1、第10章 发动机点火系统10.1 10.1 点火系功用及分类点火系功用及分类10.2 10.2 传统点火系统组成与工作原理传统点火系统组成与工作原理10.3 10.3 电子点火系统电子点火系统10.4 10.4 微机控制点火系统微机控制点火系统10.5 10.5 汽车电源汽车电源一、功用：一、功用：按照发动机各缸的点火次序，在各种工况和使按照发动机各缸的点火次序，在各种工况和使用条件下，适时、可靠的供给火花塞足够的高压电，使用条件下，适时、可靠的供给火花塞足够的高压电，使火花塞两电极之间产生足够强的电火花，点燃可燃混合火花塞两电极之间产生足够强的电火花，点燃可燃混合气，从而使发动机作功。气，从
2、而使发动机作功。二、分类：二、分类：按照点火系的组成及触发产生高压电的方法不按照点火系的组成及触发产生高压电的方法不同，分为：同，分为：1 1、传统蓄电池点火系：蓄电池、发电机、点火线圈、断、传统蓄电池点火系：蓄电池、发电机、点火线圈、断电器（机械）电器（机械）2 2、电子点火系：蓄电池、发电机、点火线圈和三级管、电子点火系：蓄电池、发电机、点火线圈和三级管3 3、微机控制点火系：蓄电池、发电机、点火线圈和微机、微机控制点火系：蓄电池、发电机、点火线圈和微机4 4、磁电机点火系：磁电机直接产生高压电、磁电机点火系：磁电机直接产生高压电10.1 10.1 概述概述传统蓄电池式点火系传统蓄电池式点
3、火系三、三、汽车发汽车发动动机对点火系的要求机对点火系的要求1 1、击穿电压足够高：、击穿电压足够高：151520kV20kV；使火花塞两极之间的间隙击穿而产生电火花所需要使火花塞两极之间的间隙击穿而产生电火花所需要的电压为的电压为击穿电压击穿电压；影响影响击穿电压击穿电压的因素：缸内气体压力、温度、电极的因素：缸内气体压力、温度、电极距离。距离。2 2、电火花应具备足够高的能量：、电火花应具备足够高的能量：正常工作：正常工作：1 15mJ5mJ；怠速：怠速：50 50 80mJ 80mJ；冷机起动：冷机起动：100mJ100mJ以上。以上。3 3、点火时刻应适应发动机的工况。、点火时刻应适应
4、发动机的工况。单线制联结：单线制联结：即电源的一个电极用导线与各用电设即电源的一个电极用导线与各用电设备相联；而另一个电极则通过发动机机体、汽车车架和备相联；而另一个电极则通过发动机机体、汽车车架和车身与各用电设备相联。车身与各用电设备相联。负极搭铁：负极搭铁：电极则通过发动机机体、汽车车架和车电极则通过发动机机体、汽车车架和车身与各用电设备相联的方法，称为搭铁。现常用负极搭身与各用电设备相联的方法，称为搭铁。现常用负极搭铁。铁。四、四、点火系的特点点火系的特点 负极搭铁的优点：负极搭铁的优点：对车身、车架电化学腐蚀小，对车身、车架电化学腐蚀小，对无线电干扰小。对无线电干扰小。点火线圈的线路使
5、点火线圈的线路使点火瞬间点火瞬间火花塞的中心电极火花塞的中心电极为负极，侧电极为正极，由于电子容易从温度高的为负极，侧电极为正极，由于电子容易从温度高的中心电极向温度低的侧电极发射，因此，可降低击中心电极向温度低的侧电极发射，因此，可降低击穿电压穿电压151520%20%左右。左右。（一）点火线圈（一）点火线圈 功用：将电源的低电压转变为高压电的功用：将电源的低电压转变为高压电的升压变压器升压变压器。分类：分类：开磁路点火线圈；开磁路点火线圈；闭磁路点火线圈。闭磁路点火线圈。10.2 10.2 传统点火系统组成与工作原理传统点火系统组成与工作原理 一一 、传统点火系统组成：传统点火系统组成：1
6、 1、点火线圈、点火线圈（1 1）传统的开磁路点火线圈的基本结构如图）传统的开磁路点火线圈的基本结构如图4-154-15所示，所示，主要由铁心、绕组、胶木盖、瓷杯等组成。主要由铁心、绕组、胶木盖、瓷杯等组成。n其铁心用其铁心用0.30.30.5mm0.5mm厚的硅钢片叠成，铁心厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级绕组和次级上绕有初级绕组和次级绕阻。绕阻。n次级绕阻居内，通常次级绕阻居内，通常用直径为用直径为0.060.060.10mm0.10mm的漆包线绕的漆包线绕11000110002600026000匝；匝；n初级绕阻居外，利于初级绕阻居外，利于散热，通常用散热，通常用0.50.51.0mm1.
