汽车构造(上)第8章__点火系

1、汽车点火系（1）教学目的及教学要求）教学目的及教学要求 了解传统点火系的组成；掌握点火系的工作过程了解传统点火系的组成；掌握点火系的工作过程；点火时刻；了解传统点火系主要元件的结构；半；点火时刻；了解传统点火系主要元件的结构；半导体点火系；微机控制点火系；汽车电源。导体点火系；微机控制点火系；汽车电源。（2）教学内容）教学内容 传统点火系的组成；点火系的工作过程；点火传统点火系的组成；点火系的工作过程；点火时刻；传统点火系主要元件的结构；半导体点火系时刻；传统点火系主要元件的结构；半导体点火系；微机控制点火系；汽车电源。；微机控制点火系；汽车电源。（3）本章重点、难点）本章重点、难点重点：对点

2、火时刻的理解；重点：对点火时刻的理解；难点：点火提前的调节方式。难点：点火提前的调节方式。点火系点火系一、概述一、概述二、蓄电池点火系的组成与二、蓄电池点火系的组成与工作原理工作原理三、点火提前三、点火提前四、蓄电池点火系主要元件四、蓄电池点火系主要元件五、半导体点火系五、半导体点火系 概述概述 汽油机在压缩接近上止点时，可燃混合气是由汽油机在压缩接近上止点时，可燃混合气是由火花塞点燃的，从而燃烧对外作功，为此，汽油机火花塞点燃的，从而燃烧对外作功，为此，汽油机的燃烧室中都装有火花塞。火花塞有一个中心电极的燃烧室中都装有火花塞。火花塞有一个中心电极和一个侧电极，两电极之间是绝缘的。当在火花塞和

3、一个侧电极，两电极之间是绝缘的。当在火花塞两电极间加上直流电压并且电压升高到一定值时，两电极间加上直流电压并且电压升高到一定值时，火花塞两电极之间的间隙就会被击穿而产生电火花，火花塞两电极之间的间隙就会被击穿而产生电火花，能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电压称为压称为击穿电压击穿电压；能够在火花塞两电极间产生电火；能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为花的全部设备称为发动机点火系发动机点火系。 汽车电源汽车电源蓄电池蓄电池a)a)普通蓄电池普通蓄电池 b)b)免维护蓄电池免维护蓄电池发电机发电机微机控制点火系统微机控制点火系统微机控制

4、点火系统原理框图微机控制点火系统原理框图点火线圈与火花塞点火线圈与火花塞微机控制点火系统微机控制点火系统传统点火系统组成传统点火系统组成a)a)磁感应式磁感应式b)b)霍尔效应式霍尔效应式c)c)光电效应式光电效应式传统点火系统信号发生器传统点火系统信号发生器点火系统点火系统点火系通常由蓄电池、分电点火系通常由蓄电池、分电器、点火线圈和火花塞等组成。器、点火线圈和火花塞等组成。点火系的点火系的基本功用基本功用：在发动机各工况和使用条件在发动机各工况和使用条件下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使汽油发动机实现做功。可燃混合

5、气，使汽油发动机实现做功。发动机点火系发动机点火系点火系的点火系的类型：类型：传统蓄电池点火系统；半导体点火系统；传统蓄电池点火系统；半导体点火系统；微机控制点火系统和磁电机点火系统。微机控制点火系统和磁电机点火系统。点火系统的点火系统的基本要求基本要求：1 1、能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压；、能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压；2 2、电火花应具有足够的点火能量；、电火花应具有足够的点火能量；（5080mJ）3 3、点火时刻应与发动机的工作状况相适应。、点火时刻应与发动机的工作状况相适应。 （最佳点火时（最佳点火时间）间） 点火系统的特点：点火系统的特点： 汽车发动机的点火系同汽车

6、上的其它电器设备汽车发动机的点火系同汽车上的其它电器设备一样采用一样采用单线制单线制连接，即一端搭铁连接，即一端搭铁 。正极搭铁正极搭铁旧车旧车 负极搭铁负极搭铁新车新车 无论是正极搭铁还是负极搭铁，均应保证点火无论是正极搭铁还是负极搭铁，均应保证点火瞬间火花塞瞬间火花塞中心电极中心电极为为负负，因为，热的金属表面，因为，热的金属表面比冷的金属表面容易发比冷的金属表面容易发射电子射电子，发动机工作时，火，发动机工作时，火花塞的中心电极较侧电极温度高。花塞的中心电极较侧电极温度高。 点火系按照组成和产生高压电方法不同，可分为点火系按照组成和产生高压电方法不同，可分为 分类与组成分类与组成 电源电

