汽车电子点火系统精编版课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,1,*,汽车点火系统,v,v,点火系统的,作用,是适时地为汽油发动机气缸内,已压缩的可燃混合气，提供足够能量的电火,花，使发动机能及时、迅速地燃烧做功。,点火系的,要求,1能产生足以击穿火花塞间隙的高电压;,2火花应具有足够的能量;,3点火时刻应适应发动机的工况变化.,汽车点火系统v点火系统的作用是适时地为汽油发动机气缸内,点火系统的分类：,（1）传统点火系,利用机械开关（即触点的闭合和打开）来控,制点火线圈初级电流的通断，完成点火工作的。,（2）电子点火系,利用半导体器件（如晶体三极管、晶闸管,等,）作为开关来控制点火线圈初级电流的通断，,完成点火工作。,随着对汽车发动机燃油经济性和排放指标的,要求越来越高，传统点火系已无法适应现代发动,机的点火要求，目前已逐渐被电子点火系统所取,代。,点火系统的分类：（1）传统点火系利用机械开关（即触点的闭合,4.1传统点火系,4.1.1传统点火系统的组成,传统点火系统主要由,电源、点火开关、点,火线圈、分电器、和火花塞,等部分组成，如下,图所示。,4.1传统点火系4.1.1传统点火系统的组成传统点火系统主,传统点火系统的组成,l点火开关,2起动开关,3蓄电池,4起动机,5高压导线,6阻尼电阻,7火花塞,8断电器,9电容器,10点火线圈,11附加电阻,12配电器,传统点火系统的组成l点火开关 2起动开关 3蓄电池,4.1.2传统点火系的工作原理,传统点火系,是利用电磁感应,原理，把来自蓄,电池或发电机的,12V低压电，经点,火线圈和断电器,转变为1520kV,的高压电，由分,电器按一定规律,送入各缸火花,塞，击穿其电极,间隙而点燃混合,气。其工作原理,如图所示。,传统点火系统工作原理示意图,4.1.2传统点火系的工作原理传统点火系传统点火系统工作原,发动机转速,对点火系统最高次级,电压的影响很大。次级电压随转速升,高而降低，是发动机高速时容易断火,的原因。,发动机转速对点火系统最高次级电压的影响很大。次级电压随转速升,2.,影响次级电压的其它因素,（1）发动机的气缸数,（2）火花塞积炭,（3）电容对次级电压的影响,（4）触点间隙对次级电压的影响,（5）点火线圈的温度,2.影响次级电压的其它因素（1）发动机的气缸数（3）电容对,开磁路点火线圈,a,）电路原理,b,）结构示意图,开磁路点火线圈a）电路原理b）结构示意图,闭磁路式点火线圈,闭磁路式点火线圈,（3）电容器,v,电容器装在分电器,的壳体上，它由两,条铝箔或锡箔组,成，一条箔带的底,部与外壳紧密接,触，另一条箔带则,通过与外壳绝缘的,导电片由导线引,出。,v,电容器工作时要承,受触点打开时初级,绕组产生的200,300V自感电动势，,因此要求其耐压为,500,V。,l,蜡纸,2,铝箔,3,外壳,4,引出线,（3）电容器v电容器装在分电器v电容器工作时要承l蜡纸,3.,火花塞,v,v,火花塞的,作用,是将点火线圈产生的高压电引,入发动机燃烧室，在其电极间隙中产生电火,花点燃混合气。,火花塞的,工作条件,极其恶劣，它要受到高,压、高温以及燃烧产物的强烈腐蚀，因此，,必须具有足够的力学强度，能够承受冲击性,高压电的作用，能承受剧烈的温度变化，并,具有良好的热特性，并要求火花塞采用难熔,耐蚀的材料，以抵抗高温燃气的腐蚀。,3.火花塞v火花塞的作用是将点火线圈产生的高压电引,火花塞的,结构,如下图所示:,在钢制壳体5的内部固定有,高氧化铝陶瓷绝缘体2，使中心,电极与侧电极之间保持足够的绝,缘强度。绝缘体孔的上部装有金,属杆3，通过接线螺母与高压分,线相连，下部装有中心电极10。,金属杆与中心电极之间用导电玻,璃6密封。中心电极用镍锰合金,制成，具有良好的耐高温、耐腐,蚀和导电性能。