磁脉冲式无触点火装置

1 1、（磁感应式）磁脉冲式信号发生器工作原磁脉冲式信号发生器工作原理理1）组成：见图4-8（信号转子、永久磁铁、铁心、传感线圈）2）作用：产生点火控制信号，送到点火器3）安装位置：安装在分电器中原来安装断电器触点的活动底板上。第1页/共75页1 1、磁感应式（磁脉冲式）信号发生器工作原理工作原理4）工作原理：当信号转子随分电器轴转动时，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压信号，用这个信号作为点火控制信号。第2页/共75页第3页/共75页磁感应式（磁脉冲式）信号发生器5 5）信号电压波形图第4页/共75页6）转速对信号电压波形的影响第5页/共75页7）铁心间隙对信号对信号电压波形的影响第6页/共75页磁感应式（磁脉冲式）信号发生器应用 磁感应式信号发生器结构较简单，便于批量生产，耐高温，适用各种工作环境，故被广泛采用。北京切诺基、新解放、等汽车的点火系都是这种类型 第7页/共75页2、电子点火器工作原理第8页/共75页工作工作原理原理AB第9页/共75页第七节 霍尔式无触点电子点火系1、霍尔效应原理：如图410所示，当电流I通过放在磁场中的半导体基片（称为霍尔元件）且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直与电流和半导体基片的横向侧面上即产生一个电压，这个电压称为霍尔电压UH 霍尔电压UH的大小：第10页/共75页2、霍尔式信号发生器 1）霍尔信号发生器的基本结构：图411 a 触发叶轮：b 霍尔传感器：（由永久磁铁霍尔集成块组成）第11页/共75页2、霍尔式信号发生器1）霍尔信号发生器的基本结构：霍尔集成块：霍尔集成块包括霍尔元件和集成电路如图第12页/共75页霍尔信号发生器的工作原理第13页/共75页霍尔信号发生器的工作原理：2）原理：触发叶轮转动时，每当叶片进入空气隙，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，集成电路输出端三极管截止，信号发生器输出高电位；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁通通过霍尔集成块，构成回路，这时，霍尔集成块产生霍尔电压，集成电路输出端三极管导通，信号发生器输出低电位。叶片不停的转动，信号发生器输出一个矩形波信号，作为控制信号给点火器。由点火器控制初级电路的通断。第14页/共75页第15页/共75页第16页/共75页 信号发生器输出的信号波形：第17页/共75页霍尔信号发生器的优缺点：1）工作可靠，无磨损，不受灰尘油污影响，无调整部件，小型坚固，寿命长。2）发动机起动性能好，信号的强弱与发当即转速无关。3）价格较高第18页/共75页3、霍尔式电子点火系的点火器1、桑塔纳霍尔式电子点火系统的组成。图6-16第19页/共75页点火器外形功能：控制初级电路通断;控制初级电流大小；控制闭合角大小；停电保护；过压保护，反向保护，慢恢复控制 集成片 第20页/共75页点火器电路图第21页/共75页 霍尔式电子点火器的工作原理1）基本功能接通点火开关，发动机转动，分电器的信号发生器叶片转动，叶片进入空气隙，信号发生器输出高电位，送入点火器，点火器通过内部电路适时地驱动末级大功率三极管导通，初级电路接通；第22页/共75页叶片离开空气隙时刻，信号发生器输出端由高电位下跳为低电位），点火器大功率三极管导通，初级电路切断，产生次级高压。第23页/共75页 点火器的其它功能2）限流控制（恒流控制）1）桑车采用高能点火线圈2）高能点火线圈初级电路电阻小，电感小初级电流增长快，初级电流大，若不控制，点火线圈和点火器会因过热而损坏。第24页/共75页点火器的其它功能2）限流控制（恒流控制）3）控制电路原理：见图6-26第25页/共75页点火器的其它功能3）闭合角控制1）闭合角定义：闭合角是指点火器中控制初级电路的大功率三极管在导通期间分电器轴转过的角度第26页/共75页点火器的其它功能2）闭合角控制的必要性：若不控制，低速时，限流时间过长，造成点火线圈寿命降低，大功率管过渡发热第27页/共75页点火器的其它功能3）闭合角控制的方法在点火器中的闭合角控制电路，使发动机转速低时，延迟大功率管的导通，在转速高时提前导通，使大功率管VT的导通时间保持不变。第28页/共75页实际上控制下列情况下的时间t2保持不变：转速变化时；电源电压变化时；点火线圈参数变化时。如果转速等因素变化时，导通时间保持不变，则闭合角（导通角）是变化的。闭合角的变化由点火器中闭合角控制电路控制。第29页/共75页点火器的其它功能4）停车断电保护因汽车的停驶时间是随机的，就可能会处在初级电路导通期间而停驶，如果此时点火开关忘记关断，就会导致点火线圈和大功率管长期通电而加速损坏，因此而设置停车断电保护功能。第30页/共75页第八节 典型普通电子点火系应用举例第31页/共75页霍尔式电子点火系第32页/共75页磁感应式电子点火系第33页/共75页光电式无触点点火系光电式信号发生器如图所示：第34页/共75页第九节微机控制点火系第35页/共75页1、微机控制点火系的组成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。第36页/共75页1、微机控制点火系的组成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。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：第37页/共75页1、微机控制点火系的组成1、传感器各类传感器以及所传递的信号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）第38页/共75页1、微机控制点火系的组成1、传感器各类传感器以及所传递的信号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v4）氧传感器：检测空燃比浓稀信号第39页/共75页1、微机控制点火系的组成1、传感器各类传感器以及所传递的信号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；第40页/共75页1、微机控制点火系的组成1、传感器各类传感器以及所传递的信号9）空调开关：检测空调是开还是关信号10）蓄电池：检测电池电压信号v11）进气温度传感器：检测进气温度信号12）爆震传感器：检测爆震信号第41页/共75页1、微机控制点火系的组成2电子控制器（ECU）控制电脑一般被称为ECU，英文为（ElectronicControlUnit）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。