第三节发动机点火系统.ppt

1、6.非接触式半导体点火系统由传感器代替断点触点组成：传感器(点火信号发生器)、点火控制器、点火线圈、配电装置和火花塞分为磁脉冲式、霍尔效应式、光电式、柴油节油器和7。半导体点火系统，用一些半导体元件代替电池点火系统中的断路器，产生脉冲信号，用于点火和节省柴油。柴油节油器，8。半导体点火系统分类，非接触式半导体点火系统电容器放电点半导体点火系统微机控制点半导体点火系统，柴油省煤器，9。微电脑控制半导体点火系统，点火系统组成，(1)传感器，(2)电控单元，(3)点火模块，柴油节油器，微电脑控制点火系统原理图，柴油节油器，优点：无控制原理：组成：传感器，微电脑控制器，柴油节油器，分配器，无分配器；2

2、.电控点火系统类型：柴油省煤器；1.经销商点火系统，TCCS丰田4A通用发动机点火系统，柴油节油器。为了产生稳定的二次电压测量值并确保系统的可靠运行，在点火器中设置了一个闭合角度控制电路和点火确认信号。当电子控制单元向点火器发送811点火正时信号(IGt)，并且电子控制单元没有接收到IGf信号时，电子控制单元将进入故障保护模式，以切断燃油喷射并防止催化转化器过热。柴油省煤器；2.无分电器点火系统，可分为三种类型：独立点火模式、同步点火模式、二极管分布点火模式、柴油省煤器和无分电器点火系统。优点：点火提前角控制准确，火花塞跳动能量大，点火系统能耗低，免维护，柴油省煤器；独立点火，一种是点火线圈共

3、用一个点火器。另一个是每个点火线圈有一个单独的点火器，点火器和点火线圈是一体的。柴油滤清器，六个点火线圈共用一个点火器，柴油滤清器，丰田1MZ-FE电控独立点火系统，柴油滤清器，丰田1MZ-FE独立点火系统中的点火器内部结构，柴油滤清器，一个点火线圈和一个点火器，柴油滤清器，柴油滤清器，b，同时点火模式，丰田7M-GTE发动机同时点火系统，柴油滤清器，IGdA和IGdB信号基于G1，IGDB信号根据IGdA和IGdB信号的状态，点火器决定打开哪个初级电路。IGdA为0，IGdB为1VT1，1或6个气缸被点燃。IGdA为1，IGdB为0VT2，2或5个气缸被点燃。IGdA为0，IGdB为0VT3

4、，3个气缸或4个气缸被点燃。柴油滤清器、串联二极管在同步点火高压线路中的作用、柴油滤清器、直流二极管分布点火方式、柴油滤清器、柴油滤清器、故障诊断、普通汽车发动机点火系统大多采用非接触式点火系统。以非接触式点火系统为例，介绍常见故障的判断和排除。1.故障分类点火系统故障根据其在点火系统中的位置可分为两种情况：低压电路故障和高压电路故障。(1)低压电路常见故障：电池存储不足；电线连接不良或混乱；电池接地不良；分配器或霍尔传感器损坏；点火开关损坏或线路不良；晶体管点火控制单元损坏或线路不良。大多数低压电路故障的诊断方法是用电流表或电压表逐行检查，以消除故障点。柴油滤清器，(2)高压电路常见故障：高

5、压线路脱落或泄漏；分配器盖的故障和故障；分配器点火头的烧蚀、破裂和故障；火花塞电极间隙过大或过小；火花塞积碳过多；火花塞绝缘体损坏；点火线圈损坏或电线脱落。高压电路的大多数故障都采用高压点火试验方法，即拔出分电器或气缸中心的高压线，将线端距气缸体3-6mm，启动发动机进行点火试验，如图2所示。有火花且火花很强，表明点火系统工作正常。，卡车省煤器，2。点火系统不工作(1)故障现象：打开点火开关，起动发动机，但发动机不响应；高压点火试验，高压线路无火花。(2)故障分析和诊断如图3所示。3.点火时间过早(1)故障现象：怠速运行不稳定，容易熄火；加速时，发动机会发出剧烈的爆炸声。(2)故障分析：故障主

6、要是由于点火正时调整或点火角总成未对准造成的。(3)排除方法：连接点火测试仪，将点火提前角调整到规定值。4.点火延迟(1)故障现象：消音器噪音大，化油器回火加速快，发动机冷却液温度高，汽车运行不良。(2)故障分析与诊断：点火角度不正确。(3)消除方法：将点火角度调整到规定值。5.火花塞故障的主要特征是火花塞积碳、机油污染和过热。火花塞积碳：绝缘体端部、电极和火花塞外壳通常覆盖有一层厚厚的黑灰色粉末状软沉积物。火花塞油污：故障现象：绝缘体、电极和火花塞外壳的末端都覆盖了一层机油。火花塞过热：中心电极熔化，绝缘子顶部松散柔软，大部分绝缘子端部为灰白色外壳。6.发动机回火和打火，如果同时有回火和打火