7、源 产生高压的方法产生高压的方法1蓄电池点火系蓄电池点火系 蓄电池或发电机蓄电池或发电机 点火线圈和断电器点火线圈和断电器2半导体点火系半导体点火系 蓄电池或发电机蓄电池或发电机 点火线圈和半导体元件点火线圈和半导体元件3磁电机点火系磁电机点火系 无无蓄电池点火系的组成与工作原理蓄电池点火系的组成与工作原理1组成组成 蓄电池点火系主要由蓄电池点火系主要由电源、点火开关、电源、点火开关、点火线圈、断电器、点火线圈、断电器、配电器、电容器、配电器、电容器、火花塞、高压导线、火花塞、高压导线、阻尼电阻阻尼电阻等组成。等组成。工作原理工作原理 工作原理工作原理 电源电源是蓄电池，其电压为是蓄电池，其电

8、压为12 V 或或24 V ，由点火线圈和断电器共同产生高压，由点火线圈和断电器共同产生高压10000 V 以上。分初级回路和次极回路。点火线圈实际上是一个变压器，主要以上。分初级回路和次极回路。点火线圈实际上是一个变压器，主要由由初级绕组、次极绕组初级绕组、次极绕组和和铁芯铁芯组成。断电器是一个凸轮操纵的开关。断电器凸轮组成。断电器是一个凸轮操纵的开关。断电器凸轮由发动机配气凸轮驱动，并以同样的转速旋转，即曲轴齿轮每转两圈，凸轮轴转由发动机配气凸轮驱动，并以同样的转速旋转，即曲轴齿轮每转两圈，凸轮轴转一圈，为了保证曲轴转两圈各缸轮流点火一次，一圈，为了保证曲轴转两圈各缸轮流点火一次，断电器凸

9、轮断电器凸轮的凸的凸棱数棱数一般等于发一般等于发动机的气缸数，断电器的触点与点火线圈的初级绕组串联，用来切断或接通初级动机的气缸数，断电器的触点与点火线圈的初级绕组串联，用来切断或接通初级绕组的电路绕组的电路。初级电路初级电路次极电路次极电路铁芯铁芯工作原理工作原理传统点火系点火过程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；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，次级高压加到火花塞上，击穿火花塞间隙，点燃混合气。点燃混合气。接通、切断，必须自动完成。接通、切断，必须自动完成。在初级绕组

10、通电时，其周围产生磁场，并由于铁芯的作在初级绕组通电时，其周围产生磁场，并由于铁芯的作用而加强。当断电器凸轮顶开触点时，触点断开，初级电路用而加强。当断电器凸轮顶开触点时，触点断开，初级电路被切断，被切断，初级电路初级电路迅速下降到零，铁芯中的磁通随之迅速迅速下降到零，铁芯中的磁通随之迅速衰减以至消失，因而，在匝数多、导线细的次极绕组中感应衰减以至消失，因而，在匝数多、导线细的次极绕组中感应出很高的电压，使火花塞两极间的间隙被击穿，产生火花。出很高的电压，使火花塞两极间的间隙被击穿，产生火花。 初级绕组初级绕组中电流下降的速度愈大，铁芯中磁通的变化中电流下降的速度愈大，铁芯中磁通的变化就愈大，

11、就愈大，次极绕组次极绕组中的感应电压也就愈高。中的感应电压也就愈高。 初级电路初级电路为为低压电路低压电路，次极电路次极电路为为高压电路高压电路。 在断电器触点分开瞬间，次极电路中分火头恰好与侧电在断电器触点分开瞬间，次极电路中分火头恰好与侧电极对准，次极电路从点火线圈的次极绕组，经高压导线，配极对准，次极电路从点火线圈的次极绕组，经高压导线，配电器，火花塞侧电极，蓄电池流回次极绕组。电器，火花塞侧电极，蓄电池流回次极绕组。 3几个元件的作用几个元件的作用电容器电容器与与断电器断电器触点触点并联并联 当触点断开时，有两个当触点断开时，有两个作用作用 （1） 保护触点保护触点，自感电流向电容器充

12、电，防止触，自感电流向电容器充电，防止触点烧损。点烧损。 （2） 加速断电加速断电，提高次极电压。，提高次极电压。 不足缺陷不足缺陷 当点火线圈铁芯中的磁通发生变化时，不仅在次当点火线圈铁芯中的磁通发生变化时，不仅在次极绕组中产生高压电（互感电压），同时也在初级绕极绕组中产生高压电（互感电压），同时也在初级绕组中产生组中产生自感电压和电流自感电压和电流，在触点分开，初级电流下，在触点分开，初级电流下降瞬间，自感电流与原初级电流方向相同，其感应电降瞬间，自感电流与原初级电流方向相同，其感应电压高达压高达300V左右，在触点间产生强烈火花，使触点左右，在触点间产生强烈火花，使触点迅速烧损。影响断电

