工程机械电器设备教学课件3

工程机械电气设备教学课件

主编王安新

第一章电源系统第二章起动系统目录第三章点火系统第四章照明与信号系统第五章仪表及传感器第六章空调系统第七章全车电路第八章施工现场供电第三章点火系统知识目标1.能描述点火系统的作用和工作原理。2.能描述点火系统类型及工作特点。3.能描述电子点火系统的故障诊断。能力目标1.能在车上识别点火系统的主要电气元件。2.能读懂点火系统电路图。第一节概述一、点火系统的作用点火系的作用就是将蓄电池供给的低压电转变为高压电，并按照发动机的做功顺序与点火时刻的要求，适时准确地将高压电送至各缸的火花塞，使火花塞跳火，点燃气缸内的混合气。二、对点火系统的要求1.能产生足以击穿火花塞间隙的电压。2.电火花应具有足够的能量。3.点火时间应与发动机各种工况下的要求相适应。第一节概述三、点火系的分类若按点火系统电能来源不同分，有蓄电池点火系统和磁电机点火系统两类。蓄电池点火系统多用于四冲程汽油发动机，磁电机点火系统多用于二冲程汽油发动机以及不带蓄电池的摩托车发动机。蓄电池点火系统根据工作方式的不同，又可分为传统点火系统、普通电子点火系统和微机控制点火系。本章只介绍蓄电池点火系统。第二节传统点火系统一、传统点火系统的组成传统点火系统的组成和工作原理如图3-1所示。图3-1传统点火系统的组成和工作原理第二节传统点火系统二、传统点火系统工作原理发动机工作时，其输出轴同时带动断电器的凸轮和配电器的分火头一起旋转。断电器的凸轮转动时，将控制其触点交替地闭合、打开。当点火开关SW闭合，断电器触点也闭合时，点火线圈初级绕组将有电流流过，其流向为：蓄电池“＋”→电流表→点火开关SW→点火线圈“＋”→附加电阻Rf→初级绕组→点火线圈“－”→断电器触点→搭铁→蓄电池“－”。由于点火线圈的初级绕组有电流流过，使铁心中产生了磁场。第二节传统点火系统当断电器的凸轮使其触点断开时，点火线圈初级绕组断路，点火线圈初级电流突然减小。根据电磁感应原理，处于同一铁心上的点火线圈初级绕组、次级绕组将产生感应电动势，由于点火线圈次级绕组的匝数远远多于初级绕组，因此其上产生可达15-20kV的感应电动势。如此高的感应电动势引到火花塞，足以击穿其电极间隙产生电火花，并点燃汽缸内的混合气。第三节电子点火系统一、电子点火系统概述1.电子点火系统的组成电子点火系统主要由火花塞、分电器、点火信号发生器、点火线圈、点火控制器等组成，如图3-2所示。2.电子点火系统的分类根据储能方式的不同，电子点火系统可分为两类：电感式电子点火系统和电容式电子点火系统。目前使用的较多的是电感式电子点火系统。根据点火信号产生的方式，电子点火系统可分为第三节电子点火系统图3-2电子点火系统的基本组成1-火花塞；2-分电器；3-点火信号发生器；4-点火线圈；5-点火开关；6-蓄电池；7-点火控制器第三节电子点火系统触点式和无触点式按点火信号产生的原理来分，无触点式点火系统有以下几种类型：(1)磁感应式无触点点火系统，国内外普遍使用，如丰田车系。(2)霍尔效应式无触点点火系统，西欧车辆和部分美国车辆使用，如大众车系。(3)光电效应式无触点点火系统，使用较少，如日产车系。(4)电磁震荡式无触点点火系统，使用较少。第三节电子点火系统二、磁感应式电子点火系统1.丰田20R型发动机用感应式电子点火系统如图3-3所示。图3-3丰田20R型发动机用磁感应式电子点火系统1-磁感应式点火信号发生器；2-点火控制器；3-分电器；4-火花塞；5-点火线圈第三节电子点火系统该点火系统主要组成部分有磁感应式信号发生器、点火控制器、分电器、火花塞及点火线圈。1)磁感应式信号发生器磁感应式信号发生器由信号转子、传感线圈、铁心、永久磁铁等组成。其作用是产生信号电压，送给点火系控制器，通过点火控制器来控制点火系的工作，其工作过程如图3-4所示。第三节电子点火系统图3-4磁感应式信号发生器的组成和工作原理1-信号转子；2-传感线圈；3-铁芯；4-永久磁铁第三节电子点火系统2)点火控制器点火控制器的内部电路如图3-3中2所示。图中的三极管VT2构成点火信号检出电路，三极管VT3、三极管VT4及三极管VT5构成开关放大电路。点火开关SW闭合后，蓄电池经R4、R1为三极管VT2提供基极电流，使三极管VT2导通。三极管VT2的导通导致三极管VT3截止，蓄电池经R5为三极管VT4提供基极电流，使三极管VT4导通，随后三极管VT5导通。于是点火线圈初级绕组中有电流流过。第三节电子点火系统点火信号发生器的输出电压在P点与该点的直流电位叠加。当点火信号发生器的输出电压为正值时，两者叠加后仍维持三极管VT2导通。若点火信号发生器的输出电压为负值，两者叠加后不能维持三极管VT2导通时，则其截止。此后，连锁反应使三极管VT5截止。点火线圈初级绕组断电，次级绕组产生很高的感应电压，经分电器分配至各缸火花塞点火。转子每转一圈，各缸依次按点火顺序点火一次。第三节电子点火系统2.