7、的噪音，并且非常严重，这主要是由于不同气缸的高压线插错造成的。如果这种现象不严重，但它是间歇性发生的，而且似乎是经常发生的，那么这种现象主要是由分电器盖的裂纹引起的，这种裂纹会引起气缸之间的着火。当点火提前角偏离正确位置太多时，还会导致回火或排气管爆裂。发动机爆震和过热发动机在重载和中速下最容易爆震。在使用正确燃料牌号的情况下，爆震现象大多是由点火提前角过大引起的。万一发生爆震，发动机将迅速升温。另一方面，点火提前角太后，点火太晚，发动机温度会太高。在无爆震的情况下，高水温大多不是由点火系统引起的，但如果发动机较弱且加速不灵敏，检查点火提前角是否过小。综述众所周知，燃油摩托车的动力来源于汽油机

8、气缸内可燃混合气的燃烧，燃烧的完善程度直接影响汽油机输出的驱动功率。良好的燃烧必须满足以下三个条件：良好的混合、足够的压缩和最佳点火。点火包括点火时间和点火能量。点火时间和点火能量由点火系统控制。点火系统在汽油机中起着非常重要的作用。点火能量必须足够大，否则，如果点火能量太小，气缸内的混合气就不能被点燃，汽油机就不能正常运转。点火时间或点火提前角更为关键，因为它是影响汽油机性能的最重要参数之一。提前或延迟点火将直接影响汽油机的经济性和动力性。因此，存在对应于给定汽油发动机运行条件的最佳点火提前角。通过实验获得汽油的最佳点火提前角变化规律，并尽可能按照最佳点火提前角变化规律控制汽油发动机点火，一

9、直是开发工程师追求的目标之一。摩托车点火系统的分类方法有很多，根据有无接触，可以分为接触式点火系统和非接触式点火系统；根据供电方式可分为电池点火系统和磁点火系统；根据放电方式，可分为电容放电点火系统和电感放电点火系统；根据点火时间控制方式，可分为模拟点火系统和数字点火系统；根据控制点火线圈初级电流的主要元件，可分为晶闸管点火系统和晶体管点火系统等。在描述摩托车点火系统时，我们通常结合不同方法分类的特性，如最常用的非接触式磁电容放电点火系统和接触式本文综述了常用点火系统的发展现状和趋势。非接触式点火系统近几十年来，摩托车点火系统发展迅速。首先，它经历了从接触式点火系统到目前广泛使用的非接触式点火

10、系统的历史性技术创新。由于在带触点的点火系统中，接触不良、导通困难等故障往往是由于油液污染或磨损造成的，可靠性差，因此需要进行定期检查和维护，在使用周期结束后更换新产品非常不方便。这无疑制约了摩托车无故障里程的提高。非接触式点火系统通过触发线圈获得的触发电流来控制晶体管或晶闸管的动作，从而切断点火线圈的初级电流。非接触式点火系统无需维护，成本不高，技术也不复杂，因此得到了迅速推广和应用。几乎所有的摩托车现在都使用这种非接触式点火系统。非接触式点火系统的出现是摩托车点火系统的创新，也为晶体管点火器、电容放电点火器和正在推广的数字点火器的成功发展奠定了基础。电容放电点火系统(CDI)非接触式磁电容

11、放电点火系统的出现基本满足了二冲程和四冲程中小排量汽油机的点火要求。该系统利用磁电机产生的电流给电容充电，因为电容放电会产生强大的电火花，二次电流上升很快，这对高速汽油机非常有利，也有利于防止火花塞积灰。这些特性与二冲程汽油机的特殊要求非常一致，所以大多数高性能二冲程汽油机都采用这种点火方式。由于这种点火系统结构简单，运行可靠，可以在国内生产，所以国内生产的大多数摩托车(无论是二冲程还是四冲程)都采用这种点火系统。电容放电点火系统火花强，但放电时间短，因此在汽油机低速或混合气过稀时很难点燃混合气。此外，磁电机模式的固有缺点是在低速时电流弱和点火能量小。因此，大多数高性能、大排量的四冲程汽油机都

12、采用非接触式电池晶体管点火系统。非接触式电池晶体管点火系统使用电池供电。利用晶体管的通断特性，当需要点火时，点火线圈的初级电流被立即切断，从而在次级线圈上感应出高电压，并在火花塞上获得强火花。晶体管点火器点火性能稳定，火花强，放电时间较长，能保证发动机低速时点火可靠。在该系统中，磁电机产生的三相交流电通过整流器和电压调节器充入蓄电池，使磁电机产生的电能得到充分利用。这种点火系统在国外中、大排量四冲程汽油机上基本使用。中国生产的一些高性能四冲程汽油发动机也使用这种点火系统，如轻骑集团生产的GS125摩托车。然而，目前中国使用的晶体管点火器主要依靠进口，市场上没有国产产品。研究和开发摩托车发动机晶