13、器正常工作。同时使初级电流的迅速烧损。影响断电器正常工作。同时使初级电流的变化率下降，次极绕组中感应的电压下降。火花塞间变化率下降，次极绕组中感应的电压下降。火花塞间隙中的火花变弱，难以点燃混合气。隙中的火花变弱，难以点燃混合气。 在触点闭合时，初级电流增长的过程中，初级绕在触点闭合时，初级电流增长的过程中，初级绕组中也有自感电流产生，其方向与初级电流方向相反，组中也有自感电流产生，其方向与初级电流方向相反，使初级电流的增长速度减慢，次极绕组产生的电压下使初级电流的增长速度减慢，次极绕组产生的电压下降。降。点火提前点火提前 1 1为什么要点火提前为什么要点火提前 点火时刻对发动机性能影响很大，

14、从火花塞点火点火时刻对发动机性能影响很大，从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力需要一定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲轴需要一定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。若在压缩上止点点火，则混合气一面燃烧，大的。若在压缩上止点点火，则混合气一面燃烧，活塞一面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压活塞一面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率也随之减小。因此要在压缩接近力低，发动机功率也随之减小。因此要在压缩接近上止点点火，即上止

15、点点火，即点火提前点火提前。把火花塞点火时，曲轴。把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角。间的夹角称为点火提前角。 点火提前角是从火花塞跳火到点火提前角是从火花塞跳火到上止点间的曲轴转角。其数值应视上止点间的曲轴转角。其数值应视燃料性质、转速、负荷、过量空气燃料性质、转速、负荷、过量空气系数等很多因素而定。系数等很多因素而定。二、点火提前角二、点火提前角 点火提前角过小，则燃烧延长到膨胀过程，燃点火提前角过小，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，排气温度烧最高压力和温度下降，传热

16、损失增多，排气温度升高，升高，功率下降功率下降，耗油量增多。，耗油量增多。起动困难起动困难，加速无，加速无力。甚至还可能使燃烧行程持续到排气行程，使发力。甚至还可能使燃烧行程持续到排气行程，使发动机功率大大下降，且易引起排气管放炮，冒黑烟、动机功率大大下降，且易引起排气管放炮，冒黑烟、发动机发动机过热过热等。等。 点火提前角过大，则大部分混合气在压缩过程点火提前角过大，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，发动机容中燃烧，活塞上行所消耗的压缩功增加，发动机容易易过热过热，功率下降功率下降。同时由于混合气的压力过高，。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

17、燃倾向加大。末端混合气燃烧前的温度较高，爆燃倾向加大。起起动困难动困难，怠速不稳，严重时曲轴反转。，怠速不稳，严重时曲轴反转。 2点火提前的影响因素点火提前的影响因素 最佳的点火提前角随许多因素变化，最主要的因素是：最佳的点火提前角随许多因素变化，最主要的因素是：发发动机转速和混合气的燃烧速度，混合气的燃烧速度又和混合气动机转速和混合气的燃烧速度，混合气的燃烧速度又和混合气的成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。的成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。 当当发动机发动机转速转速一定一定时，随着负荷的加大，节气门时，随着负荷的加大，节气门开大开大，进，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温

18、度增高，入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，快，这时，点火提前角点火提前角应适当应适当减小减小。反之，发动机负荷减小时，。反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大。点火提前角则应适当增大。 当当发动机节气门开度发动机节气门开度一定时，随着一定时，随着转速增高转速增高，燃烧过程所，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角加大点火提前角。点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。应随转速增高适当加大。 另外，点火提前

19、角还和汽油的抗爆性能有关，使用另外，点火提前角还和汽油的抗爆性能有关，使用辛烷值辛烷值高高，抗爆性能好的汽油，点火提前角应，抗爆性能好的汽油，点火提前角应较大较大。3 点火提前角调节装置点火提前角调节装置自动调节装置自动调节装置：离心式点火提前调节装置：离心式点火提前调节装置 真空式点火提前调节装置真空式点火提前调节装置 手动调节装置手动调节装置：辛烷值校正器：辛烷值校正器 3.3.点火提前机构点火提前机构点火提前机构：作用是根据发动点火提前机构：作用是根据发动机的转速、负荷自动改变点火机的转速、负荷自动改变点火提前角。提前角。1）离心提前机构）离心提前机构:作用是根据转作用是根据转速的变化自

