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1、 河南南机电高高等专科科学校毕业设计计(论文)开题报报告学 生生 姓姓 名： 李李帅学 号： 008166011116 专 业： 汽车制制造与装装配技术术 设计(论论文)题题目：汽汽油发动动机电子子点火系系统的原原理与检检 修指 导 教 师： 张松松青 20 111 年33月4日 毕 业业 设 计（论论文）开开 题 报 告告文 献 综 述述汽油油机在压压缩接近近上止点点时，可可燃混合合气是由由火花塞塞点燃的的，从而而燃烧对对外作功功，为此此，汽油油机的燃燃烧室中中都装有有火花塞塞。火花花塞有一一个中心心电极和和一个侧侧电极，两两电极之之间是绝绝缘的。当当在火花花塞两电电极间加加上直流流电压并并
2、且电压压升高到到一定值值时，火火花塞两两电极之之间的间间隙就会会被击穿穿而产生生电火花花，能够够在火花花塞两电电极间产产生电火火花所需需要的最最低电压压称为击击穿电压压；能够够在火花花塞两电电极间产产生电火火花的全全部设备备称为发发动机点点火系。点火系统统的基本本功用是是在发动动机各种种工况和和使用条条件下，在在气缸内内适时、准准确、可可靠地产产生电火火花，以以点燃可可燃混合合气，使使发动机机作功。发动机点点火系统统，按其其组成和和产生高高压电方方式的不不同可分分为传统统蓄电池池点火系系统、电电子点火火系统、微微机控制制点火系系统和磁磁电机点点火系统统。近年来，汽汽车发动动机向着着多缸、高高转
3、速、高高压缩比比的方向向发展，人人们还力力图通过过改善混混合气的的燃烧状状况，以以及燃用用稀混合合气，以以达到减减少排气气污染和和节约燃燃油的目目的。这这些都要要求汽车车的点火火系统能能够提供供足够高高的次级级电压、火火花能量量和最佳佳点火时时刻。传传统点火火系统已已经不能能满足这这些要求求。因此此，近几几十年来来各国都都在积极极探索改改进途径径，并研研制了一一系列的的电子点点火系统统。目前国内内外汽车车上使用用的电子子点火系系统主要要分为有有触点的的电子点点火系统统和无触触点的电电子点火火系统两两大类。无无论是哪哪一类电电子点火火系统，都都是利用用电子元元件(晶晶体三极极管)作作为开关关来接
4、通通或断开开点火系系统的初初级电路路，通过过点火线线圈来产产生高压压电。 目前市市场主导导的是霍霍尔式电电子点火火系统，霍霍尔效应应式点火火信号发发生器比比磁脉冲冲式点火火信号发发生器的的性能稳稳定，耐耐久性好好、寿命命长，点点火精度度高，且且不受温温度、灰灰尘、油油污等影影响，特特别是输输出的电电压信号号不受发发动机转转速的影影响，使使发动机机低速点点火性能能良好，容容易起动动，因而而其应用用日益广广泛。汽油机的的点火系系统在发发动机中中占有很很大的作作用，其其控制着着发动机机的点火火时间、点点火提前前角，点点火时间间控制的的不好有有可能造造成爆震震，混合合气燃烧烧不充分分，其中中爆震会会对
5、发动动机造成成损害燃燃烧不充充分又会会使发动动机有积积碳时间间久了对对发动机机也有损损害两种种原因都都会使发发动机的的动力性性能及经经济性能能下降。毕 业 设 计计（论文文）开 题 报报 告本课课题的研研究思路路（包括括要研究究或解决决的问题题和拟采采用的研研究方法法、手段段（途径径）及进进度安排排等）：研究思路路：通过书籍籍和在网网上收集集和查阅阅各种文文献资料料对汽油油机电子子点火系系统的理理解。分分析研究究汽油机机电子点点火系统统的起源源，历史史，现状状及前景景的问题题，对论论文列出出基本提提纲,理理清基本本思路.向指导导老师请请教，查查阅相关关资料,开始定定下思路路进行编编写论文文，修
