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汽車電器與電子控制系統(tǒng)主講:伍時和三亞學(xué)院理工學(xué)院第四章點火系統(tǒng)第四章點火系統(tǒng)汽車電器與電子控制系統(tǒng)主講:伍時和三亞學(xué)院理工學(xué)院第四章1點火系統(tǒng)的分類:(1)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)又稱為機械觸點式點火系統(tǒng)或蓄電池點火系統(tǒng),它是利用機械開關(guān)(即觸點的閉合和打開)來控制點火線圈一次電流的通斷,從而完成點火工作的。(2)電子點火系統(tǒng)電子點火系統(tǒng)是利用半導(dǎo)體器件(如晶體管、晶閘管等)作為開關(guān)來控制點火線圈一次電流的通斷,從而完成點火工作。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,長期以來在汽車上得到廣泛應(yīng)用。但隨著對汽車發(fā)動機燃油經(jīng)濟性和排放指標(biāo)的要求越來越高,傳統(tǒng)點火系統(tǒng)已無法適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)動機的點火要求,目前已逐漸被電子點火系統(tǒng)所取代。序言第四章點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)的分類:序言第四章點火系統(tǒng)2第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)第四節(jié)微機控制無分電器點火系統(tǒng)第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測第四章第四章點火系統(tǒng)第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)第四章第四章點火系統(tǒng)3第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)1.基本組成1).電源2).點火線圈3).分電器4).火花塞點火開關(guān)、起動開關(guān)、蓄電池、發(fā)電機。低壓和高壓線圈。斷電器、配電器、電容器等。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)1.基本組成1).電源2).點火線圈3)41、組成1)、電源:包括電源及點火開關(guān)。12~14V發(fā)電機及蓄電池提供,點火開關(guān)用于接通和斷開點火系統(tǒng)的電源。2)、點火線圈:將12V直流電源轉(zhuǎn)變成15~20kV的高壓電電源。3)、分電器:斷電器、配電器、電容器和點或提前機構(gòu)。斷電器:接通及切斷點火線圈一次電路。配電器:將點火線圈的高壓按氣缸順序分配送到各個氣缸的火花塞;電容器:與斷電器的觸點并聯(lián)連接,用以減小斷電器觸點分開時產(chǎn)生的火花,延長觸點壽命,提高二次高壓輸出電壓。4)、火花塞:通過分配器與點火線圈的高壓側(cè)連接,將高電壓引入到氣缸內(nèi)部,產(chǎn)生高壓放電點燃?xì)飧變?nèi)的混合氣體。一、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成及工作原理第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)1、組成一、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成及工作原理第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)5第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(1)功能是將12伏的直流電源電壓轉(zhuǎn)變成瞬時電壓達到15~20kV的電壓源。發(fā)動機起動時,斷電器的凸輪在分電器軸的驅(qū)動下而旋轉(zhuǎn),交替的將觸點接通與斷開。觸點接通時,線圈有電流流通,高壓線圈存儲磁能,電容迅速放電為零。斷開時,一次電路被切斷,使得鐵心磁場產(chǎn)生較大的突變,使得一次和高壓線圈度產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由于高壓線圈的匝數(shù)比低壓線圈多得多,所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也大得很多,可以達到15kV~20kV,高壓使得火花塞擊穿,產(chǎn)生點火火花。i21、2共用第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(1)功能是將126第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(1)觸點接通約為20V,u2=1.5~2kV三要素法求iL第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(1)觸點接通約為20V,u7第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(2)觸點斷開此時,一次繞組儲存的磁場能(J)為及WC2。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(2)觸點斷開此時,一次繞組8第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理代入2.工作原理(2)觸點斷開第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理代入2.工作原理(2)觸點斷9第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(3)、火花塞電極間的放電過程,包括電容放電和電感放電的過程。當(dāng)二次電壓達到火花塞的放電電壓Uj時,一般略小于C2電容電壓最大值U2max,火花塞的中心電極與接地電極——“氣缸體”,擊穿放電,產(chǎn)生火花,點燃?xì)飧變?nèi)的混合氣體。在二次側(cè)產(chǎn)生電流i2,二次側(cè)電壓下降,如圖圖4-4b、c,電容存儲的能量釋放,這一過程為電容放電過程。火花產(chǎn)生后,氣缸內(nèi)的電阻降低,放電電流從大向小的方向變化,使得電感線圈存儲的能量釋放,這一過程為電感能量的釋放過程,如圖4-4d。若C2的容量足夠大,電容放電電流可達幾十安培。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(3)、火花塞電極間的放電過10第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)二、影響二次電壓的因素1、系統(tǒng)的工作特性z—汽缸數(shù)指U2max隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。Ip正比于充電時間tb,n—轉(zhuǎn)速τb—觸點閉合時間與觸點閉合周期之比。注意:汽車每次點火是兩缸兩缸同時點火。顯然,二次電壓隨著轉(zhuǎn)速的升高而降低,iP隨時間的增加而增大,轉(zhuǎn)速上升,充電時間減小,使得IP下降,U2max也下降。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)二、影響二次電壓的因素1、系統(tǒng)的工作特性11第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)二、影響二次電壓的因素2、影響二次電壓的其他因素指U2max隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。Ip正比于充電時間tb,(1)發(fā)動機的汽缸數(shù)。(2)火花塞積碳。相當(dāng)于火花塞并聯(lián)一個電阻,使得二次則形成一個閉合放電回路,使得磁能降低,U2max下降,嚴(yán)重時,可以造成低于火花塞跳火,引起停機。(3)點火線圈溫度。一次側(cè)電阻增加,IP下降。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)二、影響二次電壓的因素2、影響二次電壓的12三、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的構(gòu)造1.點火線圈(1)開磁路點火線圈第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)三、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的構(gòu)造1.點火線圈(1)開磁路點火線圈第一節(jié)13第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)開磁路式點火線圈的磁路第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)開磁路式點火線圈的磁路14第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)(2)閉磁路式點火線圈磁路閉合回路第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)(2)閉磁路式點火線圈磁路閉合回路15第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.分電器圖4-11分電器的構(gòu)造l—分電器蓋2—分火頭3一斷電器凸輪和離心調(diào)節(jié)器橫板4一分電器蓋彈簧夾5一斷電器活動觸點臂彈簧及固定央6一固定觸點及支架7一調(diào)整螺釘8一接頭9一彈簧10一真空點火提前調(diào)節(jié)器膜片1l一真空點火提前調(diào)節(jié)器外殼12一拉桿13一油杯14一固定銷及聯(lián)軸器15一聯(lián)軸器鋼絲16一聯(lián)軸器17一離心調(diào)節(jié)器底板18一離心調(diào)節(jié)器彈簧,19一調(diào)節(jié)器重塊20一撥板21一斷電器底板22一真空調(diào)節(jié)器拉桿銷及彈簧23一電容器24一油氈25一斷電器接線柱26一分電器軸27一分電器外殼28一中心電極29一分高壓線插孔30一中央高壓線插孔(1)配電器返回第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.分電器圖4-11分電器的構(gòu)造l—分16第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)(2)斷電器2.分電器動作特點:凸輪的凸點出斷開,平坦處閉合。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)(2)斷電器2.分電器動作特點:凸輪的凸17圖4.13電容器,1一蠟紙,2—鋁箔,3一外殼,4一引出線。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)(3)電容器電容器安裝在分電器的殼體上,采用紙質(zhì)電容器結(jié)構(gòu),一個電極引出線與二次側(cè)連接,另一個電極與外殼相連,構(gòu)成接地電極。圖4.13電容器,1一蠟紙,2—鋁箔,3一外殼,4一引出線18第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2、分電器圖4—14真空式點火提前機構(gòu)工作原理圖a)節(jié)氣門開度小,b)節(jié)氣門開度大,l一分電器殼體,2一活動底板,3一觸點副,4一拉桿,5一膜片,6一彈簧,7一真空連接管,8一節(jié)氣門,9一凸輪。(4)點或提前機構(gòu)1)離心式提前機構(gòu)圖4-112)真空式點火提前機構(gòu)3)辛烷選擇器:逆著凸輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動分電器殼體,點火提前角增大。