13、体管点火器是一项紧迫的任务。上述两种模拟点火器点火系统的技术发展主要体现在点火器上，点火器的技术进步主要体现在点火提前角的控制上。简单点火器主要依靠来自触发线圈的触发信号随着磁电机速度的增加而快速前进的特性来控制点火提前角。这种点火器被称为第一代点火器。虽然这种提前特性可以通过调节电路和元件参数来进行微小的改变，但其变化范围和灵活性非常有限，其点火特性远非汽油机的最佳点火提前角规律，汽油机的性能潜力也远未得到很好的挖掘。第一代点火器主要用于二冲程汽油发动机，由于其结构简单，现在仍被广泛使用为了使实际点火提前角尽可能接近其最佳值，四冲程汽油机点火器的点火特性一般设计成具有两步折线，即低速段和高速

14、段各对应一个几乎固定的点火提前角，中间过渡段由对角线连接。高转速段和低转速段的点火提前角差由磁电机上触发块所占据的弧度决定，具体的控制过程一般由专用芯片完成。这种点火器被称为第二代产品，其点火特性更接近汽油机的最佳值。我国可以自行设计生产CDI专用芯片和CDI点火器，但晶体管点火器专用芯片仍处于开发和试生产阶段，晶体管点火器主要依靠进口。因此，选择第二代CDI点火器几乎成为我国发展中小排量四冲程摩托车汽油机的标准方案。虽然第二代点火器的点火特性通过使用两条折线接近复杂形状的最佳点火提前角规律，比第一代点火器的点火特性更接近最佳值，但与实际的最佳点火提前角规律仍有一定差距。这是因为在带有点火器的

15、第一和第二点火控制电路中使用模拟电路，并且难以实现具有复杂形状的最佳点火特性。这种点火器也称为模拟点火器。如何设计点火器，使汽油机在整个工作范围内实现最佳点火，一直是点火器开发人员追求的目标。需要综合考虑发动机转速、节气门开度、环境温度和压力等重要参数对大排量摩托车汽油机最佳点火的影响，从而采用发动机集中管理系统。如前所述，由于点火控制电路采用模拟电路，模拟点火器控制的点火特性只能近似，但很难达到最佳值。为了实现摩托车汽油机在整个工作范围内的最佳点火，必须采用数字控制电路。这种数字点火器被称为第三代点火器。由于数字式点火器采用单片机控制电路，可以根据任意给定的点火提前角曲线控制点火。因此，只要

16、获得汽油机最佳点火提前角规律，数字式点火器就能保证其最佳点火。在汽车工业发达国家，基于对最佳性能的追求，点火提前角的数字(微机)控制已经应用于汽车汽油发动机超过20年。多年来，微机控制技术也被应用于豪华大排量运动摩托车的汽油机，以最大限度地发挥发动机的性能潜力。例如，著名的美国哈里戴维森公司、德国宝马公司和日本本田、川崎和铃木公司都有这样的产品。近年来，一些公司已经将这种数字点火技术应用到国内普通摩托车汽油机上。例如，日本雅马哈的JOGAPRIO滑板车采用了数字点火器，这进一步提高了其经济性和动力性能。可以断言，随着发动机微机控制技术的应用从豪华车迅速普及到普通汽车，越来越多的摩托车制造商将很

17、快把数字点火器应用到普通家用摩托车的汽油发动机上。然而，在点火提前角数字控制技术的应用方面，我国远远落后于发达国家。事实上，这项技术在我国汽车汽油发动机上的应用才刚刚起步，要普及还有很长的路要走。该技术在摩托车汽油机上的应用只是几个研究机构最近的研究课题，关于该产品成功开发的报道很少。卡车省煤器，常州金典摩托车研究所最近成功开发了数字CDI点火器和数字晶体管点火器。开发数字式点火器的关键问题是解决点火引起的抗干扰问题。该研究所的研究人员拓宽了他们的视野，提出了一个新的概念，即积极反inter结论近年来，中国摩托车产量居世界第一，是名副其实的摩托车强国，但不是强国。由于大部分摩托车企业不能自主开发高水平的摩托车新产品，大部分企业采用进口和模仿的方法来开发生产。但是，中国摩托车行业要想在竞争已经十分激烈的世界摩托车市场上站稳脚跟，保持自己的市场份额，就必须加大研发投入，努力提高主机及零部件的整体发展水平。然而，现实是许多制造商往往只注重主机的开发，而忽略了零部件的同步开发。多年来，我国摩托车点火器的研发一直没有得