火系n汽车上的蓄电池或发电机向点火系提供电能，汽车上的蓄电池或发电机向点火系提供电能，机械

4、触点控制点火时刻，点火时刻的调节采用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。机械式自动调节机构，储能方式为电感储能。n传统点火系结构简单，成本低，是一种应用较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。早、较普遍的点火系。n但该点火系工作可靠性差，点火状况受转速、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。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，传统点火系越来越不适随着汽车技术的发展，传统点火系越来越不适应现代发动机对点火的要求，正日趋被新的电应现代发动机对点火的要求，正日趋被新

5、的电子点火系所取代。子点火系所取代。2023-6-2562 2电子点火系电子点火系n蓄电池或发电机向点火系提供电能，晶体管控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。电容储能两种。n电子点火系的点火电压和点火能量高，受发动电子点火系的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，结构简单，工作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，减小可靠，维护、调整工作量小，节约燃油，减小污染，

6、应用日益广泛。污染，应用日益广泛。2023-6-257三、电子点火系的分类三、电子点火系的分类 n1 1按储能方式分类按储能方式分类n（1 1）电感储能电子点火系：火花能量以）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，如蓄电池磁场形式储存在点火线圈中，如蓄电池点火系；点火系；n（2 2）电容储能电子点火系统：火花能量）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以电场的形式储存在专门的储能电容器中。中。2023-6-258三、电子点火系的分类三、电子点火系的分类n2 2按信号发生器型式分类按信号发生器型式分类n（1 1）磁感应式；）磁感应式；n（2 2）霍尔式

7、；）霍尔式；n（3 3）光电式；）光电式；n（4 4）电磁震荡式。）电磁震荡式。2023-6-259四、点火系的要求四、点火系的要求n无论是哪一类的点火装置，均有共同的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，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：为此应满足以下三个方面的要求：n1 1能产生足以击穿火花塞间隙的电压能产生足以击穿火花塞间隙的电压n2 2火花应具有足够的能量火花应具有足够的能量n3 3点火时刻应适应发动机的工作情况点火时刻应适应发动机的工作情况2023-6-25

8、101 1能产生足以击穿火花塞间隙的电压能产生足以击穿火花塞间隙的电压n火花塞电极击穿而产生火花时所需要的电压称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：小受很多因素影响，其中主要有：n（1 1）火花塞电极间隙和形状）火花塞电极间隙和形状n（2 2）气缸内混合气体的压力和温度）气缸内混合气体的压力和温度n（3 3）电极的温度和极性）电极的温度和极性n（4 4）发动机的工作情况）发动机的工作情况2023-6-2

9、511火花塞电极间隙和形状火花塞电极间隙和形状n火花塞电极的间隙越火花塞电极的间隙越大，气体中的电子和大，气体中的电子和离子受电场力的作用离子受电场力的作用越小，不易发生碰撞越小，不易发生碰撞电离，击穿电压就越电离，击穿电压就越高，见图高，见图4-14-1；电极；电极的尖端棱角分明，所的尖端棱角分明，所需的击穿电压低。需的击穿电压低。2023-6-2512气缸内混合气体的压力和温度气缸内混合气体的压力和温度n混合气的压力越混合气的压力越大，温度越低，大，温度越低，其密度就越大，其密度就越大，离子自由运动距离子自由运动距离就越短，不易离就越短，不易发生碰撞电离，发生碰撞电离，击穿电压就越高，击穿

10、电压就越高，见图见图4-24-2。2023-6-2513电极的温度和极性电极的温度和极性n火花塞电极的温度越高，电极周围的气体密度越小，击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，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电极是正极时约降低20%40%20%40%，见图，见图4-34-3。2023-6-2514发动机的工作情况发动机的工作情况n发动机转速发动机转速n击穿电压与发动机转击穿电压与发动机转速的关系见图速的关系见

