第26讲发动机点火系.doc

第26讲 发动机点火系 点火系功用传统点火系统电子点火系统电控点火系统上一讲 回本章 下一讲一、点火系功用1.功用点火系将电源的低电压变成高电压（一般为1520KV），再按照发动机点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气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2.类型蓄电池点火系：传统点火系。蓄电池或发电机提供低压直流电，借点火线圈和断电器产生高压电，通过配电器按工作顺序把高压电送到各缸的火花塞，产生电火花点燃可燃混合气晶体管点火系：也叫半导体点火系。以蓄电池、发电机为电源，借助点火线圈和晶体管元件将低压电变成高压电微机控制的点火系：由点火线圈和微机控制装置产生的点火信号，将电源的低压电变成高压电。它还可以进一步取消分电器，由微机系统直接进行高压电的分配，是现代最新型的无分电器点火系磁电机点火系：由磁电机本身直接产生高压电，而不需要另设低压电源。在中、高速时，产生的电压高，工作可靠，在发动机低转速时，产生的高压电低，不利于发动机起动，所以多用于某些高速满负荷下工作的竞赛汽车以及某些不带蓄电池的摩托车发动机上二、传动点火系统1.组成（视频）电源：蓄电池或发电机，其作用是供给点火系统低压电能。 点火线圈：将12V的低压电变成15-20KV的高压电。分电器：包括断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置。断电器：接通与切断初级电路，产生点火的信号。配电器：将点火线圈产生的高压电，按照发动机的工作顺序送至各缸火花塞。电容器：减小断电器触点火花，延长触点使用寿命和提高次级电压。点火提前调节装置：随发动机转速、负荷和汽油辛烷值变化改变点火提前角。火花塞：将高压电引入气缸燃烧室产生火花点燃混合气。附加电阻：用来改善点火性能和起动性能。点火开关：用来控制点火系统初级电路，控制仪表电路、起动继电器电路等。2.工作原理（视频）（1）低压回路当触点K闭合时，低压电路（或初级电路）为：蓄电池正极点火开关附加电阻初级线圈断电器活动触点臂触点分电器壳体搭铁蓄电池负极（2）高压回路触点K断开，高压电路为：次级线圈附加电阻蓄电池正极蓄电池搭铁火花塞侧电极火花塞中心电极高压线配电器次级线圈三、电子点火系统1.磁脉冲式无触点点火装置（1）组成与特点组成：一般由传感器、点火控制器、点火线圈、配电器、火花塞等组成特点：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（2）磁脉冲式传感器（视频）转子凸齿逐渐转向线圈铁心：空气隙越小，磁通量增多，磁通变化率变大，线圈感应电势越大直至达到最大值转子凸齿与线圈铁心对齐：空气隙最小，磁通变化率为零，线圈感应电势下降到零转子凸齿逐渐离开线圈铁心：空气隙越大，磁通量减小，磁通变化率变大，线圈感应电势反向越大直至达到反向最大值（3）点火控制器组成：三极管、稳压管、电阻及电容等元件组成的电子电路功用：将传感器输入的点火信号整形、放大、转变为点火控制信号，再经过开关型大功率三极管，控制点火线圈初级电路的通、断和点火系统的工作（4）工作原理（视频）1）低压回路传感器输出信号高于一定值时（C点电位P点电位）：三极管VT1截止，VT2导通，VT3截止，VT4导通，VT5导通，接通点火线圈初级电路低压回路：蓄电池正极点火开关初级线圈三极管VT5的集电极发射极搭铁蓄电池负极2）高压回路传感器输出信号低于一定值时（C点电位P点电位）：三极管VT1导通，VT2截止，VT3导通，VT4截止，VT5截止，切断点火线圈初级电路，次级线圈感应高压，击穿火花塞间隙，点燃混和气高压回路：次级线圈电阻R8蓄电池正极蓄电池负极搭铁火花塞侧电极火花塞中心电极高压线配电器次级线圈2.