7、0mm的漆包线绕的漆包线绕230230370370匝。匝。基本工作过程：基本工作过程：（一）低压电路：（一）低压电路：触点触点K K闭合时（闭合时（充电充电）：蓄电池正极）：蓄电池正极点火开关点火开关附加电阻附加电阻初级线圈初级线圈断电器活动触点臂断电器活动触点臂触点触点（电容器）（电容器）分电器壳体搭铁分电器壳体搭铁蓄电池负极。蓄电池负极。初级电流初级电流：在点火线圈初级绕组中产生的电流。：在点火线圈初级绕组中产生的电流。基本工作过程：基本工作过程：（二）高压电路：（二）高压电路：触点触点K K断开（断开（放电放电）：次级线圈）：次级线圈附加电阻附加电阻蓄电蓄电池正极池正极蓄电池蓄电池搭铁搭
8、铁火花塞侧电极火花塞侧电极火花塞中心火花塞中心电极电极高压线高压线配电器旁电极配电器旁电极分火头分火头中心触点中心触点中央高压线中央高压线次级线圈。次级线圈。次级电流次级电流：在点火线圈二级绕组中产生的电流。：在点火线圈二级绕组中产生的电流。RL 电路的零状态响应电路的零状态响应回路方程式：回路方程式：SRIRiuLL SddIitiRLLL 微分方程式：微分方程式：最后求得：最后求得：时间常数时间常数:RL )e1()e1(SSttLRLIIi ttLLURItiLu eeddSSSIRSLi LuLRL 电路的零输入响应电路的零输入响应)e1()e1(SSttLRLIIi ttLLURIt
9、iLu eeddSS存在问题：存在问题：一次电流按照指数规律增长，触点保持闭合时间往往小于达到电流稳定的时间。点火线圈按高速设计：低速一次电流过大，线圈过热；点火线圈按低速设计：高速一次电流过小，二次电压过低，不能可靠点火。附加电阻附加电阻特点特点:附加电阻也称热敏电阻，温度升高时电阻迅速附加电阻也称热敏电阻，温度升高时电阻迅速增大、温度降低时电阻迅速减小。增大、温度降低时电阻迅速减小。作用：作用：利用附加电阻特点自动调节初级电流，可以改利用附加电阻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。附加电阻附加电阻低速时：低速时：初级电流增长时间长，电流大，附加电阻受热阻初级
10、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；值增大，避免了初级电流过大，防止点火线圈过热；高速时：高速时：初级电流增长时间短，电流小，附加电阻温度较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至断火。时点火系统能供给较强的高压电而不至断火。起动时起动时:由于蓄电池的端电压会急剧下降，致使初级电流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。在起减小，点火线圈不能供给足够的高电压和点火能
11、量。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。火花能量。（2）闭磁路点火线圈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。隙。闭磁路点火线圈漏磁闭磁路点火线圈漏磁少，磁阻小，转换效少，磁阻小，转换效率高，达率高，达7575，可使，可使点火线圈小型化。点火线圈小型化。开磁路点火线圈转换开磁路点火线圈转换效率达效率达60%60%。闭磁路点火线圈：闭磁路点火线圈：将一次绕组和二次绕组都绕在口子形或日子形铁心上，初级绕将一次绕组和二次绕组都绕
12、在口子形或日子形铁心上，初级绕组在铁心中产生的磁通，通过铁心形成闭合磁路，因而泄漏的磁组在铁心中产生的磁通，通过铁心形成闭合磁路，因而泄漏的磁通量即磁路损失大大减小，点火线圈的转换效率高。通量即磁路损失大大减小，点火线圈的转换效率高。（二）分电器（二）分电器组成：组成：断电器、配电器，断电器、配电器，电容器以及点火提前调节电容器以及点火提前调节装置。装置。作用：作用：接通与切断点火系统的接通与切断点火系统的初级电路，使点火线圈的初级电路，使点火线圈的次级绕组中次级绕组中产生高电压产生高电压；将点火线圈产生的高压将点火线圈产生的高压电电分配分配到相应气缸的火花到相应气缸的火花塞上。塞上。随工况变