反之,則減小。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2、分電器圖4—14真空式點火提前機構(gòu)工19第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)3.火花塞作用:將高壓電壓引入到發(fā)動機的燃燒室,在電極的間隙中產(chǎn)生高壓放電火花,點燃混合氣體,引起爆發(fā)。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)3.火花塞作用:將高壓電壓引入到發(fā)動機的20第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)一、概述1.傳統(tǒng)點火系統(tǒng)存在的問題(1)火花的能量受到限制。點火能量受到發(fā)動機轉(zhuǎn)速的限制,不適合現(xiàn)代汽車的要求。(2)觸點故障多,壽命短。觸點動作過程中,存在火花放電容易造成火花燒蝕。發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時,觸點會產(chǎn)生顫動、“會跳”狀況,使得閉合時間縮短,影響活化能量,引起高速失火。(3)對火花塞積碳和污染敏感。火花塞積碳時,磁場能量會造成損失,使得二次側(cè)電壓下降。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)一、概述(1)火花的能量受到限制。點212.電子點火系統(tǒng)的優(yōu)點第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1)無機械觸點的連接或一次電流不流經(jīng)觸點,無觸點氧化等問題存在。電流增大5~7A,二次側(cè)電壓30kV。2)電磁能量得到充分的利用,高壓電壓形成迅速,火花能量大。無觸點連接,降低能量損失,使得火花能量增大。高壓形成很快(80~100μs)。3)減小火花塞積碳的影響。電極間隙1.1~1.2mm,在積碳電阻達到100kΩ,還能可靠點火。4)點火時間準(zhǔn)確,使得混合氣體燃燒完全,提高燃料利用效率。低耗油,節(jié)能。5)電磁干擾小,結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,體積小,保養(yǎng)維修方便。2.電子點火系統(tǒng)的優(yōu)點第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1)無機械觸點223.電子點火系統(tǒng)的種類第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)(1)點火裝置有無觸點分類:觸點式電子點火,無觸點電子點火。(2)按點火能量存儲方式分類:電感存儲能量式,電容存儲能量式電子點火裝置。(3)按點火提前角分類:普通電子點火系統(tǒng),微機控制電子點火系統(tǒng)。普通電子點火系統(tǒng):提前角由機械控制。微機電子控制點火系統(tǒng):提前角由發(fā)動機的電子控制單元(ECU)完成。3.電子點火系統(tǒng)的種類第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)(1)點火裝置23第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)二、電容放電式電子點火系統(tǒng)(CDI)1.組成與基本原理圖4.16電容放電式點火系統(tǒng)l一直流升壓器,2一晶閘管,3一分電器,4一火花塞,5一觸發(fā)器,6一點火線圈,7—儲能電容器,8一振蕩器。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)二、電容放電式電子點火系統(tǒng)(CDI)圖24第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)二、電容放電式電子點火系統(tǒng)(CDI)優(yōu)點:1)電容充電、放電時間短,可控硅的開關(guān)速率高(5~10μs)二次側(cè)的輸出電壓受發(fā)電機的轉(zhuǎn)速影響小。10000r/min(四缸),5000r/min(八缸)下能夠可靠工作。2)產(chǎn)生火花時間是在一次側(cè)電容放電狀態(tài)時發(fā)生,能量利用率高。缺點:1)放電時間短5~10μs
,不能保證混合氣體可靠的完全燃燒。2)二次側(cè)的電流上升速率較高,易對無線電設(shè)備工作產(chǎn)生影響。2.優(yōu)點與缺點應(yīng)用:汽油機稀薄燃燒和代用燃料發(fā)動機的高能量點火系統(tǒng)。發(fā)展前景:與霍爾效應(yīng)傳感器配合,利用微機控制,發(fā)展成順序多次點火裝置以克服電容式點火裝置存在的缺點。3.電容放電式電子點火系統(tǒng)的發(fā)展前景第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)二、電容放電式電子點火系統(tǒng)(CDI)優(yōu)25第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)三.電感儲能式電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)的組成2)分電器總成3)信號發(fā)生器4)點火開關(guān)5)點火線圈6)點火器7)蓄電池1256743第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)三.電感儲能式電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)26第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)271.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(1).信號發(fā)生器信號轉(zhuǎn)子由分電器軸帶動旋轉(zhuǎn),當(dāng)出現(xiàn)如圖位置時,磁路最短,氣隙最短,線圈5產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大(絕對值);當(dāng)信號轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至線圈磁極落在兩個凸齒中間時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最?。ń^對值)。凸齒向著線圈磁極靠近時,感應(yīng)電動勢上升并達到正的最大值,后降低到零。凸齒離開線圈磁極運動時,線圈感應(yīng)電動勢反向增加并達到負(fù)的最大值,然后反向減小到零。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(1).信號發(fā)生器信號轉(zhuǎn)子由分電器軸28第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)1).a(chǎn)),磁阻最大,磁通最小,線圈感應(yīng)電動勢為0。b),磁阻最沿減小方向變化,磁通增加變化到b位置時變化率最高,線圈感應(yīng)電動勢為向正的方向增加,并達到最大。c),磁阻最小,磁通最大但變化率最為0,線圈感應(yīng)電動勢為0。d),磁阻增加,磁通最小,線圈感應(yīng)電動勢向負(fù)的方向增大,且變化率最大,感應(yīng)電勢最大。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)1).a(chǎn)),磁29第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)信號線圈的輸出電壓波形:A—a位置的感應(yīng)電勢,B—b位置的感應(yīng)電勢,C—c位置的感應(yīng)電動勢,D—d位置的感應(yīng)電動勢。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)信號線圈的輸出30第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(2).電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(2).電子311.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1)發(fā)動機未工作時.信號輸出為0,晶體管VT2工作于導(dǎo)通狀態(tài),VT3截止,VT4、VT5導(dǎo)通,一次線圈有電流流通,工作于儲能轉(zhuǎn)態(tài)。(2).電子點火系統(tǒng)2)發(fā)動機工作時.信號轉(zhuǎn)子由A向B運動時,信號輸出為正信號,晶體管VT2仍然工作于導(dǎo)通狀態(tài),VT3截止,VT4、VT5導(dǎo)通,一次線圈有電流流通,工作于儲能轉(zhuǎn)態(tài)。3)發(fā)動機工作時.信號轉(zhuǎn)子由C向D運動時,信號輸出為負(fù)信號,且達到負(fù)的最大值,使得晶體管VT2由工作于導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài),VT3截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通,VT4、VT5導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止,一次線圈由有電流流通轉(zhuǎn)為無電流,高壓線圈輸出高電壓。一次線圈的存儲能量轉(zhuǎn)為二次線圈高壓放電點火。這一點火系統(tǒng),只要點火開關(guān)處于接通狀態(tài),發(fā)動機未工作時.一次線圈就有電流流通,所以,停止行駛,應(yīng)及時關(guān)斷點火開關(guān)。1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1)發(fā)動機未32第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)2.霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)系統(tǒng)的組成:1蓄電池、2點火開關(guān)、3點火線圈、4點火控制器,5分配器、6火花塞。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)2.霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)系統(tǒng)的組成33第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)(1).點火信號發(fā)生器1)霍爾效應(yīng)UH:霍爾電壓。RH:霍爾系數(shù)。I:電流量。B:霍爾所處位置的磁場強度。d:半導(dǎo)體基片的厚度。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)(1).點火信號發(fā)生器1)霍爾效應(yīng)UH34第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)圖4-0l霍爾式分電器結(jié)構(gòu)1一分火頭,2一觸發(fā)葉輪,3一永久磁鐵,4一霍爾集成塊。2)霍爾信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)采用離心式與真空式點火提前機構(gòu)。由于霍爾器件產(chǎn)生的感應(yīng)電壓UH等級為mV級,所以必須進行放大,才能夠滿足點火系統(tǒng)對信號的要求。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)圖4-0l霍爾式分電器結(jié)構(gòu)2)霍爾信35第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾集成電路的工作原理穩(wěn)壓電路:產(chǎn)生穩(wěn)定的直流工作電壓。溫度補償:產(chǎn)生一定的溫度補償電壓,使放大電路穩(wěn)定工作。放大電路:對霍爾電壓進行放大到一定等級。信號變換器:對霍爾電壓變換成具有一定脈寬的矩形波信號。當(dāng)出現(xiàn)矩形波信號時,點火線圈的一次側(cè)將有電流流通,出現(xiàn)低電平時,點火線圈的二次側(cè)輸出高電壓經(jīng)火花塞產(chǎn)生火花放電。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾集成電路的工作原理穩(wěn)壓電路:36第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾集成電路的工作原理霍爾信號電壓UH。a)葉片進入間隙,作用在霍爾器件的B為零,霍爾信號電壓UH為零。
