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1、第二章发动机的检测与诊断第五节点火系统检测与诊断,点火系概述传统点火系的组成、工作原理和特性点火系统的分类点火系主要零部件的结构点火正时检测与调整点火波形检测与调整,汽车点火系统,点火系是汽油机正常工作所必需的电器系统之一。,第一节 点火系概述,一、点火系发展历史二、点火系作用三、点火系的要求四、点火系种类,一、点火系发展历史,十九世纪八十年代出现磁电机为电源的点火系 磁电机提供高压给点火线圈，但由于其结构复杂、低速点火性能差，主要应用于摩托车等小型发动机上。二十世纪初出现传统点火系，即以蓄电池和发电机为电源的点火系二十世纪六十年代出现电子点火系二十世纪七十年代初出现无触点的电子点火系。目前，
2、广泛使用。二十世纪七十年代末开始使用微机控制点火时刻的电子控制系统。,二、点火系作用 1.在汽油发动机中，气缸内混合气是由高压电火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。2.点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动机点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气；3.并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；4.还能在更换燃油或安装分电器时进行人工校准点火时刻。,三、点火系的要求,无论是哪一类的点火装置，均有共同的技术性能要求，即应在发动机各种工况和使用条件下保证可靠而准确地点火，为此应满足以下三个方面的要求：1能产生足以击穿火花塞间隙的高电压2火花应具有足
3、够的能量3点火时刻应适应发动机的工作情况,1能产生足以击穿火花塞间隙的高电压,火花塞电极击穿而产生火花时所需要的电压称为击穿电压。点火系的次级电压必须高于击穿电压，才能使火花塞跳火。传统的电子点火装置产生的电压均在15-20KV，电子点火系统可达20-30KV。,2火花应具有足够的能量,发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度接近其自燃温度，仅需要1-5mJ的火花能量。但在混合气过浓或是过稀时，发动机起动、怠速或节气门急剧打开时，则需要较高的火花能量。经济性和排气净化要求提高火花能量。电子点火系一般应具有80-100mJ的火花能量，起动时应产生高于100mJ的能量。,3点火时刻应适应发动机的
4、工作情况,实践证明，燃烧最大压力出现在上止点后10-15时，发动机的输出功率最大，此时所对应的点火提前角为最佳点火提前角。影响最佳点火提前角的因素很多，主要有（1）发动机转速（2）发动机负荷（3）汽油辛烷值,四、点火系种类,点火系按采用的电源不同，可分为蓄电池点火系和磁电机点火系两大 类。蓄电池点火系按是否采用电子元件控制可分为传统点火系电子点火系微机控制点火系统,1 传统点火系,汽车上的蓄电池或发电机向点火系提供电能，机械触点控制点火时刻，点火时刻的调节采用机械式自动调节机构，储能方式为电感储能。优缺点：传统点火系结构简单，成本低，是一种应用较早、较普遍的点火系。但该点火系工作可靠性差，点火
5、状况受转速、触点技术状况影响较大，需要经常维修、调整。随着汽车技术发展，传统点火系越来越不适应现代发动机对点火的要求，正日趋被新的电子点火系所取代。,一、传统点火系统的组成,1电源：蓄电池（起动）或者是发电机（正常工作），供给点火系统的低压电能，标准电压一般是12V。2点火线圈：为自耦变压器，将12V的低压电变成1520KV的高压电。3分电器：（1）信号发生器（断电器和电容器）：产生点火的信号。（2）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的火花塞。（3）点火提前机构：随发电机转速、负荷和汽油辛烷值的变化改变点火提前角。,4火花塞：将高压电引入气缸燃烧室，产生电火花点燃混合
6、气。5点火开关：控制点火系统初级电路，还可以控制仪表电路和起动继电器电路等。6.高压导线：用以连接点火线圈与分电器中心插孔以及分电器旁电极和各缸火花塞。7附加电阻：改善正常工作时的点火性能和起动时的点火性能。,断电器10实际上是一个由凸轮操纵的开关，主要由凸轮、活动触点和固定触点组成。断电器凸轮由发动机凸轮轴驱动，并以同样的转速旋转，即曲轴每转两转，凸轮轴转一圈。为了保证曲轴每转两转各缸轮流点火一次，断电器凸轮的凸桂数与发动机的气缸数相同。断电器的触点与点火线圈的初级绕组串联，用来接通或切断点火线圈初级绕组的电路。配电器由分电器盖与分火头组成，分火头安装在断电器轴上，与轴一起旋转。分电器盖上有
