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1、第四节 磁感应式无触点电子点火系统 （助学课件）磁感应式无触点电子点火系统也叫磁脉冲式无触点电子点火系统，它主要由磁感应式分电器(内装磁感应点火信号发生器)、点火电子组件、专用点火线圈、火花塞等组成。 图4-23为日本丰田MS75系列汽车上装用的磁感应式无触点电子点火系统的原理电路图。该分电器中仍保留传统的配电器、离心提前机构和真空提前机构。一、磁感应信号发生器的组成 磁感应信号发生器用来产生点火控制信号，装在分电器内的底板上，如图4-24所示，它由装在分电器轴上的信号转子以及永久磁铁、铁心和绕在铁心上的传感线圈等组成。信号转子由分电器轴驱动，转子上的凸齿数与发动机气缸数相等。 磁感应点火信号
2、发生器是利用电磁感应原理工作的，当通过传感线圈的磁通发生变化时，在传感线圈内便产生交变电动势，它相当于一个极小的发电机。其永久磁铁的磁路是；永久磁铁N极一空气隙一信号转子一空气隙一铁心(通过传感线圈)一永久磁铁S极。当发动机未转动时，信号转子不动，通过传感线圈的磁通未发生变化，传感线圈不产生电动势，因而无信号输出。当发动机转动时，信号转子便由分电器轴带动旋转，这时信号转子的凸齿与铁心间的空气隙将发生变化，使通过传感线圈的磁通发生变化，因此在传感线圈中便产生感应电动势。信号发生器的具体工作过程如下： 当信号转子的两个凸齿中央正对铁心的中心线时，如图4-25a所示，磁路中凸齿与铁心间的空气隙最长，
3、通过传感线圈的磁通量最小，且磁通变化率为零。 如果信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间的空气隙越来越小，通过传感线圈的磁通逐渐增大。当信号转子凸齿的齿角与铁心边线相对时，如图4-25b所示，通过传感线圈的磁通急剧增加，磁通变化率最大；当信号转子转过图4-2后，虽然磁通仍在增加，但磁通变化率降低；当信号转子凸齿的中心正对铁心的中心线时，如图4-25c所示，空气隙最小，通过传感线圈的磁通最大，但此时磁通变化率为零。 当信号转子继续顺时针转动时，凸齿与铁心间的空气隙逐渐增大，通过传感线圈的磁通逐渐减小；当信号转子凸齿的齿角正对铁心的边缘时，如图4-25d所示，磁通急剧的减小，
4、通过传感线圈的磁通变化率为负向最大值。 由上述分析可知，信号转子转动过程中，通过传感线圈的磁通的变化情况如图4-26a所示，图中a、b、c、d各点与图425工作过程中的a、b、c、d位置相对应。当信号转子转一周时，通过传感线圈的磁通出现六次最大值和六次最小值。 由于传感线圈感应电动势的大小与线圈磁通变化率成正比，因而当图426a中a、c点磁通变化为零时，其感应电动势也为零。图中b、d点磁通变化率为最大时，其感应电动势也为最大，所不同的是b点的磁通为增加，d点的磁通为减小，致使两点产生的感应电动势极性相反，如图4-26b所示，可见信号转子转动时，传感器线圈两端产生的信号是交变电动势。信号转子转一
5、周，产生六个交变信号，该交变信号输入到点火器，以控制点火系统工作。 当发动机转速变化时，传感线圈中的磁通变化率也跟着变化。转速越高、磁通变化率越大，感应电动势也越高。不同转速时，传感线圈内的磁通及感应电动势的变化情况如图4-27所示。 由于信号转子的凸齿和铁心之间的空气间隙，直接影响到磁路的磁阻和传感线圈输出信号电压的高低，因而使用中空气间隙的大小不能随意变动。如间隙变化，应进行正确调整。 磁感应信号发生器结构较简单，便于批量生产，耐高温，适用各种环境下工作，90年代以前被广泛采用，其缺点是低速时信号较弱，不能完全反映触点信号，影响控制精度，90年代后较少用于电子点火系统。 二、磁感应式无触点