b)葉片不在間隙,作用在霍爾器件的B最大,霍爾信號電壓UH為最大。
第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾集成電路的工作原理霍爾信號電37第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)、霍爾集成電路的工作原理b)葉片不在間隙,作用在霍爾器件的B最大,霍爾信號電壓UH為最大。
a)葉片進入間隙,作用在霍爾器件的B為零,霍爾信號電壓UH為零。
霍爾集成電路的輸出經(jīng)晶體管T,所以,電壓UG與霍爾電壓UH反相。
電壓UG為高電平,i1流通,點火線圈一次側(cè)儲能。
電壓UG為低電平,i1轉(zhuǎn)變?yōu)?,點火線圈一次側(cè)儲能轉(zhuǎn)化為二次側(cè)高電壓U2,經(jīng)火花塞釋放能量。
第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)、霍爾集成電路的工作原理38第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)的實例6霍爾集成電路第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)的實例6393、光電電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)系統(tǒng)的組成:點火器—點火控制,點火開關(guān)—接通電源,點火線圈—儲能并產(chǎn)生高壓的點火電壓,光電式點火信號發(fā)生器—感知點火時間,產(chǎn)生點火提前角,遮光盤—點火提前角的動作控制,分電器—分配高壓點火電壓到各個氣缸內(nèi),實現(xiàn)按順序點火的控制功能?;鸹ㄈ獙⒏邏弘妷弘娔苻D(zhuǎn)化成點火火花。3、光電電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)系統(tǒng)的組成:點火40第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)分電器軸4帶動遮光盤3旋轉(zhuǎn),當(dāng)遮光盤將1射出的光線擋住時,光電接收器2(光電二極管)截止,反之,光電二極管導(dǎo)通。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)分電器軸4帶動遮光盤3旋轉(zhuǎn),當(dāng)遮光盤41第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3、光電式電子點火系統(tǒng)——工作原理遮光盤不擋住光線時,VT1導(dǎo)通,VT2導(dǎo)通,VT3截止VT4導(dǎo)通,一次側(cè)通電,IP儲能。遮光盤擋住光線時,VT1截止,VT2截止,VT3導(dǎo)通,VT4截止,一次側(cè)電流迅速下降為零,儲存儲能轉(zhuǎn)化為二次側(cè)的高電壓輸出。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3、光電式電子點火系統(tǒng)——工作原理42一、微機控制點火系統(tǒng)的組成各種傳感器:提前角—1曲軸位置傳感器,2空氣流量傳感器,3進氣管負(fù)壓傳感器,4進氣溫度傳感器,5冷卻液溫度傳感器,6節(jié)氣門位置傳感器,7爆燃傳感器。8開關(guān)信號輸入。電子控制單元ECU:也稱電子控制器,與發(fā)動機電控汽油噴射系統(tǒng)共用,構(gòu)成汽車發(fā)動機的綜合電子控制系統(tǒng)。根據(jù)傳感器的輸出信號,進行A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù),進行運算、處理、判斷輸出點火控制信號,控制點火器動作,實現(xiàn)點火??梢杂蟹蛛娖饕部梢詿o分電器電路結(jié)構(gòu)(汽油機)點火提前角:從點火時刻起到活塞到達壓縮上止點,這段時間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為點火提前角。Link第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)一、微機控制點火系統(tǒng)的組成各種傳感器:提前角—1曲軸位置傳感43二、微機控制點火系統(tǒng)點火提前角的控制方式第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)ECU根據(jù)相關(guān)傳感器提供的數(shù)據(jù),判斷發(fā)動機的工況,從內(nèi)部的存儲器(ROM)讀取相應(yīng)的點火提前角數(shù)據(jù),并通過計算修正后得出最佳點火提前角數(shù)據(jù)來進行控制點火;同時,尚不斷的檢測發(fā)動機的有關(guān)工作狀況,如檢測發(fā)動機是否爆燃,怠速是否穩(wěn)定正常,再根據(jù)檢測的結(jié)果,不斷修正點火提前角的一種控制方式。2、閉環(huán)控制ECU根據(jù)相關(guān)傳感器提供的數(shù)據(jù),判斷發(fā)動機的工況,從內(nèi)部的存儲器(ROM)讀取相應(yīng)的點火提前角數(shù)據(jù),并通過計算修正后得出最佳點火提前角數(shù)據(jù)來進行控制點火,而對控制的結(jié)果不予考慮的一種控制方式。1、開環(huán)控制二、微機控制點火系統(tǒng)點火提前角的控制方式第三節(jié)微機控制電子點44三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)1、點火提前角的確定(1)、起動時點火提前角由于此時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低,點火提前角固定在某一初始值上,值的大小因車型不同而改變。部分車型還要考慮冷卻液溫度的影響,溫度為零度以上時,提前角為16o,低于0oC時,一般增大提前角。當(dāng)溫度升高,適當(dāng)減小。(2)、起動后點火提前角起動后,發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高到大于怠速時,ECU控制系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)為正時信號控制,即就是根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷狀況的控制狀態(tài)。主要參數(shù):進氣流量、進氣管絕對壓力,怠速空調(diào)開關(guān)狀態(tài)等。確定最佳點火提前角的大小。包括:1)、基本點火提前角:2)、點火提前角的修正值。起動時控制點火提前角的主要參數(shù)是發(fā)動機轉(zhuǎn)速,冷卻液溫度。三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)1、45三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)1、點火提前角的確定(2)、起動后點火提前角1)、基本點火提前角基本點火提前角。是指發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于怠速狀態(tài)時(節(jié)氣門傳感器中怠速觸點斷開),ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速,和是否接通空調(diào)開關(guān)狀態(tài)所輸出的點火提前角參數(shù)值。對比參數(shù):節(jié)氣門開度,進氣支管壓力。三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)1、46第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(2)、起動后點火提前角三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容1、點火提前角的確定2)、點火提前角修正①、暖機修正暖機過程發(fā)動機運行轉(zhuǎn)速較低,溫度較低,可適當(dāng)增加點火提前角。第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(2)、起動后點火提前角三、微機控47三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(2)、起動后點火提前角1、點火提前角的確定2)、點火提前角修正②怠速穩(wěn)定性修正這種情況下,ECU不斷檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速,當(dāng)轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的怠速目標(biāo)轉(zhuǎn)速時,增加點火提前角。反之,減小點火提前角??照{(diào)斷開,說明溫度較低,增加點火提前角。空調(diào)接通,說明溫度較低,應(yīng)減小點火提前角。三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(248三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(2)、起動后點火提前角1、點火提前角的確定2)、點火提前角修正③過熱修正過熱時,說明溫度較高,同時檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,當(dāng)IDL(怠速傳感器觸點)接通,表明轉(zhuǎn)速較低,可適當(dāng)增大點火提前角。若IDL斷開,表明發(fā)動機運行轉(zhuǎn)速較高,應(yīng)適當(dāng)減小點火提前角。三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(249三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(2)、起動后點火提前角1、點火提前角的確定2)、點火提前角修正④、空燃比反饋修正
