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1、电子点火系统电子点火系统 v一、磁感应式电子点火系一、磁感应式电子点火系v磁感应式电子点火系又称为磁脉冲式电子点磁感应式电子点火系又称为磁脉冲式电子点火系，由磁感应式分电器（内装磁感应式点火系，由磁感应式分电器（内装磁感应式点火信号发生器）、点火器、专用点火线圈、火信号发生器）、点火器、专用点火线圈、火花塞等部件组成。火花塞等部件组成。1 1磁感应信号发生器磁感应信号发生器v（1 1）组成）组成v该信号发生器安装在分该信号发生器安装在分电器内的底板上，。电器内的底板上，。v由信号转子、永久磁铁、由信号转子、永久磁铁、铁心、传感线圈组成。铁心、传感线圈组成。1 1磁感应信号发生器磁感应信号发生器
2、v（2 2）工作原理）工作原理v利用电磁感应原理，信号转子转动时，信号转子的利用电磁感应原理，信号转子转动时，信号转子的凸齿与铁心的空气隙发生变化，使通过传感线圈的磁通凸齿与铁心的空气隙发生变化，使通过传感线圈的磁通发生变化，因此传感线圈中便产生感应的交变电动势，发生变化，因此传感线圈中便产生感应的交变电动势，该交变电动势输入到点火器，以控制点火系统工作。其该交变电动势输入到点火器，以控制点火系统工作。其工作过程（假设信号转子顺时针转动）见图工作过程（假设信号转子顺时针转动）见图4-224-22：（2 2）工作原理）工作原理v当信号转子顺时针转动，当信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿逐渐接信号
3、转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间近铁心，凸齿与铁心间的空气隙越来越小，通的空气隙越来越小，通过传感线圈的磁通逐渐过传感线圈的磁通逐渐增大，当信号转子凸齿增大，当信号转子凸齿的齿角与铁心边缘相对的齿角与铁心边缘相对时，磁通急剧增加，磁时，磁通急剧增加，磁通变化率最大通变化率最大2 2点火系的基本电路及工作原理点火系的基本电路及工作原理v日本丰田日本丰田MS75MS75系列汽车装用的磁脉冲式无触点电子点火系列汽车装用的磁脉冲式无触点电子点火系的电路原理图见图系的电路原理图见图4-254-25。（1 1）点火器中各三极管作用）点火器中各三极管作用vVT1VT1发射极与集电发射极与集电极相连，相当
4、于一个极相连，相当于一个二极管，见图二极管，见图4-264-26。起温度补偿作用；起温度补偿作用；vVT2VT2触发管，起信触发管，起信号检测作用；号检测作用；vVT3VT3、VT4VT4放大作放大作用，将用，将VT2VT2输出放大以输出放大以驱动驱动VT5VT5；vVT5VT5大功率管，控大功率管，控制初级电流的通断。制初级电流的通断。点火系的基本电路及工作原理分析点火系的基本电路及工作原理分析点火系的基本电路及工作原理分析点火系的基本电路及工作原理分析v传感线圈中产生正向信号传感线圈中产生正向信号电压时，电压时，VT1VT1截止，截止，VT2VT2导通，导通，VT3VT3截止，截止，VT4
5、VT4、VT5VT5导通，初级电路仍然导通，初级电路仍然接通。接通。v传感线圈中产生负向传感线圈中产生负向信号电压时，信号电压时，VT1VT1导通，导通，VT2VT2截止，截止，VT3VT3导通，导通，VT4VT4、VT5VT5截止，初级电路切断，截止，初级电路切断，磁场迅速消失，次级绕组磁场迅速消失，次级绕组产生高压。产生高压。v信号发生器的输出电信号发生器的输出电压与三极管压与三极管VT2VT2、VT5VT5以及以及次级电压次级电压U2U2的关系见图。的关系见图。其它元件作用其它元件作用vVS1VS1、VS2VS2反向串联后与点火信号发生器的传感线圈并反向串联后与点火信号发生器的传感线圈并