7、中心电极和若干个侧电极，侧电极的数目与发动机气缸数相等，经高压导线与各火花塞相连。,点火系能将12V的低压电转变为20kV以上的高压电是靠点火线圈5和断电器10来共同完成的，然后再由配电器1分配到各缸火花塞。,点火线圈5实际上是一个自藕变压器，将低电压变为能击穿火花塞间隙所需的高电压，主要由一次绕组、二次绕组和铁心组成。,点火线圈一次绕组5的一端经点火开关6与蓄电池相连，另一端接活动触点7，固定触点8已通过断电器外壳接地，断电器触点间并联有电容9。接通点火开关6，当断电器触点7闭合时，低压的一次电流（流进一次绕组中的电流称为一次电流）由蓄电池的正极经点火开关6到点火线圈的一次绕组5（24037
8、0匝的粗导线）到断电器触点臂7、触点8到搭铁流回蓄电池的负极，由于回路中流过的是低压电流，所以称这条电路为低压电路或一次侧电路。一次绕组通电时，其周围产生磁场。当断电器凸轮顶开活动触点7时(图b),一次侧电路被切断,一次电流迅速下降到零,铁心中的磁通随之迅速衰减,在二次绕祖4上感应出高的电压,使火花塞两电极之间的间隙被击穿,产生火花。,二、传统点火系的工作原理,点火线圈二次绕组中的感应电压称为二次电压，其中通过的电流称为二次电流。二次电流所流过的电路称为二次电路或高压电路。发动机工作时，在断电器触点7与8分开瞬间，二次侧电路中分火头3恰好与侧电极对准。二次电流从点火线圈的二次绕组4蓄电池正极蓄
9、电池搭铁火花塞侧电极11下一火花塞中心电极11上一高压导线一配电器旁电极2 分火头3配电器中心电极1点火线圈二次绕组4（由于高压电流是点火线圈中的二次侧感应电流，故其方向与原低压电流相反）。,二、传统点火系的工作原理,链接,二、传统点火系统工作特性与影响二次电压的因素,工作特性：指点火系统发出的最大电压随发动机转速或分电器转速而变化的关系。实际指最高的二次侧电压U2max。1.发动机转速对二次电压的影响 二次电压的最大值将随发动机转速的升高而降低。这是发动机高速容易断火的原因。但实际上，转速很低时，由于触点打开慢，触点间的火花损失一部分能量而使二次电压的最大值U2max减小。2.火花塞积炭时对
10、二次电压的影响若化油器调节不当或润滑油过多，会在火花塞绝缘体上形成积炭相当于火花塞电极之间并联了一个分路电阻，使二次电路在火花塞被击穿之前已构成闭合回路，造成漏电，使二次电压降低，降低点火性能，严重时不能形成电火花，丧失点火能力。补救办法：在积炭严重时，不能点火，可以采用吊火的方法，即拔出高压导线，使其与火花塞间保留34毫米的间隙，使次级电压上升过程中不发生泄漏，当次级电压上升到一定值后，将火花塞间隙与附加间隙同时击穿，则火花塞便能正常跳火。此方法只能临时补救，不能长期使用，增加点火线圈的负担。,二、传统点火系统工作特性与影响二次电压的因素,3.发动机的缸数对二次电压的影响。二次电压最大值随气
11、缸数量升高而降低。为了提高传统点火系在多缸、高速发动机上工作的可靠性，可以通过增大一次断开电流，延长触点闭合时间等方法改善点火特性。4.触点间隙对二次电压的影响 间隙过大，二次电压降低，主要是因为闭合时间短。间隙过小，二次电压也会降低，是因为触点火花严重。国产汽车触点最大间隙为0.350.45毫米。5.电容对二次电压的影响 电容越小，二次电压越高，实际上，电容不能过小。电容器应与点火线圈匹配，取0.150.35uF，分布电容可以起到抗干扰的作用。6.点火线圈温度对二次电压的影响 通常情况下，点火线圈的温度不超过80度。,三、附加电阻,附加电阻也称热敏电阻，它由低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝制成，具有
12、温度升高时电阻迅速增大、温度降低时电阻迅速减小的特点。附加电阻作用：改善正常工作时的点火性能和起动时的点火性能。,四、附加电阻,发动机工作时，可利用附加电阻这一特点自动调节初级电流，可以改善点火系工作特性。当发动机低速工作时，初级电流增长时间长，电流大，附加电阻受热使阻值增大（承担压降），避免了初级电流过大，防止点火线圈过热；当发动机高速工作时，初级电流增长时间短，电流小，附加电阻温度较低而阻值减小（承担压降），可使初级电流下降的少些，保证了发动机在高速工作时点火系统能供给较强的高压电而不断火。所以转速变化时，附加电阻较好地解决了高速断火和低速点火线圈过热的矛盾，改善了点火性能。当发动机起动时