东风EQ1090型汽车用感应式电子点火系统如图3-5所示。图3-5JKF667型点火控制器电路第三节电子点火系统3.解放CA1092型汽车用感应式电子点火系统该系统由WFD663型磁感应式点火信号发生器、6TS2107型电子点火控制器、JDQl72型高能点火线圈和火花塞等组成，如图3-6所示。图3-6解放CAl092型车磁感应电子点火系统的组成1-蓄电池；2-点火开关；3-点火线圈；4-电子点火控制器；5-磁感应式点火信号发生器；6-火花塞第三节电子点火系统4.感应式电子点火系统的特点该点火系统的优点为结构简单、便于批量生产、工作性能稳定、适应环境能力强。三、霍尔效应式点火系统1．霍尔效应将半导体基片置于磁场中，磁场中磁通B的方向与半导体基片垂直，如图3-9所示。图3-9霍尔效应原理图I-电流；B-磁感应强度；UH-霍尔电压第三节电子点火系统2.电子点火控制器如图3-10中的5所示是B0CSH公司早期用在霍尔信号发生器上的电子点火控制器，由三极管VT1、VT2、VT3和一些电阻电容组成。图3-10德国BOCSH公司的霍尔式电子点火系统电路1-蓄电池；2-点火开关；3-附加电阻；4-点火线圈；5-电子点火控制器；6-霍尔式点火信号发生器第三节电子点火系统3.霍尔效应式电子点火系统的特点由于霍尔式点火信号发生器输出的点火信号幅值、波形不受发动机转速影响，因而低速时点火性能好，利于发动机的起动；点火正时精度高，易于控制；另外，不需调整，不受灰尘、油污影响，工作性能更可靠、耐久，使用寿命长。第三节电子点火系统四、电子点火系统的故障诊断与维修若发动机不能起动而怀疑点火装置有问题时，可从分电器盖上拔下中央高压线，使其端部和机件保持5-7mm距离，然后起动发动机，若高压线与机件间有电火花产生，表明点火装置无问题，否则点火装置有问题，应予检查。点火装置有关的接线发生故障的可能性远比点火装置本身发生故障的可能性要大，因此首先应对它们进行检查，当确认接线无故障后，再检查点火装置本身。第三节电子点火系统相关接线故障的检查方法与传统点火装置基本相同。1.点火信号发生器的检修1)磁感应式点火信号发生器的检修将分电器与线束间的插接器拔开，用万用表测量与分电器相连两根导线间的电阻，如图3-12所示。图3-12测量传感线圈的电阻值1-分电器；2-传感线圈；3-螺丝刀；4-插接器；5-万用表第三节电子点火系统对转子凸齿与线圈铁心间的间隙的检查，可按图3-13所示的方法2)霍尔式点火信号发生器的检修霍尔式点火信号发生器为有源器件，检修时需要接通电源。霍尔式点火信号发生器的检查方法如图3-15所示。图3-13测量信号转子凸轮与传感线圈之间的间隙示意第三节电子点火系统图3-15霍尔信号发生器的检查1-分电器；2-点火控制器；3-点火线圈；4-高压线；5-搭铁；6-直流电压表第三节电子点火系统2.点火控制器的检修1)干电池检测法对于单功能、磁感应式点火控制器，可采用干电池检修法。将干电池正极与点火信号输入线的粉红色线相接，负极与白色线相接，用万用表检测点火线圈“－”接线柱与搭铁间的电压，见图3-16a）。然后将干电池正负极反接，重新用万用表检测点火线圈“－”接线柱与搭铁间的电压，见图3-16b）。第三节电子点火系统2)跳火试验法3)替换法a）b）图3-16用干电池检查点火控制器a）功率三极管导通；b）功率三极管截止第四节微机控制点火系统一.微机控制点火系统的组成:微机控制点火系统主要由传感器、微机控制单元、执行器三部分组成，如图3-17所示。图3-17微机控制点火系统第四节微机控制点火系统1.微机控制单元的组成及其作用微机控制单元，简称ECU。一般由中央处理器CPU、只读存储器ROM、随机存储器RAM、模拟/数字转换器（A/D）、输入/输出接口（I/O）等组成。微机控制单元的作用：根据各传感器输入的信号，计算确定最佳点火提前角和初级电路导通角，并将点火控制信号输送给点火控制器，通过点火控制器快速、准确地控制点火线圈工作。2.传感器及其作用 第四节微机控制点火系统微机控制点火系统的传感器主要包括发动机曲轴位置、转速传感器、判缸信号传感器、节气门位置传感器、空气流量传感器、进气歧管绝对压力传感器、水温传感器、爆震传感器、进气温度传感器、氧传感器等。传感器的作用是将电信号或非电信号整理或转变为电信号的装置，为微机控制单元提供转速、节气门开度、负荷、冷却水温度、进气温度和流量、起动开关状态、蓄电池电压、废气中氧的含量等有关发动机工况和使用条件的各种信息。第四节微机控制点火系统3.执行器及其作用执行器由点火控制器、点火线圈、分电器、火花塞等组成。执行器的作用是根据微机控制单元发出的点火信号，点火控制器接通或切断点火线圈的初级电路，使相应气缸的火花塞产生火花。第四节微机控制点火系统二、微机控制点火系原理发动机工作时，CPU通过上述传感器把发动机的工况信息采集到随机存储器RAM中，并不断检测凸轮轴位置传感器（即标志信号），判定是那一缸即将到达压缩上止点。当接收到