6、改改并完善善。通过查阅阅资料理理解领会会汽油机机电子点点火系统统的发展展历程，掌握其的特点，结构，原理以及检修过程等，对汽油机电子点火系统的发展前景发展方向及检修有何特点有清晰的认识.完成期限限和采取取的主要要措施:1）20005年年3月中中旬4月初初熟悉论文文课题，查查找资料料，完成成毕业设设计开题题报告。2）20006年年4月初初4月月中旬查找资料料，研究究资料，确确定设计计方法。3）20006年年4月中中旬5月中中旬 整理资料料，建立立论文的的大致结结构、整整体框架架，编写写论文。4）20006年年5中旬旬月5月118整理和修修改论文文：完善善、修改改论文。5）20006年年5月底底5月
7、月20根据指导导老师的的建议，继继续完善善论文，并并将毕业业论文完完成上交交。 毕 业业 设 计（论论文）开开 题 报 告告指导教师师意见：1对“文献综综述”的评语语：2对本本课题的的研究思思路、深深度、广广度及工工作量的的意见和和对设计计（论文文）结果果的预测测： 指导导教师： 年年 月 日所在专业业审查意意见： 负责人人： 年年 月 日日摘要：电电子点火火系统以以蓄电池池和发电电机为电电源，借借点火线线圈和由由半导体体器件(晶体三三极管)组成的的点火控控制器将将电源提提供的低低压电转转变为高高压电，再再通过分分电器分分配到各各缸火花花塞，使使火花塞塞两电极极之间产产生电火火花，点点燃可燃燃
8、混合气气。与传传统蓄电电池点火火系统相相比具有有点火可可靠、使使用方便便等优点点，是目目前国内内外汽车车上广泛泛采用的的点火系系统。电控点火火系统一一般由电电源、传传感器、EECU、点点火器、点点火线圈圈、分电电器、火火花塞等等组成。电子点火火系统常常见的故故障是：不点火火、火花花弱、点点火时间间不当、缺缺火等。故故而在维维修时应应针对不不同问题题采用不不同的检检修方案案。关键字：电子点点火系统统、传感感器、点点火时间间、火花花塞。指导老师师签名：Absttracct：EElecctroonicc iggnittionn syysteem tto tthe battterry aand gen
9、neraatorr foor ppoweer, by thee iggnittionn cooil andd thhe ssemiiconnducctorr deevicce (traansiistoor) connsisstinng oof tthe ignnitiion conntroolleer wwilll prroviide thee loow vvolttagee poowerr innto higgh vvolttagee, aand theen aalloocatted by thee diistrribuutorr too thhe ssparrk ppluggs oof e
10、eachh cyylinnderr, tthe spaark pluug SSparrk bbetwweenn twwo eelecctroodess, iigniitinng ccombbusttiblle mmixtturee. CComppareed wwithh thhe ttradditiionaal bbattteryy iggnittionn syysteem wwithh iggnittionn reeliaabillityy, eeasee off usse, is widdelyy ussed in dommesttic andd innterrnattionnal car
11、r iggnittionn syysteem.Elecctrooniccallly cconttrollledd iggnittionn syysteem iin ggeneerall byy poowerr, ssenssor, ECCU, ignnitiion, iggnittionn cooil, diistrribuutorr, ssparrk ppluggs aand othher commponnentts.Elecctroonicc iggnittionn syysteem ccommmon fauultss arre: no ignnitiion, spparkk iss we