6、联，在高转速时，使传感线圈输出的正向和负向电压稳定联，在高转速时，使传感线圈输出的正向和负向电压稳定在某一数值，保护在某一数值，保护VT2VT2不受损害；不受损害；vVS3VS3与与R4R4组成稳压电路，保证组成稳压电路，保证VT1VT1、VT2VT2保证在稳定电压保证在稳定电压下工作；下工作；vVS4VS4当当VT5VT5管截止时，将初级绕组的自感电动势限制在管截止时，将初级绕组的自感电动势限制在某一值内，保护某一值内，保护VT5VT5管；管；vC1C1消除点火信号发生器传感线圈输出电压波形上的毛消除点火信号发生器传感线圈输出电压波形上的毛刺，防止误点火；刺，防止误点火；vC2C2与与R4R
7、4组成组容吸收电路，吸收瞬时过电压，防止误点火；组成组容吸收电路，吸收瞬时过电压，防止误点火；vR3R3的作用是加速的作用是加速VT2VT2级级VT5VT5的翻转。的翻转。二、二、霍尔式普通电子点火系统霍尔式普通电子点火系统 v霍尔式电子点火系由内装霍尔信号发生器的分电器、点火器、霍尔式电子点火系由内装霍尔信号发生器的分电器、点火器、火花塞、点火线圈等组成。下面一以桑塔纳轿车用霍尔式火花塞、点火线圈等组成。下面一以桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统为例说明其工作过程。点子点火系统为例说明其工作过程。v桑塔纳轿车用霍尔式点子点火桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统图见图系统图见图4-28。（一）霍尔信号发
8、生器（一）霍尔信号发生器v霍尔效应霍尔效应v原理图见图原理图见图4-294-29。v当电流通过放在磁场中的半当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。个电压称为霍尔电压。霍尔信号发生器霍尔信号发生器v2 2组成组成v霍尔信号发生器霍尔信号发生器位于分电器内，位于分电器内，其结构见图其结构见图4-304-30。主要由分电器轴主要由分电器轴带动的触发叶轮、带动
9、的触发叶轮、永久磁铁、霍尔永久磁铁、霍尔元件等组成。元件等组成。霍尔信号发生器霍尔信号发生器v霍尔元件实际上是一个霍尔集成块电路，内部原理图见图霍尔元件实际上是一个霍尔集成块电路，内部原理图见图4-314-31所示。因为在霍尔元件上得到的霍尔电压一般为所示。因为在霍尔元件上得到的霍尔电压一般为2020mVmV，因此必须将其放大整形后再输出给点火控制器。因此必须将其放大整形后再输出给点火控制器。霍尔信号发生器霍尔信号发生器v3 3工作原理工作原理v霍尔信号发生器工作原理霍尔信号发生器工作原理图见图图见图4-324-32。v分电器轴带动触发叶轮转分电器轴带动触发叶轮转动，当叶片进入磁铁与动，当叶片
10、进入磁铁与霍尔元件之间的空气隙霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍尔时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路末级三极霍尔集成电路末级三极管截止，信号发生器输管截止，信号发生器输出高电位；当触发叶轮出高电位；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压，集成而产生霍尔电压，集成电路末级三极管导通，电路末级三极管导通，信号发生器输出低电位信号发生器输出低电位。霍尔信号霍尔信号v叶片不停的转动，信号发生叶片不停的转动，信号发生器输出一个矩形波信号，作器输出一个矩形波信号，作为控制信号给点火器。由点为控制信号