針對裝有氧傳感器的燃油噴射控制系統(tǒng),則可以根據(jù)氧傳感器的反饋信號,反應(yīng)空燃比參數(shù),當(dāng)發(fā)動機的空燃比增加,表明混合氣體中的燃油濃度降低,應(yīng)適當(dāng)增大點火提前角,空燃比減小,表明燃油濃度升高,應(yīng)適當(dāng)減小點火提前角。這樣可以保證發(fā)動機加速穩(wěn)定運行。結(jié)論:實際的點火提前角是初始點火提前角、基本點火提前角和修正點火提前角之和(提前增量和推后減量)。發(fā)動機每運行一周后,ECU就可以根據(jù)傳感器的輸入數(shù)據(jù),計算出一次點火提前角的修正數(shù)據(jù),使得點火提前角可以根據(jù)發(fā)動機的運行工況,及時修正點火提前角。若ECU計算出的點火提前角達到最大值或者最小值,則以最高限制值或最低限制值確定點火提前角。三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(2502.通電時間(閉合角)控制三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)采用電感儲能控制的系統(tǒng),一次電流的接通電流能夠達到的最大值,與一次線圈的接通時間有關(guān),越長就越大,反之較小。點火提前角大,會使儲能不充分,偏小,會使儲能時間過長,造成直流損失。將通電時間修正曲線與發(fā)動機的基本點火提前角脈譜圖及其修正曲線一起存儲于ECU的存儲器中。ECU可以根據(jù)曲線確定的充電放電時間,轉(zhuǎn)算成發(fā)動機的曲軸旋轉(zhuǎn)角度,確定點火提前角的修正值。2.通電時間(閉合角)控制三、微機控制點火系統(tǒng)的控制內(nèi)容第三51四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)圖4-38反映系統(tǒng)的組成。與前述情況相同。四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機52四、微機控制點火系統(tǒng)實例1、日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(1)曲軸位置傳感器1)轉(zhuǎn)盤磁電式曲軸位置傳感器測定轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)角2對準(zhǔn)120o齒寬,用于檢測120o轉(zhuǎn)角。1對準(zhǔn)4o齒寬3對準(zhǔn)4o齒寬1、3間隔3o,合起來用于檢測1o轉(zhuǎn)角。四、微機控制點火系統(tǒng)實例1、日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機53四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(1)曲軸位置傳感器1)轉(zhuǎn)盤磁電式曲軸位置傳感器1o信號的產(chǎn)生過程磁頭與信號盤的凸齒向著靠近運動時,感應(yīng)電勢為正,離去時感應(yīng)電勢為負(fù)(見圖4-21)可以形成如圖4-40的波形。合成信號的脈沖寬度為1度。四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機54四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(1)曲軸位置傳感器由于安裝位置的關(guān)系,信號盤上的凸緣與磁頭在上止點的70度處相遇,故此各個氣缸運行至上止點前70o位置時,磁頭產(chǎn)生120o信號。1)轉(zhuǎn)盤磁電式曲軸位置傳感器120o信號的產(chǎn)生過程四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機55四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(1)曲軸位置傳感器2)分電器內(nèi)置型光電式曲軸位置傳感器120o信號的產(chǎn)生過程由120o信號間隙產(chǎn)生1o信號的產(chǎn)生過程由1o信號間隙產(chǎn)生準(zhǔn)確、精細(xì)。四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機56四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(1)曲軸位置傳感器2)分電器內(nèi)置型光電式曲軸位置傳感器內(nèi)圈120o信號的產(chǎn)生發(fā)射與接收二極管外圈1o信號的產(chǎn)生發(fā)射與接收二極管準(zhǔn)確、精細(xì)。四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機57四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(2)點火控制原理1)點火提前角控制控制原理:ECCS點火控制系統(tǒng)中控制內(nèi)容包括:點火提前角(輸出功率管從導(dǎo)通轉(zhuǎn)化為截止的時刻),閉合角(輸出大功率三極管的導(dǎo)通時間)。微機根據(jù)輸入信號的信息狀態(tài),從存儲器中選擇符合當(dāng)前運行狀態(tài)的最佳點火提前角。例如確定的點火提前角是氣缸上止點前30o,則微機根據(jù)120o和1o的曲軸位置傳感器的信號就可以對點火提前角進行控制。ECCS系統(tǒng)中,120o輸入信號出現(xiàn)時,標(biāo)志某一氣缸處于壓縮沖程上止點70o位置。由于系統(tǒng)計數(shù)器是在120o信號出現(xiàn)后的第4個1o輸入信號才開始進行1o計數(shù),以30o點火提前角為例,則計數(shù)器對1o信號計數(shù)到70-4-30=36o時,ECCS輸出低電平信號,使輸出功率管由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂埂6邏狠敵龈唠妷狐c火缸由分電器實現(xiàn)。四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機58四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(2)點火控制原理2)通電時間(或閉合角)控制ECCS點火控制系統(tǒng)中控制內(nèi)容包括:點火提前角(輸出功率管從導(dǎo)通轉(zhuǎn)化為截止的時刻),閉合角(輸出大功率三極管的導(dǎo)通時間)。為了保證點火應(yīng)有的能量,IP值應(yīng)到達某一基本固定的值,而Ip與tb及電源電壓Us有關(guān),Us又與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速n相關(guān)。所以閉合角要根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速確定tb,再換算成發(fā)動機的曲軸轉(zhuǎn)角。3)點火提前角的控制方法
①平常運行狀態(tài)的點火提前角控制。平常點火提前角=基本點火提前角+冷卻液溫度修正系數(shù)見圖4-44見圖4-45四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機59四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(2)點火控制原理3)點火提前角的控制方法①、基本點火提前角根據(jù)燃油噴射脈沖寬度ms,發(fā)動機轉(zhuǎn)速r/min。數(shù)據(jù)來源為試驗歸納得到的結(jié)論四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機60四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)(2)點火控制原理3)點火提前角的控制方法②、冷卻液溫度修正控制數(shù)據(jù)冷卻液溫度傳感器檢測的輸入數(shù)據(jù)。修正系數(shù)如圖所示。四、微機控制點火系統(tǒng)實例1.日產(chǎn)車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機61第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)②怠速和減速時點火提前角的控制四、微機控制點火系統(tǒng)實例節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點閉合時,表明發(fā)動機處于怠速轉(zhuǎn)型狀態(tài),控制系統(tǒng)進入怠速點火提前角控制模式。第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)②怠速和減速時點火提前角的控制四、62四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)③、起動時提前角的控制溫度高于0oC度以上保持為16o,溫度低于0oC,點火提前角適當(dāng)?shù)脑黾印K?、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)③、起動時63四、微機控制點火系統(tǒng)實例2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)系統(tǒng)電路的組成四、微機控制點火系統(tǒng)實例2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)第三節(jié)微機64四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)(1)曲軸位置、轉(zhuǎn)角傳感器四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車65四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)(1)曲軸位置、轉(zhuǎn)角傳感器1)、Ne信號:曲軸傳感器的下部產(chǎn)生的傳感信號。曲軸轉(zhuǎn)角以及轉(zhuǎn)速信號。信號轉(zhuǎn)子由24個凸齒,信號轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈,曲軸轉(zhuǎn)兩圈。四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車66四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)(1)曲軸位置、轉(zhuǎn)角傳感器1)、G信號;曲軸傳感器的上部產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角信號。四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車67四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)(2)電子控制單元ECAESA系統(tǒng)ECU的存儲器(ROM)中,存儲著點火控制程序和點火提前角的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源為:經(jīng)歷不同運行狀態(tài)的多次試驗整理獲得。發(fā)動機起動時,點火提前角直接由傳感器控制在一個固定的數(shù)值上(BTDC10o)轉(zhuǎn)速達到一定高度時,自動轉(zhuǎn)換成微機輸出點火信號(IGt)進行控制。四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車68四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)(3)點火器ESA系統(tǒng)的點火器如圖:一次線圈轉(zhuǎn)速表IGf信號IGt信號四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車69四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)(2)電子控制單元ECAESA系統(tǒng)ECU的存儲器(ROM)中,存儲著點火控制程序和點火提前角的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源為:經(jīng)歷不同運行狀態(tài)的多次試驗整理獲得。發(fā)動機起動時,點火提前角直接由傳感器控制在一個固定的數(shù)值上(BTDC10o)轉(zhuǎn)速達到一定高度時,自動轉(zhuǎn)換成微機輸出點火信號(IGt)進行控制。四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車70四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)(4)點火時刻控制1)初始點火提前角:固定點火提前角,10o。