20、动改变点火提前角速的变化自动改变点火提前角2）真空提前机构）真空提前机构:作用是随发动作用是随发动机负荷的变化自动改变点火提机负荷的变化自动改变点火提前角前角3）辛烷值选择器）辛烷值选择器(人工调节器人工调节器)2）真空提前机构）真空提前机构:作作用是随发动机负荷用是随发动机负荷的变化自动改变点的变化自动改变点火提前角火提前角 蓄电池点火系主要元件蓄电池点火系主要元件 1分电器分电器功用：功用：接通或断开初级电接通或断开初级电路，将点火线圈产生的高路，将点火线圈产生的高压电按照发动机分配给各压电按照发动机分配给各缸火花塞，根据发动机转缸火花塞，根据发动机转速和负荷自动调节点火时速和负荷自动调节

21、点火时刻。刻。分电器分电器组成：组成：由断电器、配电器、电容器和点火由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置组成。提前调节装置组成。断电器断电器 断电器断电器的的功用功用是周期地接通和断开初级电路，是周期地接通和断开初级电路，使初级电流发生变化，以便在点火线圈中感应生成使初级电流发生变化，以便在点火线圈中感应生成次极电压。次极电压。断电器的断电器的触点间隙触点间隙一般为一般为0.350.45 mm，可以通过调整固定触点的位置来改变触点间隙。可以通过调整固定触点的位置来改变触点间隙。 配电器配电器 配电器配电器的的功用功用是是将点火线圈中产生的高将点火线圈中产生的高压电，按照发动机的工压电，按

22、照发动机的工作顺序轮流分配到各气作顺序轮流分配到各气缸的火花塞上。缸的火花塞上。 2.2.配电器配电器配电器的作用是：将高压电按发动机点火顺序配电器的作用是：将高压电按发动机点火顺序分配给各缸。分配给各缸。1）由分电器盖和分火头组成；）由分电器盖和分火头组成；2）分电器盖；）分电器盖；3）分火头装分电器凸轮轴上，导电片将中央）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，和旁电极之间有高压电引入旁电极，和旁电极之间有0.250.8mm的间隙；的间隙；4）分缸线现在多为阻尼线。）分缸线现在多为阻尼线。无触点电子点火系的分电器无触点电子点火系的分电器分电器结构分三部分：分电器结构分三部分：

23、1 1）信号发生器：）信号发生器： 磁感应式；磁感应式；霍尔式；霍尔式；光电式；光电式；电磁振荡式电磁振荡式2 2）配电器）配电器3 3）点火提前机构）点火提前机构 真空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；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。作用是根据转速的变化自动改变点火提前角。点火线圈点火线圈把电源把电源的低压电转的低压电转变成火花塞变成火花塞点火所需要点火所需要的高压电。的高压电。点火线圈点火线圈按其铁芯结构型式有两种：按其铁芯结构型式有两种： 开磁路点火线圈开磁路点火线圈：开磁

24、路点：开磁路点火线圈采用柱形铁芯，其上下火线圈采用柱形铁芯，其上下两端没有连接在一起，磁力线两端没有连接在一起，磁力线通过空气形成磁回路。通过空气形成磁回路。闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈：闭磁路点：闭磁路点火线圈的铁芯用火线圈的铁芯用“口口字形或字形或日日字形的铁片叠制而成。磁路字形的铁片叠制而成。磁路闭合。闭合。闭磁路点火线圈原理：闭磁路点火线圈原理： 在汽车电子点火系统中，采用了能量转换效率较高的闭磁路点火线圈，如图8-50所示。图图8-50 8-50 开磁路和闭磁路点火线圈开磁路和闭磁路点火线圈3火花塞火花塞功用：功用：将高压电引入燃烧室产生将高压电引入燃烧室产生火花并点燃混合气。火花并

25、点燃混合气。火花塞的结构火花塞的结构1、接线螺母、接线螺母2、高氧化铝陶瓷绝缘体、高氧化铝陶瓷绝缘体3、商标、商标4、钢质壳体（六角形）、钢质壳体（六角形）5、内垫圈（密封导热）、内垫圈（密封导热）6、密封垫圈、密封垫圈7、中心电极导电杆、中心电极导电杆8、火花塞裙部螺纹、火花塞裙部螺纹9、电极间隙、电极间隙10、中心电极和侧电极、中心电极和侧电极11、型号、型号12、去干扰电阻、去干扰电阻提高对点提高对点火系电磁火系电磁干扰的抑干扰的抑制能力制能力3火花塞火花塞功用：功用：将高压电引入燃烧室产生火花将高压电引入燃烧室产生火花并点燃混合气。裙部温度并点燃混合气。裙部温度500600（自净温度）

