汽车点火系统.ppt

第4章点火系统 点火系统的作用是适时地为汽油发动机气缸内已压缩的可燃混合气 提供足够能量的电火花 使发动机能及时 迅速地燃烧做功 要求 1 能产生足以击穿火花塞间隙的电压 3万伏以内 2 能产生足以击穿火花塞间隙的能量 50 80 毫焦耳 3 点火时间应能适应发动机的各种工况 1 点火顺序 即发动机的工作时间 例 1 5 3 6 2 4 2 点火时刻 准时点火提前角 从发出电火花开始到活塞上升到上止点为止 在这一段时间内曲轴所转过的角度 用 表示 最佳点火提前角 指使发动机发出功率最大 油耗最小时的点火提前角 点火系统的分类 1 传统点火系利用机械开关 即触点的闭合和打开 来控制点火线圈初级电流的通断 完成点火工作的 2 电子点火系利用半导体器件 如晶体三极管 晶闸管等 作为开关来控制点火线圈初级电流的通断 完成点火工作 随着对汽车发动机燃油经济性和排放指标的要求越来越高 传统点火系已无法适应现代发动机的点火要求 目前已逐渐被电子点火系统所取代 第四章点火系统 4 1传统点火系统4 2普通电子点火系统4 3微机控制电子点火系统4 4微机控制无分电器点火系统4 5点火系统的使用与检测 4 1传统点火系统 4 1 1传统点火系统的组成及工作原理1 组成传统点火系统主要由电源 点火开关 点火线圈 分电器 和火花塞等部分组成 如下图所示 1 电源及点火开关电源为蓄电池和发电机 标称电压多为12 14V 其作用是供给点火系统所需的电能 点火开关的作用是接通或断开电源电路 传统点火系统的组成l 点火开关2 起动开关3 蓄电池4 起动机5 高压导线6 阻尼电阻7 火花塞8 断电器9 电容器10 点火线圈11 附加电阻12 配电器 2 点火线圈点火线圈的功用是将12V的低压电转变为15 20kV的高压电 3 分电器分电器主要包括断电器 配电器 电容器和点火提前机构等部分 断电器的作用是用来接通或切断点火线圈初级电路 配电器的作用是将点火线圈产生的高压电按气缸的工作顺序送往各缸的火花塞 电容器与断电器触点并联 其作用是减小断电器触点分开时的火花 延长触点的使用寿命 提高次级电压 点火提前机构的作用是随发动机转速 负荷和汽油辛烷值的变化而改变点火提前角 4 火花塞火花塞的作用是将高压电引入气缸燃烧室 产生电火花点燃混合气 2 传统点火系的工作原理 传统点火系是利用电磁感应原理 把来自蓄电池或发电机的12V低压电 经点火线圈和断电器转变为15 20kV的高压电 由分电器按一定规律送入各缸火花塞 击穿其电极间隙而点燃混合气 其工作原理如图所示 传统点火系统工作原理示意图 传统点火系的基本工作过程 1 断电器触点闭合初级电流按指数规律增长 如图a所示 2 断电器触点打开 1 初级电流下降为0 初级绕阻产生自感电动势200 300V 2 次级绕阻产生更高电动势 互感作用 15 20Kv 如图b中实线所示 3 火花塞电极间火花放电过程 电容放电 大电流 短时间 电感放电 小电流 时间较长实验证明 电感放电持续时间越长 点火性能越好 如图c所示 4 1 2影响二次电压的因素1 传统点火系的工作特性 点火系统的工作特性是指点火系统所能产生的最大次级电压U2max随发动机转速n变化的规律 即U2max f n 传统点火系的工作特性 从传统点火系统工作特性曲线可知 发动机转速对点火系统最高次级电压的影响很大 次级电压随转速升高而降低 是发动机高速时容易断火的原因 2 影响次级电压的其它因素 1 发动机的气缸数 汽缸数多 U2降 2 火花塞积炭 U2降 3 点火线圈的温度 T大 R线增大U2降 4 1 3传统点火系的构造 1 点火线圈点火线圈是将电源的低压电转变为高压电的基本元件 