中職 汽車電氣和電路故障診斷與維修模塊三 點火系電子課件

中職汽車電氣和電路故障診斷與維修模塊三點火系電子課件高教版中職汽車電氣和電路故障診斷與維修模塊三點火系電子課件高教版教學(xué)課件汽車電器、電路故障診斷與維修模塊一蓄電池模塊二發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器模塊三點火系模塊四照明與信號系統(tǒng)模塊五儀表及指示燈、報警燈系統(tǒng)模塊六汽車其它電氣裝置模塊七汽車空調(diào)與空調(diào)控制系統(tǒng)教學(xué)課件模塊三點火系統(tǒng)課題一、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)課題二、電子點火系統(tǒng)

課題一傳統(tǒng)點火系統(tǒng)

1、電火花形成原理以及對點火系的要求

2、傳統(tǒng)點火系工作原理3、各主要部件結(jié)構(gòu)及組成

1、電火花形成原理以及對點火系的要求（一）電火花的形成電壓正常狀態(tài)下：電場力的作用下，電極間的正離子便會向負(fù)電極運(yùn)動、負(fù)離子和電子便會向正電極運(yùn)動，離子和電子在運(yùn)動中都會撞擊中性分子，從而形成電流。電壓較低時：離子和電子的運(yùn)動速度較慢、動能較小，不能將中性分子撞破，氣體中只有原有少量離子和電子導(dǎo)電。因此，電流微小，正負(fù)電極之間不能形成電火花。電壓升高時：離子和電子便將中性分子撞破，使中性分子分裂成正離子和負(fù)離子，如此進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，電極間隙之間的離子和電子便驟然增多。激烈地運(yùn)動與碰撞就會發(fā)出大量的熱，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時，便會產(chǎn)生弧光放電，放電電流急劇增大，并產(chǎn)生輕脆的響聲。

2、傳統(tǒng)點火系工作原理

（1）點火開關(guān)打開，斷電器觸點閉合：蓄電池正極→電流表→點火開關(guān)→點火線圈“十開關(guān)”接線柱→附加電阻→“開關(guān)”接線柱→點火線圈初級繞組→點火線圈“一”接線柱→斷電器觸點→搭鐵→蓄電池負(fù)極。電流通過初級繞組時，在鐵芯中產(chǎn)生磁場。（2）點火開關(guān)打開，斷電器觸點斷開：次級繞組→附加電阻→點火開關(guān)→蓄電池正極→蓄電池負(fù)極→高壓導(dǎo)線→配電器旁電極→分火頭→高壓導(dǎo)線→次級繞組次級繞組中將在互感的作用下產(chǎn)生與次級繞組和初級繞組匝比成正比的高壓電動勢，達(dá)15～20kV。該電動勢擊穿火花塞間隙，產(chǎn)生電火花，點燃混合氣3、各主要部件結(jié)構(gòu)及組成高壓線接柱外殼鋼片膠木蓋次極線圈初級線圈瓷杯+-接線柱（1）點火線圈：點火線圈可分為：開磁路式和閉磁路式。

點火線圈的上端有膠木蓋，其中央突出部分為高壓接線柱，其他的接線柱為低壓接線柱。根據(jù)低壓接線柱的數(shù)目不同，點火線圈有倆接線柱式和三接線柱式。

鐵心由硅鋼片組成，包在硬紙板套內(nèi)。

套上繞有次極繞組；初級繞組繞在次極繞組的外面，以利于散熱。繞組和外殼之間，裝有導(dǎo)磁用的鋼片，用來增強(qiáng)磁通。外殼的底部裝有瓷杯，以防高壓電擊穿擊次極繞組的絕緣向鐵心和外殼放電。

點火線圈工作原理：當(dāng)初級線圈接通電源時，隨著電流的增長四周產(chǎn)生一個很強(qiáng)的磁場，鐵芯儲存了磁場能；當(dāng)開關(guān)裝置使初級線圈電路斷開時，初級線圈的磁場迅速衰減，次級線圈就會感應(yīng)出很高的電壓。初級線圈的磁場消失速度越快，電流斷開瞬間的電流越大，兩個線圈的匝比越大，則次級線圈感應(yīng)出來的電壓越高。2、附加電阻的作用如果點火線圈按發(fā)動機(jī)高速時的需要設(shè)計，則低速時初級電流將過大，容易使點火線圈過熱；如果按低速時設(shè)計，則高速時又將使初級電流過小而次級電過低，不能保證可靠地點火。為解決這一矛盾，可在初級電路中串聯(lián)一個其電阻能隨溫度而變化（溫度愈高則電阻愈大）的附加電阻（熱敏電阻）隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低而初級電流加大，附加電阻的電阻值因本身溫度升高而增大，因而使初級電流減小，點火線圈不致過熱。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高時，初級電流減小，但同時附加電阻的電阻值卻因溫度降低而減小，故又使初級電流下降較少。這樣，附加電阻就起了保持初級電流基本穩(wěn)定作用。2、分電器分電器的結(jié)構(gòu)和組成：a.斷電器b．配電器c．離心調(diào)節(jié)器\真空調(diào)節(jié)器d．電容器a、斷電器：