26、，若低于此温度，（自净温度），若低于此温度，落在绝缘体裙部的油粒便不能立即燃落在绝缘体裙部的油粒便不能立即燃烧掉，形成积炭而引起漏电。温度若烧掉，形成积炭而引起漏电。温度若太高，太高， 800900，则混合气与，则混合气与这样炽热的绝缘体接触时，可能在火这样炽热的绝缘体接触时，可能在火花塞产生火花之前就自行着火，称为花塞产生火花之前就自行着火，称为炽热点火。从而引起发动机早燃，回炽热点火。从而引起发动机早燃，回火现象。火现象。不同发动机使用不同发动机使用的火花塞裙部受热是的火花塞裙部受热是不一样的，就要求绝不一样的，就要求绝缘体裙部长度不同，缘体裙部长度不同，根据裙部长度不同，根据裙部长度不同

27、，又把火花塞分成又把火花塞分成:冷型冷型(裙部长度等于裙部长度等于8mm)中型中型(裙部长度等于裙部长度等于11mm和和14mm)热型热型(裙部长度等于裙部长度等于16mm和和20mm)。 火花塞的热特性火花塞的热特性火花塞裙部的温度：火花塞裙部的温度： 1、500700为自净温度，适当。为自净温度，适当。 2 2、温度过高，形成炽热点火，损坏发动机。、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，温度低冷型：裙部较短，吸热少，散热易，温度低适用于大功率

28、高压缩适用于大功率高压缩比高转速的发动机比高转速的发动机功率转速和压缩比功率转速和压缩比较低的发动机较低的发动机其他一些型式的火花塞其他一些型式的火花塞多极多极火花火花塞塞改善点改善点火性能火性能“V”型型电极火电极火花塞花塞点火系点火系 蓄电池点火系蓄电池点火系工作时，断电器触点分开瞬间，会在触点处工作时，断电器触点分开瞬间，会在触点处产生火花，烧损触点。当火花塞积炭时，易漏电，次极电压产生火花，烧损触点。当火花塞积炭时，易漏电，次极电压上不去，不能可靠地点火，产生高速缺火现象。上不去，不能可靠地点火，产生高速缺火现象。半导体点半导体点火系火系克服了这些缺点，具有较强地跳火能力，使点火可靠。

29、克服了这些缺点，具有较强地跳火能力，使点火可靠。半导体点火系分为半导体辅助点火系，无触点半导体点火系半导体点火系分为半导体辅助点火系，无触点半导体点火系和计算机控制的半导体点火系三大类。和计算机控制的半导体点火系三大类。 半导体点火系半导体点火系半导体点火系半导体点火系的的工作原理工作原理与蓄电池点火系工作原理基本相与蓄电池点火系工作原理基本相同，只是半导体点火系与蓄电池点火系产生高压的方法不同，同，只是半导体点火系与蓄电池点火系产生高压的方法不同，它利用了一些半导体元件替代了蓄电池点火系中的断电器，它利用了一些半导体元件替代了蓄电池点火系中的断电器，产生脉冲信号点火。例如，在无触点半导体点火

30、系中使用了产生脉冲信号点火。例如，在无触点半导体点火系中使用了点火发生器（传感器）代替了断电器，常用的传感器有霍尔点火发生器（传感器）代替了断电器，常用的传感器有霍尔式、磁电式和光电式。式、磁电式和光电式。 1.无触点电子点火系统的类型无触点电子点火系统的类型1 1）磁感应式）磁感应式无触点电子点火系统无触点电子点火系统；2 2）霍尔式）霍尔式无触点电子点火系统无触点电子点火系统；3 3）光电式）光电式无触点电子点火系统无触点电子点火系统；4 4）电磁振荡式）电磁振荡式无触点电子点火系统。无触点电子点火系统。无触点电子点火系无触点电子点火系2. 无触点电子点火系的组成无触点电子点火系的组成点火

31、开关：作点火开关：作用是控制电路用是控制电路通电。通电。电源：作电源：作用是供给用是供给电能电能点火线圈：作用是将点火线圈：作用是将12V低压低压电变为电变为1525KV高压电高压电。点火器：点火器：作用是控作用是控制初级电制初级电路通断路通断分电器：提供点火分电器：提供点火信号；按顺序分配火信号；按顺序分配火花到各缸；按发动机花到各缸；按发动机工况改变点火时间工况改变点火时间火花塞：作用火花塞：作用是将高压电引入是将高压电引入气缸并产生火花气缸并产生火花点燃混合气。点燃混合气。传统点火系和电子点火系的比较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、电子点火系中