13、化调整点火角随工况变化调整点火角度。度。分电器实物图 1 1、断电器断电器 作用：作用：周期性的接通周期性的接通断开一次绕组，使断开一次绕组，使初级电流发生变化，初级电流发生变化，在点火线圈中生成在点火线圈中生成次级电压。次级电压。结构：结构：片簧，活动触片簧，活动触点，胶木，凸轮点，胶木，凸轮触点间隙：触点间隙：两触点分两触点分开时的最大间隙称开时的最大间隙称为触点间隙为触点间隙 0.350.45mm 0.350.45mm 凸轮棱数凸轮棱数=气缸数；凸轮轴转速气缸数；凸轮轴转速=配气凸轮轴转速配气凸轮轴转速 。触点间隙过小，触点间易触点间隙过小，触点间易出现火花而使初级电路断电出现火花而使初
14、级电路断电不良，甚至触点烧蚀；不良，甚至触点烧蚀；触点间隙过大，则触点闭触点间隙过大，则触点闭合时间缩短，使初级电流减合时间缩短，使初级电流减小，次级电压降低，高速时小，次级电压降低，高速时容易缺火。容易缺火。调整：调整：可旋转偏心调节螺可旋转偏心调节螺钉钉1 1来调整触点间隙，首先，来调整触点间隙，首先，要松开固定托板要松开固定托板3 3的螺钉的螺钉2 2。1、调节螺钉 2、固定螺钉，3、托板 4、活动触点臂，5、销钉 6、片簧。组成组成:分电器盖、分火分电器盖、分火头。头。作用作用: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。2 2、配电器、配电器 配电器配电器3、电容
15、器作用作用:（与断电器并联）与断电器并联）当触点断开时，当触点断开时，减小触点间的电火减小触点间的电火花，防止触点烧蚀。花，防止触点烧蚀。同时吸收初级绕组同时吸收初级绕组的自感电动势，使的自感电动势，使初级电流迅速切断，初级电流迅速切断，加速初级电流和磁加速初级电流和磁通衰减，提高次级通衰减，提高次级电压。电压。1-金属箔 2-盖板 3-外壳 4-绝缘纸 4 4、点火提前装置、点火提前装置作用：作用：实现点火角度随工况、燃油抗爆性改变。实现点火角度随工况、燃油抗爆性改变。方法：方法：1.1.触点不动，使凸轮相对分电器轴旋转一个角度；触点不动，使凸轮相对分电器轴旋转一个角度；2.2.凸轮不动，使
16、触点相对凸轮转一个角度。凸轮不动，使触点相对凸轮转一个角度。装置：装置：1.1.离心式点火提前调节装置；离心式点火提前调节装置；2.2.真空式点火提前调节在装置；真空式点火提前调节在装置；3.3.辛烷值校正器。辛烷值校正器。点火提前角点火提前角是从火花塞发出电火花，到该缸活塞运行至压缩上止点时曲是从火花塞发出电火花，到该缸活塞运行至压缩上止点时曲轴转过的角度。最佳点火提前角数值应视燃料性质、转速、轴转过的角度。最佳点火提前角数值应视燃料性质、转速、负荷、过量空气系数等很多因素而定。负荷、过量空气系数等很多因素而定。1 1、点火提前角、点火提前角过大（早）；过大（早）；2 2、点火提前角、点火提
17、前角过小（晚）过小（晚）3 3、点火提前角、点火提前角最佳。最佳。过大，则大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞上行所消耗过大，则大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞上行所消耗的压缩功增加，发动机的压缩功增加，发动机容易过热容易过热，有效功率下降，工作粗爆，有效功率下降，工作粗爆程度增加。同时由于混合气的压力过高，末端混合气燃烧前程度增加。同时由于混合气的压力过高，末端混合气燃烧前的温度较高，爆燃倾向加大。的温度较高，爆燃倾向加大。过小，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，过小，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，传热损失增多，排气温度升高排气温度升高，功率下降，耗
18、油量增多。，功率下降，耗油量增多。为最佳值时，最高压力出现在上止点后为最佳值时，最高压力出现在上止点后10101212度，示功图面度，示功图面积最大，完成的循环功最多，发动机的动力性、经济性最好。积最大，完成的循环功最多，发动机的动力性、经济性最好。转速转速 负荷一定，负荷一定，n n，单位时间内转过的曲单位时间内转过的曲轴转角增大。应该相轴转角增大。应该相应加大点火提前角。应加大点火提前角。n n紊流紊流，混合气，混合气燃烧速度加快，最佳燃烧速度加快，最佳点火角度增加幅度减点火角度增加幅度减缓。呈非线性关系。缓。呈非线性关系。转速增加时，火焰转速增加时，火焰速度增加，速度增加，爆燃爆燃倾向倾