,火花塞的结构如下图所示:,火花塞的热特性（一）,当吸收和散发的热量达到平衡（实践,证明，当火花塞绝缘体裙部的温度保持在,500600）时，落在绝缘体上的油滴能立,即烧去，不形成积炭，这个温度称为火花,塞的,自净温度,。低于这个温度，火花塞常,因产生积炭而漏电，导致不点火；高于这,个温度，则当混合气与炽热的绝缘体接触,时，可能早燃而引起爆燃，甚至在进气行,程中燃烧，产生化油器回火。,火花塞的热特性（一）当吸收和散发的热量达到平衡（实践,火花塞的热特性（二）,v,火花塞的热特性主要取决于绝缘体裙部的,长度。绝缘体裙部长的火花塞，受热面积,大，传热距离长，散热困难，裙部温度,高，称为,热型,火花塞；反之，裙部短的火,花塞，受热面积小，传热距离短，容易散,热，裙部温度低，称为,冷型,火花塞。热型,火花塞适用于低速、低压缩比、小功率发,动机；冷型火花塞适用于高速、高压缩,比、大功率发动机。,火花塞的热特性（二）v火花塞的热特性主要取决于绝缘体裙部的,2.,电子点火装置的优点,1.,因为无机械触点或初级电流不经过触点，所以不,存在触点氧化、烧蚀、变形、磨损等问题，使用,中几乎不需要维修和经常换件。同时可以增大初,级断电电流值，提高次级电压，有效地改善和保,证点火性能。,2.电磁能量得到充分利用，高电压形成迅速，火花,能量大。,3.,减小了火花塞积炭的影响。,4.,点火时间精确，混合气能得到完全燃烧，从而保,证了发动机在降低油耗的基础上，减少废气污,染，获得最好的动力性。,5.,对无线电干扰小，结构简单，重量轻，体积小，,保养维修简便。,2.电子点火装置的优点1.因为无机械触点或初级电流不经过,3.,电子点火系统的种类,v,v,v,v,按控制点火线圈初级电流的电子元件分类,晶,体管点火装置；可控硅点火装置；集成电路点,火装置。,按点火装置有无触点分类,触点式电子点火装,置，又称半导体管或晶体管辅助点火装置；无,触点电子点火装置，又称全晶体管点火装置。,按点火能量的储存方式分类,电感储能式电子,点火装置，其储能元件是点火线圈；电容储能,式电子点火装置，其储能元件是专用的电容,器。,按点火提前角的控制方式分类,普通电子点火,系统；微机控制点火系统。,3.电子点火系统的种类v按控制点火线圈初级电流的电子元件分,4.2.2普通电子点火系统简介,v,v,普通电子点火系统的主要特点是其点火提前,角的控制由机械式点火提前装置完成；,微机控制点火系统点火提前角的控制则由发,动机电子控制单元ECU来完成，完全取代了,离心式点火提前装置和真空式点火提前装,置。,4.2.2普通电子点火系统简介v普通电子点火系统的主要特点是,1.,磁感应式电子点火系统,v,磁感应式电子点火系统又称为磁脉冲式,或磁电式电子点火装置，这种系统结构,简单，性能可靠，已在国内外普遍使,用。,v,丰田车无触点式磁感应电子点火系统主,要由磁感应式点火信号发生器、点火,器、分电器、专用点火线圈、火花塞等,组成，如下图所示。,1.磁感应式电子点火系统v磁感应式电子点火系统又称为磁脉冲,磁感应式无触点电子点火系统电路图,1,点火信号发生器,2,点火器,3,分电器,4,火花塞,5,点火线圈,磁感应式无触点电子点火系统电路图1点火信号发生器 2,（l）信号发生器,v,信号发生器的功用,是产生信号电压，,控制点火装置的工,作。它装在分电器,内的底版上，如图,所示。它主要由装,在分电器轴上的,信,号转子、永久磁,铁、铁芯（支座）,和绕在铁芯上的感,应线圈,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。,1,信号转子,2,永久磁铁,3,铁芯,4,磁通,5,传感线圈,6,空气隙,（l）信号发生器v信号发生器的功用1信号转子 2永久,磁感应式信号发生器工作原理,v,信号发生器的结构原理如图所示，具体工作过程如,下：当发动机工作时，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芯间的空气隙将发生变,化，使通过传感线圈的磁通量发生变化，在传感线圈,内便产生交变电动势。