全晶体管点火系统-PPT.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五章 全晶体管点火系统,郭新民,1,第一节 磁感应式普通电子点火系统,第二节 霍尔式普通电子点火系统,目录,2,第一节 磁感应式普通电子点火系统,一、磁感应式电子点火系组成,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（内装磁感应式点火信号发生器）、点火器、专用点火线圈、火花塞等部件组成。,二、丰田汽车磁感应式电子点火系,1,磁感应信号发生器（,1,）组成该信号发生器安装在分电器内的底板上，见图,4-21,。由信号转子、永久磁铁、铁心、传感线圈组成,（,2,）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。其工作过程（假设信号转子顺时针转动）见图,4-22,：,3,4,当信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间的空气隙越来越小，通过传感线圈的磁通逐渐增大，当信号转子凸齿的齿角与铁心边缘相对时，磁通急剧增加，磁通变化率最大，当信号转子转过图,4-22b,后，虽然磁通仍然增加，但磁通变化率减低，当信号转子凸齿的中心正对铁心的中心线时，如图,4-22c,，空气隙最小，磁通最大，但磁通变化率最小。转子继续转动时，空气隙又逐渐增大，磁通逐渐减小，当信号转子凸齿的齿角正对铁心的边缘时，如图,4-22d,，磁通急剧减小，磁通变化率负向最大。,通过传感线圈磁通的变化情况及感应电动势变化见图,4-23,；,转速不同时，传感线圈中磁通变化及感生电动势变化见图,4-24,。,（,3,）优点,结构简单，便于批量生产，耐高温，适用于各种环境。,（,4,）缺点,转速低时信号较弱。,5,2,点火系的基本电路及工作原理,日本丰田,MS75,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,4-25,（,1,）点火器中各三极管作用,VT1,发射极与集电极相连，相当于一个二极管，见图,4-26,。起温度补偿作用；,VT2,触发管，起信号检测作用；,VT3,、,VT4,放大作用，将,VT2,输出放大以驱动,VT5,；,VT5,大功率管，控制初级电流的通断。,（,2,）接通点火开关,SVT1,、,VT2,导通，,VT3,截止，,VT4,、,VT5,导通，初级电路接通，在线圈中形成磁场。,其电路是：蓄电池正极,点火开关,S,附加电阻,Rf,点火线圈初级绕组,VT1VT5,（集电极、发射极）,搭铁,蓄电池负极。,6,7,3,）起动发动机，分电器开始转动，信号发生器的传感线圈开始产生交变电动势信号。,传感线圈中产生正向信号电压时，,VT1,截止，,VT2,导通，,VT3,截止，,VT4,、,VT5,导通，初级电路仍然接通。,传感线圈中产生负向信号电压时，,VT1,导通，,VT2,截止，,VT3,导通，,VT4,、,VT5,截止，初级电路切断，磁场迅速消失，次级绕组产生高压。,信号发生器的输出电压与三极管,VT2,、,VT5,以及次级电压,U2,的关系见图,4-27,（,4,）其它元件作用,VS1,、,VS2,反向串联后与点火信号发生器的传感线圈并联，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,VT2,不受损害；,VS3,与,R4,组成稳压电路，保证,VT1,、,VT2,保证在稳定电压下工作；,VS4,当,VT5,管截止时，将初级绕组的自感电动势限制在某一值内，保护,VT5,管；,C1,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；,C2,与,R4,组成组容吸收电路，吸收瞬时过电压，防止误点火；,R3,的作用是加速,VT2,及,VT5,的翻转。,8,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,9,第二节,霍尔式普通电子点火系统,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。桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统图见图,4-28,。,一、霍尔信号发生器,1,霍尔效应,原理图见图,4-29,。当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。,2,组成,霍尔信号发生器位于分电器内，主要由分电器轴带动的触发叶轮、永久磁铁、霍尔元件等组成。