19、向亦减小。亦减小。负荷负荷 转速一定，负荷转速一定，负荷PePe时，进入气缸的新鲜混合时，进入气缸的新鲜混合气量气量,而残余废气量基本而残余废气量基本不变，故不变，故。因为。因为残余残余废气废气对燃烧反应起阻碍作对燃烧反应起阻碍作用，使火焰速度用，使火焰速度,燃烧恶燃烧恶化。为保证燃烧过程在上化。为保证燃烧过程在上止点附近完成，需增大点止点附近完成，需增大点火提前角。火提前角。当负荷当负荷气缸的（温气缸的（温度度+压力）压力）爆燃爆燃的倾向的倾向。进气管真空度进气管真空度：点（1）离心点火提前角调节装置）离心点火提前角调节装置当当nn；当当nn。发动机要求发动机要求 触点不动：使凸轮相对于触点
20、不动：使凸轮相对于 轴顺旋转方向转过一个角度轴顺旋转方向转过一个角度，这样，在活塞尚未到达上止这样，在活塞尚未到达上止点时（假定点火提前角调节点时（假定点火提前角调节装置不工作时，点火提前角装置不工作时，点火提前角为零）断电器触点即分开，为零）断电器触点即分开，使点火提前（图使点火提前（图b b）。）。(1)(1)离心点火提前调节装置离心点火提前调节装置在转速变化时，利用离心力自动使信号发生器提前产生点火在转速变化时，利用离心力自动使信号发生器提前产生点火信号来调节点火提前角。信号来调节点火提前角。断电凸轮套在调节器横板上，该调断电凸轮套在调节器横板上，该调节器横（拨）板既随分电器轴一同转动，
21、又可相对该轴发生节器横（拨）板既随分电器轴一同转动，又可相对该轴发生摆动，其摆角是通过离心块感应发动机转速来调节的摆动，其摆角是通过离心块感应发动机转速来调节的。作用：随发动机负荷的变化（节气门开度变化）自动作用：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。的调节点火提前角。工作原理：断电凸轮工作原理：断电凸轮不动，使触点（连同固定托板）不动，使触点（连同固定托板）相对于凸轮逆旋转方向转过一个相对于凸轮逆旋转方向转过一个角度角度，使点火也提，使点火也提前（图前（图c c）。）。1-触点 2-凸轮 3-凸轮轴 4-固定盘（2）真空式点火提前角调节装置）真空式点火提前角调节装置(2)
22、(2)真空式点火提前角调节装置真空式点火提前角调节装置（三）火花塞作用作用:将高压电引进发动机将高压电引进发动机燃烧室，在电极间形燃烧室，在电极间形成火花，以点燃可燃成火花，以点燃可燃混合气。混合气。火花塞拧装于气缸盖火花塞拧装于气缸盖的火花塞孔内，下端的火花塞孔内，下端电极伸入燃烧室。上电极伸入燃烧室。上端连接分缸高压线。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。高和易损坏部件。火花塞要求火花塞要求1 1混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲击，要混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲击，要求火花塞必须有求火花塞必须有足
23、够的机械强度足够的机械强度。2 2火花塞承受着交变的高电压，要求它应有足够的绝缘强火花塞承受着交变的高电压，要求它应有足够的绝缘强度，能度，能承受承受30kv30kv高压高压。3 3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1500150022002200，进气时又突然冷却至进气时又突然冷却至50506060，因此要求火花塞不但，因此要求火花塞不但耐耐高温高温，而且能承受温度剧变。，而且能承受温度剧变。4 4缸内燃烧产物复杂，含多种活性物质，如臭氧、一氧化缸内燃烧产物复杂，含多种活性物质，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐蚀。要求火花塞要碳和氧化硫等，易使电极
24、腐蚀。要求火花塞要耐腐蚀耐腐蚀。5 5火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有合适的电极合适的电极间隙间隙。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。火花塞气密性应当好，以保证燃烧室不漏气。1-1-接线螺母接线螺母2-2-绝缘体绝缘体3-3-接线螺杆接线螺杆4-4-垫圈垫圈5-5-火花塞壳体火花塞壳体6-6-密封剂密封剂7-7-密封垫圈密封垫圈8-8-紫铜垫圈紫铜垫圈9-9-侧电极侧电极10-10-绝缘体裙部绝缘体裙部11-11-中心电极中心电极组成：组成：火花塞主要由接火