11、图4-44-4。发。发动机高速工作时，气动机高速工作时，气缸内的温度升高，使缸内的温度升高，使气缸的充气量减小，气缸的充气量减小，致使气缸中压力减小，致使气缸中压力减小，因而火花塞的击穿电因而火花塞的击穿电压随转速的升高而降压随转速的升高而降低。发动机在起动和低。发动机在起动和急加速时击穿电压升急加速时击穿电压升高，而全负荷且稳定高，而全负荷且稳定工作状态时击穿电压工作状态时击穿电压较低。较低。2023-6-2515发动机的工作情况发动机的工作情况n混合气空燃比混合气空燃比n见图见图4-54-5，由图可见，由图可见，混合气过稀和过浓时混合气过稀和过浓时击穿电压都会升高。击穿电压都会升高。n此外

12、，发动机的功率、此外，发动机的功率、压缩比以及点火时刻压缩比以及点火时刻等因素也影响击穿电等因素也影响击穿电压的高低。为了保证压的高低。为了保证点火的可靠性，点火点火的可靠性，点火系必须有一定的次级系必须有一定的次级电压储备。但过高的电压储备。但过高的次级电压，将造成绝次级电压，将造成绝缘困难，使成本提高。缘困难，使成本提高。2023-6-25162 2火花应具有足够的能量火花应具有足够的能量n发动机正常工作时，由于混发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度接近其合气压缩终了的温度接近其自燃温度，仅需要自燃温度，仅需要1515mJmJ的火的火花能量。花能量。n但在混合气过浓或是过稀时，但在混

13、合气过浓或是过稀时，发动机起动、怠速或节气门发动机起动、怠速或节气门急剧打开时，则需要较高的急剧打开时，则需要较高的火花能量。火花能量。n经济性和排气净化要求提高经济性和排气净化要求提高提高火花能量。提高火花能量。n电子点火系一般应具有电子点火系一般应具有8010080100mJmJ的火花能量，起动的火花能量，起动时应产生高于时应产生高于100100mJmJ的能量。的能量。2023-6-25173 3点火时刻应适应发动机的工点火时刻应适应发动机的工作情况作情况n实践证明，燃烧最大实践证明，燃烧最大压力出现在上止点后压力出现在上止点后10101515时，发动机时，发动机的输出功率最大，此的输出功

14、率最大，此时所对应的点火提前时所对应的点火提前角为最佳点火提前角。角为最佳点火提前角。n影响最佳点火提前角影响最佳点火提前角的因素很多，主要有的因素很多，主要有（1 1）发动机转速：）发动机转速：（2 2）发动机负荷（）发动机负荷（3 3）汽油辛烷值汽油辛烷值2023-6-25183 3点火时刻应适应发动机的工点火时刻应适应发动机的工作情况作情况2023-6-2519第二节、传统点火系统第二节、传统点火系统 n传统点火系统的组成传统点火系统的组成 n（1 1）电源电源n（2 2）点火线圈点火线圈n（3 3）分电器：断电器；配电器；电容分电器：断电器；配电器；电容器；点火提前角机构。器；点火提前

15、角机构。n（4 4）火花塞火花塞n（5 5）点火开关点火开关2023-6-2520传统点火系统的组成传统点火系统的组成2023-6-2521二、传统点火系的工作原理二、传统点火系的工作原理 n基本工作过程如基本工作过程如下：下：n（1 1）触点闭合触点闭合n一次侧电流增长一次侧电流增长 初级线圈电流初级线圈电流n 按指数规律增长按指数规律增长2023-6-2522传统点火系的工作原理传统点火系的工作原理n（2 2）触点分开触点分开n下降为下降为0 0，一次绕，一次绕阻产生自感电动阻产生自感电动势势200200300300V Vn二次绕阻产生更二次绕阻产生更高电动势，互感高电动势，互感作用，作用