,磁感应式信号发生器工作原理v信号发生器的结构原理如图所示，具,（2）电子点火装置的工作原理,v,点火器组装在一个小盒内，其基本电路如图所示。,（2）电子点火装置的工作原理v点火器组装在一个小盒内，其基本,2.,霍尔效应式电子点火系统,v,霍尔效应式电子点火系统，是利用霍尔,效应原理制成的传感器产生点火信号，,触发和控制电子点火系统工作的。是目,前国内外使用最多的一种点火装置之,一。,v,霍尔式电子点火系统由内装霍尔信号发,生器的分电器、点火器、点火线圈和火,花塞等组成。,2.霍尔效应式电子点火系统v霍尔效应式电子点火系统，是利用,桑塔纳轿车霍尔式电子点火系统,1,蓄电池,2,点火开关,3,点火线圈,4,点火器,5,分电器,6,火花塞,桑塔纳轿车霍尔式电子点火系统1蓄电池 2点火开关,霍尔集成电路的工作原理,v,霍尔信号发生器的工作原理如图所示。,a,）触发叶轮的叶片进入空气隙,b,）触发叶轮的叶片离开空气隙,1,触发叶轮的叶片,2,霍尔元件,3,永久磁铁,4,信号发生器底座,5,导磁板,霍尔集成电路的工作原理v霍尔信号发生器的工作原理如图所示。,（3）霍尔式无触点电子点火装置的优点,v,v,发动机转速很低时，也能输出稳定的点,火信号，因此，低速性能好，有利于发,动机的起动。并且发动机在任何工况,下，霍尔式点火信号发生器均能输出高,低电平时间比一定的方波信号，故点火,正时精度高，且易于控制。,霍尔式电子点火装置的工作性能更加可,靠、耐久、寿命长，因此，应用将会越,来越广泛。,（3）霍尔式无触点电子点火装置的优点v发动机转速很低时，也能,3.,光电式电子点火系统,v,光电式电子点火,系统是利用光敏,元件（光敏三极,管或光敏二极,管）的光电效应,原理，制成光电,式点火信号发生,器给点火电子组,件（点火器）提,供点火信号，来,达到控制点火的,目的的。,1,点火器,2,点火开关,3,点火线圈,4,光电式点火信号发生器,5,分火头,3.光电式电子点火系统v光电式电子点火1点火器 2,v,光电式点火,信号发生器,安装在分电,器内，通常,都由光源、,光接收器和,遮光盘三部,分组成，其,结构如图所,示。,1,光源,2,光接收器,3,遮光盘,4,分电器轴,v光电式点火1光源 2光接收器,光电式点火系统的优点,v,触发器的触发信号完全由遮光盘的位,置（也即曲轴的位置）所决定而与转,速无关，故在分电器转速很低时仍能,正常发出触发信号，保证正常工作。,此外，结构简单，对制造精度要求不,高且成本低。,v,缺点是弄脏后灵敏度将会降低。,光电式点火系统的优点v触发器的触发信号完全由遮光盘的位置（,4.3微机控制电子点火系统,v,机械式点火提前装置不能保证点火时刻,处于最佳值，因此逐渐被微机控制的电,子点火装置而取代。,v,微机控制电子点火系统按照是否保留分,电器（实质上是配电器）而分为,有分电,器式和无分电器式,两种。,4.3微机控制电子点火系统v机械式点火提前装置不能保证点火时,4.3.1微机控制点火系统的组成,v,微机控制的电子点火系统主要由与点火有关的,各种,传感器、电子控制单元（电子控制器）ECU、点火,器、点火线圈、配电器、火花塞,等组成，如图所,示。,1,各种传感器,2,ECU,3,点火器,4,点火线圈,5,火花塞,4.3.1微机控制点火系统的组成v微机控制的电子点火系统主要,1.,传感器,v,曲轴位置传感器,v,进气管负压传感器,v,空气流量计,v,进气温度传感器,v,冷却水温度传感器,v,节气门位置传感器,v,爆震传感器,v,开关量输入,1.传感器v曲轴位置传感器v 进气管负压传感器,2.,电子控制单元（ECU）,v,作用是根据发动机各种与点火有关的传,感器输入的信息及内存的数据，进行运,算、处理、判断，然后输出点火信