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华信教育资源网 第四章 点火系 概述 华信教育资源网 1、点火系的功用 点火系的作用是将汽车的低压电变为高压电,并 适时送到点火缸火花塞,击穿火花塞间隙,点燃混合 气,使发动机做功。 第一节 概 述 1、传统 点火系 2、普通 电子点 火系 3、微 机控制 点火系 已淘汰 正在淘汰 正在广泛应用 2、点火系的种类 华信教育资源网 3、发动机对点火系的要求 1)能产生足以击穿火花塞 间隙的电压 (810kV ) 2)火花应具有一定的能量 (5080mJ) 3)点火时间应适应发动机 的工况(最佳点火时间 ) 华信教育资源网 第二节 普通电子点火系 华信教育资源网 一、传统点火系 1.组成 点火开关:作用 是控制电路通电 。 电源:作 用是供给 电能 点火线圈:作用是 将12V低压电变为15 25KV高压电。 分电器:作用是适时控 制初级电路通断,按顺 序分配火花到各缸 火花塞:作用是将高 压电引入气缸并产生 火花点燃混合气。 附加电阻:作用 是改善点火性能 和起动性能 华信教育资源网 2.工作原理 华信教育资源网 3.传统点火系点火过程 初级电路接通,点火线圈积蓄能量; 初级电路切断,点火线圈产生次级高压; 次级高压加到火花塞上,击穿火花塞间隙,点 燃混合气。 接通、切断,必须自动完成。 华信教育资源网 二、无触点电子点火系 华信教育资源网 1.无触点电子点火系统的类型 1)磁感应式无触点电子点火系统; 2)霍尔式无触点电子点火系统; 3)光电式无触点电子点火系统; 4)电磁振荡式无触点电子点火系统 。 华信教育资源网 2. 无触点电子点火系的组成 点火开关:作 用是控制电路 通电。 电源:作 用是供给 电能 点火线圈:作用 是将12V低压电 变为1525KV高 压电。 点火器: 作用是控 制初级电 路通断 分电器:提供点火信 号;按顺序分配火花 到各缸;按发动机工 况改变点火时间 火花塞:作用 是将高压电引入 气缸并产生火花 点燃混合气。 华信教育资源网 3.无触点电子点火系的分电器 分电器结构分三部分: 1)信号发生器: 磁感应式;霍尔式;光电式;电磁振荡式 2)配电器 3)点火提前机构 真空提前机构: 作用是随发动机负荷的变化自动改变点火提前角 ; 离心提前机构: 作用是根据转速的变化自动改变点火提前角。 华信教育资源网 传统点火系和电子点火系的比较 1、电子点火系中由点火控制器初级电路通断、传统 点火系没有点火器; 2、电子点火系的分电器和传统点火系的分电器机构 不同; 3、电子点火系点火能量高,性能好。 华信教育资源网 二、电子点火系分电器的结构和工作原理 1.磁感应式(磁脉冲式 )信号发生器: 1) 组成:信号转子、永 久磁铁、铁心、传感 线圈; 2) 作用:产生点火控 制信号,送到点火器 ; 3)安装位置:安装在分 电器中原来安装断电 器触点的活动底板上 。 华信教育资源网 2.配电器 配电器的作用是:将高压电 按发动机点火顺序分配给各 缸。 1)由分电器盖和分火头组成 ; 2)分电器盖; 3)分火头装分电器凸轮轴上 ,导电片将中央高压电引入 旁电极,和旁电极之间有 0.250.8mm的间隙; 4)分缸线现在多为阻尼线。 华信教育资源网 3.点火提前机构 点火提前机构:作用是根据 发动机的转速、负荷自动改 变点火提前角。 1)离心提前机构:作用是根据 转速的变化自动改变点火提 前角 2)真空提前机构:作用是随发 动机负荷的变化自动改变点 火提前角 3)辛烷值选择器(人工调节器) 华信教育资源网 2)真空提前机 构:作用是随 发动机负荷 的变化自动 改变点火提 前角 华信教育资源网 第四节 点火线圈 点火线圈是 将低压电变为高 压电的主要部件 ,是汽车点火系 的高压电源。 一、点火线圈 的结构: 1.