16、，15152020KvKv2023-6-2523传统点火系的工作原理传统点火系的工作原理n（3）火花塞被火花塞被击穿击穿n放电：电容放电放电：电容放电 大电流，短时间大电流，短时间n电感放电电感放电 小电流，小电流，时间较长时间较长 2023-6-2524传统点火系统工作特性与影响传统点火系统工作特性与影响二次电压的因素二次电压的因素 n(1)(1)发动机缸数，发动机缸数，缸数多触点闭合时缸数多触点闭合时间短。间短。n(2)(2)火花塞积碳，火花塞积碳，形成并联电阻，短形成并联电阻，短路，击穿。路，击穿。n（3 3）电容值大小）电容值大小 2023-6-2525传统点火系统工作特性与影响传统点

17、火系统工作特性与影响二次电压的因素二次电压的因素nC1影响影响 过大放电周期长，二次电压低，不宜过大放电周期长，二次电压低，不宜着车。着车。n 过小，火花过大，烧坏白金。过小，火花过大，烧坏白金。nC2 应尽量小应尽量小n 应选配合适的高压线、火花塞应选配合适的高压线、火花塞n触点间隙影响触点间隙影响 触点闭合角触点闭合角n 触点火花触点火花 降低次级电压，烧坏触点降低次级电压，烧坏触点n点火线圈温度影响点火线圈温度影响 点火线圈质量保证温度不点火线圈质量保证温度不可过高可过高 2023-6-2526附加电阻附加电阻n附加电阻也称热敏电阻，它由低碳钢丝、附加电阻也称热敏电阻，它由低碳钢丝、镍铬

18、丝或纯镍丝制成，具有温度升高时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流，可以改阻这一特点自动调节初级电流，可以改善点火系的工作特性。善点火系的工作特性。2023-6-2527附加电阻附加电阻n当发动机低速工作时，初级电流增长时间长，电流大，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，初级电流增长点火线圈过热；当发

19、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。矛盾，改善了点火性能。n当发动机起动时，由于蓄电池的端电压会急剧下降，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致使初级电流减小，点

20、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，以增大初阻短路，以增大初 级电流，提高次级电压和火花能量，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性能。从而改善了发动机的起动性能。2023-6-2528附加电阻及恒流控制附加电阻及恒流控制n附加电阻的作用附加电阻的作用n发动机在任何转发动机在任何转速下速下IpIp保持恒定保持恒定n存储能量恒定次存储能量恒定次级线圈级线圈U U2max2max恒定恒定n缺点电流上升速缺点电流上升速度慢度慢n点火电压低（满点火电压低（满足高速时）足高速时）2023-6-25

21、29第三节、点火系统主要零件的第三节、点火系统主要零件的结构结构n一、分电器的一、分电器的结构和工作原结构和工作原理理n断电器断电器n2 2配电器配电器n3 3离心调节离心调节器器n4 4真空调节真空调节器器2023-6-2530断电器断电器2023-6-2531触点间隙的调整触点间隙的调整2023-6-2532配电器配电器n配电器装于信号配电器装于信号发生器的上部，发生器的上部，由分电器盖、分由分电器盖、分火头组成，见图火头组成，见图4-114-11。其作用是。其作用是将高压电按点火将高压电按点火顺序分配至火花顺序分配至火花塞。塞。2023-6-2533配电器配电器2023-6-2534配电

22、器配电器2023-6-2535离心调节器离心调节器2023-6-2536离心调节器离心调节器n其作用是在转速变化时，利其作用是在转速变化时，利用离心力自动使信号发生器用离心力自动使信号发生器提前产生点火信号来调节点提前产生点火信号来调节点火提前角。其结构如图火提前角。其结构如图4-124-12所示。在分电器轴上固定有所示。在分电器轴上固定有托板，两个重块分别套在托托板，两个重块分别套在托板的柱销上，重块的另一端板的柱销上，重块的另一端由弹簧拉向轴心。信号发生由弹簧拉向轴心。信号发生器的转子与拨板一起套在分器的转子与拨板一起套在分电器轴上，拨板的两端有长电器轴上，拨板的两端有长形孔，套于离心块的