由初级线圈 次级线圈和铁心等组成 按磁路的结构形式不同 可分为开磁路式点火线圈和闭磁路式点火线圈 种类 开磁路闭磁路 开磁路点火线圈 a 电路原理b 结构示意图 闭磁路式点火线圈 闭磁路优点 1 漏磁少2 磁阻小3 能量变换效率高 75 4 体积小 包括断电器 配电器 电容器和点火提前调节装置4部分 分电器由机油泵或者凸轮轴驱动 分电器轴的转速与曲轴的转速比为1 2 2 分电器总成 1 配电器作用 将点火线圈产生的高压电 按发动机的工作顺序送到各缸火花塞 组成 分火头 中心电极 旁电极 配电器盖等 2 断电器作用 接通与切断初级电路 调节点火时间 组成 凸轮 触点 下 固定 上 活动 弹簧等 3 电容器 作用 吸收触点间的火花 提高次级电压 组成 电极 绝缘体等 4 点火提前调节装置最佳点火提前角随发动机的转速和负荷等因素的变化而变化 该变化过程由点火提前调节装置完成 调节的原理 调整触点断开的时间早晚触点越早断开 越大 反之亦然要使点火更加提前 实现的方法有2种 顺转凸轮 逆转触点 1 离心式点火提前装置 作用 根据发动机转速变化 调节点火提前角的变化 N Q 组成 离心块 拨板 弹簧等 2 真空式点火提前装置 作用 调节发动机负荷变化时 点火提前角的变化 负荷 Q 组成 膜片 拉杆 弹簧等 3 辛烷选择器 为了适应不同汽油的不同抗爆性能 在换用不同品质的汽油时 应适当调整点火时刻 为此在分电器上常装有辛烷选择器 其原理基本相同 即逆着凸轮旋转方向转动分电器壳体时 点火提前角增大 反之 则点火提前角减小 壳体转动的多少 一般可从刻度板上看出 3 火花塞 火花塞的作用是将点火线圈产生的高压电引入发动机燃烧室 在其电极间隙中产生电火花点燃混合气 火花塞的工作条件极其恶劣 它要受到高压 高温以及燃烧产物的强烈腐蚀 因此 必须具有足够的力学强度 能够承受冲击性高压电的作用 能承受剧烈的温度变化 并具有良好的热特性 并要求火花塞采用难熔耐蚀的材料 以抵抗高温燃气的腐蚀 火花塞的热特性 一 1 当吸收和散发的热量达到平衡 实践证明 当火花塞绝缘体裙部的温度保持在500 600 时 落在绝缘体上的油滴能立即烧去 不形成积炭 这个温度称为火花塞的自净温度 2 低于这个温度 火花塞常因产生积炭而漏电 导致不点火 高于这个温度 则当混合气与炽热的绝缘体接触时 可能早燃而引起爆燃 甚至在进气行程中燃烧 产生化油器回火 火花塞的热特性 二 火花塞的热特性主要取决于绝缘体裙部的长度 绝缘体裙部长的火花塞 受热面积大 传热距离长 散热困难 裙部温度高 称为热型火花塞 反之 裙部短的火花塞 受热面积小 传热距离短 容易散热 裙部温度低 称为冷型火花塞 热型火花塞适用于低速 低压缩比 小功率发动机 冷型火花塞适用于高速 高压缩比 大功率发动机 4 2普通电子点火系统 4 2 1概述1 传统点火系存在的问题火花能量的提高受到限制 触点故障多 寿命短 对火花塞积炭和污染敏感 2 电子点火装置的优点 1 因为无机械触点或初级电流不经过触点 所以不存在触点氧化 烧蚀 变形 磨损等问题 使用中几乎不需要维修和经常换件 同时可以增大初级断电电流值 提高次级电压 有效地改善和保证点火性能 2 电磁能量得到充分利用 高电压形成迅速 火花能量大 3 减小了火花塞积炭的影响 4 点火时间精确 混合气能得到完全燃烧 从而保证了发动机在降低油耗的基础上 减少废气污染 获得最好的动力性 5 对无线电干扰小 结构简单 重量轻 体积小 保养维修简便 3 电子点火系统的种类 按控制点火线圈初级电流的电子元件分类晶体管点火装置 可控硅点火装置 集成电路点火装置 按点火装置有无触点分类触点式电子点火装置 