25、花塞主要由接触头、陶瓷绝缘体、中触头、陶瓷绝缘体、中心电极、侧电极和壳体心电极、侧电极和壳体等部分。等部分。材料材料:电极一般采用耐电极一般采用耐高温、耐腐蚀的镍锰合高温、耐腐蚀的镍锰合金钢或铬锰氮、钨、镍金钢或铬锰氮、钨、镍锰硅等合金制成，也有锰硅等合金制成，也有采用镍包铜材料制成，采用镍包铜材料制成，以提高散热性能。以提高散热性能。火花塞电极间隙火花塞电极间隙：多为多为0.60.60.7mm0.7mm，电子点火，电子点火系统其间隙可增大至系统其间隙可增大至1.01.01.2mm1.2mm。火花塞的热特性火花塞的热特性 1 1、自净温度：、自净温度：能使落在绝缘体上的油滴立即烧掉，能使落在绝
26、缘体上的油滴立即烧掉，不致形成积炭，不致形成积炭，应保持的温度（应保持的温度（500500600600C C）。）。如果温度低于自净温度，就可能使油雾聚积成油如果温度低于自净温度，就可能使油雾聚积成油层，引起积炭而漏电，火花塞间隙不能跳火或弱层，引起积炭而漏电，火花塞间隙不能跳火或弱火；火；如果温度过高，例如超过如果温度过高，例如超过850850，会形成炽热点，会形成炽热点，发生发生表面点火表面点火，使发动机遭受损坏。，使发动机遭受损坏。火花塞裙部的工作温度取决于火花塞热特性和发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。动机气缸的工作温度。火花塞的热特性火花塞的热特性 2
27、2、火花塞热特性、火花塞热特性:指火花塞发火部位吸收的热量向发动机冷指火花塞发火部位吸收的热量向发动机冷却系统散发的性能。却系统散发的性能。主要影响因素：火花塞裙部的长度。主要影响因素：火花塞裙部的长度。冷型：裙部高度在冷型：裙部高度在7.5mm7.5mm以下以下,能耐较强的热负荷；能耐较强的热负荷；中型：裙部高度在中型：裙部高度在9.5mm9.5mm13.5mm,13.5mm,耐热能力一般；耐热能力一般；热型：裙部高度在热型：裙部高度在14.5mm14.5mm以上以上,适于低热负荷的发动机适于低热负荷的发动机.火花塞未来的两种演变形式：火花塞未来的两种演变形式：火花塞缸压传感器火花塞燃烧传感
28、器（四）点火开关（四）点火开关学以致用如何将发动机停止下来？点火开关接线柱12340点火开关结构：0：停止，方向盘锁死，防盗。：运行，发动机工作，用电设备工作。：起动，起动机接通，用电设备断开。传统分电器式点火系传统分电器式点火系基本工作过程：基本工作过程：（一）低压电路：（一）低压电路：触点触点K K闭合时（闭合时（充电充电）：蓄电池正极）：蓄电池正极点火开关点火开关附加电阻附加电阻初级线圈初级线圈断电器活动触点臂断电器活动触点臂触点触点（电容器）（电容器）分电器壳体搭铁分电器壳体搭铁蓄电池负极。蓄电池负极。初级电流初级电流：在点火线圈初级绕组中产生的电流。：在点火线圈初级绕组中产生的电流。
29、基本工作过程：基本工作过程：（二）高压电路：（二）高压电路：触点触点K K断开（断开（放电放电）：次级线圈）：次级线圈附加电阻附加电阻蓄电蓄电池正极池正极蓄电池蓄电池搭铁搭铁火花塞侧电极火花塞侧电极火花塞中心火花塞中心电极电极高压线高压线配电器旁电极配电器旁电极分火头分火头中心触点中心触点中央高压线中央高压线次级线圈。次级线圈。次级电流次级电流：在点火线圈二级绕组中产生的电流。：在点火线圈二级绕组中产生的电流。10.3 电子点火系统电子点火系统电子点火系统的一些优点电子点火系统的一些优点:1 1）可以减少触点火花，避免触点烧蚀，延长触点的）可以减少触点火花，避免触点烧蚀，延长触点的使用寿命使用
30、寿命;有的还可以取消触点，改善点火性能。有的还可以取消触点，改善点火性能。2 2）可以不受触点的限制，增大一次电流，提高二次）可以不受触点的限制，增大一次电流，提高二次电压，改善发动机高速时的点火性能。电压，改善发动机高速时的点火性能。3 3）由于二次电压和点火能量的提高，使其对火花塞）由于二次电压和点火能量的提高，使其对火花塞积炭不敏感，且可以加大火花塞电极间隙。积炭不敏感，且可以加大火花塞电极间隙。4 4）大大减轻了对无线电的干扰。）大大减轻了对无线电的干扰。5 5）结构简单，质量轻，体积小，使用和维修方便。）结构简单，质量轻，体积小，使用和维修方便。如何解决传统点火系触点容易烧蚀的缺点如
31、何解决传统点火系触点容易烧蚀的缺点？一、有触点电子点火系统一、有触点电子点火系统 原理：原理：采用减小触点电流的方法，减小触点火花，采用减小触点电流的方法，减小触点火花，改善点火性能。是一种半导体辅助点火装置。改善点火性能。是一种半导体辅助点火装置。流过触点的电流是一流过触点的电流是一次电流的次电流的1/51/51/101/10。不能消除有触点的其不能消除有触点的其它缺陷，很少使用。它缺陷，很少使用。二、无触点电子点火系统二、无触点电子点火系统原理：原理：利用传感器代替断电器触点，产生点火信利用传感器代替断电器触点，产生点火信号，控制点火线圈的通断和点火系统的工作，克号，控制点火线圈的通断和点
