福交院汽车发动机构造与维修教案09点火系统

福建交通职业技术学院汽车发动机与维修教案教学内容备注PAGEPAGE2福建交通职业技术学院（首页）班级：日期：年月日编号009－1教学目的与要求正确理解发动机点火系统组成及功用重点掌握传统点火系统工作过程本课重点与难点点火系的功用与类型传统点火系统组成与工作过程课堂进程次序内容点火系功用传动点火系统第九章发动机点火系第一节、传统点火系统一、点火系功用与类型1．功用·点火系将电源的低电压变成高电压（一般为15~20KV），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（1）蓄电池点火系·亦称传统点火系。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。（2）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。（3）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。（4）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。重点介绍：·要求掌握点火系的功用及类型·所有专业要求一致二、传动点火系统1．传统点火系统的组成（如图12-1）·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。简单介绍：·要求学生了解传统点火系统的主要组成元件和点火过程·要求学生在《汽车电器》课程中重点掌握·所有专业要求一致图12-1：传统点火系统的组成2.工作原理（1）低压回路（如图12-2）·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→蓄电池负极图12-2：传统点火系统低压回路（2）高压回路（如图12-3）·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→次级线圈图12-3：传统点火系统高压回路

福建交通职业技术学院（首页）班级：日期：年月日编号009－2教学目的与要求掌握普通电子点火系统的工作原理重点掌握点火系统的各种传感器的工作原理本课重点与难点各种传感器的工作原理课堂进程次序内容普通电子点火系统电控点火系统第九章发动机点火系第二节普通电子点火系统二、电子点火系统1．电子点火系统分类（1）特点·又称半导体点火系统，它是利用半导体器件（如三极管、可控硅）作为开关，接通和切断初级电流的点火系统。（2）类型1）按储能方式分类·电感式·电容式2）按有无断电器触点分类·有触点式·无触点式3）按信号发生器型式分类·磁感应式式·霍尔式式·光电式式·电磁振荡式4）按控制方式是否采用微机分类·普通电子点火系统·微机控制点火系统（电控点火系统）简单介绍：·要求学生了解电子点火系统的特点与类型·要求学生在《汽车电器》课程中重点掌握·所有专业要求一致2.磁脉冲式无触点点火装置（1）组成与特点（如图12-4）·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·要求学生了解磁脉冲式无触点点火装置主要组成元件和点火过程图12-4：磁脉冲式无触点点火装置组成1）磁脉冲式传感器（如图12-5）·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图12-5：磁脉冲式传感器2）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（2）工作原理（如图12-6）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→搭铁→火花塞侧电极→火花塞中心电极→高压线→配电器→次级线圈图12-6：磁脉冲式无触点点火装置电路2.霍尔效应式无触点点火装置（1）组成（如图12-7）·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·与磁脉冲式无触点点火装置对比介绍·要求学生了解霍尔效应式无触点点火装置主要组成元件和点火过程图12-7：霍尔效应式无触点点火装置组成（2）霍尔传感器（如图12-8）·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图12-8：霍尔传感器三、电控点火系统（·汽车专业：要求在《汽车电子技术》课程中重点掌握）（·汽电专业：要求在《发动机电控技术》课程中重点掌握）汽检和汽贸专业：·要求学生重点掌握汽车和汽电专业：·要求学生简单了解1．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。·要求学生理解电控点火系统特点2．有分电器电控点火系统（1）系统组成（如图12-9）·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，只有一个点火线圈重点介绍：·要求学生掌握有分电器电控点火系统组成及点火控制过程图12-9：有分电器电控点火系统（2）有分电器电控点火系统点火提前角控制原理（如图12-10）·日产ECCT系统（直列六缸发动机，点火提前角为上止点前40°）图12-10：有分电器电控点火系统点火提前角控制原理3．无分电器电控点火系统（1）独立点火方式（如图12-11）·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·结构和控制电路复杂重点介绍：·要求学生掌握无分电器电控点火系统类型、组成及点火控制过程图12-11：独立点火方式（2）同时点火方式（如图12-12）·结构和控制电路较简单，应用较多·保留高压线，能量损失较大图12-12：同时点火方式（3）二极管配电点火方式（如图12-13）·特制点火线圈为内装双初级绕组、双输出次级绕组图12-13：二极管配电点火方式4．电控点火系统的功能重点介绍：·要求学生理解掌握电控点火系统三大控制功能（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①怠速的基本点火提前角（如图12-14）·控制信号：IDL信号、Ne信号、A/C信号图12-14：怠速的基本点火提前角②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·丰田TCCS系统（如图12-15）图12-15：丰田TCCS系统平常行驶的基本点火提前角·本田ECCS系统（如图12-16）图12-16：本田ECCS系统平常行驶的基本点火提前角（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