23、销钉上。形孔，套于离心块的销钉上。2023-6-2537真空调节器真空调节器2023-6-2538真空调节器真空调节器2023-6-2539真空调节器真空调节器2023-6-2540真空调节器真空调节器n其作用是在发动机负其作用是在发动机负荷变化时，自动调节荷变化时，自动调节点火提前角。装于分点火提前角。装于分电器壳体一侧。其结电器壳体一侧。其结构见图构见图4-134-13所示。在所示。在外壳内固定有弹性金外壳内固定有弹性金属片制成的膜片，膜属片制成的膜片，膜片中心一侧与拉杆固片中心一侧与拉杆固连，另一侧压有弹簧。连，另一侧压有弹簧。拉杆由壳底座孔中伸拉杆由壳底座孔中伸出，与底板相连，拉出，与

24、底板相连，拉动底板带着信号发生动底板带着信号发生器的定子相对于轴产器的定子相对于轴产生角位移。生角位移。2023-6-2541二、二、点点火火线线圈圈2023-6-2542点火线圈点火线圈2023-6-2543点火线圈点火线圈2023-6-2544二、点火线圈二、点火线圈 n传统的开磁路点火线圈的基传统的开磁路点火线圈的基本结构如图本结构如图4-154-15所示，主要所示，主要由铁心、绕组、胶木盖、瓷由铁心、绕组、胶木盖、瓷杯等组成。开磁路点火线圈杯等组成。开磁路点火线圈n其铁心用其铁心用0.30.30.50.5mmmm厚的硅厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级钢片叠成，铁心上绕有初级绕组和次级绕阻

25、。次级绕阻绕组和次级绕阻。次级绕阻居内，通常用直径为居内，通常用直径为0.060.060.100.10mmmm的漆包线绕的漆包线绕11000110002600026000匝；初级绕阻居外，匝；初级绕阻居外，通常用通常用0.50.51.01.0mmmm的漆包线的漆包线绕绕230230370370匝。匝。2023-6-2545闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈n传统的开磁路点火线传统的开磁路点火线圈中，次级绕组在铁圈中，次级绕组在铁心中的磁通通过导磁心中的磁通通过导磁钢套构成回路，磁力钢套构成回路，磁力线的上、下部分从空线的上、下部分从空气中通过，磁路的磁气中通过，磁路的磁阻大，磁通损失大，阻大，磁通损

26、失大，转换效率低（约转换效率低（约60%60%）；）；2023-6-2546闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈n闭磁路点火线圈的铁闭磁路点火线圈的铁心是心是“曰曰”字形或字形或“口口”字形，磁路中字形，磁路中只设有一个微小的气只设有一个微小的气隙，其磁路图隙，其磁路图4-174-17所所示示 。闭磁路点火线。闭磁路点火线圈漏磁少，磁阻小，圈漏磁少，磁阻小，变换效率高，可使点变换效率高，可使点火线圈小型化。火线圈小型化。2023-6-2547三、火三、火 花花 塞塞 n火花塞的作用是将高火花塞的作用是将高压电引进发动机燃烧压电引进发动机燃烧室，在电极间形成火室，在电极间形成火花，以点燃可燃混合花，以点

27、燃可燃混合气。火花塞拧装于气气。火花塞拧装于气缸盖的火花塞孔内，缸盖的火花塞孔内，下端电极伸入燃烧室。下端电极伸入燃烧室。上端连接分缸高压线。上端连接分缸高压线。火花塞是点火系中工火花塞是点火系中工作条件最恶劣、要求作条件最恶劣、要求高和易损坏部件。其高和易损坏部件。其外形图见图外形图见图4-184-18。2023-6-2548火花塞要求火花塞要求2023-6-2549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。花塞必须有足够的机械强度。n2火花塞承受着交变的高电压，要求它应有足够的绝缘