32、火系统的工作，克服了与触点相关的一切缺点，应用比较广泛。服了与触点相关的一切缺点，应用比较广泛。主要组成：主要组成：点火信号发生器点火信号发生器(传感器传感器)、点火控制、点火控制器、点火线圈、分电器、火花塞等。器、点火线圈、分电器、火花塞等。二、无触点电子点火系统二、无触点电子点火系统二、无触点电子点火系统二、无触点电子点火系统1 1、点火信号发生器：、点火信号发生器：磁感应式、霍尔效应式和光电磁感应式、霍尔效应式和光电效应式。效应式。磁感应式点火信号发生器是依靠磁感应式点火信号发生器是依靠电磁感应原理电磁感应原理制制成的。成的。磁感应式信号发生器磁感应式信号发生器特性：特性：nV（0.51
33、00V）传感器线路特点？传感器线路特点？光电效应式点火信号发生器光电效应式点火信号发生器：组成：组成：主要由遮光盘主要由遮光盘(信号转子信号转子)、遮光盘轴、光源、遮光盘轴、光源、光接收器光接收器(光敏元件光敏元件)等组成。等组成。光源：白炽灯，也可光源：白炽灯，也可用发光二极管。用发光二极管。光接收器：光敏二极光接收器：光敏二极管，或光敏三极管。管，或光敏三极管。霍尔式点火信号发生器：霍尔式点火信号发生器：组成：组成：安装在分电器内。安装在分电器内。由霍尔触发器、永久由霍尔触发器、永久磁铁和由分电器轴驱动的带缺口的转子（作用等磁铁和由分电器轴驱动的带缺口的转子（作用等同于断电凸轮）组成。同于
34、断电凸轮）组成。霍尔式点火信号发生器：霍尔式点火信号发生器：霍尔效应霍尔效应 霍尔触发器是一个带集霍尔触发器是一个带集成电路的半导体基片。当成电路的半导体基片。当直流电压作用于触发器的直流电压作用于触发器的两端时，便有电流两端时，便有电流I在其中在其中通过，如果在垂直于电流通过，如果在垂直于电流的方向还有外加磁场的作的方向还有外加磁场的作用，则在垂直于电流和磁用，则在垂直于电流和磁场的方向上产生电压场的方向上产生电压UH，该电压称为霍尔电压，这该电压称为霍尔电压，这种现象称为霍尔效应。种现象称为霍尔效应。UHRHIB/d，电压正比于磁场强度。，电压正比于磁场强度。工作原理：工作原理：（1）转子
35、叶片进入永久磁铁与霍尔触发器之间时，永久磁铁的）转子叶片进入永久磁铁与霍尔触发器之间时，永久磁铁的磁力线被转子叶片旁路，不能作用到霍尔触发器上，通过霍磁力线被转子叶片旁路，不能作用到霍尔触发器上，通过霍尔元件的磁感应强度近似为零，霍尔元件不产生电压；尔元件的磁感应强度近似为零，霍尔元件不产生电压；（2）转子的缺口部分进入永久磁铁与霍尔触发器之间时，磁力）转子的缺口部分进入永久磁铁与霍尔触发器之间时，磁力线穿过缺口作用于霍尔触发器上，磁感应强度增高，在外加线穿过缺口作用于霍尔触发器上，磁感应强度增高，在外加电压和磁场的共同作用下，有霍尔电压输出。电压和磁场的共同作用下，有霍尔电压输出。霍尔式点火
36、信号发生器：霍尔式点火信号发生器：霍尔式点火信号发生器：霍尔式点火信号发生器：优点：优点：（1 1）性能稳定，耐久性好、寿命长；）性能稳定，耐久性好、寿命长；（2 2）点火精度高，不受温度、灰尘、油污等影响；）点火精度高，不受温度、灰尘、油污等影响；（3 3）输出的电压信号不受发动机转速的影响，使发输出的电压信号不受发动机转速的影响，使发动机低速点火性能良好，容易起动，因而其应用日动机低速点火性能良好，容易起动，因而其应用日益广泛。益广泛。传感器线路特点？传感器线路特点？二、无触点电子点火系统二、无触点电子点火系统2 2、点火控制器：、点火控制器：（1 1）将点火信号发生器输出的点火信号整形、
37、放大，）将点火信号发生器输出的点火信号整形、放大，转变为点火控制信号；转变为点火控制信号；（2 2）控制点火线圈初级绕组中电流的通、断，以便）控制点火线圈初级绕组中电流的通、断，以便在次级线圈的绕组中产生高压电，供火花塞点火。在次级线圈的绕组中产生高压电，供火花塞点火。点火控制器的基本电路包括点火控制器的基本电路包括整形整形电路、电路、开关开关信号放大信号放大电路、电路、功率输出功率输出电路等。电路等。二、无触点电子点火系统二、无触点电子点火系统3 3、分电器有哪些变化？、分电器有哪些变化？（1 1）取消了断电器）取消了断电器(触点和凸轮触点和凸轮)和电容器，增加了和电容器，增加了点火信号发生