發(fā)動機起動;發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于400r/min;T端頭短路、怠速觸點閉合、車速低于2km/h;發(fā)動機后備系統(tǒng)工作時。實際點火提前角=初始提前角+基本提前角+修正提前角2)基本點火提前角:存儲于(ROM)中,包括怠速基本點火提前角,正常運行的點火提前角兩種狀態(tài)。怠速基本點火提前角(基本提前角之一)四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車71四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)(4)點火控制1)修正值轉(zhuǎn)速變化和進氣量變化的固定值。四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車72四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車微機控制點火系統(tǒng)(4)點火控制3)修正值怠速觸點閉合狀態(tài)下,發(fā)動機處于怠速運行狀態(tài),根據(jù)冷卻液溫度修改點火提前角。溫度高點火提前角減小,溫度低,點火提前角增大。四、微機控制點火系統(tǒng)實例第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)2.豐田車73第四節(jié)微機控制無分電器電子點火系統(tǒng)1、無分電器同時點火方式根據(jù)Ne、G1、G2信號分配成對氣缸點火第四節(jié)微機控制無分電器電子點火系統(tǒng)1、無分電器同時點火方式742.無分電器單獨點火方式第四節(jié)微機控制無分電器電子點火系統(tǒng)單杠單獨進行點火。ES微機根據(jù)輸入信號的信息狀態(tài),從存儲器中選擇符合當(dāng)前運行狀態(tài)的最佳點火提前角。例如確定的點火提前角是氣缸上止點前30o,則微機根據(jù)120o和1o的曲軸位置傳感器的信號就可以對點火提前角進行控制。2.無分電器單獨點火方式第四節(jié)微機控制無分電器電子點火系統(tǒng)75第四節(jié)微機控制無分電器電子點火系統(tǒng)圖4-56奧迪汽車四氣門五缸發(fā)動機點火系統(tǒng)的火花塞安裝位置,點火線圈的安裝位置,及控制原理圖?;鸹ㄈ趦筛馆嗇S中間壓裝的點火線圈第四節(jié)微機控制無分電器電子點火系統(tǒng)圖4-56奧迪汽車四氣76第四節(jié)微機控制無分電器電子點火系統(tǒng)圖4-56奧迪汽車四氣門五缸發(fā)動機點火系統(tǒng)的控制原理圖。第四節(jié)微機控制無分電器電子點火系統(tǒng)圖4-56奧迪汽車四氣77一、點火正時第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測1、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的點火正時(1)、檢查斷電器的觸點間隙。若不在規(guī)定的范圍內(nèi),應(yīng)先其調(diào)整到規(guī)定的范圍。
點火正時就是讓分電器的轉(zhuǎn)軸與發(fā)動機的位置相匹配,以便能夠獲得正確的點火提前角。點火正時以第一缸的位置為基準(zhǔn),不同發(fā)動機略有區(qū)別。一般步驟:(2)、找出第一缸的上止點。拆下第一缸的火花塞,(棉花、布)塞住火花塞孔,當(dāng)堵塞棉花被沖開時,說明第一缸工作在壓縮沖程,再搖動曲軸使飛輪與活塞上止點對應(yīng)的位置與標(biāo)記為第一缸上止點的位置。(3)、確定斷電器觸電剛剛斷開的位置。拆下分電器螺釘,先順著分電器軸旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動分電器外殼,使斷電器的觸電處于閉合狀態(tài),撥出中央高壓線,是高壓線端距離汽缸體3~4mm,接通點火開關(guān),慢慢逆著分電器軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動分電器外殼,至高壓線端跳火,此時的位置,即就是斷電器觸電剛剛斷開位置。一、點火正時第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測1、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的點78一、點火正時第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測1、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的點火正時(4)、按點火順序接好高壓線。分火頭所對著的分電器蓋旁的插孔插第一缸的高壓連接線,然后順著分電器旋轉(zhuǎn)方向按點火順序接好氣筒各缸的高壓線。1、6;2、5;3、4。
點火正時的一般步驟:(5)、檢查點火正時。起動發(fā)動機,發(fā)動機工作溫度達到正常溫度時,發(fā)動機處于怠速狀態(tài)加速,發(fā)動機上升速度滯后,增加點火提前角,出現(xiàn)爆燃(金屬敲擊聲)說明基本提前角過大(超前),適當(dāng)減小提前角(順分電器旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動外殼)。(6)、汽車行駛中的檢查。在平直的路面上以20km/h行駛,發(fā)動機溫度70~80oC,掛直接檔突然加速,(加速踏板踩到底),若果加速過程中,汽車出現(xiàn)輕微爆燃,但隨車速上升,爆燃現(xiàn)象消失,則點火時間合適,如果出現(xiàn)爆燃,應(yīng)減小提前角,如果出現(xiàn)加速沉悶,應(yīng)增加提前角。一、點火正時第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測1、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的點79一、點火正時第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測2、電子點火系統(tǒng)的點火正時
點火正時一般步驟:(1)、找出第一缸的上止點。拆下第一缸的火花塞,(棉花、布)塞住火花塞孔,當(dāng)堵塞棉花被沖開時,說明第一缸工作在壓縮沖程,再搖動曲軸使飛輪與活塞上止點對應(yīng)的位置與標(biāo)記為第一缸上止點的位置。(2)、安裝分電器。轉(zhuǎn)動分電器或分電器外殼,十分電器上的分火頭指向分電器殼體上的標(biāo)記,或者分電器殼體上的標(biāo)記與汽缸體上的標(biāo)記對準(zhǔn)。裝入分電器,并擰緊螺栓固定分電器。(3)、按點火順序接好高壓線。分火頭所對著的分電器蓋旁的插孔插第一缸的高壓連接線,然后順著分電器旋轉(zhuǎn)方向按點火順序接好氣筒各缸的高壓線。1、6;2、5;3、4。一、點火正時第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測2、電子點火系統(tǒng)的點80一、點火正時第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測1、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的點火正時
點火正時的一般步驟:(4)、檢查點火正時。起動發(fā)動機,發(fā)動機工作溫度達到正常溫度時,發(fā)動機處于怠速狀態(tài)加速,發(fā)動機上升速度滯后,增加點火提前角,出現(xiàn)爆燃(金屬敲擊聲)說明基本提前角過大(超前),適當(dāng)減小提前角(順分電器旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動外殼)。(5)、汽車行駛中的檢查。在平直的路面上以20km/h行駛,發(fā)動機溫度70~80oC,掛直接檔突然加速,(加速踏板踩到底),若果加速過程中,汽車出現(xiàn)輕微爆燃,但隨車速上升,爆燃現(xiàn)象消失,則點火時間合適,如果出現(xiàn)爆燃,應(yīng)減小提前角,如果出現(xiàn)加速沉悶,應(yīng)增加提前角。一、點火正時第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測1、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的點81二、普通電子點火系統(tǒng)的故障檢查1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測試驗火花。拆下點火線圈負(fù)極連接線,撥出中央高壓線,是高壓線端距離汽缸體5~7mm,接通點火開關(guān),間斷接通一次線圈,檢驗高壓線端跳火,依次檢查各缸的高壓點火。二、普通電子點火系統(tǒng)的故障檢查第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測試82第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(1)、點火線圈檢查。測量電阻一次則電阻為1.3~1.7Ω,二次側(cè)為10~15kΩ.(2)、信號發(fā)生器的檢查。信號轉(zhuǎn)子凸齒與傳感器線圈鐵芯的間隙為0.2~0.4mm范圍內(nèi)。線圈電阻為(160±20Ω).二、普通電子點火系統(tǒng)的故障檢查1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(3)、點火器的檢查。(如頁下圖):第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(1)、點火線圈檢查。測量電阻一83第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(3)、點火器的檢查。拆開點火器與分電器之間的插接件。
檢驗大功率三極管的通斷工作狀態(tài)是否正常。正常情況的如圖。第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(3)、點火器的檢查。拆開點火器842.霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(1)點火線圈。低壓線圈電阻0.52~0.76Ω,高壓側(cè)(插孔之間)2.4~3.5kΩ,高壓導(dǎo)線1kΩ,分火頭電阻1kΩ。2.霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(1)852.霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(2)點火器的檢查。1)確認(rèn)點火器電源電路是否正常。(2、4端)電壓為電源電壓。2)點火器工作性能。3)霍爾元件信號是否正常。4)旁路信號。2.霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(2)86第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(3)霍爾信號發(fā)生器的檢查。1)測量輸出電壓0~9V之間。2)模擬信號發(fā)生器動作。第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(3)霍爾信號發(fā)生器的檢查。1)87第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(3)霍爾信號發(fā)生器的檢查。1)測量輸出電壓0~9V之間。第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(3)霍爾信號發(fā)生器的檢查。1)88第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(3)霍爾信號發(fā)生器的檢查。2)模擬信號發(fā)生器動作。第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測(3)霍爾信號發(fā)生器的檢查。