13、，由于蓄电池的端电压会急剧下降，致使初级电流减小，点火线圈不能供给足够的高电压和点火能量。为了克服这一影响，在起动时将附加电阻短路，以增大初级电流，提高次级电压和火花能量，从而改善了发动机的起动性能。,五、附加电阻,五、附加电阻,2电子点火系,蓄电池或发电机向点火系提供电能，晶体管控制点火时刻，点火时刻的调节采用机械式调节机构或电子调节机构，储能方式有电感储能和电容储能两种。特点：电子点火系的点火电压和点火能量高，受发动机工况和使用条件的影响小，结构简单，工作可靠，维护、调整工作量小，节约燃油，减小污染，应用日益广泛。,电子点火系的分类,1按储能方式分类（1）电感储能电子点火系：火花能量以磁场
14、形式储存在点火线圈中，如蓄电池点火系；点火系统在点火线圈的初级电路切断时产生高压点火。（2）电容储能电子点火系：火花能量以电场形式储存在储能电容器的电场中；点火系统在储能电容器与点火线圈的初级电路接通时产生高压点火。,电子点火系的分类,2按信号发生器型式分类（1）磁感应式；（2）霍尔式；（3）光电式；（4）电磁震荡式。,3、微机控制点火系,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电脑）、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。,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。
15、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：l）曲轴位置传感器：检测两个信号：曲轴转角(或发动机转速)，检测发动机转速信号 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）,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；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；9）空调开关：检测空调是开
16、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。,2电子控制器（ECU）控制电脑一般被称为ECU，英文为（Electronic Control Unit）它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。,2电子控制器（ECU）：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。,3点火器 点火器
17、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。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。,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。,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
18、。,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。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。,2、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 同时点火方式
19、单独点火方式,两缸同时点火,丰田汽车发动机微机控制系统,第三节、点火系统主要零件的结构,一、分电器传统分电器构成：1.配电器2.断电器3.电容器4.点火提前调节机构,分电器,配电器,配电器装于断电器的上方，由分电器盖、分火头组成，见图。作用：将点火线圈产生的高压电，按照发动机的工作顺序(即点火顺序)送至各缸的火花塞。,配电器,配电器,断电器,断电器结构特点 断电器主要由凸轮、活动触点、固定触点等组成。该触点副俗称白金，由坚硬耐高温的钨合金制成；断电器的凸轮在旋转过程中反复地控制着触点的关闭、通断初级电流。,电容器,电容器和断电器的触点是并联的，其任务是给初级自感电动势形成回路，减轻触点的烧蚀，