32、由点火控制器初级电路通断、传统点火系没有点火器；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、电子点火系的分电器和传统点火系的分电器机构不同；不同；3、电子点火系点火能量高，性能好。、电子点火系点火能量高，性能好。二、电子点火系分电器的结构和工作原理二、电子点火系分电器的结构和工作原理1. 1.磁感应式（磁脉冲式）磁感应式（磁脉冲式）信号发生器：信号发生器：1 1） 组成：信号转子、永组成：信号转子、永久磁铁、铁心、传感线久磁铁、铁心、传感线圈；圈；2 2） 作用：产生点火控制作用：产生点火控制信号，送到点火器；信号，送到点火器；3 3）安装位置：安装在分）安装位置：安装在

33、分电器中原来安装断电器电器中原来安装断电器触点的活动底板上。触点的活动底板上。 磁脉冲式无触点火装置磁脉冲式无触点火装置（磁感应式）（磁感应式）电源电源点火开关点火开关附加电阻附加电阻点火线圈点火线圈点火器点火器配电器配电器信号发信号发生器生器火花塞火花塞1. 1.（磁感应式）磁脉冲式信号发生器（磁感应式）磁脉冲式信号发生器1 1）组成：信号转子）组成：信号转子、永久磁铁、铁、永久磁铁、铁心、传感线圈；心、传感线圈；2 2） 作用：产生点火作用：产生点火控制信号，送到控制信号，送到点火器；点火器；3 3）安装位置：安装）安装位置：安装在分电器中原来在分电器中原来安装断电器触点安装断电器触点的活

34、动底板上。的活动底板上。 4） 工作原理：当工作原理：当信号转子随分电信号转子随分电器轴转动时，信器轴转动时，信号转子的凸齿与号转子的凸齿与铁心的空气隙发铁心的空气隙发生变化，使通过生变化，使通过传感线圈的磁通传感线圈的磁通发生变化，因此发生变化，因此传感线圈中便产传感线圈中便产生感应的交变电生感应的交变电压信号，用这个压信号，用这个信号作为点火控信号作为点火控制信号。制信号。5）转速对信号电压波形的影响）转速对信号电压波形的影响6） 铁心间隙对信号对信号电压波形的影响铁心间隙对信号对信号电压波形的影响AB霍尔式霍尔式无触点电子点火系无触点电子点火系 1、霍尔效应原理：霍尔效应原理： 如图所示

35、，当电流如图所示，当电流I通过放在磁场通过放在磁场中的半导体基片（称为霍尔元件）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，这个电压称面上即产生一个电压，这个电压称为霍尔电压为霍尔电压U UH H 霍尔电压霍尔电压U UH H的大小：的大小： UIBdRUHH2、霍尔式、霍尔式信号发生器信号发生器 1）霍尔信号发生器的基本结构：霍尔信号发生器的基本结构： a a 触触发叶轮：发叶轮： b b 霍尔传感器：霍尔传感器： （由永久磁铁霍尔集成块组成）（由永久磁铁霍尔集成块组

36、成） 2、霍尔式、霍尔式信号发生器信号发生器1）霍尔信号发生器的基本结构：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霍尔集成块：霍尔元件和集成电路 2）原理：）原理： 触发叶轮转动时，每当叶片进入空气隙，磁场被旁路，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；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，集成电路块，构成回路，这时，霍尔集

37、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。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。为控制信号给点火器。由点火器控制初级电路的通断。霍尔式传感器工作原理示意图霍尔式传感器工作原理示意图霍尔信号发生器的优缺点：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）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。，小型坚固，寿命长。 2）发动机起动性能好，信号的强弱与发动机转速无关。）发动机

38、起动性能好，信号的强弱与发动机转速无关。 3）价格较高）价格较高功能：控制初级电路通断控制初级电路通断;控制初级控制初级电流大小；控制闭合角大小；停电保电流大小；控制闭合角大小；停电保护；过压保护，反向保护，慢恢复控护；过压保护，反向保护，慢恢复控制制 点火器点火器点火器电路图点火器电路图 1）基本功能）基本功能 接通点火开关，发动机转动，分电器的信号发接通点火开关，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

39、，初级电路接通；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。级电路切断，产生次级高压。 点火器的其它功能点火器的其它功能2） 限流控制限流控制 （恒流控制） 桑车采用高能桑车采用高能点火线圈点火线圈; 高能点火线圈高能点火线圈初级电路电阻初级电路电阻小，电感小初小，电感小初级电流增长快级电流增长快，初级电流大，初级电流大，若不控制，若不控制，点火线圈和点点火线圈和点火器会因过热火器会因过热而损坏。而损坏。