28、强度，火花塞承受着交变的高电压，要求它应有足够的绝缘强度，能承受能承受30kv高压。高压。n3混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达15002200，进气时又突然冷却至进气时又突然冷却至5060，因此要求火花塞不但耐高温，因此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。而且能承受温度剧变，不出现局部过冷或过热。n4混合气的燃烧产物很复杂，含有多种活性物质，如臭氧、一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。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。n5火花塞的电

29、极间隙影响击穿电压，所以要有合适的电极间隙。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。应当好，以保证燃烧室不漏气。2023-6-2550火花塞火花塞n火花塞主要由接触头、火花塞主要由接触头、瓷绝缘体、中心电极、瓷绝缘体、中心电极、侧电极和壳体等部分组侧电极和壳体等部分组成，如图成，如图4-194-19所示所示n电极一般采用耐高温、电极一般采用耐高温、耐腐蚀的镍锰合金钢或耐腐蚀的镍锰合金钢或铬锰氮、钨、镍锰硅等铬锰氮、钨、镍锰硅等合金制成，也有采

30、用镍合金制成，也有采用镍包铜材料制成，以提高包铜材料制成，以提高散热性能。火花塞电极散热性能。火花塞电极间隙多为间隙多为0.60.60.70.7mmmm，电子点火其间隙可增大电子点火其间隙可增大至至1.01.01.21.2mmmm。2023-6-2551火花塞的热特性火花塞的热特性 n要使火花塞能正常工作，其下要使火花塞能正常工作，其下部绝缘体部绝缘体裙部的温度应保裙部的温度应保持在持在500500700700C C，这样才能这样才能使落在绝缘体上的油滴立即烧使落在绝缘体上的油滴立即烧掉，不致形成积炭，通常称这掉，不致形成积炭，通常称这个温度为火花塞的个温度为火花塞的“自净温自净温度度”。如果

31、温度低于自净温度，。如果温度低于自净温度，就可能使油雾聚积成油层，引就可能使油雾聚积成油层，引起积炭而不能跳火；如果温度起积炭而不能跳火；如果温度过高，例如超过过高，例如超过850850，会形，会形成炽热点，发生表面点火，使成炽热点，发生表面点火，使发动机遭受损坏。发动机遭受损坏。2023-6-2552火花塞的热特性火花塞的热特性n火花塞裙部的工作温度取决于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。影动机冷却系统散发的性能。影响火花

32、塞热特性的主要因素是响火花塞热特性的主要因素是火花塞裙部的长度。裙部较长火花塞裙部的长度。裙部较长时，受热面积大，吸收热量多，时，受热面积大，吸收热量多，而散热路径长，散热少，裙部而散热路径长，散热少，裙部温度较高，把这种火花塞称为温度较高，把这种火花塞称为“热型热型”火花塞。反之，当裙火花塞。反之，当裙部较短时，吸热少，散热多，部较短时，吸热少，散热多，裙部温度较低，把这种火花塞裙部温度较低，把这种火花塞成为成为“冷型冷型”火花塞。如图火花塞。如图4-4-2020所示。所示。2023-6-2553电容器电容器2023-6-2554电容器电容器2023-6-2555附加电阻附加电阻2023-6

33、-2556附加电阻附加电阻2023-6-2557第四节、磁感应式普通电子点第四节、磁感应式普通电子点火系统火系统 n一、磁感应式电子点火系组成一、磁感应式电子点火系组成n磁感应式电子点火系又称为磁脉冲式电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。用点火线圈、火花塞等部件组成。n二、丰田汽车磁感应式电子点火系二、丰田汽车磁感应式电子点火系2023-6-25581 1磁感应信号发生器磁感应信号发生器n（1 1）组成）组成n该信号发生器该信号发