2)89思考題與習(xí)題4-1汽油發(fā)動機對點火系統(tǒng)的基本要求是什么?4-2傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的基本組成部件有哪些?其各部分的作用是什么?4-3試述傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作原理、工作過程及工作特性。4-4影響最高二次電壓的因素有哪些?4-5點火線圈附加電阻起什么作用?點火線圈有幾種類型?4-6分電器上電容器的作用是什么?4-7發(fā)動機轉(zhuǎn)速與負(fù)荷變化時,傳統(tǒng)分電器如何自動調(diào)整點火提前角?4-8火花塞的電極間隙大小對點火性能有何影響?4-9傳統(tǒng)點火系統(tǒng)主要有哪些缺陷?造成這些缺陷的根本原因是什么?4-10試述點火正時的調(diào)整及檢查方法。4-1l電子點火系統(tǒng)有哪些種類?4-12電子點火系統(tǒng)的基本組成部分有哪些?其控制原理是什么?4-13無觸點電子點火系統(tǒng)點火信號的產(chǎn)生方式有哪些?各有什么特點?4-14試述普通電子點火系統(tǒng)點火器的作用及工作原理。4-15試述磁感應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式、光電式信號發(fā)生器的組成、工作原理。第四章點火系統(tǒng)思考題與習(xí)題第四章點火系統(tǒng)90思考題與習(xí)題4-16電容儲能式電子點火系統(tǒng)的組成部件有哪些?其基本工作原理如何?具有哪些特點?4-17電子點火系統(tǒng)可能會出現(xiàn)的故障有哪些?如何診斷電子點火系統(tǒng)的故障?4-18微機控制電子點火系統(tǒng)的組成及點火器的作用是什么?4-19微機控制電子點火系統(tǒng)的控制方式有幾種?各是什么?4-20微機控制電子點火系統(tǒng)的點火提前角如何確定?4-21了解日產(chǎn)車系、豐田車系曲軸位置傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理。4-22無分電器點火系統(tǒng)有幾種點火方式?各自的含義是什么?4-23無分電器點火系統(tǒng)同時點火方式高壓二極管的作用是什么?4-24了解豐田車系無分電器點火系統(tǒng)中ECU、曲軸位置傳感器、點火器各端子的含義。第四章點火系統(tǒng)思考題與習(xí)題第四章點火系統(tǒng)91作業(yè)4-1、4-4、4-9、4-15、4-19。作業(yè)4-1、4-4、4-9、4-15、4-19。92點火提前角的概念(汽油機)點火提前角:從點火時刻起到活塞到達壓縮上止點,這段時間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為點火提前角?;旌蠚鈴狞c燃、燃燒到燒完有一個時間過程,最佳點火提前角的作用就是在各種不同工況下使氣體膨脹趨勢最大段處于活塞做功下降行程。這樣效率最高,振動最小,溫升最低。[1]影響點火提前量最大的因素是轉(zhuǎn)速。隨著轉(zhuǎn)速的上升,轉(zhuǎn)過同樣角度的時間變短,只有更大的提前角才能得到相應(yīng)的提前時間。理論上最小點火提前角為0度,但為了防止在做功行程才點燃混合氣(這樣會造成動力的損失)往往設(shè)為5度以上,這也是啟動轉(zhuǎn)速所需要的角度。最大點火提前角也不能太大,一般不能超過60度,否則振動和溫升問題將凸顯,效率也將下降。實際上曲軸結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速是受限的。點火提前角的概念、最佳以及調(diào)整返回點火提前角的概念點火提前角的概念、最佳以及調(diào)整返回93最佳點火提前角點火過早,會造成爆震,活塞上行受阻,效率降低,熱負(fù)荷、機械負(fù)荷、噪聲和振動加劇,這是應(yīng)該防止的。點火過遲,氣體做功困難,油耗大,效率低,排氣聲大。不論點火過早或過遲,都會影響轉(zhuǎn)速的提升。最佳點火角受很多因素影響,如果要愛車工作在理想狀態(tài)下,以下因素必須考慮:1、缸溫缸壓。越高燃燒越快,點火提前角要越小。影響缸溫缸壓的因素有:發(fā)動機壓縮比、氣溫、缸溫、負(fù)荷。大家的車在氣溫變化的季節(jié)有不同表現(xiàn)正緣于此。2、汽油辛烷值。也就是汽油牌號,越高抗爆震能力越強,相應(yīng)允許更大的點火提前角。3、燃?xì)饣旌媳?。過濃過稀燃燒速度皆慢,需增加點火提前角。這個主要看節(jié)氣門開度、海拔高度。對于難以預(yù)料的情況,有些車還加裝了爆震傳感器,發(fā)生爆震時自動降低點火提前角。顯然,要完成如此復(fù)雜的調(diào)制,靠傳統(tǒng)的模擬點火器是難以勝任的。只有單片機點火器,才能高速、精確、穩(wěn)定地實現(xiàn)最佳點火提前角。點火提前角的概念、最佳以及調(diào)整返回最佳點火提前角點火提前角的概念、最佳以及調(diào)整返回94(1)檢查、調(diào)整白金觸點檢查白金觸點是否有燒損痕跡,如有痕跡,應(yīng)用砂條或0號砂紙將痕跡輕輕擦掉。由于白金觸點的接觸表面只有一層薄薄的硬質(zhì)合金,如果天長日久,該硬質(zhì)合金會被磨掉,這時就要更換觸點,觸點的接觸面不應(yīng)小于80%。白金觸點的間隙一般為0.4~0.5mm。(2)檢查、調(diào)整點火提前角
從真空提前補償裝置上拆下副室真空軟管,并堵住與軟管相連的兩個口,使發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn),這時用點火正時燈檢查點火提前角。對于TJ376Q發(fā)動機和TJ370Q發(fā)動機,點火提前角為5°+2°(850+50f/min);對于JL368Q發(fā)動機,點火提前角為7°(900r/min);CFGFda462Qv動機,其點火提前為10°+1°(900r/min);對于276Q發(fā)動機,點火提前角為6°+2°(900r/min)??梢杂棉D(zhuǎn)用分電器殼體的方法來調(diào)整點火提前角。當(dāng)按逆時針方向轉(zhuǎn)動分電器殼體時,點火提前角會增大;當(dāng)按順時針方向轉(zhuǎn)動分電器殼體時,點火提前角會縮小。點火提前角的概念、最佳以及調(diào)整點火提前角的調(diào)整返回(1)檢查、調(diào)整白金觸點(2)檢查、調(diào)整點火提前角
點火提95(3)驗證點火提前角
起動發(fā)動機,反復(fù)踩油門踏板,如果感到發(fā)動機有力,并且沒有異常的敲擊聲,則表明點火提前角合適。也可以用正時燈來確認(rèn)點火提前角:隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加,正時記號將向著點火提前角增大的方向移動。點火提前角的概念、最佳以及調(diào)整點火提前角的調(diào)整返回(3)驗證點火提前角點火提前角的概念、最佳以及調(diào)整點火96汽車電器與電子控制系統(tǒng)主講:伍時和三亞學(xué)院理工學(xué)院第四章點火系統(tǒng)第四章點火系統(tǒng)汽車電器與電子控制系統(tǒng)主講:伍時和三亞學(xué)院理工學(xué)院第四章97點火系統(tǒng)的分類:(1)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)又稱為機械觸點式點火系統(tǒng)或蓄電池點火系統(tǒng),它是利用機械開關(guān)(即觸點的閉合和打開)來控制點火線圈一次電流的通斷,從而完成點火工作的。(2)電子點火系統(tǒng)電子點火系統(tǒng)是利用半導(dǎo)體器件(如晶體管、晶閘管等)作為開關(guān)來控制點火線圈一次電流的通斷,從而完成點火工作。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,長期以來在汽車上得到廣泛應(yīng)用。但隨著對汽車發(fā)動機燃油經(jīng)濟性和排放指標(biāo)的要求越來越高,傳統(tǒng)點火系統(tǒng)已無法適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)動機的點火要求,目前已逐漸被電子點火系統(tǒng)所取代。序言第四章點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)的分類:序言第四章點火系統(tǒng)98第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)第四節(jié)微機控制無分電器點火系統(tǒng)第五節(jié)點火系統(tǒng)的使用與檢測第四章第四章點火系統(tǒng)第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)第四章第四章點火系統(tǒng)99第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)1.基本組成1).電源2).點火線圈3).分電器4).火花塞點火開關(guān)、起動開關(guān)、蓄電池、發(fā)電機。低壓和高壓線圈。斷電器、配電器、電容器等。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)1.基本組成1).電源2).點火線圈3)1001、組成1)、電源:包括電源及點火開關(guān)。12~14V發(fā)電機及蓄電池提供,點火開關(guān)用于接通和斷開點火系統(tǒng)的電源。2)、點火線圈:將12V直流電源轉(zhuǎn)變成15~20kV的高壓電電源。3)、分電器:斷電器、配電器、電容器和點或提前機構(gòu)。斷電器:接通及切斷點火線圈一次電路。配電器:將點火線圈的高壓按氣缸順序分配送到各個氣缸的火花塞;電容器:與斷電器的觸點并聯(lián)連接,用以減小斷電器觸點分開時產(chǎn)生的火花,延長觸點壽命,提高二次高壓輸出電壓。4)、火花塞:通過分配器與點火線圈的高壓側(cè)連接,將高電壓引入到氣缸內(nèi)部,產(chǎn)生高壓放電點燃?xì)飧變?nèi)的混合氣體。一、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成及工作原理第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)1、組成一、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成及工作原理第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)101第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(1)功能是將12伏的直流電源電壓轉(zhuǎn)變成瞬時電壓達到15~20kV的電壓源。發(fā)動機起動時,斷電器的凸輪在分電器軸的驅(qū)動下而旋轉(zhuǎn),交替的將觸點接通與斷開。觸點接通時,線圈有電流流通,高壓線圈存儲磁能,電容迅速放電為零。斷開時,一次電路被切斷,使得鐵心磁場產(chǎn)生較大的突變,使得一次和高壓線圈度產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由于高壓線圈的匝數(shù)比低壓線圈多得多,所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也大得很多,可以達到15kV~20kV,高壓使得火花塞擊穿,產(chǎn)生點火火花。i21、2共用第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(1)功能是將12102第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(1)觸點接通約為20V,u2=1.5~2kV三要素法求iL第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(1)觸點接通約為20V,u103第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(2)觸點斷開此時,一次繞組儲存的磁場能(J)為及WC2。