又称半导体管或晶体管辅助点火装置 无触点电子点火装置 又称全晶体管点火装置 按点火能量的储存方式分类电感储能式电子点火装置 其储能元件是点火线圈 电容储能式电子点火装置 其储能元件是专用的电容器 按点火提前角的控制方式分类普通电子点火系统 微机控制点火系统 普通电子点火系统的主要特点是其点火提前角的控制由机械式点火提前装置完成 微机控制点火系统点火提前角的控制则由发动机电子控制单元ECU来完成 完全取代了离心式点火提前装置和真空式点火提前装置 4 2 2电容放电式电子点火系统 CDl 基本特点是它用于产生电火花的能量不是以磁场的形式储存在点火线圈中 而是以电场能的形式储存在专门的储能电容中 在需要点火时 储能电容向点火线圈的初级绕组放电 几乎同时在次级绕组中感应出高压电动势 使火花塞跳火 而完成点火工作 1 组成与工作原理 电容放电式点火系统由直流升压器 储能电容 开关元件 可控硅 触发器以及点火线圈 分电器等组成 其原理如图所示 电容放电式点火系统 有触点电容放电式电子点火系统的工作原理 触点闭合时 触发器发出指令信号 使可控硅关断 直流升压器输出的300 500V直流高压电向储能电容充电 触点打开时 触发器也发出指令信号 使可控硅导通 于是储能电容器向点火线圈的初级绕组放电 在次级绕组中感应出约20 30kV的高压电动势 使火花塞跳火 完成点火工作 无触点电容放电式电子点火系统的工作原理与上述基本相同 2 电容储能式电子点火系统的优缺点 次级电压几乎不受转速的影响 而且在发动机高速情况下 次级电压也不降低 可保证在高转速的发动机中可靠工作 电容放电式电子点火系统的能量利用率较高 电容放电式电子点火系统的主要缺点是放电时间过短 不能确保气缸内混合气的充分燃烧 尤其是燃气混合不良及燃用稀混合气时更是如此 使得发动机在起动和低速工况下点火不良 同时 还会使排放增加 电容放电式点火系统的另一个缺点是由于高的次级电压上升率 会对无线电产生严重的干扰 此外 该系统结构复杂 体积较大 而且成本高 因此 不适于大批量生产 电感储能无触点电子点火系统 该系统去掉了原有的断电器触点 用点火信号发生器 传感器 替代 从根本上消除了由机械触点所带来的一切问题 同时采用先进的电子技术 采用各种电子控制形式可获取稳定的火花参数 因此对提高发动机的动力性 经济性以及排气净化等方面均极为有利 目前已在国内外得到广泛应用 4 2 3电感储能式电子点火系统 电感储能无触点电子点火系统 无触点电子点火系统的基本组成如图所示 主要由点火信号发生器 传感器 点火器 点火控制器 点火线圈 分电器 高压阻尼线 高压线 及火花塞等组成 1 火花塞2 分电器总成3 信号发生器 传感器 4 点火开关5 点火线圈6 点火器7 蓄电池 1 磁感应式电子点火系统 磁感应式电子点火系统又称为磁脉冲式或磁电式电子点火装置 这种系统结构简单 性能可靠 已在国内外普遍使用 丰田车无触点式磁感应电子点火系统主要由磁感应式点火信号发生器 点火器 分电器 专用点火线圈 火花塞等组成 如下图所示 磁感应式无触点电子点火系统电路图 1 点火信号发生器2 点火器3 分电器4 火花塞5 点火线圈 l 信号发生器 信号发生器的功用是产生信号电压 控制点火装置的工作 它装在分电器内的底版上 如图所示 它主要由装在分电器轴上的信号转子 永久磁铁 铁芯 支座 和绕在铁芯上的感应线圈等组成 信号转子由分电器轴驱动 转子上的凸齿数与发动机气缸数相等 1 信号转子2 永久磁铁3 铁芯4 磁通5 传感线圈6 空气隙 磁感应式信号发生器工作原理 信号发生器的结构原理如图所示 具体工作过程如下 当发动机工作时 信号转子便由分电器轴带动旋转 