点火系统-2资料教学提纲

点火系统-2资料传统点火系统工作原理初级电路（低压）初级电路（低压）次级电路（高压）视频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。传统点火系统的局限性火花能量有限触点易烧蚀火花塞积碳问题电子点火系统主要优点点火能量大I1上升快，高速点火可靠次级电压高触点工作可靠4.3普通电子点火系统4.3.1电子点火系统的分类按储能型式电感式结构简单电容式结构复杂，多用于赛车按传感器结构形式磁感应式结构简单，点火比较可靠霍尔式结构比较简单，点火可靠光电式结构比较复杂，性能不够稳定电磁振荡式结构比较复杂，多用于赛车按控制方式电子控制器式点火控制比较精确可靠微机控制式分配式和直接式点火控制精确可靠电感储能式电子点火系统有触点用功率晶体管代替断电器的触点，来接通和切断点火线圈的一次电流保留机械触点式断电器，用来接通和切断功率晶体管的基极电流半导体辅助点火系统点火提前角的调整仍使用离心式和真空式点火提前装置无触点用点火信号发生器（传感器）替代原有的断电器触点采用电子控制方式获取稳定的火花参数电容储能式电子点火系统电容储能有触电电子点火装置点火能量储存在储能电容器的电场中，电容器充电电压的高低决定点火能量的大小。这种点火装置仍需点火线圈，但点火线圈仅起电压变换作用。磁感应式信号发生器组成：见图（信号转子、永久磁铁、铁心、传感线圈）作用：产生点火控制信号，送到点火器安装位置：安装在分电器中原来安装断电器触点的活动底板上。结构4.3.2磁感应式无触点点火系统磁感应式信号发生器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。工作原理

1、点火开关打开，点火模块通电准备工作。2、凸轮轴带动分电器轴转动，传感器转子转动使传感器线圈产生交变变化的信号（正弦波）。3、信号送入点火模块，经过多级放大驱动功率三极管工作。功率三极管接通点火线圈一次侧电路通电储能；功率三极管断开点火线圈二次侧电路通过互感产生高压;击穿火花塞点火。4、传感器工作稳定可靠，无机械磨损，寿命长，控制精度高1、系统的组成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电路信号电压波形图动画转速对信号电压波形的影响7）

铁心间隙对信号对信号电压波形的影响磁感应式信号发生器应用磁感应式信号发生器结构较简单，便于批量生产，耐高温，适用各种工作环境，故被广泛采用。北京切诺基、新解放、等汽车的点火系都是这种类型4.3.3霍尔式无触点电子点火系

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

霍尔效应原理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）

动画霍尔信号发生器的工作原理：

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。动画动画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3、霍尔式电子点火系的点火器1、桑塔纳霍尔式电子点火系统的组成。点火器外形功能：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

集成片

点火器的其它功能限流控制（恒流控制）1）桑车采用高能点火线圈2）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。7.5A点火器的其它功能2．）

限流控制（恒流控制）控制电路原理：见右图采样电阻VT1导通，VT截止点火器的其它功能3）闭合角控制1）

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

点火器的其它功能2）

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，大功率管过渡发热点火器的其它功能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：①转速变化时；②电源电压变化时；③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。点火器的其它功能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。4.3.3光电式无触点点火系光电式无触点点火系统是利用光电效应原理，以发光元件、遮光盘和光敏器件组成光电脉冲信号发生器，取代断电器触点，触发控制点火线圈初级电路的通断来实现点火光源遮光盘光敏器件动画鲁明兴光电式点火装置光敏三极管初级电路1.遮光盘缺口对着发光二极管，t1通-t235通,t4止；2.遮断光源时，t1止，t235止，t4通，初级电流迅速减小，在次级绕组上产生点火高压R79,c2保护t5,防止击穿当遮光盘转到缺口正对着砷化镓发光二极管时，光敏三极管T1接收光照而导通，于是T2导通，T3导通，T4截止，T5导通，点火线圈初级电路接通。其电流通道：12V电源正极—R8—初级绕组—导通的T5—搭铁当遮光盘遮断光源时，光敏三极管上无光照而截止，于是T2和T3截止，T4导通,T5截止，初级电流迅速减小，在次级绕组上产生点火高压。第六节微机控制点火系统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）、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。电控点火系统电路组成1、微机控制点火系的组成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：1、微机控制点火系的组成1、传感器l）曲轴位置传感器：检测两个信号：①曲轴转角(或发动机转速)，检测发动机转速信号②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）1、微机控制点火系的组成1、传感器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