开磁路点火线 圈 华信教育资源网 第四节 点火线圈 一、 点火 线圈 的结 构: 2.闭磁 路点 火线 圈 华信教育资源网 第四节 点火线圈 二、 附加电阻 1作用:解决点火线圈高速断火和低速发热的问题 。 2在起动时为获得较强的点火能量,需将附加电阻 短路,有起动机电磁开关自动完成 三、点火线圈的检验 点火线圈的检验主要包括:初级绕组和次级绕组的断 路、短路、搭铁故障检验,发火强度检验。 1初级绕组和次级绕组的断路、短路、搭铁故障检验 1)测量电阻法 2)试灯检验法 2点火线圈的发火强度检验 1)在试验台上进行 2)对比法检验 华信教育资源网 第五节:火花塞 火花塞的工作条件及对其要求: 1、受高压燃气冲击及发动机振动,故应有足够的机械强度 。 2、受冲击性高电压作用,故应有足够的绝缘强度。 3、应能承受温度的剧烈变化。 4、火花塞的电极应采用耐腐蚀材料。 5、应有适当的电极间隙和安装位置,气密性要良好。 华信教育资源网 火花塞的结构 1、接线螺母 2、高氧化铝陶瓷绝缘体 3、商标 4、钢质壳体(六角形) 5、内垫圈(密封导热) 6、密封垫圈 7、中心电极导电杆 8、火花塞裙部螺纹 9、电极间隙 10、中心电极和侧电极 11、型号 12、去干扰电阻 提高对点 火系电磁 干扰的抑 制能力 华信教育资源网 其他一些型式的火花塞 多极 火花 塞 改善点 火性能 “V”型 电极火 花塞 华信教育资源网 其他一些型式的火花塞 华信教育资源网 火花塞的热特性 火花塞裙部的温度: 1、500700为自净温度,适当。 2、温度过高,形成炽热点火,损坏发动机。 决定受热情况和散热条件 热型:裙部较长,吸热多,散热难,温度高 冷型:裙部较短,吸热少,散热易,温度低 适用于大功率高压缩 比高转速的发动机 功率转速和压缩比 较低的发动机 华信教育资源网 火花塞的散热 华信教育资源网 热型和冷型火花塞 华信教育资源网 火花塞的型号 E 4 T1989年标准: 1、表示火花塞结构类型和主要型式尺寸。 2、表示火花塞热值。 3、表示火花塞派生产品结构特征, 发火端特征材料特性及特殊技术要求。 12 3 华信教育资源网 火花塞使用中常见的故障 集炭 烧蚀 烧蚀 华信教育资源网 第六节 磁脉冲式无触点火装置 (磁感应式) 电源 点火开关 附加电阻 点火线圈 点火器 配电器 信号发 生器 火花塞 华信教育资源网 1.(磁感应式)磁脉冲式信号发生器 1)组成:信号转子 、永久磁铁、铁 心、传感线圈; 2) 作用:产生点 火控制信号,送 到点火器; 3)安装位置:安 装在分电器中原 来安装断电器触 点的活动底板上 。 华信教育资源网 4) 工作原理:当 信号转子随分 电器轴转动时 ,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 交变电压信号 ,用这个信号 作为点火控制 信号。 华信教育资源网 华信教育资源网 5)转速对信号电压波形的影响 华信教育资源网 6) 铁心间隙对信号对信号电压波形的影响 华信教育资源网 A B 华信教育资源网 第七节 霍尔式无触点电子点火系 1、霍尔效应原理: 如图所示,当电流I通过放 在磁场中的半导体基片(称 为霍尔元件)且电流方向和 磁场方向垂直时,在垂直与 电流和半导体基片的横向侧 面上即产生一个电压,这个 电压称为霍尔电压UH 霍尔电压UH的大小: 华信教育资源网 2、霍尔式信号发生器 1)霍尔信号发生器的基本结构: a 触发叶轮: b 霍尔传感器: (由永久磁铁霍尔集成块组成) 华信教育资源网 2、霍尔式信号发生器 1)霍尔信号发生器的基本结构: 霍尔集成块:霍尔元件和集成电路 华信教育资源网 华信教育资源网 2)原理: 触发叶轮转动时,每当叶片进入空气隙,磁场被 旁路,霍尔元件不产生霍尔电压,集成电路输出端三 极管截止,信号发生器输出高电位; 当触发叶轮离开空气隙,永久磁铁的磁通通过霍 尔集成块,构成回路,这时,霍尔集成块产生霍尔电 压,集成电路输出端三极管导通,信号发生器输出低 电位。 