11、给点火器。由点火器控制初级电路的通断。火器控制初级电路的通断。v霍尔信号发生器完成功能时霍尔信号发生器完成功能时波形见图波形见图4-334-33。（二）点火控制器（二）点火控制器 v桑塔纳轿车桑塔纳轿车点火系器外点火系器外形结构见图形结构见图4-344-34。点火控制器点火控制器v点火控制器内部采用意大利点火控制器内部采用意大利SGS-THOMSONSGS-THOMSON公司生产的公司生产的L497L497专用点专用点火集成块，见图火集成块，见图4-354-35。该点火控制器具有初级电流上升率的控。该点火控制器具有初级电流上升率的控制、闭合角控制、停车断电保护和过电压保护等功能。制、闭合角控制
12、、停车断电保护和过电压保护等功能。（三）点火系的工作过程（三）点火系的工作过程 v霍尔电子点火系（点火器内装专用点火集成块）原理图霍尔电子点火系（点火器内装专用点火集成块）原理图1 1基本功能基本功能v1 1）发动机工作时，分电器）发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器的触轴带动霍尔信号发生器的触发叶轮旋转。当触发叶轮的发叶轮旋转。当触发叶轮的叶片进入空气隙时，信号发叶片进入空气隙时，信号发生器输出高电压信号生器输出高电压信号11111212V V，使点火控制器集成电使点火控制器集成电路中末级大功率三极管导通路中末级大功率三极管导通VTVT，点火系初级电路接通：点火系初级电路接通：电源电源“
13、”点火线圈点火线圈W1W1点火控制器（三极管点火控制器（三极管VTVT）搭铁。搭铁。1 1基本功能基本功能v（2 2）当触发叶轮的叶）当触发叶轮的叶片离开空气隙时，信号片离开空气隙时，信号发生器输出发生器输出0.30.30.40.4V V的低电压信号，使点火的低电压信号，使点火器大功率三极管截止，器大功率三极管截止，初级电路切断，次级产初级电路切断，次级产生高压生高压1 1基本功能基本功能v霍尔电子点火系工作过霍尔电子点火系工作过程程 叶片位置叶片位置 霍尔电压霍尔电压 信号发生器输出信号信号发生器输出信号 点火器大功率管点火器大功率管 点火点火线圈初级回路线圈初级回路 v进入空气隙进入空气隙
14、 不产生不产生 高高电位电位 适时导通适时导通 接通接通 v离开空气隙离开空气隙 产生产生 低电低电位位 截止截止 切断，次级绕切断，次级绕组产生高压组产生高压2 2限流控制限流控制 （恒流控制）（恒流控制）v为保证发动机在各种为保证发动机在各种工况下稳定点火，采工况下稳定点火，采用高能点火线圈，其用高能点火线圈，其初级电路电阻小，电初级电路电阻小，电感小，初级电流增长感小，初级电流增长快，电流大，若不控快，电流大，若不控制，点火线圈和点火制，点火线圈和点火器会因过热而损坏。器会因过热而损坏。初级电流上升特性见初级电流上升特性见图图4-374-37。2 2限流控制限流控制 （恒流控制（恒流控制
15、)v控制电路原理图见图控制电路原理图见图4-384-38。图中图中VTVT为点火器末级大功为点火器末级大功率管，率管，RsRs为采样电阻，为采样电阻，ICIC为点火集成块。当采样电为点火集成块。当采样电阻值一定时，采样电阻两阻值一定时，采样电阻两端的电压值与通过点火线端的电压值与通过点火线圈的初级电流成正比，工圈的初级电流成正比，工作中，采样电阻压降值反作中，采样电阻压降值反馈到点火集成块中的限流馈到点火集成块中的限流控制电路，使限流控制电控制电路，使限流控制电路工作，从而保持流过点路工作，从而保持流过点火线圈的初级电流恒定不火线圈的初级电流恒定不变。变。限流控制限流控制 （恒流控制（恒流控制
16、)v基本工作情况：当大功率管基本工作情况：当大功率管饱和导通时，如果初级电流饱和导通时，如果初级电流限流值时，初级电流逐渐限流值时，初级电流逐渐增大；当初级电流限流值增大；当初级电流限流值时，时，RsRs反馈电压使放大器反馈电压使放大器F F输输出端电压升高，使出端电压升高，使VT1VT1更加导更加导通，集电极电位下降，通，集电极电位下降，VTVT向向截止区偏移，初级电流下降；截止区偏移，初级电流下降；当初级电流略低于限流值时，当初级电流略低于限流值时，RsRs反馈电压使放大器反馈电压使放大器F F输出端输出端电压下降，使电压下降，使VT1VT1趋于截止，趋于截止，集电极电位上升，集电极电位上