1、微机控制点火系的组成1、传感器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；

1、微机控制点火系的组成1、传感器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：检测进气温度信号12）爆震传感器：检测爆震信号1、微机控制点火系的组成2．电子控制器（ECU，ElectronicControlUnit）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。1、微机控制点火系的组成2．电子控制器（ECU）（电脑）包括：中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出接口（I/O）、总线及电源供给电路等部分组成。

1、微机控制点火系的组成3．点火器点火器是综合控制的执行器之一，点火器的作用是根据ECU的指令，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控制初级电流的的通断，完成点火工作。1、微机控制点火系的组成3．点火器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，还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。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（ECU）内部1、微机控制点火系的组成4、点火线圈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，能量损失小，对外电磁干扰小。

1、微机控制点火系的组成5、分电器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由配电器和凸轮轴位置传感器成；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6、火花塞2微机控制点火系统的控制功能一、点火提前角的控制点火提前角是指从火花塞电极间跳火开始到活塞运动至上止点为止这段时间曲轴所转过的角度最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效率最高，振动最小，温升最低。点火提前角的控制可分为开环控制和闭环控制1）开环控制的基本点火提前角是靠预先在台架上用实验方法测得的数据来确定的。这些数据存入ECU的只读存储器ROM中，工作时，ECU根据发动机的工况来选择调取。2）闭环控制方式是根据发动机实际运行结果的反馈信息来控制点火提前角的，所以闭环控制又称为反馈控制。通常，闭环控制方式是利用爆震传感器反馈爆震信号来控制点火提前角的。目前广泛应用的电控点火系统，是在开环控制方式的基础上再配以闭环控制方式的混合控制方式。

实际点火提前角＝初始点火提前角＋基本点火提前角＋修正点火提前角固定值,起动时试验得出的数据怠速修正暖机修正爆震修正１）初始点火提前角初始点火提前角也称为固定点火提前角。点火提前角是厂家设定的固定模式，一般为１０°左右或不提前点火。①当发动机起动时，起动机的转速变化大，无法正确计算点火提前角；②当发动机的转速低于400r/min；③当车速在2km/h时，或节气门位置传感器怠速（IDL）触点闭合时；２）基本点火提前角发动机正常运转时，节气门位置传感器的怠速触点处于打开的位置，这时ＥＣＵ开始起控。ＥＣＵ根据送来的发动机转速信号、进气量信号以及空调请求信号等，与其内部的存储器数据比较处理后，送出最佳的点火提前角指令。３）修正点火提前角发动机工作暖机后，由于各项外界参数变化较大，尤其是发动机的转速和负荷以及水温（发动机温度）变化最大。因此ＥＣＵ根据各种传感器送来的信号，要不断地修正点火提前角。如发动机的负荷大时，缸内吸入的混合气多，燃烧速度快，容易造成爆燃，这时应减小点火提前角，反之亦反。发动机温度高时，也会引起缸内燃烧加快易爆燃，同时也使发动机的排污增加。这时也应稍减小点火提前角，降低缸内燃烧温度。暖机修正是指节气门位置传感器怠速触点闭合时，ECU根据水温传感器进行修正的点火提前角。当发动机冷却水温度较低时，应增大点火提前角，以促使发动机尽快暖机，当水温较高时，超过90℃，为避免发动机过热，其点火提前角必须减小。暖机过程中，控制信号主要有，冷却水温度信号（THW）进气歧管压力或进气量信号。节气门位置信号（IDL）等。怠速修正稳定怠速点火提前控制是指为了使怠速稳定运转而对点火提前角进行修正。由于发动机负荷变化等原因引起发动机转速变化时，ECU根据转速信号和规定的怠速转速进行比较，相应地增加或减小点火提前角，以保证发动机怠速时稳定运转，防止发动机怠速熄火。爆燃控制最大和最小提前角的控制：微处理器计算的点火提前角必须控制在一定范围内，否则发动机很难正常运转。二、闭合角的控制

