第四章點火系

1、 點火系統(tǒng)的作用：點火系統(tǒng)的作用：是適時地為汽油發(fā)動機氣缸內(nèi)已壓縮的可燃混合氣提供足夠能量的電火花，使發(fā)動機能及時、迅速地作功。對點火系統(tǒng)有下列要求：對點火系統(tǒng)有下列要求： 點火系統(tǒng)應(yīng)能迅速及時地產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的高壓電。 電火花應(yīng)具有足夠的點火能量。 點火時間應(yīng)適應(yīng)發(fā)動機的各種工況。 1.傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成 電源 供給點火系統(tǒng)所需的電能，由蓄電池和發(fā)電機提供。點火線圈將電源12 V的低壓電變成1520 kV的高壓電。分電器（斷電器、配電器、電容器和點火提前機構(gòu)）斷電器：接通與切斷點火線圈初級電路。配電器：將高壓電按工作順序分配給各缸塞。電容器：減小火花，延長壽命并提高次級電壓。點火

2、提前機構(gòu)：隨轉(zhuǎn)速、負荷和辛烷值改變點火提前角?；鸹ㄈ麑⒏邏弘娨霘飧兹紵耶a(chǎn)生電火花，點燃混合氣。 點火開關(guān)控制點火系統(tǒng)的初級電路。附加電阻改善點火性能和起動性能。2. 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作原理傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作原理 其工作過程可分為三個階段其工作過程可分為三個階段觸點閉合，初級電流增長 觸點分開，次級繞組中產(chǎn)生高壓電 火花塞電極間隙被擊穿， 產(chǎn)生電火花，點燃混合氣 4.3.3 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作特性傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作特性 與次級電壓的影響因素與次級電壓的影響因素1工作特性 U2max 22211)()1 (120CNNCLeRULnZbRB2影響次級電壓的因素影響次級電壓的因素發(fā)動機氣缸數(shù) 火

3、花塞積炭 電容值的大小 一般C1值在015035 F之間為宜。 一般為C2值在4070F之間為宜。觸點間隙 一般為0.350.45 mm。點火線圈溫度 4.3.4點火系統(tǒng)主要部件 341分電器1組成由斷電器、配電器、電容器和點火提前機構(gòu)等組成 。斷電器、配電器 點火提前調(diào)節(jié)機構(gòu)、離心式：當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大時，點火提前角增大。相反，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低時，點火提前角減小。 、真空式點火提前裝置點火提前角隨發(fā)動機負荷的增大而減小點火提前角隨發(fā)動機負荷的增大而減小2無觸點分電器 342點火線圈 1開磁路式點火線圈 343火花寨 1、火花塞的熱特性：自潔溫度：500600 熱型(1、2、3)2、分 中型(4

4、、5、6)冷型(7、8、9、10、11)注意：熱型火花塞適用于低速、低壓縮比、小功率發(fā)動機。冷型與之相反。常見火花塞的種類常見火花塞的種類3火花塞的編號 第1部分為漢語拼音字母，表示火花塞的結(jié)構(gòu)類型及主要型式尺寸。各字母的含義見表4l。第二部分為阿拉伯數(shù)字，表示火花塞熱值，見表42。第三部分為漢語拼音字母，表示火花塞派生產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)特性、材料特性及特殊技術(shù)要求等。36無觸點電子點火系統(tǒng) 優(yōu)點：優(yōu)點：可以避免由觸點引起的各種故障，減少了保養(yǎng)和維護工作；還可以增大初級電流，提高次級電壓和點火能量；改善混合氣的燃燒狀況，提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性并減少排氣污染。組成：組成：由點火信號發(fā)生器、電子點火器

5、、點火線圈、火花塞等組成 。 361磁脈沖式無觸點電子點火裝置 特點：特點： 發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高時，點火信號發(fā)生器磁路的磁阻變化速率提高，相應(yīng)磁通量的變化速率也提高，傳感線圈產(chǎn)生的信號電壓也就隨之增大。使點火的擊穿電壓提前到達，點火相應(yīng)提前。 1磁脈沖式點火信號發(fā)生器的工作原理2電子點火器的工作原理 工作過程：工作過程：、接通點火開關(guān)UB使T1導(dǎo)通，其直流電路為：B+R4 R1 T1 信號線圈搭鐵B-、當信號線圈產(chǎn)生正向電壓脈沖時，信號電壓與T1管的正向電壓疊加后，高于T2的導(dǎo)通電壓， T2導(dǎo)通。 T2導(dǎo)通的結(jié)果使T5導(dǎo)通，點火初級回路通路。、當信號線圈產(chǎn)生反向電壓脈沖時，信號電壓與T1管的正向電