17、升，VTVT趋于导趋于导通，初级电流上升。通，初级电流上升。3 3闭合角控制闭合角控制v闭合角是指点火控制器的末级大闭合角是指点火控制器的末级大功率开关管导通期间，分电器轴功率开关管导通期间，分电器轴转过的角度，也称导通角。由于转过的角度，也称导通角。由于点火线圈采用了高能点火线圈，点火线圈采用了高能点火线圈，即初级绕组即初级绕组W1W1的电阻很小的电阻很小0.520.520.760.76，这样点火系初级电路的这样点火系初级电路的饱和电流可达饱和电流可达2020A A以上，为防止以上，为防止初级电流过大烧坏点火线圈，点初级电流过大烧坏点火线圈，点火控制器必须控制末级大功率开火控制器必须控制末级
18、大功率开关管的导通时间，使初级电流控关管的导通时间，使初级电流控制在额定电流值，保证点火系可制在额定电流值，保证点火系可靠工作。装与未装闭合角控制时靠工作。装与未装闭合角控制时的初级电流波形见图的初级电流波形见图4-394-39。3 3闭合角控制闭合角控制v当转速变化时，闭当转速变化时，闭合角控制电路在低合角控制电路在低速时使速时使VTVT延迟导通，延迟导通，高速时使高速时使VTVT提前导提前导通，从而使通，从而使VTVT导通导通时间基本不变，如时间基本不变，如图图4-394-39c c所示。各种所示。各种转速下的闭合角见转速下的闭合角见表表4-54-5。3 3闭合角控制闭合角控制v各种转速下
19、的闭合角各种转速下的闭合角 v分电器分电器v转速转速 r/min）300 750 1000 1200 1600 v闭合角（闭合角（）20 32 43 49 63 3 3闭合角控制闭合角控制v当电源电压变化时，使当电源电压变化时，使初级电流上升率也跟着初级电流上升率也跟着变化，即电压高时上升，变化，即电压高时上升，电压低时上升慢，为保电压低时上升慢，为保证限流时间不变，闭和证限流时间不变，闭和角控制电路使角控制电路使VTVT导通时导通时间随电源电压的增高而间随电源电压的增高而减小，反之增加，见图减小，反之增加，见图4-404-40。闭合角控制闭合角控制v电源电压变化时的闭合角电源电压变化时的闭合
20、角 v电源电压（电源电压（V V）11 14 16 18 20 11 14 16 18 20 v闭合角（闭合角（）55 39 33 29 26 55 39 33 29 26（四）使用注意事项（四）使用注意事项 v1 1拆卸点火系的导线时，应先关掉点火开关；拆卸点火系的导线时，应先关掉点火开关；v2 2当利用起动机带动发动机旋转，而又不想使发动机起动当利用起动机带动发动机旋转，而又不想使发动机起动时，应拔下分电器中央高压线，并将其搭铁；时，应拔下分电器中央高压线，并将其搭铁；v3 3如果怀疑点火系有故障，而又必须拖动汽车时，应先拆如果怀疑点火系有故障，而又必须拖动汽车时，应先拆下点火器插接件；下点火器插接件；v4 4为防止无线电干扰，应使用为防止无线电干扰，应使用1 1KK电阻的高压导线、电阻的高压导线、1 15 5KK电阻的火花塞插头和电阻的火花塞插头和1 1KK电阻的分火头；电阻的分火头；v5 5使用带快速充电设备的起动辅助装置起动时，电压不得使用带快速充电设备的起动辅助装置起动时，电压不得超过超过16.516.5V V，使用时间不得超过使用时间不得超过1 1minmin；v6 6在车上电焊作业时，应先拆去蓄电池搭铁线；在车上电焊作业时，应先拆去蓄电池搭铁线；v7 7清洗发动机时，必须关断点火开关清洗发动机时，必须关断点火开关