12、eak, immprooperr iggnittionn tiiminng, lacck oof ffiree annd sso oon. Theerefforee thhe pprobblemm inn thhe mmainntennancce sshouuld be diffferrentt foor ddifffereent maiinteenannce proograams.目录综述：.11第一章 ：发动机机点火系系统的发发展历程程及分类类.4 1.1、传传统蓄电电池点火火系统.5 1.2、电电子点火火系统.5 1.3、微微机控制制点火系系统.55 第二章 ：电子点点火系统统的组成成及
13、工作作原理.66 2.1、有有触点电电子点火火系统.6 2.2、无无触点电电子点火火系统.7 1.磁脉脉冲式点点火信号号发生器器.110 2.光光电效应应式点火火信号发发生器.112 第三章 ：电子点点火系统统的功能能.133 3.1、点点火提前前角控制制.13 3.1.11、点火火提前角角对发动动机性能能的影响响.113 3.1.22、最佳佳点火提提前角的的确定依依据.144 3.1.33、控制制点火提提前角的的基本方方法.144 33.1.4、起起动时点点火提前前角的控控制.14 3.1.55、起动动后基本本点火提提前角的的确定.14 3.1.6、点点火提前前角的修修正.14 3.2、通通
14、电时间间控制.155 3.2.11、通电电时间对对发动机机工作的的影响.15 3.2.2、通通电时间间的控制制方法.115 3.2.3、点点火线圈圈的恒流流控制.115 3.3、爆爆燃控制制.16 3.3.11、爆燃燃的危害害.116 3.3.2、爆爆燃的控控制方法法.166 第四章 、电子点点火系统统的检修修.177 4.1、电电子点火火系统故故障检查查注意事事项.117 4.2、 晶体管管点火装装置的检检修.17 4.22.1、信信号发生生器检测测与调整整.188 4.2.2、晶晶体管控控制器检检测.18 4.2.3、 霍尔式式晶体管管点火装装置的检检修.188 4.2.4、检检测磁脉脉冲
15、式传传感器.118 4.2.5、点点火线圈圈及点火火器故障障检测.119 4.2.6、点点火系统统检测.221 第五章 、汽油机机电子电电子点火火系统检检修实例例.222 5.1、火火花塞的的拆卸.222 5.2.点火线线圈和电电控点火火放大器器的更换换.24 5.3、分分电器盖盖和点火火高压线线的更换换.25 5.4.电控节节流阀体体维修.277 总结：.228致谢：.229 参考文献献：.30第一章：发动机机点火系系统的发发展历程程及分类类 汽油机机在压缩缩接近上上止点时时，可燃燃混合气气是由火火花塞点点燃的，从从而燃烧烧对外作作功，为为此，汽汽油机的的燃烧室室中都装装有火花花塞。火火花塞
16、有有一个中中心电极极和一个个侧电极极，两电电极之间间是绝缘缘的。当当在火花花塞两电电极间加加上直流流电压并并且电压压升高到到一定值值时，火火花塞两两电极之之间的间间隙就会会被击穿穿而产生生电火花花，能够够在火花花塞两电电极间产产生电火火花所需需要的最最低电压压称为击击穿电压压；能够够在火花花塞两电电极间产产生电火火花的全全部设备备称为发发动机点点火系。发动机点点火系统统，按其其组成和和产生高高压电方方式的不不同可分分为传统统蓄电池池点火系系统、电电子点火火系统、微微机控制制点火系系统和磁磁电机点点火系统统。 11.1、传传统蓄电电池点火火系统：传统蓄蓄电池点点火系统统以蓄电电池和发发电机为为电
