汽車電子點火系統(tǒng)歷史發(fā)展趨勢

汽車電子點火系統(tǒng)歷史發(fā)展趨勢061412130鄭智皓點火系統(tǒng)是汽油發(fā)動機重要的組成部分，點火系統(tǒng)的性能良好與否對發(fā)動機的功率、油耗和排氣污染等影響很大。汽車在行駛中出現(xiàn)的發(fā)動機工作不良，點火系統(tǒng)的故障占了好大的比例。因此，具有性能優(yōu)良、工作可靠的點火系統(tǒng)，一直是廣大汽車設計、制造和使用者所努力追求的。點火系統(tǒng)的電子化，使得點火系統(tǒng)的點火性能進一步提高，工作可靠性加強，這對降低發(fā)動機的油耗和排污，提高發(fā)動機的動力性，、經(jīng)濟性和工作可靠性都起了很大的作用，使電子點火系統(tǒng)特別是使用了微機控制的電子點火系統(tǒng)其維修的難度也相應增加了。點火系統(tǒng)在引擎運轉(zhuǎn)時所扮演的角色是在任何引擎轉(zhuǎn)速及不同的引擎負荷下，均能在適當?shù)臅r機提供足夠的電壓，使火花塞能產(chǎn)生足以點燃汽缸內(nèi)混合氣的火花，讓引擎得到最佳的燃燒效率。點火系統(tǒng)的基本裝置包含了電源、點火系統(tǒng)（電瓶）、點火觸發(fā)裝置、點火正時控制裝置、高壓產(chǎn)生器（高壓線圈X高壓電分配裝置（分電盤X高壓導線及火花塞?，F(xiàn)代的點火提前裝置則已改由引擎管理電腦所控制，電腦收集引擎轉(zhuǎn)速、進氣歧管壓力或空氣流量、節(jié)氣門位置、電瓶電壓、水溫、爆震等訊號，算出最佳點火正時提前角度，再發(fā)出點火訊號，達到控制點火正時的目的。發(fā)動機的點火系統(tǒng)由傳統(tǒng)點火系統(tǒng)發(fā)展到電子點火系統(tǒng)，將來發(fā)展趨勢是向著微機點火系統(tǒng)方向發(fā)展.汽車發(fā)動機向著多缸、高轉(zhuǎn)速、高壓縮比的方向發(fā)展，人們還力圖通過改善混合氣的燃燒狀況，以及燃用稀混合氣，以達到減少排氣污染和節(jié)約燃油的目的。這些都要求汽車的點火系統(tǒng)能夠提供足夠高的次級電壓、火花能量和最佳點火時刻。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足這些要求。因此，各國都在積極探索改進途徑，并研制了一系列的電子點火系統(tǒng)。國內(nèi)外汽車上使用的電子點火系統(tǒng)主要分為有觸點的電子點火系統(tǒng)和無觸點的電子點火系統(tǒng)兩大類。無論是哪一類電子點火系統(tǒng)，都是利用電子元偉晶體三極管）作為開關來接通或斷開點火系統(tǒng)的初級電路，通過點火線圈來產(chǎn)生高壓電。電子點火系統(tǒng)與機械式點火系統(tǒng)完全不同，它有一個點火用電子控制裝置，內(nèi)部有發(fā)動機在各種工況下所需的點火控制曲線圖。通過一系列傳感器如發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、進氣管真空度傳感器（發(fā)動機負荷傳感器）、節(jié)氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器等來判斷發(fā)動機的工作狀態(tài)，在MAP圖上找出發(fā)動機在此工作狀態(tài)下所需的點火提前角，按此要求進行點火。然后根據(jù)爆震傳感器信號對上述點火要求進行修正，使發(fā)動機工作在最佳點火時刻。電子點火系統(tǒng)也有閉環(huán)控制與開環(huán)控制之分:帶有爆震傳感器，能根據(jù)發(fā)動機是否發(fā)生爆震及時修正點火提前角的電控系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)；不帶爆震傳感器，點火提前控制僅根據(jù)電控單元內(nèi)設定的程序控制的稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。對于電子點火系統(tǒng)課題的探討，主要是介紹各種電子點火系統(tǒng)的結構組成及其工作原理，無觸點電子點火系統(tǒng)、有分電器計算機點火系統(tǒng)、無分電器電子點火系統(tǒng)的常見故障診斷及排除方法。通過這些問題的深入探討，熟悉了解電子點火系統(tǒng)。點火系統(tǒng)是利用互感原理（一個線圈中的電流變化而使另一個線圈產(chǎn)生感應電動勢的現(xiàn)象，稱為互感現(xiàn)象），先由點火線圈將低壓電源轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘娫?，然后再由配電器將高壓電分配點火系統(tǒng)是利用互感原理到各缸火花塞產(chǎn)生電火花。發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，信號發(fā)生器的轉(zhuǎn)子在配氣凸輪軸的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，信號發(fā)生器內(nèi)部就會產(chǎn)生信號電壓，并輸入點火控制器控制大功率三極管的導通與截止。