40、点火器的其它功能点火器的其它功能3） 闭合角控制闭合角控制闭合角定义：闭合角定义： 闭 合 角 是 指闭 合 角 是 指点火器中控制初点火器中控制初级电路的大功率级电路的大功率三极管在导通期三极管在导通期间曲轴转过的角间曲轴转过的角度。度。闭合角控制的必要性：闭合角控制的必要性： 若不控制，若不控制，低速时，限流时间低速时，限流时间过长，造成点火线过长，造成点火线圈寿命降低，大功圈寿命降低，大功率管过渡发热；率管过渡发热； 3） 闭合角控制的方法闭合角控制的方法 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

41、前导通，使大功率管率管的导通，在转速高时提前导通，使大功率管VT的导通时间保持的导通时间保持不变。不变。 实际上控制下列情况下的时间实际上控制下列情况下的时间t2保持不变：保持不变： 转速变化时；转速变化时； 电源电压变化时；电源电压变化时； 点火线圈参数变化时。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。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。闭合角的变化由点火器中闭合角控制电路控制。 4） 停车断电保护停车断电保护 因汽车的停驶时间因汽车的停驶时间是随机的，就可能会处是随机

42、的，就可能会处在初级电路导通期间而在初级电路导通期间而停驶，如果此时点火开停驶，如果此时点火开关忘记关断，就会导致关忘记关断，就会导致点火线圈和大功率管长点火线圈和大功率管长期通电而加速损坏，因期通电而加速损坏，因此而设置停车断电保护此而设置停车断电保护功能。功能。第九节第九节微机控制点火系微机控制点火系1、微机控制点火系的组成、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（控制器（ECU电脑）、点火电子组件（点火器）、点火电脑）、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。线圈、配电器、火花塞等

43、组成，如图所示。 1、传感器、传感器 传感器用来不断地检测与点火有关的发动机工作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、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：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：）曲轴位置传感器：检测两个信号： 曲轴转角曲轴转角 (或发动机转速

44、或发动机转速) ，检测发动机转速信号，检测发动机转速信号 曲轴基准位置（点火基准传感器曲轴基准位置（点火基准传感器,活塞上止点位置活塞上止点位置）：检测基准缸活塞上止点位置信号（凸轮轴位置传感）：检测基准缸活塞上止点位置信号（凸轮轴位置传感器）器）2）空气流量计（进气管负压传感器）检测进气量信号）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；）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；）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）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

45、信号；）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；）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）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；）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；）蓄电池：检测电池电压信号；11）进气温度传感器：检测进气温度信号；）进气温度传感器：检测进气温度信号；12）爆震传感器：检测爆震信号。）爆震传感器：检测爆震信号。 2电子控制器（电子控制器（ECU） 控制电脑一般被称为控制电脑一般被称为ECU，英文为（，英文为（Electronic Control Uni

46、t） 它是点火控制系统和喷油控制系统的中它是点火控制系统和喷油控制系统的中枢，作用是接收上述各有关传感器信号，并按枢，作用是接收上述各有关传感器信号，并按照特定的程序进行判断、运算后，给点火电子照特定的程序进行判断、运算后，给点火电子组件输出最佳点火提前角和初级电路导通时间组件输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控制信号。在现代发动机集中控制系统中，的控制信号。在现代发动机集中控制系统中，点火系统仅是电子控制器的一个子系统。点火系统仅是电子控制器的一个子系统。 2电子控制器（电子控制器（ECU）：）： 中央处理器（中央处理器（CPU）、存储器（）、存储器（RAM、ROM）、输入）、输入/输出

47、接输出接口（口（I/O）、总线及电源供给电路等部分组成。）、总线及电源供给电路等部分组成。 3点火器点火器 点火器是综合控制的执行器之一，点点火器是综合控制的执行器之一，点火器的作用是根据火器的作用是根据ECU的指令，通过内部的大的指令，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控制初级电流的的功率三极管的导通和截止，控制初级电流的的通断，完成点火工作。通断，完成点火工作。 各种发动机的点火器结构各不相同，有各种发动机的点火器结构各不相同，有的点火器除接通、切断初级电路的功能外，还的点火器除接通、切断初级电路的功能外，还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监

48、视等功能。视等功能。 也有的发动机不设点火器，控制初级电也有的发动机不设点火器，控制初级电路的大功率三极管设在控制器（路的大功率三极管设在控制器（ECU）内部。）内部。 4、点火线圈点火线圈 与微机控制电子点火系所匹配的点火线与微机控制电子点火系所匹配的点火线圈为专用高能点火线圈，一般采用闭磁路，能圈为专用高能点火线圈，一般采用闭磁路，能量损失小，对外电磁干扰小。量损失小，对外电磁干扰小。 5、分电器、分电器 微机控制点火系的分电器结构随发动机型号的不微机控制点火系的分电器结构随发动机型号的不同有较大差异；同有较大差异； 由配电器和凸轮轴位置传感器成；由配电器和凸轮轴位置传感器成； 现在，不少