17、源，借借点火线线圈和断断电器的的作用，将将电源提提供的66V、112V或或24VV的低压压直流电电转变为为高压电电，再通通过分电电器分配配到各缸缸火花塞塞，使火火花塞两两电极之之间产生生电火花花，点燃燃可燃混混合气。 （如如图1-1）传传统蓄电电池点火火系统由由于存在在产生的的高压电电比较低低、高速速时工作作不可靠靠、使用用过程中中需经常常检查维维护等缺缺点，目目前正在在逐渐被被电子点点火系统统和危机机控制点点统所取取代 （图11-1）1.2、电电子点火火系统：电子点点火系统统以蓄电电池和发发电机为为电源，借借点火线线圈和由由半导体体器件(晶体三三极管)组成的的点火控控制器将将电源提提供的低低
18、压电转转变为高高压电，再再通过分分电器分分配到各各缸火花花塞，使使火花塞塞两电极极之间产产生电火火花，点点燃可燃燃混合气气。（如如图1-2）与与传统蓄蓄电池点点火系统统相比具具有点火火可靠、使使用方便便等优点点，是目目前国内内外汽车车上广泛泛采用的的点火系系统。 （图1-2）1.3、微微机控制制点火系系统：微微机控制制点火系系统与上上述两种种点火系系统相同同，也以以蓄电池池和发电电机为电电源，借借点火线线圈将电电源的低低压电转转变为高高压电，再再由分电电器将高高压电分分配到各各缸火花花塞，并并由微机机控制系系统根据据各种传传感器提提供的反反映发动动机工况况的信息息，发出出点火控控制信号号，控制
19、制点火时时刻，点点燃可燃燃混合气气。它还还可以取取消分电电器，由由微机控控制系统统直接将将高压电电分配给给各缸。（如如图1-3）微微机控制制点火系系统是目目前最新新型的点点火系统统，已广广泛应用用于各种种中、高高级轿车车中。 （图1-3）第二章：电子点点火系统统的组成成及工作作原理 近年来来，汽车车发动机机向着多多缸、高高转速、高高压缩比比的方向向发展，人人们还力力图通过过改善混混合气的的燃烧状状况，以以及燃用用稀混合合气，以以达到减减少排气气污染和和节约燃燃油的目目的。这这些都要要求汽车车的点火火系统能能够提供供足够高高的次级级电压、火火花能量量和最佳佳点火时时刻。传传统点火火系统已已经不能
20、能满足这这些要求求。 因此，近近几十年年来各国国都在积积极探目目前国内内外汽车车上使用用的电子子点火系系统主要要分为有有触点的的电子点点火系统统和无触触点的电电子点火火系统两两大类。无无论是哪哪一类电电子点火火系统，都都是利用用电子元元件(晶晶体三极极管)作作为开关关来接通通或断开开点火系系统的初初级电路路，通过过点火线线圈来产产生高压压电。2.1、有有触点电电子点火火系统 （图图2-11） 有触点点电子点点火装置置用减小小触点电电流的方方法，减减小触点点火花，改改善点火火性能，它它是一种种半导体体辅助点点火装置置。除了了与传统统点火系系统一样样具有电电源、点点火开关关、分电电器、点点火线圈圈
21、、火花花塞之外外，还在在点火线线圈初级级绕组的的电路中中，增加加了由三三极管VVT和电电阻、电电容等组组成的点点火控制制电路，断断电器的的触点串串联在三三极管的的基极电电路中，控控制三极极管的导导通与截截止。（如如图2-1） 接通点点火开关关 SWW，当断断电器触触点闭合合时，三三极管的的基极电电路被接接通，使使三极管管饱和导导通，接接通了点点火线圈圈的初级级电路。其其路径是是：三极极管的基基极电流流从蓄电电池“” 点点火开关关 SWW 点火火线圈初初级绕组组 N11 附加电电阻 RRf 三极极管的发发射极 e、基基极 bb 电阻阻 R22 断电电器触点点 K 搭铁铁 蓄电电池“”。点火火线圈