20、加快初级电流的通断速率。,点火提前装置,离心式点火提前装置和真空式点火提前装置的最终作用是反映在触点副上，使点火提前角随着发动机转速和负荷的变化而变化，以获得最佳的点火提前角。点火系工况不仅受触点的影响，而且与点火提前装置、电容器和凸轮的技术状况紧密相关。所以当人们分析点火系工况时，应联系到这些相关的电器和零部件。例如，当凸轮的棱角严重磨损时，就会影响触点的开闭时间；电容器漏电时，触点就会迅速烧蚀。,（1）离心点火提前装置,在分电器轴2上固定有托板4，两个重块1分别套在托板4的柱销5上，重块1的另一端由弹簧3拉向轴心。信号发生器的转子与拨板7一起套在分电器轴2上，拨板7的两端有长形孔，套于离心
21、块1的销钉6上。结构如图。在转速变化时，利用离心力自动使信号发生器提前产生点火信号来调节点火提前角。作用：随发动机转速的变化而自动改变点火提前角。,离心调节器,点火提前装置,（2）真空式点火提前调节装置作用：随发动机负荷的变化而自动改变点 火提前角。,真空调节器,作用：在发动机负荷变化时，自动调节点火提前角。装于分电器壳体一侧。在外壳内固定有弹性金属片制成的膜片，膜片中心一侧与拉杆固连，另一侧压有弹簧。拉杆由壳底座孔中伸出，与底板相连，拉动底板带着信号发生器的定子相对于轴产生角位移。,真空调节器,触点间隙的调整（）,分电器的型号,分电器的型号为：FD表示传统分电器；FDW表示无触点分电器；F、
22、D、W分别表示“分”、“电”、“无”。传统分电器和无触点分电器的分类代号如下：,变型代号,设计序号,分组代号,分类代号,FD,产品代号：F表示：“分”，D表示“电”,分电器的型号,分电器的型号为：,变型代号,设计序号,分组代号,分类代号,FD,产品代号：F表示：“分”，D表示“电”,传统分电器分组代号：,无触点分电器分组代号：,二、点火线圈,点火线圈由初级绕组、次级绕组和铁心等组成。按磁路结构形式不同，可分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈。,点火线圈,将12V的低压电变成1520KV的高压电。,点火线圈,初级线圈230-370匝,次级线圈11000-23000匝,点火线圈,二、点火线圈,传统的
23、开磁路点火线圈的基本结构如图，主要由铁心2、绕组(3和4)、胶木盖8、瓷杯1等组成。开磁路点火线圈其铁心2用0.30.5mm厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级绕组3和次级绕阻4。次级绕组居内，通常用直径为0.060.10mm的漆包线缠绕1100023000匝；初级绕阻居外，通常用直径为0.51.0mm的高强漆包线缠绕230370匝。点火线圈有两接线柱图a和三接线柱图b之分。,闭磁路点火线圈,闭磁路点火线圈,闭磁路点火线圈的铁心是“曰”字形或“口”字形，磁路中只设有一个微小的气隙6，其磁路图4-17所示。闭磁路点火线圈漏磁少，磁阻小，变换效率高，可使点火线圈小型化，因此得到广泛应用。,点火线圈的型号
24、,点火线圈的型号为：DQDQG表示干式点火线圈；DQD表示电子点火系统用点火线圈；G、D分别表示“干”、“电”。电压等级：V；V；6-6V分组代号是用其用途来表示的：,变型代号,设计序号,分组代号,电压等级,产品代号：D表示：“点”，Q表示“圈”,三、火 花 塞,作用：将高压电引进发动机燃烧室，在电极间形成火花，以点燃可燃混合气。火花塞拧装于气缸盖的火花塞孔内，下端电极伸入燃烧室。上端连接分缸高压线。火花塞是点火系中工作条件最恶劣、要求高、易损坏部件。外形图。,火花塞,火花塞,火花塞主要由瓷绝缘体2、中心电极9、侧电极10和壳体5等部分组成，如图所示。电极一般采用耐高温、耐腐蚀的镍锰合金钢或铬
25、锰氮、钨、镍锰硅等合金制成，也有采用镍包铜材料制成，以提高散热性能。火花塞电极间隙多为0.60.7mm，电子点火其间隙可增大至1.01.2mm。,火花塞的结构,1、接线螺母2、高氧化铝陶瓷绝缘体3、商标4、钢质壳体（六角形）5、内垫圈（密封导热）6、密封垫圈7、中心电极导电杆8、火花塞裙部螺纹9、电极间隙10、中心电极和侧电极11、型号12、去干扰电阻,提高对点火系电磁干扰的抑制能力,其他一些型式的火花塞,多极火花塞,改善点火性能,“V”型电极火花塞,其他一些型式的火花塞,火花塞要求,1混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲击，要求火花塞必须有足够的机械强度。2火花塞承受着交变的高电压，要