6、电子点火系统的基本电路及工作原理(见图4-23)点火器组装在一个小盒内，用来对点火系统的工作进行控制。点火器中有5个晶体管，VT1是NPN型晶体管，由于其发射极与基极相连接，故相当于一个二极管(如图4-28)，只有当图中P点电位高于A点电位(晶体管VTl的基极电位高于集电极电位)时，VT1才导通，VT1主要起温度补偿作用。VT2为触发管，起信号检测作用。VT3、VT4起放大作用，将VT2的输出进行放大以驱动VT5。VT5为大功率管，串联在点火线圈的初级电路中，控制初级电路的通断。工作原理如下： 1)发动机未转动时，信号发生器传感线圈输出电压为零。当接通点火开关S后，在蓄电池直流电压的作用下，V
7、T1处于正向电压作用而导通，蓄电池电流经R4、R1、VTl、传感线圈构成回路。此时，在蓄电池直流电压作用下，P点电位高于晶体管VT2的开启电压Ube，晶体管VT2处于导通状态，VT2导通后，其集电极电位降低，使晶体管VT3处于截止状态。VT3截止时，蓄电池通过只，向晶体管VT4提供基极电流，使VT4导通，VT4导通时，R7上的电压降给大功率管VT5提供正向偏压，使VT5导通，接通初级电路，其电路是：蓄电池“+”-点火开关-附加电阻Rf-点火线圈初级绕组-VTs-搭铁一蓄电池“”，此时初级绕组中有电流流过，在线圈中形成磁场。 2)传感线圈产生正向信号电压时，起动发动机，分电器开始转动，信号发生器
8、的传感线圈开始产生交变电动势信号。当传感线圈产生正向电压时，即图4-23中A端为正、B端(搭铁端)为负时VTl处于反向电压作用而截止，此时P点仍保持其高电位，使VT2继续导通，VT3继续截止，VT4、VT5继续导通，点火线圈初级绕组继续保持有电流通过。 因此，在传感线圈产生正向信号电压的瞬间，与发动机不转动时一样，VT2、VT5继续导通，点火线圈初级电流继续保持接通。 3)传感线圈产生负向信号电压时，当分电器继续转动，传感线圈产生负向信号电压时，即图4-23中B端为正、A端为负时，使VTl导通，P点电位降低。当P点的电位低于VT2开启电压Ube时，VT2开始截止，当VT2截止后，蓄电池通过R4
9、、R2向VT3提供基极电流，使VT3导通，VT3导通后则使VT4、VT5截止，初级绕组中的电流被切断，磁场迅速消失，次级绕组产生高压电。 点火信号发生器输出电压与晶体管VT2、VT5以及次级电压U2之间的关系如图4-29所示。图中以粗直线为界，电压高于粗直线，VT2、VT5导通，接通初级电路；电压低于粗直线，VT2、VT5截止，切断初级电路，点火线圈产生高压电。发动机不断转动，重复上述过程，点火线圈不断产生高压电，每转一周，各缸轮流点火一次。 由上述可知，该点火器工作中，只要点火开关处于接通状态，尽管发动机还未转动，由于VT2、VT5导通，点火线圈中就有初级电流，因此停车时，不要忘记关断点火开
10、关。这一点也是该点火器需要改进的地方。 4)其他元件的作用 VTl管的作用，VTl起温度补偿作用，使VT2的导通与截止时间不受温度影响。其补偿原理是：高温时，VT，的导通电压Ube降低，VT2较常温时提前导通、截止滞后，从而使点火时间推迟，且温度越高，延迟时间越长。而当采用温度特性相同的VT，与VT2并联后，温度升高时，VTl的基极与集电极时(相当于二极管)的正向电压降也下降，使P点电位降低，正好补偿了VT2在温度升高时导通电压Ub降低的影响，使VT2的导通和截止时间与常温时相同。 稳压管的作用，vs1、vs2两个稳压管反向串联后，与点火信号发生器的传感线圈并联，其作用是高转速传感线圈产生的信
11、号电压高于稳压管的反向击穿电压时，稳压管立即导通，将传感线圈输出的正向和负向信号电压波峰全部削平，使其稳定在某一数值，保护VTl和VT2不受损害。VS3与R4组成稳压电路，其作用是保证VT1和VT2在稳定的电源电压下工作。因为电源电压升高时，会使P点电位升高，造成VT2通导时间增长，点火时间延迟。VS4的作用是保护VT5管，当VT5截止时，VS4可将初级绕组的自感电动势限制在某一值2内，保2护VT5不致被击穿。 电容器的作用，C1的作用是消除点火信号放生器传感线圈输出电压波形上的毛刺，使电压平滑稳定，防止误点火，使点火时间准确无误。C2与R4组成阻容吸收电路，其作用是吸收瞬时过电压，防止误点火。 电阻R3的作用，R，为正反馈电阻，加速VT2(也是VT5)翻转。