22、初初级绕组组的电流流从蓄电电池“”点火开开关 SSW 点火火线圈初初级绕组组 N11 附加电电阻 RRf 三极管管的发射射极 ee、集电电极 cc搭铁 蓄电电池“”。使点点火线圈圈的铁心心中积蓄蓄了磁场场能。 当断电电器触点点分开时时，三极极管的基基极电路路被切断断,三极极管由导导通变为为截止，切切断了点点火线圈圈初级绕绕组的电电路，初初级电流流迅速下下降到零零，在点点火线圈圈次级绕绕组中产产生高压压电，击击穿火花花塞间隙隙，点燃燃混合气气。 发动机机工作时时，断电电器触点点不断地地闭合、分分开，控控制三极极管的导导通与截截止和初初级电路路的通断断，控制制点火系系统的工工作2.2、无无触点电电
23、子点火火系统：无触点电电子点火火系统利利用传感感器代替替断电器器触点，产产生点火火信号，控控制点火火线圈的的通断和和点火系系统的工工作，可可以克服服与触点点相关的的一切缺缺点，（如如图2-2-11）在国国内外汽汽车上应应用十分分广泛。无无触点电电子点火火系统主主要由点点火信号号发生器器(传感感器)、点点火控制制器、点点火线圈圈、分电电器、火火花塞等等组成。其其中分电电器主要要包括配配电器和和离心提提前装置置、真空空提前装装置，它它们的作作用、结结构和工工作原理理与传统统点火系系统对应应部分完完全相同同。 （图22-2-1） 例如如，一汽汽大众捷捷达轿车车的无触触点点火火系统原原理图，（如如图2
24、-2-22）接通通点火开开关，当当点火信信号发生生器（霍霍尔效应应传感器器）发出出点火信信号，输输出具有有一定幅幅值的正正脉冲时时，就会会触发点点火控制制器，使使其中的的功率三三极管导导通，于于是点火火线圈的的初级电电路接通通。初级级电流由由电源的的“”极 点点火开关关 点火火线圈的的“”接线柱柱 点火火线圈的的初级绕绕组L11点火线线圈的“-”接线柱柱、点火火控制器器、搭铁铁、电源源的“-”极。由由于点火火线圈初初级绕组组中有电电流通过过，于是是点火线线圈中便便形成磁磁场，将将电能转转变为磁磁场能储储存起来来。 （图图2-22-2）点火信号号发生器器：点火火信号发发生器取取代了传传统点火火系
25、统断断电器中中的凸轮轮，用来来判定活活塞在气气缸中所所处的位位置，并并将非电电量的活活塞位置置信号转转变成为为脉冲电电信号输输送到点点火控制制器，从从而保证证火花塞塞在恰当当的时刻刻点火。所所以点火火信号发发生器实实际就是是一种感感知发动动机工作作状况，发发出点火火信号的的传感器器。它的的类型很很多，目目前应用用较多的的主要有有磁脉冲冲式、霍霍尔效应应式和光光电效应应式。 （图图2-22-3） 1.磁磁脉冲式式点火信信号发生生器 磁脉冲冲式点火火信号发发生器是是依靠电电磁感应应原理制制成的。它它一般安安装在分分电器的的内部，由由信号转转子和感感应器两两部分组组成。信信号转子子由分电电器轴驱驱动
26、，其其转速与与分电器器轴相同同；感应应器固定定在分电电器底板板上，由由永久磁磁铁、铁铁心和绕绕在铁心心上的传传感线圈圈组成。信信号转子子的外缘缘有凸齿齿，凸齿齿数与发发动机的的气缸数数相等。永永久磁铁铁的磁力力线从永永久磁铁铁的N极极出发，经经空气隙隙穿过转转子的凸凸齿，再再经空气气隙、传传感线圈圈的铁心心回到永永久磁铁铁的S极极，形成成闭合磁磁路。当当发动机机不工作作时，信信号转子子不动，通通过传感感线圈的的磁通量量不变，不不会产生生感应电电动势，传传感线圈圈两引线线输出的的电压信信号为零零。（如如图2-2-33） 转子旋旋转，穿穿过铁心心中的磁磁通逐渐渐变化。转转子的凸凸齿每在在铁心旁旁边
27、转过过一次，线线圈中就就产生一一个一正正一负的的脉冲信信号。如如此，发发动机工工作时转转子不断断地旋转转，转子子的凸齿齿交替地地在线圈圈铁心的的旁边扫扫过，使使线圈铁铁心中的的磁通不不断地发发生变化化，在传传感器的的线圈中中感应出出大小和和方向不不断变化化的感应应电动势势。传感感器则不不断地将将这种脉脉冲型电电压信号号输入点点火控制制器，作作为发动动机工作作时的点点火信号号。转速速升高时时，传感感线圈中中磁通量量的变化化速率增增大，因因而感应应电动势势成正比比例增加加。可见见，磁脉脉冲式点点火信号号发生器器输出的的交变信信号受发发动机转转速的影影响很大大。转速速越高，信信号越强强，对点点火控制