38、器点火信号发生器(信号转子和传感部分信号转子和传感部分)。（2 2）有些点火控制器能够随着发动机转速变化自动）有些点火控制器能够随着发动机转速变化自动调节点火提前角，所以这些分电器去掉了离心提前调节点火提前角，所以这些分电器去掉了离心提前调节机构，只保留真空提前调节机构。调节机构，只保留真空提前调节机构。（3 3）配电器的结构则无变化。）配电器的结构则无变化。二、无触点电子点火系统二、无触点电子点火系统4 4、点火线圈：、点火线圈：（1 1）电子点火系统所采用的点火线圈是用点火控制）电子点火系统所采用的点火线圈是用点火控制器控制其初级电路通断的，所以其初级电流可以器控制其初级电路通断的，所以其
39、初级电流可以增大，点火线圈的电感和电阻较小。一般情况下，增大，点火线圈的电感和电阻较小。一般情况下，不能和传统点火系统点火线圈互换。不能和传统点火系统点火线圈互换。（2 2）电子点火系统多采用闭磁路点火线圈。）电子点火系统多采用闭磁路点火线圈。二、无触点电子点火系统二、无触点电子点火系统5 5、火花塞：、火花塞：点火能量提高，火花塞电极间隙比传统点火系点火能量提高，火花塞电极间隙比传统点火系统的火花塞电极间隙增大，一般为统的火花塞电极间隙增大，一般为0.80.81.0mm1.0mm；为适应稀薄混合气燃烧，甚至达到为适应稀薄混合气燃烧，甚至达到1.01.01.2mm1.2mm；不同车型差异也较大
40、。不同车型差异也较大。6 6、高压线：、高压线：为减轻无线电干扰，采用有一定电阻的高压阻为减轻无线电干扰，采用有一定电阻的高压阻尼线，阻值一般在几千欧至几十千欧不等；火花尼线，阻值一般在几千欧至几十千欧不等；火花塞插头和分火头也都有一定的电阻，一般为几千塞插头和分火头也都有一定的电阻，一般为几千欧。欧。10.4 微机控制点火系统微机控制点火系统电子点火系统存在问题电子点火系统存在问题:1 1）点火提前调整随转速、负荷变化为线性。）点火提前调整随转速、负荷变化为线性。2 2）控制因素不全面、控制不精确。）控制因素不全面、控制不精确。3 3）机构存在磨损、老化等问题。）机构存在磨损、老化等问题。1
41、0.4 微机控制点火系统微机控制点火系统微机控制点火系统的优点微机控制点火系统的优点:1 1）微机控制点火提前角要比机械式的离心点火提前）微机控制点火提前角要比机械式的离心点火提前调整装置和真空点火提前调整装置的精度高。调整装置和真空点火提前调整装置的精度高。2 2）可以通过各种传感器感知多种因素对点火提前角）可以通过各种传感器感知多种因素对点火提前角的影响，使发动机在各种工况和使用条件下的点的影响，使发动机在各种工况和使用条件下的点火提前角都与相应的最佳点火提前角比较接近。火提前角都与相应的最佳点火提前角比较接近。3 3）不存在机械磨损、老化等问题，克服了离心点火）不存在机械磨损、老化等问题
42、，克服了离心点火提前调整装置和真空点火提前调整装置的缺陷。提前调整装置和真空点火提前调整装置的缺陷。分为两种形式分为两种形式:有分电器和无分电器。有分电器和无分电器。一、有分电器微机控制点火系统的组成一、有分电器微机控制点火系统的组成 电控点火系统的功能主要包括电控点火系统的功能主要包括点火提前角点火提前角、通电通电时间时间及及爆燃控制爆燃控制三个方面。三个方面。有分电器微机控制点火系统一般由有分电器微机控制点火系统一般由传感器传感器、微机、微机控制器控制器、点火、点火执行器执行器等组成。等组成。基本工作原理：基本工作原理：接通点火开关；起动发动机；传感器检测工况、工作条件；ECU计算点火角度
43、和导通时间；接通一次电路；切断一次电路；二次电路产生高压电；分电器送往火花塞。曲轴转两圈，循环一次。断开点火开关，停机。问题：问题：发动机点火控制的基本传感器有那些？（1）传感器）传感器发动机转速传感器点火基准传感器全负荷开关节气门开度传感器进气温度、压力传感器冷却液温度传感器爆燃传感器怠速及超速燃油阻断开关增压传感器爆燃传感器爆燃传感器 有电感式和压电式两种类型。电感式电感式：利用电磁感应原理检测发动机爆燃。主要由铁心、永久磁铁、线圈及外壳等组成。当发动机发生爆燃时，铁心受振动而使线圈磁通发生变化，从而产生感应电动势。当传感器的固有振动频率与发动机爆燃时的振动频率相同时，传感器输出的信号电压
44、最大。爆燃传感器爆燃传感器 压电式：利用压电效应原理检测发动机爆燃。必须配合一定的电压放大器或电荷放大器，将信号放大并将高阻抗输入变换为低阻抗输出。可分为共振型、非共振型和火花塞座金属垫型三种。爆燃传感器爆燃传感器 共振型爆燃传感器：压电元件紧贴在振子上，振子则固定在基座上。压电元件检测振子的振动压力，并转换成电信号，输出信号与电感式爆燃传感器相似。振子的固有频率与发动机爆燃时的振动领率一致，必须与发动机配套使用，通用性差。但当爆燃发生时，振子与发动机共振，压电元件输出的信号电压有明显增大，易于测量。爆燃传感器爆燃传感器 非共振型爆燃传感器：设置了一个配重块，配重块以一定预应力压紧在压电元件上