第42页/共75页1、微机控制点火系的组成2电子控制器（ECU）（电脑）电子控制器（ECU电脑板）主要有：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。第43页/共75页1、微机控制点火系的组成3点火器点火器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。第44页/共75页1、微机控制点火系的组成3点火器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）内部第45页/共75页1、微机控制点火系的组成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。第46页/共75页1、微机控制点火系的组成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第47页/共75页1、微机控制点火系的组成6、火花塞第48页/共75页2、微机控制点火系的分类、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单独点火方式。第49页/共75页2、微机控制点火系的分类、微机控制点火系的分类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。第50页/共75页2、微机控制点火系的分类、微机控制点火系的分类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。第51页/共75页2、微机控制点火系的分类、微机控制点火系的分类2.无分电器点火系统(直接点火系统)无分电器点火系统，按照目前常见的型式又大致可分为两种类型：同时点火方式点火系统单独点火方式点火系统第52页/共75页两缸同时点火两缸同时点火第53页/共75页各缸单独点各缸单独点火火第54页/共75页日产无分电器点火系第55页/共75页第十节微机控制点火系应用实例丰田汽车发动机微机控制系统，常叫TCCS系统。它是一种综合性控制系统或者叫集中控制系统如图曲轴转交传感器水温传感器空气流量计氧传感器节气门位置传感器变速器空挡空调信号进气温度爆震传感器蓄电池电压第56页/共75页丰田点火系第57页/共75页丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统247页页 丰田车微机控制点火系统，其主要作用是控制点火提前角;常叫ESA系统，甩掉了传统的离心和真空调节机构，其点火提前角完全由微机进行控制该系统为非直接点火系统，即保留分电器中的配电器，点火线圈产生的高压电。经配电器送至各缸火花塞。第58页/共75页丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统1、曲轴位置转角传感器、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。第59页/共75页丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统1、曲轴位置转角传感器、曲轴位置转角传感器 3.安装位置：（常见有一下几种）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，结构如下图第60页/共75页丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统 1、曲轴位置转角传感器、曲轴位置转角传感器 4.结构及原理:曲轴位置转角传感器包括两个传感器：分电器曲轴基准位置传感器（G信号）曲轴转角传感器（Ne信号）第61页/共75页Ne信号发生器4.结构及原理:曲轴位置转角传感器包括两个传感器：曲轴转角传感器（Ne信号发生器）作用：检测曲轴转角及发动机转速信号每转一圈产生24个信号第62页/共75页G信号 发生器4.结构及原理:曲轴位置转角传感器包括两个传感器：曲轴基准位置传感器G信号发生器作用：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。第63页/共75页 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10G信号和Ne信号的关系如图644所示。G信号和Ne信号的关系第64页/共75页丰田点火系第65页/共75页丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统2、电子控制器（电脑）、电子控制器（电脑）1）在电子控制器的存储器（ROM）中，存储着点火控制程序和点火提前角的数据。点火提前角的数据是在各种工况下，通过大量实验获得的，它可使发动机在任何工况下，都能得到理想的或者最佳的点火时刻。第66页/共75页电脑选出最佳点火提前角2）在发动机工作中，电子控制器（电脑）根据各传感器输入的发动机信息，经过处理再从储器中选则出最佳电火时间，第67页/共75页电脑输出控制信号IGt3）根据曲轴转角传感器输入的G1、G2信号与Ne信号,判断出发动机曲轴（活塞）到达规定的位置时，适时的输出点火控制信号IGt至点火器.当IGt信号变成低电位时，点火器中大功率三极管截止，点火线圈的初级绕组电路被切断，次级统组产生高压电（约2035kV），通过配电器至火花塞处产生火花。第68页/共75页丰田点火系第69页/共75页ESA系统比传统精确的多ESA系统可以根据发动机每时运转状况，对点火时刻作出最佳调整，因而点火时刻控制比传统的离心、真空调节装置要精确的多。第70页/共75页丰田ESA系统点火提前角的计算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第71页/共75页ESA系统在发动机起动时一个固定的初始点火提前角（BTDC10）在发动机起动时，不经过微机计算，点火时刻直接由传感器信号控制一个固定的初始点火提前角（BTDC10），在发动机转速超过一定值时，自动转换成由微机输出的点火时刻信号IGt进行控制。第72页/共75页日产无分电器点火系第73页/共75页奥迪五缸无分电器点火系第74页/共75页感谢您的观看！第75页/共75页