傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成復(fù)習(xí)過(guò)程

1、傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成目前汽車(chē)上所采用的點(diǎn)火系統(tǒng)大多數(shù)為電感儲(chǔ)能的點(diǎn)火系統(tǒng)，早期汽車(chē)上使用 的傳統(tǒng)蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)即為典型的電感儲(chǔ)能點(diǎn)火系統(tǒng)，由于電子技術(shù)的不斷發(fā) 展，現(xiàn)在汽車(chē)上的點(diǎn)火系統(tǒng)已為電子點(diǎn)火系統(tǒng)或微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)所取代，但 不管是傳統(tǒng)點(diǎn)火系還是電子點(diǎn)火系，其點(diǎn)火的基本原理是相同的。下面首先介紹一下 傳統(tǒng)的蓄電池點(diǎn)火系的工作情況。傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成如圖5 - 20所示，它主要由蓄電池、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。蓄 電池供給點(diǎn)火系統(tǒng)所需要的電能。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)點(diǎn)火系統(tǒng)電源。點(diǎn)火線 圈存儲(chǔ)點(diǎn)火能量，并將蓄電池電壓轉(zhuǎn)變?yōu)辄c(diǎn)火高壓。分電器由斷電器和點(diǎn)火提 前機(jī)構(gòu)等部分組成。斷電器的作用是

2、接通或切斷點(diǎn)火線圈初級(jí)回路；配電器的 作用是將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的點(diǎn)火高壓，按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序輸送給各缸火花 塞；點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)的作用是隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和汽油辛烷值變化調(diào)節(jié)點(diǎn)火提 前角?；鸹ㄈ麑Ⅻc(diǎn)火高壓引入氣缸燃燒室，并在電極間產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合 氣。圖5 20傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成及安裝位置傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本工作原理如圖 5 21所示。當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，分電器軸和斷電器凸輪在發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，使斷電器觸點(diǎn)交替 地閉合和打開(kāi)。在觸點(diǎn)閉合時(shí)，點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組形成回路，產(chǎn)生初級(jí)電流 i1 ,初級(jí)電流所流過(guò)的電路稱(chēng)為低壓電路。低壓電路的路徑是：蓄電池正極-電流表-點(diǎn)火開(kāi)關(guān)一點(diǎn)火線圈

3、 牛開(kāi)關(guān)”接線柱一附加電阻R f 現(xiàn)火線圈 開(kāi)關(guān) 接線柱點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組 W1 點(diǎn)火線圈“一接線柱斷電器觸點(diǎn)K 搭鐵 -蓄電池負(fù)極。初級(jí)電流在初級(jí)繞組 W1中逐漸增大至某一值并建立較強(qiáng)的磁 場(chǎng)。當(dāng)觸點(diǎn)打開(kāi)時(shí)，初級(jí)電路被切斷，初級(jí)電流及磁場(chǎng)迅速消失，由電磁感應(yīng) 定律e=d /dt Ldi/dt可知，在兩個(gè)繞組中都感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。由于初級(jí)電流 迅速消失，變化率di/dt很大，在初級(jí)繞組中，可感應(yīng)出 200300V的自感電 動(dòng)勢(shì)U1。由變壓器原理可知：U2/U1 = W2/W1，次級(jí)電壓U2=U1W2/W1。由于次級(jí)繞組 W2的匝數(shù)多，因而在次級(jí)繞組內(nèi)就感應(yīng)出1520KV的互感電動(dòng)勢(shì)U2，U2稱(chēng)為次級(jí)

4、點(diǎn)火高壓，U2通過(guò)高壓線輸送給火花塞。擊穿火花塞的電極間隙產(chǎn)生火花，點(diǎn)燃混合氣。從點(diǎn)火線圈到火花塞的電路稱(chēng)為高壓電路，高壓電路的路徑是：次級(jí)繞組 W2-附加電阻一牛開(kāi)關(guān)”接線柱一點(diǎn)火開(kāi) 關(guān)電流表蓄電池搭鐵火花塞側(cè)電極中心電極配電器（旁電極、分 火頭）一次級(jí)繞組W2 （ i2用虛線表示）。點(diǎn)火工作原理圖5 21傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)基本工作原理電路與觸點(diǎn)并聯(lián)的電容器C的作用是減少觸點(diǎn)燒蝕，延長(zhǎng)觸點(diǎn)壽命，并提高次級(jí)電 壓。當(dāng)觸點(diǎn)打開(kāi)時(shí)，初級(jí)繞組中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)向電容器迅速充電，開(kāi)始充 電時(shí)，電容器兩端電壓為零，隨著充電低壓的不斷提高，觸點(diǎn)間隙逐漸增大， 在觸點(diǎn)間已不易形成電火花。同時(shí)觸點(diǎn)打開(kāi)后，初級(jí)繞組和