發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，凸輪的凸角將活動觸點頂開，切斷初級電路，在次級產(chǎn)生高壓，實現(xiàn)點火。凸輪的凸角數(shù)與氣缸數(shù)相等，曲軸轉(zhuǎn)兩圈，各缸點火一次。觸點間隙的調(diào)整

b、配電器：分火頭套在凸輪上，與凸輪軸同步旋轉(zhuǎn)。分火頭上有導(dǎo)電銅片，通過炭棒與主高壓線連通。在旋轉(zhuǎn)時將高壓電按作功順序依次分配給各分高壓線插孔，實現(xiàn)點火。

C、點火提前機(jī)構(gòu)（離心式）：當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時，分電器的轉(zhuǎn)速隨之升高，兩重塊在離心力作用下，克服彈簧外力向外甩開，同時帶動撥板和凸輪沿凸輪旋轉(zhuǎn)的方向相對于分電器軸轉(zhuǎn)動一個角度，點火提前角增大。轉(zhuǎn)速越高，離心塊離心力越大，點火提前角越大。當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降時，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時，彈簧將重塊拉回，凸輪逆旋轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)，點火提前角減小。點火提前機(jī)構(gòu)（真空式）：小負(fù)荷時，節(jié)氣門開度也小，節(jié)氣門下方及管道的真空度增大，真空吸力吸引膜片壓縮彈簧而拱曲，通過拉桿拉動底板帶著斷電器觸點逆著分電器軸旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動一定角度（凸輪位置相對不變），使凸輪提前將觸點打開，于是點火提前角增大。負(fù)荷越小，節(jié)氣門開度也越小，真空度越高，點火提前角越大。大負(fù)荷時，節(jié)氣門開度增大，真空度減小，膜片在彈簧力的作用下壓向左方，拉桿拉動斷電器底板順著凸輪的旋轉(zhuǎn)一個角度，使點火提前角減小。怠速時，節(jié)氣門接近關(guān)閉，吸入孔在節(jié)氣門的上方，該處的真空度幾乎為零，彈簧失去膜片使點火提前角最小或接近為零。

d、電容器：在點火線圈鐵芯中換磁通發(fā)生變化時，不僅在次級繞組中產(chǎn)生高壓電（互感電壓），同時也在初級繞組中產(chǎn)生自感電壓和電流。在觸點斷開初級電流下降瞬間，自感電流與原初級電流方向相同，其電壓高達(dá)300V左右，在觸點間產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花。這不僅使觸點迅速燒蝕，影響斷電器正常工作，同時使初級電流的變化率下降，次級繞組中感應(yīng)的電壓降低，火花塞間隙中的火花變?nèi)酰y以點燃混合氣。在斷電器觸點閉合，初級電流增長的過程中，初級繞組中也有電流產(chǎn)生，但其方向與初級電流的方向相反，使初級電流的增長速度減慢。因此，為了消除自感電流的不利影響，在斷電器觸點間并聯(lián)有電容器。當(dāng)斷電器點分開時，自感電流向電容器充電，減小了斷是器觸點間的火花，加速初級電流和磁通的衰減，從而提高了次級電壓。3、火花塞：火花塞的作用是將高壓電引進(jìn)發(fā)動機(jī)燃燒室，在電極間形成火花，以點燃可燃混合氣?；鸹ㄈ麛Q裝于氣缸蓋的火花塞孔內(nèi)，下端電極伸入燃燒室。上端連接分缸高壓線?；鸹ㄈ屈c火系中工作條件最惡劣、要求高和易損壞部件1．混合氣燃燒時，火花塞下部將承受高壓燃?xì)獾臎_擊，要求火花塞必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。2．火花塞承受著交變的高電壓，要求它應(yīng)有足夠的絕緣強(qiáng)度，能承受30kv高壓。3．混合氣燃燒時，燃燒室內(nèi)溫度很高，可達(dá)1500～2200℃，進(jìn)氣時又突然冷卻至50～60℃，因此要求火花塞不但耐高溫，而且能承受溫度劇變，不出現(xiàn)局部過冷或過熱。4．混合氣的燃燒產(chǎn)物很復(fù)雜，含有多種活性物質(zhì)，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使電極腐蝕。因此要求火花塞要耐腐蝕。5．火花塞的電極間隙影響擊穿電壓，所以要有合適的電極間隙。火花塞安裝位置要合適，以保證有合理的著火點。火花塞氣密性應(yīng)當(dāng)好，以保證燃燒室不漏氣。對火花塞的要求：對于大功率、高壓縮比和高轉(zhuǎn)速的發(fā)動機(jī)來說，燃燒室內(nèi)溫度高，火花塞裙部溫度就高，應(yīng)選用冷型火花塞（裙部較長）。對于小功率、小壓縮比、低轉(zhuǎn)速的發(fā)動機(jī)而言,燃燒室內(nèi)溫度低，火花塞裙部溫度就低，應(yīng)選擇熱型火花塞（裙部較短）火花塞的選用原則：火花塞安裝位置:安裝于氣缸蓋的火花塞孔內(nèi)，下端電極伸入燃燒室。上端連接分缸高壓線火花塞作用:將高壓電引進(jìn)發(fā)動機(jī)燃燒室，在電極間形成火花，以點燃可燃混合氣。課題二電子點火系