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。 华信教育资源网 华信教育资源网 华信教育资源网 霍尔信号发生器的优缺点: 1)工作可靠,无磨损,不受灰尘油污影响,无调整部件 ,小型坚固,寿命长。 2)发动机起动性能好,信号的强弱与发当即转速无关 。 3)价格较高 华信教育资源网 点火器 功能:控制初级电路通断;控制初级 电流大小;控制闭合角大小;停电保 护;过压保护,反向保护,慢恢复控 制 华信教育资源网 点火器电路图 华信教育资源网 1)基本功能 接通点火开关,发动机转动,分电器的信号发生 器叶片转动,叶片进入空气隙,信号发生器输出高电 位,送入点火器,点火器通过内部电路适时地驱动末 级大功率三极管导通,初级电路接通; 叶片离开空气隙时刻,信号发生器输出端由高电 位下跳为低电位),点火器大功率三极管导通,初级 电路切断,产生次级高压。 华信教育资源网 点火器的其它功能 2) 限流控制 (恒流控制) 桑车采用 高能点火线圈 ; 高能点火 线圈初级电路 电阻小,电感 小初级电流增 长快,初级电 流大,若不控 制,点火线圈 和点火器会因 过热而损坏。 华信教育资源网 华信教育资源网 点火器的其它功能 3) 闭合角控制 闭合角定义 : 闭合角是 指点火器中 控制初级电 路的大功率 三极管在导 通期间分电 器轴转过的 角度。 华信教育资源网 闭合角控制的必 要性: 若不控制 ,低速时,限流 时间过长,造成 点火线圈寿命降 低,大功率管过 渡发热; 华信教育资源网 3) 闭合角控制的方法 在点火器中的闭合角控制电路,使发动机转速低时 ,延迟大功率管的导通,在转速高时提前导通,使大功 率管VT的导通时间保持不变。 实际上控制下列情况下的时间t2保持不变: 转速变化时; 电源电压变化时; 点火线圈参数变化时。 如果转速等因素变化时,导通时间保持不变,则闭 合角(导通角)是变化的。 闭合角的变化由点火器中闭合角控制电路控制。 华信教育资源网 4) 停车断电保护 因汽车的停驶时 间是随机的,就可 能会处在初级电路 导通期间而停驶, 如果此时点火开关 忘记关断,就会导 致点火线圈和大功 率管长期通电而加 速损坏,因此而设 置停车断电保护功 能。 华信教育资源网 第九节 微机控制点火系 华信教育资源网 1、微机控制点火系的组成 这种点火系统主要由与点火有关的各种传感器、电 子控制器(ECU电脑)、点火电子组件(点火器)、点 火线圈、配电器、火花塞等组成,如图所示。 华信教育资源网 1、传感器 传感器用来不断地检测与点火有关的发动机工作状 况信息,并将检测结果输入电子控制器,作为运算和 控制点火时刻的依据。各车型使用的传感器类型、数 量、结构及安装位置不同,但其作用大同小异。微机 控制的电子点火系统中所用的传感器主要有以下几种 : l)曲轴位置传感器:检测两个信号: 曲轴转角 (或发动机转速) ,检测发动机转速信号 曲轴基准位置(点火基准传感器,活塞上止点位置 ):检测基准缸活塞上止点位置信号(凸轮轴位置传 感器) 华信教育资源网 2)空气流量计(进气管负压传感器)检测进气量信号 ; 3)冷却液温传感器:检测水温信号; 4)氧传感器:检测空燃比浓稀信号; 5)节气门位置传感器:检测节气门的开度和加速信号 ; 6)车速传感器:检测车速信号; 7)空档开关:检测变速器空档信号; 8)点火开关:检测点火状态还是起动状态信号 ; 9)空调开关:检测空调是开还是关信号; 10)蓄电池:检测电池电压信号; 11)进气温度传感器:检
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