49、汽车发动机取消了分电器称无分电器现在，不少汽车发动机取消了分电器称无分电器微机控制点火系。微机控制点火系。 2、微机控制点火系的分类 微机控制点火系统，按照是否保留微机控制点火系统，按照是否保留传统的分电器（实质上指配电器），可传统的分电器（实质上指配电器），可分为两大类：分为两大类： 1）有分电器点火系统）有分电器点火系统; 2）无分电器点火系统）无分电器点火系统 同时点火方式同时点火方式 单独点火方式单独点火方式1 1）有分电器点火系统（非直接点火系统）有分电器点火系统（非直接点火系统） 仍保留分电器的微机控制点火系称为非直接点火系仍保留分电器的微机控制点火系称为非直接点火系统。统。 该系

50、统中，点火线圈的高压电是经配电器进行分配该系统中，点火线圈的高压电是经配电器进行分配的，即由分火头和分电器盖组成的配电器，依照点的，即由分火头和分电器盖组成的配电器，依照点火顺序适时地将高压电分配至各气缸，使各缸火花火顺序适时地将高压电分配至各气缸，使各缸火花塞依次点火塞依次点火 。2 2）无分电器点火系统）无分电器点火系统 ( (直接点火系统直接点火系统 ) ) 该系统中点火线圈上的高压线直接与火花塞相连该系统中点火线圈上的高压线直接与火花塞相连，工作时，点火线圈产生的高压电直接送到各火花，工作时，点火线圈产生的高压电直接送到各火花塞、由微机根据各传感器输入的信息，依照发动机塞、由微机根据各

51、传感器输入的信息，依照发动机的点火顺序，适时地控制各缸火花塞点火。的点火顺序，适时地控制各缸火花塞点火。 三、无分电器电子三、无分电器电子点火系统点火系统 无分电器点火系统取消了分电器的机械配电方式，因此完全消除了分电器的缺陷，进一步提高了点火性能，降低了点火能量的高压传输损失，提高了点火系统的可靠性和耐久性。目前常用的无分电器电子点火方式有各缸单独点火和双缸同时点火两种，如图8-55所示。图图8-55 8-55 各缸单独点火与双缸同时点火示意图各缸单独点火与双缸同时点火示意图1 1、单独点火方式、单独点火方式: : 单独点火是指一个火花塞配一只点火线圈，将点火线圈及功率晶体管作为一体直接安装

52、在火花塞顶上，这样不仅取消了分电器，而且也不用高压线，因此，彻底消除了分电器和高压线所带来的缺陷，点火性能最好，但结构和点火控制系统复杂，如图8-56所示。 图图8-56 8-56 单独点火无分电器式微电脑点火系统方框图单独点火无分电器式微电脑点火系统方框图两缸同时点火2 2、双缸同时点火方式：、双缸同时点火方式： 双缸同时点火是指一只点火线圈同时为两个汽缸点火，如图8-57所示。这种方式要求共用一只点火线圈的两个汽缸工作相位相差360曲轴转角，这样当一缸接近压缩行程上止点时，另一缸必然在接近排气行程上止点，若此时点火，两个汽缸的火花塞将同时跳火。图图8-57 8-57 双缸同时点火点火系统原

53、理图双缸同时点火点火系统原理图丰田汽车发动机微机控制系统丰田汽车发动机微机控制系统丰田点火系1、曲轴位置转角传感器、曲轴位置转角传感器 1 1）功用：）功用： 曲轴位置传感器是微机控制点火系中最重要的传感曲轴位置传感器是微机控制点火系中最重要的传感器之一，它是微机控制点火系中必不可少的信号源，向器之一，它是微机控制点火系中必不可少的信号源，向电子控制器输入活塞位置（上止点）、曲轴转速等信息电子控制器输入活塞位置（上止点）、曲轴转速等信息。 2 2）类型：）类型： 常用的曲轴位置转角传感器型式有：磁感应式、光常用的曲轴位置转角传感器型式有：磁感应式、光电式、霍尔式等。电式、霍尔式等。 3 3）安装位置：（常见有以下几种）安装位置：（常见有以下几种） 1) 飞轮壳上飞轮壳上 2）曲轴前端）曲轴前端 3）凸轮轴前端）凸轮轴前端 4) 分电器内分电器内 丰田的曲轴位置转角传感器在分电器内，采用磁电式。丰田的曲轴位置转角传感器在分电器内，采用磁电式。 Ne信号发生器信号发生器每转一圈产生每转一圈产生24个信号个信号G信号发生器信号发生器