5、電容器形成一個(gè)衰 減振蕩回路，使初級(jí)電流迅速切斷，加速磁場(chǎng)消失，有利于次級(jí)低壓的提高。傳統(tǒng)點(diǎn)火系雖然在汽車(chē)上應(yīng)用的歷史悠久，但由于傳統(tǒng)點(diǎn)火系本身存在的固 有的缺點(diǎn)，使其性能滿(mǎn)足不了現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的要求，所以目前正處于 淘汰的階段，取而代之的是各種類(lèi)型的電子點(diǎn)火系統(tǒng)。電子點(diǎn)火系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的點(diǎn)火性能、點(diǎn)火能量方面有了很大的改善，提高了起動(dòng)時(shí)的點(diǎn)火性 能，同時(shí)還使無(wú)線電干擾減小。達(dá)到或基本達(dá)到了現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的要 求。電子控制點(diǎn)火系統(tǒng) 由傳感器及其接口、微機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾部分構(gòu)成。該裝 置可根據(jù)傳感器送來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)各種參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算、判斷，然后進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)刻的 調(diào)節(jié)，這樣可以節(jié)約燃料，減

6、少空氣污染。一般認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制裝置的 節(jié)能效果在15%以上，而效果更明顯的則是在環(huán)境保護(hù)方面。此外，新型發(fā)動(dòng) 機(jī)電子控制裝置還有自適應(yīng)控制、智能控制及自診斷操作等。5.1.2 .1電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成和工作原理電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的傳感器，處理信號(hào)、發(fā)出指 令的ECU和響應(yīng)指令的點(diǎn)火器以及點(diǎn)火線圈等組成。點(diǎn)火提前角控制系統(tǒng)的組 成如圖5-22所示。圖5-22點(diǎn)火提前角控制系統(tǒng)的組成系統(tǒng)各組成部分及其功用如表5-1所示點(diǎn)火提前角控制系統(tǒng)的組成組件功能傳 感*空氣流征計(jì)檢測(cè)進(jìn)氣歧菅匣力或進(jìn)養(yǎng)墨*向HZU輜岀倩號(hào)進(jìn)丸壓力傳感器曲紬位置 傳感SS檢測(cè)曲軸肅度或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，向

7、BCU端岀信號(hào)G軒氏值號(hào)檢測(cè)凸輪血 曲牠角度基準(zhǔn)位墨 向EQU箭出佶號(hào)節(jié)弐門(mén)位置傳感器向EUJ輸出點(diǎn)火提前角儺JE信號(hào)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度，向ECU輸出點(diǎn)火樓就幣傕正信號(hào)超動(dòng)開(kāi)關(guān)（起動(dòng)信號(hào)）向ECU輸岀發(fā)動(dòng)機(jī)正在起動(dòng)中的信號(hào)仝調(diào)開(kāi)關(guān)（g向EEU輸出空訓(xùn)的工件狀態(tài)倍號(hào)車(chē)煖傳感器検測(cè)車(chē)產(chǎn)，向BCU輸岀車(chē)速信號(hào)空拾起動(dòng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)換皙手柄置干M擔(dān)期P擔(dān) 檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)爆霍信號(hào)0CU根據(jù)各傳感理輔入信號(hào)，計(jì)算出Mil*火提祈角.并將點(diǎn) 火控制信號(hào)送給點(diǎn)火控剽器執(zhí)行 器根據(jù)ECU輸出的點(diǎn)火控制佶號(hào)控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電路的通 斷產(chǎn)生次級(jí)高壓。同時(shí)向ECU反謹(jǐn)點(diǎn)火碉認(rèn)信號(hào)如圖5-23所示，由點(diǎn)火開(kāi)關(guān)AM 2端子提供的

8、電源同時(shí)進(jìn)入點(diǎn)火器的“ +B接 柱和點(diǎn)火線圈的“+端子，向點(diǎn)火器和點(diǎn)火線圈的初級(jí)線圈通電，該電流從點(diǎn)火線圈的-”端子流出，由點(diǎn)火器的“ C”接柱流入點(diǎn)火器搭鐵，從而形成初級(jí)電流。而后ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)（Ne ）和曲軸位置信號(hào)（G 1、G 2 ）、進(jìn)氣 歧管真空度（或進(jìn)氣流量）信號(hào)以及起動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)等計(jì)算最佳點(diǎn)火提前角，通 過(guò)“ IGT端向點(diǎn)火器輸出點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)，控制點(diǎn)火器“ C”搭鐵切斷的時(shí)刻，與此同時(shí)，在點(diǎn)火線圈的次級(jí)線圈產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)分電器送至工作汽 缸的火花塞，點(diǎn)火能量被瞬間釋放，并迅速點(diǎn)燃汽缸內(nèi)的混合氣，發(fā)動(dòng)機(jī)完成 做功過(guò)程。點(diǎn)火器的“IGF向ECU反饋點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)，當(dāng)ECU接