这时信号转子的凸齿与铁芯间的空气隙将发生变化 使通过传感线圈的磁通量发生变化 在传感线圈内便产生交变电动势 传感线圈中磁通量及感应电动势情况 对于六缸发动机 转子每转一转 磁路的磁通 出现六次最大值和六次最小值 同时在线圈中感应出相应的电动势 其磁通和感应电动势的波形变化如图所示 2 电子点火装置的工作原理 点火器组装在一个小盒内 其基本电路如图所示 基本工作原理如下 当发动机未工作 传感器的信号转子不动时 传感器无输出信号 点火线圈初级绕组有电流流过 在线圈中形成磁场 起动发动机 分电器开始转动 信号发生器开始产生交变电动势信号 当传感线圈输出 信号 即A端为 B端为 时 点火线圈初级绕组仍有电流流过 当传感线圈输出 信号 即A端为 B端为 时 点火线圈初级电流迅速被切断 磁场迅速消失 次级绕组L2产生高电压 此电压再由分电器分配至各缸火花塞使之跳火 点燃可燃混合气 发动机不断转动 周而复始重复上述过程 点火线圈不断产生高压电 传感器的信号转子每转动一周 各个气缸便轮流点火一次 由上述可知 该点火器工作中 只要点火开关处于接通状态 尽管发动机还未转动 由于V2 V5导通 点火线圈中就有初级电流 因此停车时 不要忘记关断点火开关 其它元件的作用 三极管 稳压管 电容 电阻等的作用 2 霍尔效应式电子点火系统 霍尔效应式电子点火系统 是利用霍尔效应原理制成的传感器产生点火信号 触发和控制电子点火系统工作的 是目前国内外使用最多的一种点火装置之一 霍尔式电子点火系统由内装霍尔信号发生器的分电器 点火器 点火线圈和火花塞等组成 桑塔纳轿车霍尔式电子点火系统 1 蓄电池2 点火开关3 点火线圈4 点火器5 分电器6 火花塞 1 点火信号发生器 霍尔效应霍尔信号发生器的基本结构 l 分火头2 触发叶轮3 永久磁铁4 霍尔集成块 霍尔信号发生器工作时 霍尔元件产生的霍尔电压UH是mV级 信号很微弱 还需进行信号处理 这一任务由集成电路完成 这样霍尔元件产生的霍尔电压 UH 信号 经过放大 脉冲整形 最后以整齐的矩形脉冲 方波 信号UG输出 其原理框图如图所示 霍尔集成电路的工作原理 霍尔信号发生器的工作原理如图所示 a 触发叶轮的叶片进入空气隙b 触发叶轮的叶片离开空气隙1 触发叶轮的叶片2 霍尔元件3 永久磁铁4 信号发生器底座5 导磁板 霍尔信号发生器的工作波形如图所示 2 点火器 如图所示为德国波许公司专为霍尔式点火信号发生器相配的点火电子组件的内部电路 其工作原理如下 接通点火开关2 起动发动机 分电器开始转动 当霍尔信号发生器触发叶轮的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时 霍尔信号发生器输出信号UG为高电平 这时点火电子组件中的三极管Vl导通 由V2和V3组成的复合管得到基极电流而饱合导通 点火线圈初级绕组电路接通而有初级电流i1 当霍尔信号发生器触发叶轮的叶片离开空气隙时 霍尔信号发生器输出的点火信号UG由高电平下跳为低电平 三极管V1因基极电压下降而截止 三极管V2 V3也因失去基极电流而迅速截止 从而切断了点火线圈的初级电流i1 使次级绕组产生高压 完成点火工作 3 霍尔式无触点电子点火装置的优点 发动机转速很低时 也能输出稳定的点火信号 因此 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高低电平时间比一定的方波信号 故点火正时精度高 且易于控制 霍尔式电子点火装置的工作性能更加可靠 耐久 寿命长 因此 应用将会越来越广泛 3 光电式电子点火系统 光电式电子点火系统是利用光敏元件 光敏三极管或光敏二极管 