26、求它应有足够的绝缘强度，能承受30kv高压。3混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达15002200，进气时又突然冷却至5060，因此要求火花塞不但耐高温，而且能承受温度剧变，不出现局部过冷或过热。4混合气的燃烧产物很复杂，含有多种活性物质，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐蚀。因此要求火花塞要耐腐蚀。5火花塞气密性应当好，以保证燃烧室不漏气。6.火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有合适的电极间隙。7.火花塞安装位置要合适，以保证有合理的着火点。,火花塞的热特性,火花塞裙部的温度：1、500700为自净温度，适当。2、温度过高，形成炽热点火，损坏发动机。,决定受热情况和散热条件,热型：裙部
27、较长，吸热多，散热难，温度高冷型：裙部较短，吸热少，散热易，温度低,适用于大功率高压缩比高转速的发动机,功率转速和压缩比较低的发动机,火花塞的热特性,要使火花塞能正常工作，其下部绝缘体裙部的温度应保持在500700C，这样才能使落在绝缘体上的油滴立即烧掉，不致形成积炭，通常称这个温度为火花塞的“自净温度”。如果温度低于自净温度，就可能使油雾聚积成油层，引起积炭而不能跳火；如果温度过高，例如超过850，会形成炽热点，发生表面点火，使发动机燃烧恶化。,火花塞的热特性,火花塞裙部的工作温度取决于火花塞热特性和发动机气缸的工作温度。火花塞热特性就是指火花塞吸收的热量与散出的热量达到平衡状态时的温度。影
28、响火花塞热特性的主要因素是火花塞裙部的长度。裙部较长时，受热面积大，吸收热量多，而导致散热传播路径长，散热困难，裙部温度较高，把这种火花塞称为“热型”火花塞。反之，当裙部较短时，吸收热量少，散热容易，裙部温度较低，把这种火花塞成为“冷型”火花塞，如图4-20所示。,火花塞的散热,火花塞的型号,E,4,T,1989年标准：,1、表示火花塞结构类型和主要型式尺寸。2、表示火花塞热值。3、表示火花塞派生产品结构特征，发火端特征材料特性及特殊技术要求。,1,2,3,火花塞使用中常见的故障,集炭,烧蚀,烧蚀,第四节、磁感应式无触点电子点火系统,磁感应式电子点火系组成磁感应式电子点火系又称为磁脉冲式电子点
29、火系，由分电器(内装磁感应式点火信号发生器）、点火器、点火线圈(专用)、火花塞等部件组成。,1磁感应信号发生器,（1）组成该信号发生器安装在分电器内的底板上。由信号转子1、永久磁铁2、铁心3、传感线圈5组成。,1磁感应信号发生器,（2）工作原理利用电磁感应原理，信号转子转动时，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动势，该交变电动势输入到点火器，以控制点火系统工作。其工作过程（假设信号转子顺时针转动）见图。,（2）工作原理,当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
30、信号转子凸齿的齿角与铁心边缘相对时，磁通急剧增加，磁通变化率最大(图b)。随着信号转子继续转过，虽然磁通仍在增加，但磁通变化率降低；直到信号转子凸齿的中心正对铁心的中心线是，空气间隙最小，通过传感线圈的磁通最大，但此时磁通变化率为0(图c)。,链接,2点火系的基本电路及工作原理,日本丰田MS75系列汽车装用的磁脉冲式无触点电子点火系的电路原理图见图4-25。,1-点火信号发生器 2-点火器 3-点火线圈 4-点火开关 5-蓄电池,（1）点火器中三极管作用,VT1发射极与基极相连，相当于一个二极管，起温度补偿作用；VT2触发管，起信号检测作用；VT3、VT4放大作用，将VT2输出放大以驱动VT5
31、；VT5大功率管，控制初级电流的通断。,点火系的基本电路及工作原理分析,1）发动机未转动时，信号发生器传感器线圈输出电压为0。接通点火开关4，VT1导通。蓄电池电流经R3、R1、VT1、传感线圈构成回路。此时P点位高，使VT2导通。VT2导通后，其集电极电位降低，使VT3截止。VT3截止，蓄电池由R5向VT4基极供电使VT4导通。VT4导通，使R7承担正向压降，使VT5导通。VT5导通接通初级电路：蓄电池+点火开关附加电阻初级绕组VT5搭铁蓄电池-。此时初级绕组中有电流通过，在线圈中形成磁场。,点火系的基本电路及工作原理分析,2）传感线圈中产生正向信号电压时，起动发动机，分电器开始转动，信号发