一、電子式點火系工作原理二、磁脈沖式點火系三、霍爾式點火系四、光電式點火系五、點火系主要故障一、電子式點火系工作原理傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的缺陷：觸點容易燒蝕；火花能量的提高受到限制；高速時次極電壓降低；對火花塞積炭和污染敏感。電子點火系統(tǒng)：性能好，穩(wěn)定！1）、延長觸點使用壽命，減少了維護(hù)、調(diào)整2）、改善了點火性能:可增加一次側(cè)電流3）、改善發(fā)動機(jī)性能:點火能量增大，超速容易，動力性能好。

4）、成本低:適于改動，安裝調(diào)試簡單2.按電子點火器類型分：晶體管式、集成電路式、計算機(jī)控制式、整體式特點：根據(jù)信號發(fā)生器送來的信號，通過電子元件控制點火線圈初級電路的通斷，從而在次級電路產(chǎn)生高壓，并通過分電器送入各缸的火花塞中，實現(xiàn)點火。

電子點火系統(tǒng)的分類：電子點火系點火線圈均采用閉磁路式以便提高點火線圈性能

1.按點火信號發(fā)生器的類型分類：磁感應(yīng)式、霍爾式、光電式特點：通過一定的方式將汽車發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)過的角度或活塞在氣缸在位置轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖信號，最后送到電子控制器中，控制初級電路的通斷，產(chǎn)生點火信號。信號發(fā)生器通常安裝在分電器內(nèi)部。二、磁脈沖式點火系

圖3-8磁脈沖點火系原理圖（一）、磁感應(yīng)式電子點火系組成磁感應(yīng)式電子點火系又稱為磁脈沖式電子點火系，由磁感應(yīng)式分電器（內(nèi)裝磁感應(yīng)式點火信號發(fā)生器）、點火器、專用點火線圈、火花塞等部件組成。磁脈沖式電子點火系統(tǒng)分電器、點火信號發(fā)生器、電子點火器1．磁感應(yīng)信號發(fā)生器（1）組成該信號發(fā)生器安裝在分電器內(nèi)的底板上，由信號轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、鐵心、傳感線圈組成。（2）作用：產(chǎn)生點火信號，控制電子點火器和點火系統(tǒng)的工作（3）外觀：（二）磁脈沖式點火系統(tǒng)工作原理利用電磁感應(yīng)原理，信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，信號轉(zhuǎn)子的凸齒與鐵心的空氣隙發(fā)生變化，使通過傳感線圈的磁通發(fā)生變化，因此傳感線圈中便產(chǎn)生感應(yīng)的交變電動勢，該交變電動勢輸入到點火器，以控制點火系統(tǒng)工作。其工作過程（假設(shè)信號轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動）如圖：當(dāng)信號轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動，信號轉(zhuǎn)子的凸齒逐漸接近鐵心，凸齒與鐵心間的空氣隙越來越小，通過傳感線圈的磁通逐漸增大，當(dāng)信號轉(zhuǎn)子凸齒的齒角與鐵心邊緣相對時，磁通急劇增加，磁通變化率最大

空氣間隙的變化使磁路的磁阻隨之改變，使通過傳感線圈的磁通量發(fā)生變化，因而在傳感線圈內(nèi)感應(yīng)出交變電動勢。

點火信號電壓的大小會隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化。轉(zhuǎn)速升高時，磁路磁阻變化速率升高，磁通量變化升高，信號電壓升高，使點火的擊穿電壓提前到達(dá)，使點火相應(yīng)提前。即能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)點火提前。