9、受不到該信 號(hào)時(shí)，便切斷燃油噴射，使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。5.1.2 .2點(diǎn)火控制在電子控制的點(diǎn)火系統(tǒng)中，電控單元（ECU ）不僅可以產(chǎn)生一個(gè)點(diǎn)火信號(hào), 而且還可以對(duì)點(diǎn)火信號(hào)的位置（決定點(diǎn)火時(shí)刻）和形狀（決定初級(jí)回路閉合角 的大?。┻M(jìn)行控制。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，點(diǎn)火控制包括點(diǎn)火提前控制、通電 時(shí)間（閉合角）控制和防爆震控制三個(gè)方面。點(diǎn)火提前角的控制一一ECU根據(jù)汽油機(jī)的各種工況信號(hào)對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行控 制。首先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力信號(hào)從存儲(chǔ)器存的數(shù)據(jù)中找到相應(yīng)的基 本點(diǎn)火提前角，然后根據(jù)有關(guān)傳感器信號(hào)值加以修正，得出實(shí)際的點(diǎn)火提前 角。實(shí)際點(diǎn)火提前角由三部分組成：初始點(diǎn)火提前角、基本點(diǎn)火提前角和修正

10、點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角的修正：暖機(jī)修正、過(guò)熱修正、空燃比反饋修正、怠 速穩(wěn)定性的修正。閉合角的控制一一點(diǎn)火線圈的通電時(shí)間就是它以建立磁場(chǎng)的形式蓄積點(diǎn)火能 量的時(shí)間，這段時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角叫做閉合角。通電時(shí)間控制的原則是在 不影響火花放電的前提下，保證點(diǎn)火線圈有足夠的時(shí)間蓄積能量而又不會(huì)造成 過(guò)熱損失和破壞。爆震控制一一當(dāng)發(fā)生劇烈爆震時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)各部分溫度上升，使輸出功率下 降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起活塞燒結(jié)、活塞環(huán)粘著、軸承破壞和氣門(mén)燒蝕等。推遲點(diǎn) 火可以減輕甚至避免爆震，保震控制的目的就是根據(jù)爆震傳感器的信號(hào)調(diào)整點(diǎn) 火時(shí)刻使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作在臨界爆震狀態(tài)。5.1.2 .3無(wú)分電器的電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)無(wú)分

11、電器的電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)又稱(chēng)為直接點(diǎn)火系統(tǒng)，它取消了傳統(tǒng)點(diǎn)火系或 普通電子點(diǎn)火系中的分電器總成，直接將點(diǎn)火線圈次級(jí)繞組的兩端與火花塞相 連，即把點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電直接送給火花塞進(jìn)行點(diǎn)火。無(wú)分電器的電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于廢除分電器，節(jié)省空間； 由于沒(méi)有配電器，不存在分火頭與分電器旁電極間產(chǎn)生火花，因此有效的降低 點(diǎn)火系統(tǒng)對(duì)無(wú)線電的干擾；點(diǎn)火系為全電子電路，無(wú)機(jī)械零件，無(wú)機(jī)械故障。無(wú)分電器的電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)可分為單獨(dú)點(diǎn)火的配電方式、雙缸同時(shí)點(diǎn)火的 配電方式及二極管配電點(diǎn)火方式三種類(lèi)型，如圖5-24所示。+12V+12Vb)圖5-24配電方式單獨(dú)點(diǎn)火配電方式可將點(diǎn)火線圈直接安裝在火花塞的

12、頂上，這樣不僅取消了分 電器，也同時(shí)取消了高壓線，故分火性能較好，相比而言，其結(jié)構(gòu)與點(diǎn)火控制 電路最為復(fù)雜。雙缸同時(shí)點(diǎn)火配電方式因兩個(gè)火花塞共用一個(gè)點(diǎn)火線圈且同時(shí)點(diǎn)火，故 這種方式只能用在缸數(shù)為雙數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)上，與單獨(dú)點(diǎn)火配電方式相比，其結(jié)構(gòu) 與點(diǎn)火控制電路相對(duì)簡(jiǎn)單，但保留了點(diǎn)火線圈與火花塞之間的高壓線，能量損 失略大。串聯(lián)在高壓回路的二極管，可以用來(lái)防止點(diǎn)火線圈在初級(jí)繞組導(dǎo)通瞬 間所產(chǎn)生的次級(jí)電壓（約1000-2000V ）加在火花塞上后發(fā)生的誤點(diǎn)火而消耗 點(diǎn)火能量。目前這種點(diǎn)火方式應(yīng)用的較多。雙缸同時(shí)點(diǎn)火要求共用一個(gè)點(diǎn)火線 圈的兩個(gè)汽缸工作相位差 360。曲軸轉(zhuǎn)角，點(diǎn)火時(shí)同時(shí)點(diǎn)火的兩個(gè)汽缸汽缸處 于排氣行程的汽缸由于缸內(nèi)氣體壓力較小，且缸內(nèi)混合氣又處于后燃期，易產(chǎn) 生火花，這樣放電能量損失小，