34、生器安装在分电器安装在分电器内的底板上，。内的底板上，。n由信号转子、由信号转子、永久磁铁、铁永久磁铁、铁心、传感线圈心、传感线圈组成。组成。2023-6-25591 1磁感应信号发生器磁感应信号发生器n（2 2）工作原理）工作原理n利用电磁感应原理，信号转子转动时，信号转子的利用电磁感应原理，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，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。其该交变电动势输入到点火器，以控制点火系

35、统工作。其工作过程（假设信号转子顺时针转动）见图工作过程（假设信号转子顺时针转动）见图4-224-22：2023-6-2560（2 2）工作原理）工作原理n当信号转子顺时针转当信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿动，信号转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间的空气隙越与铁心间的空气隙越来越小，通过传感线来越小，通过传感线圈的磁通逐渐增大，圈的磁通逐渐增大，当信号转子凸齿的齿当信号转子凸齿的齿角与铁心边缘相对时，角与铁心边缘相对时，磁通急剧增加，磁通磁通急剧增加，磁通变化率最大变化率最大2023-6-25612 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n日本丰田日本丰

36、田MS75MS75系列汽车装用的磁脉冲式无触点电系列汽车装用的磁脉冲式无触点电子点火系的电路原理图见图子点火系的电路原理图见图4-254-25。2023-6-2562（1 1）点火器中各三极管作用）点火器中各三极管作用nVT1VT1发射极与集电发射极与集电极相连，相当于一个极相连，相当于一个二极管，见图二极管，见图4-264-26。起温度补偿作用；起温度补偿作用；nVT2VT2触发管，起信触发管，起信号检测作用；号检测作用；nVT3VT3、VT4VT4放大作放大作用，将用，将VT2VT2输出放大以输出放大以驱动驱动VT5VT5；nVT5VT5大功率管，控大功率管，控制初级电流的通断。制初级电流

37、的通断。2023-6-2563点火系的基本电路及工作原理分点火系的基本电路及工作原理分析析2023-6-2564点火系的基本电路及工作原理分点火系的基本电路及工作原理分析析n传感线圈中产生正向信号传感线圈中产生正向信号电压时，电压时，VT1VT1截止，截止，VT2VT2导通，导通，VT3VT3截止，截止，VT4VT4、VT5VT5导通，初级电路仍然导通，初级电路仍然接通。接通。n传感线圈中产生负向传感线圈中产生负向信号电压时，信号电压时，VT1VT1导通，导通，VT2VT2截止，截止，VT3VT3导通，导通，VT4VT4、VT5VT5截止，初级电路切断，截止，初级电路切断，磁场迅速消失，次级绕

38、组磁场迅速消失，次级绕组产生高压。产生高压。n信号发生器的输出电信号发生器的输出电压与三极管压与三极管VT2VT2、VT5VT5以及以及次级电压次级电压U2U2的关系见图。的关系见图。2023-6-2565其它元件作用其它元件作用nVS1VS1、VS2VS2反向串联后与点火信号发生器的传感线圈并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，保护在某一数值，保护VT2VT2不受损害；不受损害；nVS3VS3与与R4R4组成稳压电路，保证组成稳压电路，保证VT1VT1、VT2VT2保证在稳定电压

39、保证在稳定电压下工作；下工作；nVS4VS4当当VT5VT5管截止时，将初级绕组的自感电动势限制在管截止时，将初级绕组的自感电动势限制在某一值内，保护某一值内，保护VT5VT5管；管；nC1C1消除点火信号发生器传感线圈输出电压波形上的毛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；刺，防止误点火；nC2C2与与R4R4组成组容吸收电路，吸收瞬时过电压，防止误点火；组成组容吸收电路，吸收瞬时过电压，防止误点火；nR3R3的作用是加速的作用是加速VT2VT2级级VT5VT5的翻转。的翻转。2023-6-2566第五节第五节 霍尔式普通电子点火系统霍尔式普通电子点火系统 n霍尔式电子