28、制器电路路的触发发越可靠靠，但可可能造成成电路中中有关元元件的损损坏。为为此，电电路中需需增设稳稳压管等等元件来来限压。但但是，转转速过低低时，磁磁脉冲式式点火信信号发生生器输出出的交变变信号过过弱，造造成对点点火控制制器电路路的触发发不可靠靠，容易易引起发发动机起起动困难难、怠速速转速不不能调低低等问题题。所以以设计上上应保证证发动机机依最低低转速运运转时，点点火信号号发生器器输出的的信号足足够强。一一般情况况下，转转速变化化时，磁磁脉冲式式点火信信号发生生器输出出的信号号电压的的变化范范围可达达0.551000V。这这一信号号除用于于点火控控制外，还还可用作作转速等等其他传传感信号号。磁脉
29、脉冲式点点火信号号发生器器结构简简单，成成本较低低，因而而应用最最为广泛泛。（如如图2-2-44） （图图2-22-4） 22.霍尔尔效应式式点火信信号发生生器(霍霍尔传感感器) 霍霍尔效应应式点火火信号发发生器安安装在分分电器内内。 由由霍尔触触发器、永永久磁铁铁和由分分电器轴轴驱动的的带缺口口的转子子组成。如如图2-2-55 （图图2-22-5）霍尔触发发器(也也称霍尔尔元件)是一个个带集成成电路的的半导体体基片。当当直流电电压作用用于触发发器的两两端时，便便有电流流I在其其中通过过，如果果在垂直直于电流流的方向向还有外外加磁场场的作用用，则在在垂直于于电流和和磁场的的方向上上产生电电压U
30、HH，该电电压称为为霍尔电电压，这这种现象象称为霍霍尔效应应。（如图22-2-6）（图2-2-66） 霍尔效效应式点点火信号号发生器器是利用用霍尔元元件的霍霍尔效应应工作的的，即利利用只有有在直流流电压和和磁场同同时作用用于霍尔尔触发器器时，才才能在触触发器中中产生电电压信号号的现象象制成传传感器，在在发动机机工作时时产生点点火信号号。霍尔尔发生器器的工作作原理 ，当转转子叶片片进入永永久磁铁铁与霍尔尔触发器器之间时时，永久久磁铁的的磁力线线被转子子叶片旁旁路，不不能作用用到霍尔尔触发器器上，通通过霍尔尔元件的的磁感应应强度近近似为零零，霍尔尔元件不不产生电电压；随随着信号号转子的的转动，当当
31、转子的的缺口部部分进入入永久磁磁铁与霍霍尔触发发器之间间时，磁磁力线穿穿过缺口口作用于于霍尔触触发器上上，通过过霍尔元元件的磁磁感应强强度增高高，在外外加电压压和磁场场的共同同作用下下，霍尔尔元件的的输出端端便有霍霍尔电压压输出。发发动机工工作时，转转子不断断旋转，转转子的缺缺口交替替地在永永久磁铁铁与霍尔尔触发器器之间穿穿过，使使霍尔触触发器中中产生变变化的电电压信号号，并经经内部的的集成电电路整形形为规则则的方波波信号，输输入点火火控制电电路，控控制点火火系统工工作。 霍尔效效应式点点火信号号发生器器比磁脉脉冲式点点火信号号发生器器的性能能稳定，耐耐久性好好、寿命命长，点点火精度度高，且且
32、不受温温度、灰灰尘、油油污等影影响，特特别是输输出的电电压信号号不受发发动机转转速的影影响，使使发动机机低速点点火性能能（如图图2-22-7） 3.光光电效应应式点火火信号发发生器 光电效效应式点点火信号号发生器器是利用用光电效效应原理理，以红红外线或或可见光光光束进进行触发发的，主主要由遮遮光盘(信号转转子)、遮遮光盘轴轴、光源源、光接接收器(光敏元元件)等等组成。光光源可用用白炽灯灯，也可可用发光光二极管管。由于于发光二二极管比比白炽灯灯耐振动动、耐高高温，能能在1550的环境境温度下下持续工工作，而而且工作作寿命很很长，所所以现在在绝大多多数采用用发光二二极管作作光源。发发光二极极管发出出的红外外线光束束一般还还要用一一只近似似半球形形的透镜镜聚焦，以以便缩小小光束宽宽度，增增大光束束强度，有有利于光光接收器器接收、提提高点火火信号发发生器的的工作可可靠性。光