32、生器的传感线圈开始产生交变电动势信号。此时传感线圈A端为正，B端为负，VT1处于反向电压而截止；此时P点电压仍保持高电位，使VT2继续导通，VT3继续截止，VT4、VT5继续导通，初级电路仍然接通。,点火系的基本电路及工作原理分析,3）当分电器继续转动，传感线圈中产生负向信号电压时，即B端为正，A端为负时，VT1处于正向电压而导通，P点电位降低，使VT2截止。当VT2截止后，蓄电池通过R3、R2向VT3提供基极电流，VT3导通。VT3导通后则使VT4、VT5截止，初级电路中的电流被切断，磁场迅速消失，次级绕组产生高压。,点火系的基本电路及工作原理分析,由以上分析可看出，只要点火开关处于接通状态
33、，尽管发动机还未起动，但由于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关。,其它元件作用看教材,VS1、VS2稳压管反向串联后与点火信号发生器的传感线圈并联，在高转速时，使传感线圈输出的正向和负向电压稳定在某一数值，保护VT2不受损害；VS3稳压管与R4组成稳压电路，保证VT1、VT2保证在稳定电压下工作；VS4当VT5管截止时，将初级绕组的自感电动势限制在某一值内，保护VT5管；C1消除点火信号发生器传感线圈输出电压波形上的毛刺，防止误点火；C2与R4组成组容吸收电路，吸收瞬时过电压，防止误点火；R3的作用是加速VT2级VT5的翻转。,第五节 霍尔式电子点火系
34、统,霍尔式电子点火系由分电器(内装霍尔信号发生器)、点火器、火花塞、点火线圈等组成。下面以桑塔纳轿车用霍尔式电子点火系统(见图4-28)为例说明其工作过程。,桑塔纳点火器接线引脚：1脚：接点火线圈负极（初级）接线柱，绿色导线；2脚：接地线，接蓄电池负极，棕色导线；3脚：霍尔传感器的地线,接霍尔传感器负极，棕白色寻线；4脚：电源线，接点火线圈正极接线柱，黑色导线；5脚：接霍尔传感器的电源线，红黑色导线；6脚：接霍尔传感器的信号线，绿白色导线;7脚：空脚,一、霍尔信号发生器,霍尔效应原理见图4-29。当电流通过放在磁场中的半导体基片(称霍尔元件)，且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半
35、导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压UH。,霍尔信号发生器,2组成霍尔信号发生器位于分电器内，由分电器轴带动的触发叶轮1和霍尔传感器4组成。触发叶轮1像传统的分电器凸轮一样，套装在分电器轴的上部，可随分电器轴一起转动，又能相对分电器轴作少量转动，以保证离心调节装置正常工作。霍尔传感器由永久磁铁3和霍尔集成块2组成。,链接,霍尔信号发生器,霍尔集成块由霍尔元件和集成电路组成。霍尔元件输出霍尔电压UH 约20mV，信号很微弱，需要集成电路把霍尔电压信号经过放大、脉冲整形，最后以整齐的矩形脉冲波（方波）输出可达几百mV，输出给点火器。,霍尔信号发生器,3工作
36、原理(见图)分电器轴带动触发叶轮1转动，当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路末级三极管截止，信号发生器输出高电位；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压，集成电路末级三极管导通，信号发生器输出低电位。,霍尔信号,叶片不停的转动，信号发生器便输出一个个矩形波信号，作为控制信号给点火器,再由点火器控制初级电路的通断。霍尔信号发生器完成功能时波形见图。,二、点火器,桑塔纳轿车点火系器外形结构见图4-34。,点火器,点火控制器内部采用意大利SGS-THOMSON公司生产的L497专用点火集成块，见图4-35。该点火器除具
37、有基本功能(即开关管接通和切断初级电路),还具有初级电流上升率的控制(限流或恒流控制)、闭合角控制、停车断电保护和过电压保护等功能。,三、点火系的工作过程,霍尔电子点火系（点火器内装专用点火集成块）原理图,1基本功能,1）发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器的触发叶轮旋转。当触发叶轮的叶片进入空气隙时，信号发生器输出高电压信号1112V，使点火器集成电路中末级大功率三极管导通VT，点火系初级电路接通：电源“”点火线圈W1点火控制器（三极管VT）搭铁。,1基本功能,（2）当触发叶轮的叶片离开空气隙时，信号发生器输出0.30.4V的低电压信号，使点火器大功率三极管截止，初级电路切断，次级产生高