40、点火系由内装霍尔信号发生器的分电器、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。纳轿车用霍尔式点子点火系统为例说明其工作过程。n桑塔纳轿车用霍尔式点子点火桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统图见图系统图见图4-28。2023-6-2567一、霍尔信号发生器一、霍尔信号发生器n霍尔效应霍尔效应n原理图见图原理图见图4-294-29。n当电流通过放在磁场中当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时，方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流

41、和磁场的在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。这个电压称为霍尔电压。2023-6-2568霍尔信号发生器霍尔信号发生器n2 2组成组成n霍尔信号发生霍尔信号发生器位于分电器器位于分电器内，其结构见内，其结构见图图4-304-30。主要。主要由分电器轴带由分电器轴带动的触发叶轮、动的触发叶轮、永久磁铁、霍永久磁铁、霍尔元件等组成。尔元件等组成。2023-6-2569霍尔信号发生器霍尔信号发生器n霍尔元件实际上霍尔元件实际上是一个霍尔集成是一个霍尔集成块电路，内部原块电路，内

42、部原理图见图理图见图4-314-31所所示。因为在霍尔示。因为在霍尔元件上得到的霍元件上得到的霍尔电压一般为尔电压一般为2020mVmV，因此必须因此必须将其放大整形后将其放大整形后再输出给点火控再输出给点火控制器。制器。2023-6-2570霍尔信号发生器霍尔信号发生器n3 3工作原理工作原理n霍尔信号发生器工作原霍尔信号发生器工作原理图见图理图见图4-324-32。n分电器轴带动触发叶轮分电器轴带动触发叶轮转动，当叶片进入磁铁转动，当叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空气与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍隙时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，尔元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路末级三极霍

43、尔集成电路末级三极管截止，信号发生器输管截止，信号发生器输出高电位；当触发叶轮出高电位；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压，集成而产生霍尔电压，集成电路末级三极管导通，电路末级三极管导通，信号发生器输出低电位信号发生器输出低电位。2023-6-2571霍尔信号霍尔信号n叶片不停的转叶片不停的转动，信号发生动，信号发生器输出一个矩器输出一个矩形波信号，作形波信号，作为控制信号给为控制信号给点火器。由点点火器。由点火器控制初级火器控制初级电路的通断。电路的通断。n霍尔信号发生霍尔信号发生器完成功能时器完成功能时波形见图波形见图4

44、-334-33。2023-6-2572二、点火控制器二、点火控制器 n桑塔纳轿车桑塔纳轿车点火系器外点火系器外形结构见图形结构见图4-344-34。2023-6-2573点火控制器点火控制器n点火控制器内部采用意大利点火控制器内部采用意大利SGS-THOMSONSGS-THOMSON公司生产的公司生产的L497L497专用专用点火集成块，见图点火集成块，见图4-354-35。该点火控制器具有初级电流上升率的。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。控制、闭合角控制、停车断电保护和过电压保护等功能。2023-6-2574三、点火系的工作过程三、点火系的工

45、作过程 n霍尔电子点火系（点火器内装专用点火集成块）原理图霍尔电子点火系（点火器内装专用点火集成块）原理图2023-6-25751 1基本功能基本功能n1 1）发动机工作时，分电）发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器轴带动霍尔信号发生器的触发叶轮旋转。当器的触发叶轮旋转。当触发叶轮的叶片进入空触发叶轮的叶片进入空气隙时，信号发生器输气隙时，信号发生器输出高电压信号出高电压信号11111212V V，使点火控制器集成电路使点火控制器集成电路中末级大功率三极管导中末级大功率三极管导通通VTVT，点火系初级电路点火系初级电路接通：电源接通：电源“”点点火线圈火线圈W1W1点火控制器点火控制器（三