霍尔效应式无触点点火装置（1）组成组成：一般由霍尔分电器、点火控制器、点火线圈、火花塞等组成（2）点火原理（视频）（3）霍尔传感器（视频）转子叶片处于磁铁和霍尔触发器之间：磁力线被隔磁，不能作用到霍尔触发器，不产生霍尔电压转子缺口处于磁铁和霍尔触发器之间：磁力线作用于霍尔触发器，产生霍尔电压内部集成电路：将霍尔交变电压整形为规则的方波，作为点火控制信号（3）点火控制器组成：点火系统专用集成电路库芯片IG、达林顿管及其他辅助电路组成功用：将霍尔传感器输入的点火信号整形、放大、转变为点火控制信号，通过达林顿管管，控制点火线圈初级电路的通、断和点火系统的工作四、电控点火系统1.电控点火系统概述 （1）电控点火系统的主要构成（2）电控点火系统的主要优点在各种工况下，可自动获得最佳的点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放性及稳定性均处于最佳。在整个工作过程中，均可对点火线圈初级电路的通电时间和电流进行控制，不仅提高了点火的可靠性，而且可有效地减少电能消耗，防止点火线圈烧损。采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获得最佳的燃烧过程。（3）电控点火系统的类型1）有分电器电控点火系统（视频）由分电器将点火线圈高压电按发火顺序依次传给各缸火花塞，只有一个点火线圈2）无分电器电控点火系统（视频）利用电子分火控制技术将点火线圈高压电直接传给各缸火花塞，有多个点火线圈2.电控点火系统工作原理（1）两缸同时点火原理（2）电控点火信号G信号和Ne信号：提供发动机曲轴位置和曲轴转速信号，多由磁电、光电或霍尔传感器提供（祥见第15讲）IGt信号：点火器功率晶体管通断控制信号IGf信号：点火器向ECU输送的点火确认信号。发动机工作时，ECU向点火器发出点火控制信号(IGt)后，若有35次均收不到返回的点火确认信号(IGf信号)，ECU判定点火系有故障，便强行停止喷油IGd信号：判断气缸位置和确定点火顺序信号（无分电器点火系统采用） （3）有分电器电控点火系统点火提前角控制原理日产ECCT系统(上止点前40)（4）无分电器电控点火系统点火提前角控制原理丰田皇冠无分电器电控点火系统（5）无分电器电控点火系统类型及特点1）独立点火方式点火线圈有较长通电时间初级线圈通电电流较小，不易发热点火线圈体积小巧，可压装在火花塞上（视频）结构和控制电路复杂2）同时点火方式结构和控制电路较简单，应用较多保留高压线，能量损失较大3）二极管配电点火方式特制点火线圈为内装双初级绕组、双输出次级绕组1、4缸触发信号工作时，初级绕组A接通，次级绕组感应点火高压（下+上-），高压回路：下+ VD44缸火花塞缸盖1缸火花塞VD1上-2、3缸触发信号工作时，初级绕组B接通，次级绕组感应点火高压（上+下-），高压回路：上+ VD22缸火花塞缸盖3缸火花塞VD3下- 3.电控点火系统的功能（1）点火提前角控制1）起动时点火提前角的控制起动过程中，转速变化大且低，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角（随发动机而异，丰田TCCS系统为10，日产ECCS系统为16 ）控制信号主要是Ne信号和STA信号2）起动后点火提前角的控制丰田TCCS系统：实际点火提前角=初始点火提前角基本点火提前角修正点火提前角日产ECCS系统：实际点火提前角=基本点火提前角点火提前角修正系数3）基本点火提前角 怠速的基本点火提前角控制信号：IDL信号、Ne信号、A/C信号丰田 TCCS 系统 平常行驶的基本点火提前角存储在ECU的ROM中，根据转速和负荷查表选出最佳点火提前角本田 ECCS 系统(2）通电时间控制1）通电时间对发动机工作的影响通电时间：初级电路接通的时间次级电压最大值与初级电路断开电流成正比，而断开电流与通电时间长短有关。必须保证通电时间才能使初级电流达到饱和通电时间过长，点火线圈又会发热并使电能消耗增大2）通电时间控制模型（左图）3）通电时间的控制示例日产ECCT系统直列六缸发动机ECU确定点火提前角为BTDC30，蓄电池电压14V，发动机转速2000rpmECU确定通电时间为5ms，转换为闭合角：(3602000/60)