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(2)觸點斷開此時,一次繞組104第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理代入2.工作原理(2)觸點斷開第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理代入2.工作原理(2)觸點斷105第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(3)、火花塞電極間的放電過程,包括電容放電和電感放電的過程。當(dāng)二次電壓達到火花塞的放電電壓Uj時,一般略小于C2電容電壓最大值U2max,火花塞的中心電極與接地電極——“氣缸體”,擊穿放電,產(chǎn)生火花,點燃?xì)飧變?nèi)的混合氣體。在二次側(cè)產(chǎn)生電流i2,二次側(cè)電壓下降,如圖圖4-4b、c,電容存儲的能量釋放,這一過程為電容放電過程?;鸹óa(chǎn)生后,氣缸內(nèi)的電阻降低,放電電流從大向小的方向變化,使得電感線圈存儲的能量釋放,這一過程為電感能量的釋放過程,如圖4-4d。若C2的容量足夠大,電容放電電流可達幾十安培。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.工作原理(3)、火花塞電極間的放電過106第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)二、影響二次電壓的因素1、系統(tǒng)的工作特性z—汽缸數(shù)指U2max隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。Ip正比于充電時間tb,n—轉(zhuǎn)速τb—觸點閉合時間與觸點閉合周期之比。注意:汽車每次點火是兩缸兩缸同時點火。顯然,二次電壓隨著轉(zhuǎn)速的升高而降低,iP隨時間的增加而增大,轉(zhuǎn)速上升,充電時間減小,使得IP下降,U2max也下降。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)二、影響二次電壓的因素1、系統(tǒng)的工作特性107第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)二、影響二次電壓的因素2、影響二次電壓的其他因素指U2max隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。Ip正比于充電時間tb,(1)發(fā)動機的汽缸數(shù)。(2)火花塞積碳。相當(dāng)于火花塞并聯(lián)一個電阻,使得二次則形成一個閉合放電回路,使得磁能降低,U2max下降,嚴(yán)重時,可以造成低于火花塞跳火,引起停機。(3)點火線圈溫度。一次側(cè)電阻增加,IP下降。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)二、影響二次電壓的因素2、影響二次電壓的108三、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的構(gòu)造1.點火線圈(1)開磁路點火線圈第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)三、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的構(gòu)造1.點火線圈(1)開磁路點火線圈第一節(jié)109第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)開磁路式點火線圈的磁路第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)開磁路式點火線圈的磁路110第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)(2)閉磁路式點火線圈磁路閉合回路第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)(2)閉磁路式點火線圈磁路閉合回路111第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.分電器圖4-11分電器的構(gòu)造l—分電器蓋2—分火頭3一斷電器凸輪和離心調(diào)節(jié)器橫板4一分電器蓋彈簧夾5一斷電器活動觸點臂彈簧及固定央6一固定觸點及支架7一調(diào)整螺釘8一接頭9一彈簧10一真空點火提前調(diào)節(jié)器膜片1l一真空點火提前調(diào)節(jié)器外殼12一拉桿13一油杯14一固定銷及聯(lián)軸器15一聯(lián)軸器鋼絲16一聯(lián)軸器17一離心調(diào)節(jié)器底板18一離心調(diào)節(jié)器彈簧,19一調(diào)節(jié)器重塊20一撥板21一斷電器底板22一真空調(diào)節(jié)器拉桿銷及彈簧23一電容器24一油氈25一斷電器接線柱26一分電器軸27一分電器外殼28一中心電極29一分高壓線插孔30一中央高壓線插孔(1)配電器返回第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2.分電器圖4-11分電器的構(gòu)造l—分112第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)(2)斷電器2.分電器動作特點:凸輪的凸點出斷開,平坦處閉合。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)(2)斷電器2.分電器動作特點:凸輪的凸113圖4.13電容器,1一蠟紙,2—鋁箔,3一外殼,4一引出線。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)(3)電容器電容器安裝在分電器的殼體上,采用紙質(zhì)電容器結(jié)構(gòu),一個電極引出線與二次側(cè)連接,另一個電極與外殼相連,構(gòu)成接地電極。圖4.13電容器,1一蠟紙,2—鋁箔,3一外殼,4一引出線114第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2、分電器圖4—14真空式點火提前機構(gòu)工作原理圖a)節(jié)氣門開度小,b)節(jié)氣門開度大,l一分電器殼體,2一活動底板,3一觸點副,4一拉桿,5一膜片,6一彈簧,7一真空連接管,8一節(jié)氣門,9一凸輪。(4)點或提前機構(gòu)1)離心式提前機構(gòu)圖4-112)真空式點火提前機構(gòu)3)辛烷選擇器:逆著凸輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動分電器殼體,點火提前角增大。反之,則減小。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2、分電器圖4—14真空式點火提前機構(gòu)工115第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)3.火花塞作用:將高壓電壓引入到發(fā)動機的燃燒室,在電極的間隙中產(chǎn)生高壓放電火花,點燃混合氣體,引起爆發(fā)。第一節(jié)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)3.火花塞作用:將高壓電壓引入到發(fā)動機的116第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)一、概述1.傳統(tǒng)點火系統(tǒng)存在的問題(1)火花的能量受到限制。點火能量受到發(fā)動機轉(zhuǎn)速的限制,不適合現(xiàn)代汽車的要求。(2)觸點故障多,壽命短。觸點動作過程中,存在火花放電容易造成火花燒蝕。發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時,觸點會產(chǎn)生顫動、“會跳”狀況,使得閉合時間縮短,影響活化能量,引起高速失火。(3)對火花塞積碳和污染敏感?;鸹ㄈe碳時,磁場能量會造成損失,使得二次側(cè)電壓下降。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)一、概述(1)火花的能量受到限制。點1172.電子點火系統(tǒng)的優(yōu)點第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1)無機械觸點的連接或一次電流不流經(jīng)觸點,無觸點氧化等問題存在。電流增大5~7A,二次側(cè)電壓30kV。2)電磁能量得到充分的利用,高壓電壓形成迅速,火花能量大。無觸點連接,降低能量損失,使得火花能量增大。高壓形成很快(80~100μs)。3)減小火花塞積碳的影響。電極間隙1.1~1.2mm,在積碳電阻達到100kΩ,還能可靠點火。4)點火時間準(zhǔn)確,使得混合氣體燃燒完全,提高燃料利用效率。低耗油,節(jié)能。5)電磁干擾小,結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,體積小,保養(yǎng)維修方便。2.電子點火系統(tǒng)的優(yōu)點第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1)無機械觸點1183.電子點火系統(tǒng)的種類第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)(1)點火裝置有無觸點分類:觸點式電子點火,無觸點電子點火。(2)按點火能量存儲方式分類:電感存儲能量式,電容存儲能量式電子點火裝置。(3)按點火提前角分類:普通電子點火系統(tǒng),微機控制電子點火系統(tǒng)。普通電子點火系統(tǒng):提前角由機械控制。微機電子控制點火系統(tǒng):提前角由發(fā)動機的電子控制單元(ECU)完成。3.電子點火系統(tǒng)的種類第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)(1)點火裝置119第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)二、電容放電式電子點火系統(tǒng)(CDI)1.組成與基本原理圖4.16電容放電式點火系統(tǒng)l一直流升壓器,2一晶閘管,3一分電器,4一火花塞,5一觸發(fā)器,6一點火線圈,7—儲能電容器,8一振蕩器。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)二、電容放電式電子點火系統(tǒng)(CDI)圖120第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)二、電容放電式電子點火系統(tǒng)(CDI)優(yōu)點:1)電容充電、放電時間短,可控硅的開關(guān)速率高(5~10μs)二次側(cè)的輸出電壓受發(fā)電機的轉(zhuǎn)速影響小。10000r/min(四缸),5000r/min(八缸)下能夠可靠工作。2)產(chǎn)生火花時間是在一次側(cè)電容放電狀態(tài)時發(fā)生,能量利用率高。缺點:1)放電時間短5~10μs