的光电效应原理 制成光电式点火信号发生器给点火电子组件 点火器 提供点火信号 来达到控制点火的目的的 1 点火器2 点火开关3 点火线圈4 光电式点火信号发生器5 分火头 光电式点火信号发生器安装在分电器内 通常都由光源 光接收器和遮光盘三部分组成 其结构如图所示 1 光源2 光接收器3 遮光盘4 分电器轴 点火器的作用是把光接收器的信号电流放大 从而通过功率三极管 接通和切断点火线圈的初级电流 其工作原理如图所示 光电式点火系统的优点 触发器的触发信号完全由遮光盘的位置 也即曲轴的位置 所决定而与转速无关 故在分电器转速很低时仍能正常发出触发信号 保证正常工作 此外 结构简单 对制造精度要求不高且成本低 缺点是弄脏后灵敏度将会降低 4 3微机控制电子点火系统 机械式点火提前装置不能保证点火时刻处于最佳值 因此逐渐被微机控制的电子点火装置而取代 微机控制电子点火系统按照是否保留分电器 实质上是配电器 而分为有分电器式和无分电器式两种 4 3 1微机控制点火系统的组成 微机控制的电子点火系统主要由与点火有关的各种传感器 电子控制单元 电子控制器 ECU 点火器 点火线圈 配电器 火花塞等组成 如图所示 1 各种传感器2 ECU3 点火器4 点火线圈5 火花塞 1 传感器 1 曲轴位置传感器包括曲轴转角和曲轴位置信号 发动机曲轴转过的角度变换为电信号输入ECU 曲轴每转过一个角度发出一个脉冲信号 通过计算脉冲个数 即可判断曲轴转过角度 也可计算发动机转速 还可判断曲轴任一时刻的具体位置 2 进气管负压传感器节气门后进气歧管负压电信号发动机负荷信号读取或计算基本点火提前角 3 空气流量计负荷信号计算基本点火提前角 1 传感器 4 进气温度传感器发动机进气温度修正点火提前角 5 冷却水温度传感器发动机工作温度修正点火提前角 6 节气门位置传感器节气门开度ECU工况 怠速 负荷情况 修正点火提前角 7 爆震传感器有无爆燃ECU修正点火提前角 8 开关量输入起动开关信号空调开关信号空调开关信号 2 电子控制单元 ECU 作用是根据发动机各种与点火有关的传感器输入的信息及内存的数据 进行运算 处理 判断 然后输出点火信号 控制点火器动作 完成点火工作 在ECU的只读存贮器ROM中 存放着各种程序和该车在各种工况下最优化的点火提前角等数据 2 电子控制单元 ECU ECU 开关信号 传感器信号 点火器切断点火线圈初级线圈电路 发动机负荷及转速 ROM中查出基本点火提前角 根据当前工况修正 计算出最佳点火提前角 等待点火时刻到来 3 点火器 点火器的作用是根据电子控制器输出的指令 信号 通过内部大功率三极管的导通和截止 控制初级电流的通断 完成点火工作 有的发动机不另设点火器 大功率三极管设在ECU内部 由ECU直接控制点火线圈中初级电流的通断 4 3 2微机控制点火系统点火提前角的控制方式 1 开环控制即ECU根据有关传感器提供的发动机工况信息从内部存贮器 ROM 中读取出相应的基本点火提前角 并通过计算出的修正值给予修正后得出最佳点火提前角数据来控制点火 而对控制结果不予考虑 2 闭环控制闭环控制方式可以在控制点火提前角的同时 不断地检测发动机的有关工作状况 如发动机是否发生爆震 怠速是否稳定等 然后根据检测到的变化量 及时对点火提前角进行修正 使发动机始终处于最佳的点火状态 而不受发动机零部件的磨损 老化以及有关使用因素的影响 故控制精度高 4 3 3微机控制点火系统的控制内容 1 点火提前角的确定起动时点火提前角 固定的初始点火提前角 起动后点火提前角控制1 基本点火提前角图4 33怠速时 ECU根据发动机转速和空调开关接通与否确定基本点火提前角 正常工况时 