46、极管（三极管VTVT）搭铁。搭铁。2023-6-25761 1基本功能基本功能n（2 2）当触发叶轮的）当触发叶轮的叶片离开空气隙时，叶片离开空气隙时，信号发生器输出信号发生器输出0.30.30.40.4V V的低电压的低电压信号，使点火器大功信号，使点火器大功率三极管截止，初级率三极管截止，初级电路切断，次级产生电路切断，次级产生高压高压2023-6-25771 1基本功能基本功能n霍尔电子点火系工作过霍尔电子点火系工作过程程 叶片位置叶片位置 霍尔电压霍尔电压 信号发生器输出信号信号发生器输出信号 点点火器大功率管火器大功率管 点火线圈点火线圈初级回路初级回路 n进入空气隙进入空气隙 不产

47、生不产生 高高电位电位 适时导通适时导通 接通接通 n离开空气隙离开空气隙 产生产生 低电低电位位 截止截止 切断，次级绕切断，次级绕组产生高压组产生高压2023-6-25782 2限流控制限流控制 （恒流控制）（恒流控制）n为保证发动机在各种为保证发动机在各种工况下稳定点火，采工况下稳定点火，采用高能点火线圈，其用高能点火线圈，其初级电路电阻小，电初级电路电阻小，电感小，初级电流增长感小，初级电流增长快，电流大，若不控快，电流大，若不控制，点火线圈和点火制，点火线圈和点火器会因过热而损坏。器会因过热而损坏。初级电流上升特性见初级电流上升特性见图图4-374-37。2023-6-25792 2

48、限流控制限流控制 （恒流控制（恒流控制)n控制电路原理图见图控制电路原理图见图4-384-38。图中图中VTVT为点火器末级大功为点火器末级大功率管，率管，RsRs为采样电阻，为采样电阻，ICIC为点火集成块。当采样电为点火集成块。当采样电阻值一定时，采样电阻两阻值一定时，采样电阻两端的电压值与通过点火线端的电压值与通过点火线圈的初级电流成正比，工圈的初级电流成正比，工作中，采样电阻压降值反作中，采样电阻压降值反馈到点火集成块中的限流馈到点火集成块中的限流控制电路，使限流控制电控制电路，使限流控制电路工作，从而保持流过点路工作，从而保持流过点火线圈的初级电流恒定不火线圈的初级电流恒定不变。变。

49、2023-6-2580限流控制限流控制 （恒流控制（恒流控制)n基本工作情况：当大功率管基本工作情况：当大功率管饱和导通时，如果初级电流饱和导通时，如果初级电流限流值时，初级电流逐渐限流值时，初级电流逐渐增大；当初级电流限流值增大；当初级电流限流值时，时，RsRs反馈电压使放大器反馈电压使放大器F F输输出端电压升高，使出端电压升高，使VT1VT1更加导更加导通，集电极电位下降，通，集电极电位下降，VTVT向向截止区偏移，初级电流下降；截止区偏移，初级电流下降；当初级电流略低于限流值时，当初级电流略低于限流值时，RsRs反馈电压使放大器反馈电压使放大器F F输出端输出端电压下降，使电压下降，使

50、VT1VT1趋于截止，趋于截止，集电极电位上升，集电极电位上升，VTVT趋于导趋于导通，初级电流上升。通，初级电流上升。2023-6-25813 3闭合角控制闭合角控制n闭合角是指点火控制器的闭合角是指点火控制器的末级大功率开关管导通期末级大功率开关管导通期间，分电器轴转过的角度，间，分电器轴转过的角度，也称导通角。由于点火线也称导通角。由于点火线圈采用了高能点火线圈，圈采用了高能点火线圈，即初级绕组即初级绕组W1W1的电阻很小的电阻很小0.520.520.760.76，这样点火这样点火系初级电路的饱和电流可系初级电路的饱和电流可达达2020A A以上，为防止初级电以上，为防止初级电流过大烧坏