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。闭合角控制电路的作用是：根据发动机转速和蓄电池电压调节闭合角，以保证足够的点火能量。在发动机转速上升和蓄电池电压下降时，闭合角控制电路使闭合角加大，即延长一次电路的通电时间，防止一次储能下降，确保点火能量。点火线圈的次级电压是和初级电路断开时的初级电流成正比。通电时间短时，初级电流小，会使感应的次级电压偏低，容易造成失火。初级电流大，对点火有利；但通电时间过长，会使点火线圈发热，甚至烧坏，还会使能耗增大。因此要控制一个最佳通电时间。

当混合气尚处在压缩过程中，火花塞还没有跳火时，高压混合气就达到了自燃温度，并开始猛烈燃烧的不正常燃烧现象。三、爆震控制

动画发动机爆震出现推迟点火提前角发动机爆震停止增加点火提前角爆震传感器将发动机的爆震状况反馈给ECU，一旦爆震程度超过规定的标准，ECU立即发出点火系统推迟点火；当爆震程度低于规定的标准时，ECU又会将点火时刻提前，循环调节点火时刻的结果，使发动机始终处于临界爆震的工作状态。3电路分析1、闭合点火开关，电控系统各部件通电准备工作。2、各传感器产生的信号送入汽车电脑，电脑经过计算确定最佳点火点，将此信号输入点火器。3、信号送入点火器，经过多级放大驱动功率三极管工作。功率三极管接通点火线圈一次电路通电储能；功率三极管断开二次电路通过互感产生高压；击穿火花塞点火。4、电控系统控制精度和稳定性大大提高，且具备自我诊断、备用系统等功能。4、微机控制点火系的分类

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），可分为两大类：1.有分电器点火系统2.无分电器点火系统4、微机控制点火系的分类1.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统。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。4、微机控制点火系的分类2.无分电器点火系统(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，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，依照发动机的点火顺序，适时地控制各缸火花塞点火。无分电器点火系统，按照目前常见的型式可分为同时点火方式点火系统单独点火方式点火系统无分电器电子点火系统由于取消了分电器无分火头和旁电极间的跳火问题没有高压线的系统中，避免了电子干扰，而且减小了点火能量的损失。发动机机舱内因不提供分电器安装空间而使轿车发动机更便于布置。采用每个缸一个点火线圈的单独点火方式，点火线圈初级充电时间短，非常适合于高转速发动机。奥迪五缸无分电器点火系微机控制点火系应用实例丰田汽车发动机微机控制系统，常叫TCCS系统。它是一种综合性控制系统或者叫集中控制系统如图曲轴转角传感器水温传感器空气流量计氧传感器节气门位置传感器变速器空挡空调信号进气温度爆震传感器蓄电池电压丰田点火系丰田汽车微机控制点火系统丰田车微机控制点火系统，其主要作用是控制点火提前角;常叫ESA系统，该系统为非直接点火系统，即保留分电器中的配电器，点火线圈产生的高压电。经配电器送至各缸火花塞。丰田汽车微机控制点火系统

1、曲轴位置转角传感器

1.功用：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，向电子控制器输入活塞位置（上止点）、曲轴转速等信息。2.类型：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。丰田汽车微机控制点火系统

1、曲轴位置转角传感器

3.安装位置：（常见有一下几种）1)飞轮壳上2）曲轴前端3）凸轮轴前端4)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，结构如下图丰田汽车微机控制点火系统

1、曲轴位置转角传感器

4.结构及原理:曲轴位置转角传感器包括两个传感器：分电器曲轴基准位置传感器（G信号）曲轴转角传感器（Ne信号）视频1

2Ne信号发生器4.结构及原理:曲轴位置转角传感器包括两个传感器：①曲轴转角传感器（Ne信号发生器）作用：检测曲轴转角及发动机转速信号每转一圈产生24个信号G信号发生器

4.结构及原理:曲轴位置转角传感器包括两个传感器：②曲轴基准位置传感器