ECU根据发动机转速和负荷信号 在存储器中查找当前工况对应最佳基本点火提前角 实际点火提前角 初始点火提前角十基本点火提前角十修正点火提前角 2 点火提前角的修正值 暖机修正 怠速稳定性修正 暖机时点火提前角控制 点火提前角怠速稳定性修正 过热修正 空燃比反馈修正 点火提前角的过热修正 2 通电时间 闭合角 控制 要控制最佳的通电时间 兼顾两方面的要求 即 必须保证通电时间才能使初级电流达到饱和 但是 如果通电时间过长 点火线圈又会发热 并使电能消耗增大 同时 当蓄电池的电压变化时 也将影响初级电流 因此必须对通电时间进行修正 图示为通电时间随蓄电池电压变化的修正曲线 ECU根据蓄电池电压信号从存储器中查的所需的通电时间 根据发动机转速换算成曲轴转角 以决定闭合角的大小 由点火正时信号的上升沿来控制初级线圈电路的导通时刻 保证在点火时刻 电路能达到必需的断开电流 2 通电时间 闭合角 控制 闭合角的控制具有以下特点 一 随电源电压的变化而变化 即电压增大 闭合角应减小 二 随转速变化而变化 即转速增大 闭合角应增大 通常在点火控制系统的设计过程中 将通过试验获得的点火闭合角的特性 如图所示 存储在电控单元的存储器中 发动机工作时 ECU根据发动机转速和蓄电池的电压 按照闭合角特性确定并控制点火线圈的通电时间 从而控制闭合角 4 3 4微机控制点火系统实例 1 日产车微机控制点火系统图所示为日产ECCS点火系统原理示意图 发动机工作时 ECU根据各传感器输入的信息 经过计算处理 输出断续 ON OFF 点火控制信号 控制执行器 点火器中的大功率三极管适时的导通和截止 进而控制点火系统工作 1 曲轴位置传感器 1 转盘型磁电式曲轴位置传感器装在曲轴前端皮带轮的后面 它由信号盘和信号发生器组成 如图所示 该曲轴位置传感器的工作原理 在发动机转动时 信号盘上的齿和凸缘分别交替地切割磁头的磁力线 使线圈内磁场周期地发生变化 从而使线圈里产生交变的感应电动势 再经成形 放大电路 最后以脉冲信号输出 工作原理图如下图所示 1 信号产生原理 号磁头与曲轴位置的关系 2 分电器内置型光电式曲轴位置传感器 日产汽车光电式曲轴位置传感器设在分电器内 它由信号盘和信号发生器组成 如图所示 a 传感器结构b 信号盘结构 信号盘转1度 曲轴2度ECU根据1度信号获得曲轴转角和转速 作为控制点火的依据 120度信号标志着各缸活塞到达压缩行程上止点前70度的时刻 基准位置 例如 最佳点火提前角为30度 日产ECCS的ECU在120度信号输入4度后开始计算 因此 实际上以上止点前66度 基准位置 开始计算 120度信号到来后 在第37个1度信号输入时 微机输出控制信号 点火线圈初级线圈断电 点火 2 点火控制原理 2 点火控制原理 2 通电时间 或闭合角 的控制为了确保点火能量和次级电压不受电源电压变化的影响 在电源电压变化时 导通时间能作适当调整 见下图 基本点火提前角 3 点火提前角的控制方法 平常运行状态时点火提前角的控制基本点火提前角存在微机的存贮器中 如上图所示 水温修正系数是在发动机温度变化时 微机根据水温传感器输入的信息 对点火提前角进行修正的系数 如后图所示 平常行驶的点火提前角 基本点火提前角十水温修正系数 水温修正系数 怠速和减速时点火提前角的控制 当节气门位置传感器怠速触点闭合时 即进入怠速或减速时点火提前角控制模式 如图所示 起动时点火提前角的控制 当起动开关闭合 ON 发动机转动时 即进入起动时的点火提前角控制模式 如图所示 4 4微机控制无分电器点火 DLI 系统 无分电器点火系统 DLI 则完全取消了传统的分电器 没有分电器盖和分火头 由点火线圈产生的高压电 