,不能保證混合氣體可靠的完全燃燒。2)二次側(cè)的電流上升速率較高,易對無線電設(shè)備工作產(chǎn)生影響。2.優(yōu)點與缺點應(yīng)用:汽油機稀薄燃燒和代用燃料發(fā)動機的高能量點火系統(tǒng)。發(fā)展前景:與霍爾效應(yīng)傳感器配合,利用微機控制,發(fā)展成順序多次點火裝置以克服電容式點火裝置存在的缺點。3.電容放電式電子點火系統(tǒng)的發(fā)展前景第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)二、電容放電式電子點火系統(tǒng)(CDI)優(yōu)121第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)三.電感儲能式電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)的組成2)分電器總成3)信號發(fā)生器4)點火開關(guān)5)點火線圈6)點火器7)蓄電池1256743第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)三.電感儲能式電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)122第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)1231.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(1).信號發(fā)生器信號轉(zhuǎn)子由分電器軸帶動旋轉(zhuǎn),當(dāng)出現(xiàn)如圖位置時,磁路最短,氣隙最短,線圈5產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大(絕對值);當(dāng)信號轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至線圈磁極落在兩個凸齒中間時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最?。ń^對值)。凸齒向著線圈磁極靠近時,感應(yīng)電動勢上升并達到正的最大值,后降低到零。凸齒離開線圈磁極運動時,線圈感應(yīng)電動勢反向增加并達到負(fù)的最大值,然后反向減小到零。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(1).信號發(fā)生器信號轉(zhuǎn)子由分電器軸124第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)1).a(chǎn)),磁阻最大,磁通最小,線圈感應(yīng)電動勢為0。b),磁阻最沿減小方向變化,磁通增加變化到b位置時變化率最高,線圈感應(yīng)電動勢為向正的方向增加,并達到最大。c),磁阻最小,磁通最大但變化率最為0,線圈感應(yīng)電動勢為0。d),磁阻增加,磁通最小,線圈感應(yīng)電動勢向負(fù)的方向增大,且變化率最大,感應(yīng)電勢最大。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)1).a(chǎn)),磁125第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)信號線圈的輸出電壓波形:A—a位置的感應(yīng)電勢,B—b位置的感應(yīng)電勢,C—c位置的感應(yīng)電動勢,D—d位置的感應(yīng)電動勢。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)信號線圈的輸出126第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(2).電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)(2).電子1271.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1)發(fā)動機未工作時.信號輸出為0,晶體管VT2工作于導(dǎo)通狀態(tài),VT3截止,VT4、VT5導(dǎo)通,一次線圈有電流流通,工作于儲能轉(zhuǎn)態(tài)。(2).電子點火系統(tǒng)2)發(fā)動機工作時.信號轉(zhuǎn)子由A向B運動時,信號輸出為正信號,晶體管VT2仍然工作于導(dǎo)通狀態(tài),VT3截止,VT4、VT5導(dǎo)通,一次線圈有電流流通,工作于儲能轉(zhuǎn)態(tài)。3)發(fā)動機工作時.信號轉(zhuǎn)子由C向D運動時,信號輸出為負(fù)信號,且達到負(fù)的最大值,使得晶體管VT2由工作于導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài),VT3截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通,VT4、VT5導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止,一次線圈由有電流流通轉(zhuǎn)為無電流,高壓線圈輸出高電壓。一次線圈的存儲能量轉(zhuǎn)為二次線圈高壓放電點火。這一點火系統(tǒng),只要點火開關(guān)處于接通狀態(tài),發(fā)動機未工作時.一次線圈就有電流流通,所以,停止行駛,應(yīng)及時關(guān)斷點火開關(guān)。1.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)1)發(fā)動機未128第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)2.霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)系統(tǒng)的組成:1蓄電池、2點火開關(guān)、3點火線圈、4點火控制器,5分配器、6火花塞。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)2.霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)系統(tǒng)的組成129第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)(1).點火信號發(fā)生器1)霍爾效應(yīng)UH:霍爾電壓。RH:霍爾系數(shù)。I:電流量。B:霍爾所處位置的磁場強度。d:半導(dǎo)體基片的厚度。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)(1).點火信號發(fā)生器1)霍爾效應(yīng)UH130第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)圖4-0l霍爾式分電器結(jié)構(gòu)1一分火頭,2一觸發(fā)葉輪,3一永久磁鐵,4一霍爾集成塊。2)霍爾信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)采用離心式與真空式點火提前機構(gòu)。由于霍爾器件產(chǎn)生的感應(yīng)電壓UH等級為mV級,所以必須進行放大,才能夠滿足點火系統(tǒng)對信號的要求。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)圖4-0l霍爾式分電器結(jié)構(gòu)2)霍爾信131第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾集成電路的工作原理穩(wěn)壓電路:產(chǎn)生穩(wěn)定的直流工作電壓。溫度補償:產(chǎn)生一定的溫度補償電壓,使放大電路穩(wěn)定工作。放大電路:對霍爾電壓進行放大到一定等級。信號變換器:對霍爾電壓變換成具有一定脈寬的矩形波信號。當(dāng)出現(xiàn)矩形波信號時,點火線圈的一次側(cè)將有電流流通,出現(xiàn)低電平時,點火線圈的二次側(cè)輸出高電壓經(jīng)火花塞產(chǎn)生火花放電。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾集成電路的工作原理穩(wěn)壓電路:132第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾集成電路的工作原理霍爾信號電壓UH。a)葉片進入間隙,作用在霍爾器件的B為零,霍爾信號電壓UH為零。
b)葉片不在間隙,作用在霍爾器件的B最大,霍爾信號電壓UH為最大。
第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾集成電路的工作原理霍爾信號電133第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)、霍爾集成電路的工作原理b)葉片不在間隙,作用在霍爾器件的B最大,霍爾信號電壓UH為最大。
a)葉片進入間隙,作用在霍爾器件的B為零,霍爾信號電壓UH為零。
霍爾集成電路的輸出經(jīng)晶體管T,所以,電壓UG與霍爾電壓UH反相。
電壓UG為高電平,i1流通,點火線圈一次側(cè)儲能。
電壓UG為低電平,i1轉(zhuǎn)變?yōu)?,點火線圈一次側(cè)儲能轉(zhuǎn)化為二次側(cè)高電壓U2,經(jīng)火花塞釋放能量。
第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)、霍爾集成電路的工作原理134第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)的實例6霍爾集成電路第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3)霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)的實例61353、光電電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)系統(tǒng)的組成:點火器—點火控制,點火開關(guān)—接通電源,點火線圈—儲能并產(chǎn)生高壓的點火電壓,光電式點火信號發(fā)生器—感知點火時間,產(chǎn)生點火提前角,遮光盤—點火提前角的動作控制,分電器—分配高壓點火電壓到各個氣缸內(nèi),實現(xiàn)按順序點火的控制功能?;鸹ㄈ獙⒏邏弘妷弘娔苻D(zhuǎn)化成點火火花。3、光電電子點火系統(tǒng)第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)系統(tǒng)的組成:點火136第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)分電器軸4帶動遮光盤3旋轉(zhuǎn),當(dāng)遮光盤將1射出的光線擋住時,光電接收器2(光電二極管)截止,反之,光電二極管導(dǎo)通。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)分電器軸4帶動遮光盤3旋轉(zhuǎn),當(dāng)遮光盤137第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3、光電式電子點火系統(tǒng)——工作原理遮光盤不擋住光線時,VT1導(dǎo)通,VT2導(dǎo)通,VT3截止VT4導(dǎo)通,一次側(cè)通電,IP儲能。遮光盤擋住光線時,VT1截止,VT2截止,VT3導(dǎo)通,VT4截止,一次側(cè)電流迅速下降為零,儲存儲能轉(zhuǎn)化為二次側(cè)的高電壓輸出。第二節(jié)普通電子點火系統(tǒng)3、光電式電子點火系統(tǒng)——工作原理138一、微機控制點火系統(tǒng)的組成各種傳感器:提前角—1曲軸位置傳感器,2空氣流量傳感器,3進氣管負(fù)壓傳感器,4進氣溫度傳感器,5冷卻液溫度傳感器,6節(jié)氣門位置傳感器,7爆燃傳感器。8開關(guān)信號輸入。電子控制單元ECU:也稱電子控制器,與發(fā)動機電控汽油噴射系統(tǒng)共用,構(gòu)成汽車發(fā)動機的綜合電子控制系統(tǒng)。根據(jù)傳感器的輸出信號,進行A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù),進行運算、處理、判斷輸出點火控制信號,控制點火器動作,實現(xiàn)點火??梢杂蟹蛛娖饕部梢詿o分電器電路結(jié)構(gòu)(汽油機)點火提前角:從點火時刻起到活塞到達壓縮上止點,這段時間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為點火提前角。Link第三節(jié)微機控制電子點火系統(tǒng)一、微機控制點火系統(tǒng)的組成各種傳感器:提前角—1曲
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