在點火開關SW接通的情況下，當三極管VT導通時，初級繞組中就有電流流過，其電路為：蓄電池正極f電流表A-點火開關SW-點火線圈“+15”端子一初級繞組W1-點火線圈“一1”端子f點火控制器大功率三級管VTf搭鐵f蓄電池負極。電流流過線圈時，便在鐵心中形成磁場。當三級管截止時，初級電路被切斷，初級電流消失，鐵心中的磁通量迅速變化，在初級繞組W1和次級繞組W2中都會感應產(chǎn)生電動勢。由于次級繞組匝數(shù)多，因此能夠感應產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的高壓電動勢。高壓電路電流流過的路徑：次級繞組W2-點火線圈“+15”端子一點火開關SW-電流表A-蓄電池一搭鐵一火花塞旁電極一中心電極一配電器旁電極一分火頭一點火線圈高壓插孔“4”一次級繞組。由此可見，點火系統(tǒng)有兩個電路：初級電流流過的路徑為低壓電路，而高壓電流過的路徑稱為高壓電路。但在使用中，一般講點火線圈至火花塞之間的電路稱為高壓電路。點火控制器的大功率三極管沒截止一次，點火線圈就產(chǎn)生一次高壓電。分電器軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，配電器就按發(fā)動機的點火順序，輪流向各缸火花塞輸送一次高壓電。發(fā)動機工作時，信號發(fā)生器轉(zhuǎn)子在發(fā)動機凸輪軸的驅(qū)動下連續(xù)轉(zhuǎn)動，并不斷的產(chǎn)生點火信號控制三極管的導通與截止，點火線圈就不斷的產(chǎn)生高壓電并由配電器按點火順序分配到各缸火花塞產(chǎn)生電火花點燃混合氣，保證發(fā)動機正常工作。20世紀80年代以來，汽車上廣泛應用無觸點電子點火系統(tǒng)。目前所說的電子點火系統(tǒng)均指無觸點電子點火系統(tǒng)。其分類方法如下：按儲能方式分類按儲能方式不同，電子點火系統(tǒng)可分為電感儲能式和電容儲能式兩種類型。①電感儲能式電子點火系統(tǒng)。儲能元件為點火線圈，發(fā)動機工作時，點火系統(tǒng)先將點火能量以磁場能量的形式儲存在點火線圈中，在需要點火時再將部分點火能量轉(zhuǎn)換為電場能量并分配到火花塞電極間隙上跳火點燃混合氣。電感儲能式電子點火系統(tǒng)結構簡單、成本較低，因此汽車上普遍采用。②電容儲能式電子點火系統(tǒng)。儲能元件為電容器，發(fā)動機工作時，點火系統(tǒng)先將點火能量以電場能的形式儲存在專用電容器中，在需要點火時儲能電容再向點火線圈初級繞組放電，同時在次級繞組中感應產(chǎn)生高壓電并加到火花塞電極間隙上跳火點著混合氣。電容儲能式電子點火系統(tǒng)結構復雜、成本較高，放電持續(xù)時間較短，對發(fā)動機啟動、低速點火和燃燒稀氣極為不利，因此主要用于轉(zhuǎn)速較高的賽車發(fā)動機。按點火信號發(fā)生器類型分類按點火信號發(fā)生器類型的不同，電子點火系統(tǒng)可以分為霍爾式、電磁感應式和光電式電子點火系統(tǒng)三種類型?；魻柺诫娮狱c火系統(tǒng)。霍爾信號發(fā)生器用霍爾元件制成，又稱為霍爾效應式信號發(fā)生器或霍爾式傳感器，其突出優(yōu)點是輸出信號準確可靠，不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響。磁感應式電子點火系統(tǒng)。感應式信號發(fā)生器又稱磁感應式傳感器，其突出優(yōu)點是結構簡單，工作可靠。但是其輸出信號在低速時不如霍爾式傳感器準確可靠。光電式電子點火系統(tǒng)。光電式信號發(fā)生器又稱為光電式傳感器，是利用發(fā)光元件和光電轉(zhuǎn)換元件制成的傳感器。由于發(fā)光元件和光電轉(zhuǎn)換元件的工作性能受環(huán)境影響較大，而汽車工作環(huán)境十分惡劣，這就要求光電傳感器安裝在密封良好的環(huán)境內(nèi)，因此采用光電式點火系統(tǒng)的汽車較少。發(fā)動機的點火系統(tǒng)由傳統(tǒng)點火系統(tǒng)發(fā)展到電子點火系統(tǒng)，將來發(fā)展趨勢是向著微機點火系統(tǒng)方向發(fā)展。在汽車上傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的應用已有半個多世紀的歷史了，雖然它的部件不斷地有所改進，使其發(fā)火性能及使用壽命有所提高，但是并未從根本上解決問題。在傳統(tǒng)的點火系統(tǒng)里，觸點是繼電器最薄弱的環(huán)節(jié)，當斷電器觸點分開時，在觸點之間產(chǎn)生火花，使觸點氧化、燒蝕，因而斷電器觸點的使用壽命短，需要經(jīng)常維護；觸點火花的大小與初級電流的大小有關，使點火系統(tǒng)初級電流和次級電壓的提高受到限制；初級電流和次級電壓的大小隨著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的升高和汽缸數(shù)的增多而下降，使多缸發(fā)動機高速時工作不可靠；當火花塞積炭時，因漏電次級電壓低不能可靠地點火等。近年來，汽車發(fā)動機向著多缸高速的方向發(fā)展，人們還力圖通過改善混合氣的燃燒狀況，以及燃用稀混合氣，以達到減少排氣污染和節(jié)約燃油的目的。