6、壓疊加后，低于T2的導(dǎo)通電壓， T2截止。 T2截止的結(jié)果使T5截止，點火初級回路開路，于是在次級回路中產(chǎn)生高壓。362霍爾效應(yīng)式無觸點電子點火裝置 1霍爾效應(yīng) 式中，RH霍爾系數(shù)； d半導(dǎo)體基片 厚度； I電流； B磁感應(yīng)強度。UH IBdRH2、霍爾效應(yīng)式點火信號發(fā)生器 3、電子點火器 基本工作過程 接通點火開關(guān)，發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，分電器中霍爾信號發(fā)生器觸發(fā)葉輪的葉片，周期地通過傳感器的空氣隙。當葉片進入空氣隙時，霍爾信號發(fā)生器輸出信號Ug為高電位，該信號通過點火器插座和進入點火器。此時，點火器通過內(nèi)部電路，適時地驅(qū)動點火器末級大功率達林頓管VT導(dǎo)通，接通初級電路。其電路是：蓄電池“”極十點火

7、開關(guān)點火線圈初級繞組N1點火器（大功率達林頓管VT、反饋電阻Rs）搭鐵蓄電池“”極。當觸發(fā)葉輪的葉片離開空氣隙時，霍爾信號發(fā)生器輸出信號Ug下跳為低電位。點火器末級大功率達林頓管VT立即截止，切斷點火線圈初級電路，次級繞組產(chǎn)生高壓電。 限流控制（恒流控制） 當Rs上的電流增加時， Rs上的電壓也增加，該電壓反饋到放大器的F端使VT1導(dǎo)通而VT截止。從而降低Rs上的電流當Rs上的電流減小時，其作用與上述過程相反。閉合角控制 （4）停車斷路保護如果輸入高電位的時間大于設(shè)定的時間 Tp（一般為 l2s），Cp上充電電壓達到某一工作電壓時，通過內(nèi)部比較器使驅(qū)動級工作，驅(qū)動大功率管VT緩慢截止，使點火線

8、圈初級電流逐漸下降為零。 點火模塊代替了觸點。點火模塊代替了觸點。點火模塊必須具備幾條電線：由點火開關(guān)控制的電源輸入線點火模塊必須具備幾條電線：由點火開關(guān)控制的電源輸入線2條條(4腳、腳、2腳腳) 由信號發(fā)生器由信號發(fā)生器(信號發(fā)生器與分電器軸一體信號發(fā)生器與分電器軸一體)來的信號輸入線來的信號輸入線3條條(5、6、3腳）腳）其中第其中第5腳是供信號發(fā)生器的電源線腳是供信號發(fā)生器的電源線)；初級電流的輸入、輸出線；初級電流的輸入、輸出線2條條(1、2腳腳)。點火能量比有觸點點火系統(tǒng)高，初級電流由原來的點火能量比有觸點點火系統(tǒng)高，初級電流由原來的45 A提高到提高到68 A，初級線圈阻值從，初級

9、線圈阻值從1.5 左右左右(不包括附加電阻不包括附加電阻)減少到減少到0.40.6 ；次級線圈的阻值從；次級線圈的阻值從6 7K減少到減少到3k 左右；點火能量左右；點火能量從從43 mJ提高到提高到155 mJ(500rmin時時)，高速時提高幅度更大。，高速時提高幅度更大。所以，無觸點點火系統(tǒng)的許多機件不能與有觸點點火系統(tǒng)互換。所以，無觸點點火系統(tǒng)的許多機件不能與有觸點點火系統(tǒng)互換。高壓電線普遍采用帶屏蔽阻尼線，阻值常在高壓電線普遍采用帶屏蔽阻尼線，阻值常在530 k 不等。阻值太不等。阻值太高點火困難，阻值太小影響收放機和點火，也不可互換。高點火困難，阻值太小影響收放機和點火，也不可互換

10、。 363光電式無觸點電子點火裝置 由安裝在分電器軸上的轉(zhuǎn)盤和安裝在分電器底板上的光觸發(fā)器組成。轉(zhuǎn)盤的外線開有與發(fā)動機氣缸數(shù)相對應(yīng)的缺口。光觸發(fā)器由發(fā)光二極管和光敏三極管組成，當發(fā)光二極管的光線照射光敏三極管時，光敏三極管導(dǎo)通，產(chǎn)生與曲軸位置相對應(yīng)的電壓脈沖，即點火信號， 分電器上的離心式和真空式點火提前裝置受其機械結(jié)構(gòu)及性能的限制，調(diào)節(jié)能力是有限的，很難實現(xiàn)點火提前角隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、負荷、起動及怠速、水溫、汽油的辛烷值、壓縮比等的不同而精確調(diào)節(jié)，有時為了避免大負荷時的爆燃，不得不減小點火提前角。微機控制點火系的特點：微機控制點火系的特點：、發(fā)動機在各種工況下都有最佳的點火提前角，提高了發(fā)動機