直接送到火花塞 无分电器点火系统目前常采用以下两种方式 1 同时点火方式 2 单独点火方式 1 无分电器同时点火方式 图为丰田皇冠汽车所采用的无分电器电子点火系统原理框图 1 5 3 6 2 4或1 4 2 6 3 5 1 无分电器同时点火方式 1 Ne信号 Ne信号装置主要由信号转子与传感线圈组成 其结构如后图所示 其工作原理与普通电子点火系中的磁感应信号发生器基本相同 当信号转子随分电器轴旋转时 轮齿与传感线圈凸缘部的空气隙交替发生变化 导致传感线圈内磁通变化而产生交变电动势信号Ne 1 曲轴位置传感器 Ne信号发生器的结构与输出信号波形 2 G信号 G信号发生器由带有一个凸缘的信号转子及相对的G1 G2两个传感线圈组成 基本结构如下图a所示 信号产生原理与Ne信号发生器相同 当G信号转子上的凸缘通过G1传感线圈的凸缘时 产生G1信号 当G信号转子上的凸缘通过G2传感线圈的凸缘时 产生G2信号 Gl信号与G2信号在分电器内相差180 分电器轴转一圈 相当于曲轴转角720 G1信号或G2信号 分别出现一次 如下图b所示 G信号发生器的结构与输出信号波形 曲轴位置传感器由Gl G2及Ne等三个线圈组成 见图 其功能是判别气缸 检测曲轴的转角 以及决定点火时期的原始设定位置 G1信号出现时对应第六缸上止点位置 G2信号出现时对应第一缸上止点位置 在依据Ne信号决定点火时刻 2 ECU的输出信号 微机通过曲轴位置传感器接收到G1 G2 和Ne信号 向点火器输出IGt IGdA IGdB三个信号 1 IGt信号IGt信号就是点火正时信号 确定各缸的点火时刻 2 IGdA IGdB信号IGdA IGdB信号是微机输送给点火器的判缸信号 它存于微机的存储器中 确定各缸的点火顺序 2 ECU的输出信号 2 ECU的输出信号 3 点火器 主要功能是接收微机发出的IGt IGdA IGdB信号 并依次驱动各个点火线圈工作 另外它还向微机输入安全监视信号IGf 点火反馈信号 6次未接收 则点火故障 另外 点火器中转速表信号产生电路则根据点火确认信号IGf产生转速表信号TAC 并将TAC信号输向电子转速表 而指示发动机的转速 4 点火线圈 无分电器点火系统采用小型闭磁路的点火线圈 次级线圈的两端分别与两个气缸上的火花塞相联接 气缸的组合原则 一缸处于压缩行程末期 另一缸处于排气行程末期 在各点火线圈的高压回路中 均串联了一只高压二极管 其作用是防止发动机在进气行程末期或压缩行程初期进行误点火 防止初级线圈接通时 次级线圈产生的1000V电压使火花塞跳火 2 无分电器单独点火方式 图为一典型的无分电器点火系统的电控原理图 它主要由各缸分别独立的点火线圈和点火器 电控单元ECU等组成 工作过程 发动机工作时 微机根据曲轴位置传感器 空气流量传感器 点火基准信号传感器 冷却液温度传感器 爆震传感器 点火开关等和有关开关输入信号 根据存贮器 ROM 存贮的数据 经计算适时地输出点火信号至点火器 由点火器中的功率管分别接通和切断各缸点火线圈的初级电路 当切断点火线圈初级电流时 在次级绕组产生高压电并点燃气缸内的混合气 奥迪汽车四气门五缸发动机无分电器单独点火系统 1 点火线圈2 火花塞3 点火器4 电控单元5 各传感器及开关输入信号 这种单独点火方式突出的优点 由于无机械分电器和高压导线 因而能量传导损失 漏电损失小 机械磨损或破坏的机会均减少 各缸的点火线圈和火花塞均由金属罩包覆 其电磁干扰大大减小 采用了与气缸数相同的特制的点火线圈 该点火线圈的时间常数比传统的点火线圈小 因而线圈充电时间极短 能在高达9000r min的宽广转速范围内 提供足够点火能量和高电压 4 5点