38、压。,链接2,链接1,四、电子点火系统使用注意事项,1拆卸点火系的导线时，应先关掉点火开关；2当利用起动机带动发动机旋转，而又不想使发动机起动时，应拔下分电器中央高压线，并将其搭铁；3如果怀疑点火系有故障，而又必须拖动汽车时，应先拆下点火器插接件；4为防止无线电干扰，应使用1K电阻的高压导线、15K电阻的火花塞插头和1K电阻的分火头；5使用带快速充电设备的起动辅助装置起动时，电压不得超过16.5V，使用时间不得超过1min；6在车上电焊作业时，应先拆去蓄电池搭铁线；7清洗发动机时，必须关断点火开关,五、故障检查,1点火系统的检查 怀疑点火系统有故障时，可拔出分电器中央高压线，使其端部离气缸体5
39、-7mm，接通点火开关，起动发动机，观察高压线端部是否跳火，如无强烈火花，说明点火系统有故障。,2点火线圈、高压导线和分火头的检查,，次几次级绕组的电阻值，2.4-3 如电阻值符合规定，说明点火线圈良好，应及时装上点火线圈上的所有导线。每根高压导线的电阻值应为1 k左右，分火头电阻值应为1左右。,3点火器的检查,3点火器的检查,1)确认点火器电源电路是否正常，关断点火开关，拔下点火器的插接件，将万用表两触针接在线束插头的4和2接柱上，接通点火开关，电压表测得电压值应约为蓄电池电压。否则，应找出电源断路故障并予以拆除。2)确认点火器工作性能，关断点火开关，连接好点火器插接件，拔下分电器霍尔信号发
40、生插接件，将电压表两触针接在点火线圈的15(+）和1(一）接柱上。当接通点火开关时，电压表的电压值应为2-6V，并在1-2s后必须降为零值，否则应更换点火器。,3点火器的检查,3)确认点火器向霍尔信号发生器输出电压值是否正常，关断点火开关，将电压表的两触针接在霍尔信号发生器线束插头（十）和（一）接柱上，接通点火开关时，电压表测得的电压值应为5-11V，如低于5V或为OV，再用同样方法对点火器插接件中的接柱5和3进行测试，若电压值为5V以上，则说明点火器与信号发生器之间的线束有断路故障，应予以排除；若电压值仍为5V以下，则应更换点火器。,3点火器的检查,4霍尔信号发生器的检查,1)为了排除干扰因
41、素，一般该项检查应在点火线圈、点火器及连接导线检查正常的基础上进行测量信号发生器的输出电压，关断点火开关，打开分电器盖，拔出分电器盖上的中央高压线并搭铁，将电压表的两触针接在插接件信号输出线（0)和接地线（一）接柱上，如图4-47所示，然后按发动机转动方向转动发动机同时观察电压表上的读数，其值一般在0-9V之间变化。当分电器触发叶轮的叶片在空气隙时，其电压值为2-9V；V，若电压不在0-9V之间变化，则应更换霍尔信号发生器。,第十节微机控制点火系,丰田点火系,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
42、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。3）安装位置：（常见有以下几种）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。,Ne信号发生器,每转一圈产生24个信号,G信号发生器,曲轴位置转角传感器包括两个传感器：作用：判别活塞上止点位置。由信号转子和两个传感线圈组成，分别产生G1、G2两个信号。,G1信号用来检测第六缸上止点位置G2信号用来检测第一缸上止点位置实际检测上止点前10 G信号和Ne信号的关系如图所示。,G信号和Ne信号的关系,丰田ESA系统点火提前角的计算,
43、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,试验得出的数据,怠速修正暖机修正爆震修正,微机控制式提前角 传统机械式提前角,ESA系统的构成,闭合角控制,爆震控制,磁致伸缩式爆震传感器,压电式爆震传感器,共振型压电式爆震传感器的输出特性,共振型压电式爆震传感器的输出特性,非共振型压电式爆震传感器的输出特性,压电式爆震传感器a）非共振型 b）共振型 c）火花塞座金属垫型,时代超人AJR发动机点火系统,本田雅阁微机控制电子点火系统,别克君威微机控制电子点火系统,作 业,1.试述传统点火系的工作原理及过程。2.点火线圈的附加电阻有何作用?3.点火提前装置有哪几种？各起什么作用?,