故若設(shè)計合理，可省去離心點火提前調(diào)節(jié)器。

工作特點：三、霍爾式點火系（一）霍爾式點火系統(tǒng)的組成主要由低壓電源、點火線圈、點火控制器、分電器、火花塞等部分組成。各部件的主要作用是：低壓電源：為蓄電池或發(fā)電機(jī)電壓，一般為12v。點火線圈：構(gòu)造與自耦變壓器相似，其功用是將12-14v的低壓電轉(zhuǎn)化為15~20kv的高壓電。點火控制器：又稱電子點火器、點火模塊，主要是根據(jù)點火信號發(fā)生器產(chǎn)生的點火脈沖信號，接通和切斷點火線圈初級繞組電路。分電器：又點火信號發(fā)生器、高壓配電器和點火提前裝置組成?；鸹ㄈ浩渥饔檬钱a(chǎn)生電火花點燃可燃混合氣。點火開關(guān)：其功用是控制點火系統(tǒng)的初級電路，一旦斷開，發(fā)動機(jī)就會立即熄火。

（二）霍爾信號發(fā)生器當(dāng)電流通過放在磁場中的半導(dǎo)體基片，且電流方向和磁場方向垂直時，在垂直于電流和磁場的半導(dǎo)體基片的橫向側(cè)面上產(chǎn)生一個與電流和磁場強(qiáng)度成正比的電壓，這個電壓稱為霍爾電壓。霍爾式電子點火系統(tǒng)：（三）霍爾式電子點火系統(tǒng)工作原理：

觸發(fā)葉輪轉(zhuǎn)動，當(dāng)葉輪齒對準(zhǔn)永久磁鐵和霍爾基片時，磁力線被旁通，霍爾基片上的磁場消失，霍爾基片不產(chǎn)生感應(yīng)電壓；當(dāng)氣隙對準(zhǔn)永久磁鐵和霍爾基片時，磁力線通過霍爾基片，霍爾基片產(chǎn)生感應(yīng)電壓。應(yīng)用情況：（1）葉輪齒等寬式：這類傳感器一般只用來測發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，所以還必須再配一曲軸位置傳感器；（2）葉輪齒不等寬式：這類傳感器可用來測轉(zhuǎn)速和曲軸位置信號。其特點是有一個齒與其他的齒不等寬，用其測發(fā)動機(jī)第一缸上止點信號。霍爾式電子點火系統(tǒng)輸出信號為方波：1)高低電平的時間比由觸發(fā)葉輪的葉片分配來決定。2)觸發(fā)葉輪的葉片數(shù)等于發(fā)動機(jī)的氣缸數(shù)。

其他組成：

1)分電器：傳感器、離心提前裝置、真空提前裝置、配電器

2)點火線圈

3)火花塞

分電器和點火模塊點火控制器：

一般多由專用點火集成導(dǎo)體IC和一些外圍電路組成，

其他功能：1）、點火線圈限流控制2）、閉合角控制3）、停車斷電控制4）、過壓保護(hù)控制霍爾式點火系統(tǒng)電路分析1、點火開關(guān)打開，點火模塊通電準(zhǔn)備工作，同時穩(wěn)壓電路給霍耳傳感器提供工作電源。2、凸輪軸帶動分電器軸轉(zhuǎn)動，傳感器葉輪轉(zhuǎn)動使霍爾元件中產(chǎn)生交變變化的電信號（方波）。3、信號送入點火模塊，經(jīng)過多級放大驅(qū)動功率三極管工作。功率三極管接通點火線圈一次側(cè)電路通電儲能；功率三極管斷開點火線圈二次側(cè)電路通過互感產(chǎn)生高壓；擊穿火花塞點火。4、傳感器工作穩(wěn)定可靠，無機(jī)械磨損，壽命長，控制精度高。桑塔納轎車霍爾效應(yīng)式無觸點點火裝置桑塔納轎車霍爾效應(yīng)式無觸點點火裝置組成如圖3-11所示，具體連接電路如表表3-11霍爾效應(yīng)式無觸點點火裝置點火模塊線路連接插腳連接及線色1接點火線圈負(fù)極（初級）接線柱，綠色導(dǎo)線2接地線，接蓄電池負(fù)極，棕色導(dǎo)線3霍爾傳感器的地線接霍爾傳感器負(fù)極，棕白色尋線4電源線，接點火線圈正極接線柱，黑色導(dǎo)線5接霍爾傳感器的電源線，紅黑色導(dǎo)線6接霍爾傳感器的信號線，綠白色導(dǎo)線7空腳四、光電式點火系采用光電式點火信號發(fā)生器產(chǎn)生點火信號，控制電子點火器和點火系的工作。

組成：轉(zhuǎn)盤、光觸發(fā)器：發(fā)光二極管、光敏二極管

缺點：抗污能力差，對分電器的密封要求高，應(yīng)用不廣泛。光電感應(yīng)原理：利用光敏二極管的光敏效應(yīng)制成；當(dāng)光敏二極管接收到光線時，光敏二