45、。接收加速度信号来检测爆燃的。配重块以正比于振动加速度的交变力施加在压电元件上，压电元件则将此压力信号转变成电信号。输出信号，在爆燃时与无爆燃时没有明显增加，爆燃是否发生是靠滤波器检测出传感器输出信号中有无爆燃频率来判别，检测比较复杂。用于不同发动机时，只须调整滤波器的频率范围，通用性强。爆燃传感器爆燃传感器 压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器：将压电元件安装在火花塞的垫圈处，每缸安装一个，根据各缸的燃烧压力直接检测各缸的爆燃信息，并转换成电信号输送给ECU。（2 2）ECUECU微机控制器微机控制器微处理器（CPU）存储器输入输出接口A/D转换整形与信号处理（3 3）点火）点火控制器控制器功率
46、放大，驱动点火线圈。功率放大，驱动点火线圈。（4）点火提前角控制）点火提前角控制最佳点火提前角的确定依据：转速、负荷、燃料性质、冷却水温度、大气压力等。最佳点火角度控制精度至少为1度。控制点火提前角的基本方法：起动和正常运行工况点火提前角控制两种。起动后正常运转时，实际点火提前角的控制方法有两种类型：（1）实际点火角初始点火角十基本值十修正值（2）实际点火提前角基本点火提前角修正系数A.起动工况：起动工况：起动过程中，发动机转速变化大，且由于转速较低（一般低于500r/min)，进气管绝对压力传感器信号或空气流量计信号不稳定，ECU无法正确计算点火提前角，一般将点火时刻固定在设定的初始点火提前
47、角，为10BTDC左右。控制信号主要是发动机转速信号和起动开关信号(STA信号）。B.起动后基本点火提前角的确定：起动后基本点火提前角的确定：怠速工况：根据节气门位置传感器、转速传感器和空调开关信号确定基本点火提前角。运行工况：根据转速、空气流量（或进气压力）查找脉谱，确定基本点火角度。燃油选择开关信号可以选择不同脉谱。点火角度的修正：点火角度的修正：水温修正：又可分为暖机修正和过热修正。点火角度的修正：点火角度的修正：怠速稳定修正：汽油机怠速一般为800r/min。点火角度的修正：点火角度的修正：空燃比反馈修正：闭环控制。闭环控制：闭环控制：指作为被控指作为被控的输出以一定方式返回到的输出以
48、一定方式返回到作为控制的输入端，并对作为控制的输入端，并对输入端施加控制影响的一输入端施加控制影响的一种控制关系。种控制关系。最大最小值限制：最大3545；最小-100度。（5）通电时间控制）通电时间控制 对发动机影响：电感储能式电控点火系统，点火线圈一次绕组通电时间影响一次断电电流和点火能量。控制方法：根据转速和电源电压确定最佳的闭合角，以控制点火器中晶体管的导通时同。随转速提高和电源电压下降，闭合角增长。恒流控制：保证在任何转速下初级电流均为规定值，既改善点火性能，又防止初级电流过大而烧坏点火线圈。（6）爆燃控制）爆燃控制 爆燃现象：爆燃现象：轻微爆燃轻微爆燃，可使发动机功率上升，油耗下降
49、；，可使发动机功率上升，油耗下降；严重爆燃严重爆燃，气缸内发出特别尖锐的金属敲击声，且会导致，气缸内发出特别尖锐的金属敲击声，且会导致冷却液过热，功率下降，耗油率上升，成为一种故障。冷却液过热，功率下降，耗油率上升，成为一种故障。爆燃的控制方法：推迟点火是消除爆燃的最有效措施。爆燃的控制方法：推迟点火是消除爆燃的最有效措施。（1 1）在无爆燃控制的点火系统中，点火时刻的设定远离爆）在无爆燃控制的点火系统中，点火时刻的设定远离爆燃边缘，导致发动机的动力性、经济性不能发挥到最佳。燃边缘，导致发动机的动力性、经济性不能发挥到最佳。（2 2）在电控点火系统中，）在电控点火系统中，ECUECU根据爆燃传
50、感器信号，使发动根据爆燃传感器信号，使发动机处于爆燃的边缘工作，既能防止爆燃发生，又能有效地机处于爆燃的边缘工作，既能防止爆燃发生，又能有效地提高发动机动力性和经济性。提高发动机动力性和经济性。小负荷，采用开环控制模式。发动机的负荷超过一定小负荷，采用开环控制模式。发动机的负荷超过一定值时，自动转入闭环控制模式。值时，自动转入闭环控制模式。二、无分电器微机控制点火系统二、无分电器微机控制点火系统 1、优点：、优点：1)在不增加电能消耗的情况下，进一步增大了点火能量。在不增加电能消耗的情况下，进一步增大了点火能量。2)对无线电的干扰大幅度降低。对无线电的干扰大幅度降低。3)避免了与分电器有关的一