11、的動力性和經(jīng)濟性，且保證排放污染最小。、將點火提前到發(fā)動機剛好不致于產(chǎn)生爆燃的范圍。 1微機控制點火系的組成及功能微機控制點火系的組成及功能 傳感器傳感器ECUECU點火執(zhí)行器點火執(zhí)行器ESA各組成部分的功能組成部分功能傳感器 空氣流量計檢測進氣量進氣(支)管絕對壓力傳感器檢測進氣量分電器 Ne信號檢測線圈檢測曲軸角度(發(fā)動機轉(zhuǎn)速)G1、G2信號檢測線圈檢測曲軸角度基準位置節(jié)氣門集團傳感器向主ECU輸入點火提前角修正信號水溫傳感器檢測發(fā)動機的冷卻水溫起動開關(guān)檢測發(fā)動機是否正處于起動狀態(tài)空檔起動開關(guān)檢測自動變速器的選擋桿是否置于N位或P位車速傳感器檢測車速，向主ECU輸入車速信號空調(diào)開關(guān)A/C檢

12、測空調(diào)的工作狀態(tài)(ON或OFF)爆燃傳感器檢測發(fā)動機爆燃信號電源電壓傳感器向主ECU輸入電源電壓信號ESA各組成部分的功能(續(xù)表)2微機控制點火系統(tǒng)的主要電路微機控制點火系統(tǒng)的主要電路 (1)、點火確認信號(1Gf信號)發(fā)生電路(見圖) (2)、過電壓保護電路 (見圖) (3)、閉合角控制電路 (見圖) 組成部分功能執(zhí)行機構(gòu)電子點器與點火線圈 根據(jù)主ECU輸出的點火控制信號，控制點火線圈一次側(cè)電路的通斷，產(chǎn)生二次側(cè)高壓使火花塞點火；同時，把點火確認信號IGf反饋給ECU發(fā)動機控制器(主ECU)根據(jù)各傳感器輸入的信號，計算出最佳的點火提前角，并向電子點火器輸出點火控制信號(4)、鎖止保護電路 (

13、見圖)(5)、恒流控制電路 (見圖)(6)、加速狀態(tài)檢測電路 (見圖)三、微機控制點火系的控制功能 點火提前角控制主要控制功能： 通電時間控制爆燃控制1點火提前角控制 微機控制點火系中，點火提前角按發(fā)動機起動起動期間期間與正常運行期間正常運行期間兩種基本工況實現(xiàn)控制。 (1) 起動期的點火提前控制：ECU檢測信號：Ne信號、STA信號 點火提前予設(shè)角：10(2)發(fā)動機正常運行 期的點火提前控制：基本點火提前角：如圖：a)按噴油量和Ne確定b)按進氣量和Ne確定怠速工況的基本點火提前角模型修正點火提前角： 暖機修正：暖機修正：剛起動時冷卻水溫度較低時，應(yīng)增大點火提前角，以使發(fā)動機盡快暖機?？刂婆?/p>

14、機修正量的主要信號有冷卻水溫度水溫度信號、進氣流量進氣流量信號和節(jié)氣節(jié)氣門開度門開度信號。過熱修正：過熱修正：發(fā)動機正常運行時，若冷卻水溫過高，為了避免發(fā)動機過熱，應(yīng)減小點火提前角?？刂七^熱修正量的主要信號有冷卻水溫度水溫度信號和節(jié)氣門開度節(jié)氣門開度信號。怠速穩(wěn)定性修正：怠速穩(wěn)定性修正：為了能保持怠速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，當檢測到的實際轉(zhuǎn)速低于怠速目標轉(zhuǎn)速時，應(yīng)相應(yīng)增大點火提前角。相反，應(yīng)減小點火提前角?？刂频∷俜€(wěn)定性修正量的主要信號有發(fā)動機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速信號、節(jié)氣節(jié)氣門開度門開度信號、車速車速信號、空調(diào)空調(diào)信號等。 暖機修正2通電時間控制通電時間控制 通電時間進行控制，就是對點火閉合角進行控制。 閉合角的大

15、小取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和電源電壓的大小。 3爆燃控制爆燃控制 爆燃控制的組成：爆燃控制曲線：四、微機控制直接點火系 1、主要優(yōu)點：、主要優(yōu)點： (1)節(jié)省了安裝空間 (2)能量損失減少 (3)高速時點火能量有保證 (4)電磁輻射減小2 2、控制方式：、控制方式：開環(huán)控制閉環(huán)控制同時點火裝置3 3、分類：、分類：獨立點火裝置4 4、工作過程：、工作過程：同時點火系統(tǒng)G1、G2和Ne三個信號，用于判別氣缸、檢測曲軸轉(zhuǎn)角和確定初始點火提前角。同時還向點火器輸出IGt、IGdA、IGdB三個信號。其中IGt信號是點火正時信號，IGdA和IGdB信號是ECU輸送給點火器的判斷信號。發(fā)動機ECU根據(jù)G1、G2、Ne信號查表選擇IGdA、IGdB的信號狀態(tài)(見表315)，以確定各缸的點火順序。 獨立點火裝置獨立點火