霍尔元件实际上是一个霍尔集成块电路，内部原理图见图,4-31,所示。因为在霍尔元件上得到的霍尔电压一般为,20mV,，因此必须将其放大整形后再输出给点火控制器。,10,11,3,工作原理,霍尔信号发生器工作原理图见图,4-32,。,分电器轴带动触发叶轮转动，当叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路末级三极管截止，信号发生器输出高电位；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压，集成电路末级三极管导通，信号发生器输出低电位。叶片不停的转动，信号发生器输出一个矩形波信号，作为控制信号给点火器。由点火器控制初级电路的通断。,4,优缺点,工作可靠，寿命长；发动机起动性能好；价格较高。,二、点火控制器,桑塔纳轿车点火系器外形结构见图,4-34,。点火控制器内部采用意大利,SGS-THOMSON,公司生产的,L497,专用点火集成块，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。,12,三、点火系的工作过程,霍尔电子点火系（点火器内装专用点火集成块）原理图见,图,4-36,。,1,基本功能,（,1,）发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器的触发叶轮旋转。当触发叶轮的叶片进入空气隙时，信号发生器输出高电压信号,11,12V,，使点火控制器集成电路中末级大功率三极管,VT,导通，点火系初级电路接通：电源“”,点火线圈,W1,点火控制器（三极管,VT,）,搭铁。,（,2,）当触发叶轮的叶片离开空气隙时，信号发生器输出,0.3,0.4V,的低电压信号，使点火器大功率三极管截止，初级电路切断，次级产生高压,13,2,限流控制（恒流控制）,为保证发动机在各种工况下稳定点火，采用高能点火线圈，其初级电路电阻小，电感小，初级电流增长快，电流大，若不控制，点火线圈和点火器会因过热而损坏。初级电流上升特性见图,4-37,控制电路原理图见图,4-38,。图中,VT,为点火器末级大功率管，,Rs,为采样电阻，,IC,为点火集成块。当采样电阻值一定时，采样电阻两端的电压值与通过点火线圈的初级电流成正比，工作中，采样电阻压降值反馈到点火集成块中的限流控制电路，使限流控制电路工作，从而保持流过点火线圈的初级电流恒定不变。,基本工作情况：当大功率管饱和导通时，如果初级电流限流值时，初级电流逐渐增大；当初级电流限流值时，,Rs,反馈电压使放大器,F,输出端电压升高，使,VT1,更加导通，集电极电位下降，,VT,向截止区偏移，初级电流下降；当初级电流略低于限流值时，,Rs,反馈电压使放大器,F,输出端电压下降，使,VT1,趋于截止，集电极电位上升，,VT,趋于导通，初级电流上升。,14,3,闭合角控制,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，即初级绕组,W1,的电阻很小,0.52,0.76,，这样点火系初级电路的饱和电流可达,20A,以上，为防止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，保证点火系可靠工作。装与未装闭合角控制时的初级电流波形见图,4-39,。,（,1,）当转速变化时，闭合角控制电路在低速时使,VT,延迟导通，高速时使,VT,提前导通，从而使,VT,导通时间基本不变，如图,4-39c,所示,（,2,）当电源电压变化时，使初级电流上升率也跟着变化，即电压高时上升，电压低时上升慢，为保证限流时间不变，闭和角控制电路使,VT,导通时间随电源电压的增高而减小，反之增加，见图,4-40,。,（,3,）点火线圈参数变化时，闭合角进行控制电路也会作出相应的反应，使闭合角做出小量改变。,15,四、使用注意事项,1,拆卸点火系的导线时，应先关掉点火开关；,2,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；,3,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；,4,为防止无线电干扰，应使用,1K,电阻的高压导线、,1,5K,电阻的火花塞插头和,1K,电阻的分火头；,5,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,16.5V,，使用时间不得超过,1min,；,6,在车上电焊作业时，应先拆去蓄电池搭铁线；,7,清洗发动机时，必须关断点火开关。,16,