电子点火系统原理讲课稿.ppt

单元二 电子点火系统主要教学内容：主要教学内容：1、晶体管辅助触点电子点火系统2、磁脉冲式电子点火系统3、霍尔式电子点火系统4、光电式电子点火系统教学重点、难点：教学重点、难点：磁脉冲式、霍尔式电子点火系统电子点火系统复习旧课:1、点火系统的作用及要求2、传统点火系的结构、工作过程、工作原理3、工作特性与影响二次侧电压的因素4、传统点火系的构造传统点火系统组成点火系统工作电路导入新课：传统点火系统：白金 易坏电子点火系统：性能好，稳定！晶体管辅助触点电子点火系统晶体管辅助触点电子点火系统 1、基本原理：用晶体三极管取代触点起开关作用，而断电器的触点则串联在三极管的基极电路中，控制三极管的导通与截止。因触点只控制基极电流，故通过电流非常小，不易烧蚀，故次级电压高。2、主要优点：1）、延长触点使用寿命，减少了维护、调整 2）、改善了点火性能:可增加一次侧电流 3）、改善发动机性能:点火能量增大，超速 容易，动力性能好。4）、成本低:适于改动，安装调试简单 晶体管辅助触点电子点火系统晶体管辅助触点电子点火系统 无触点电子点火系统 1、基本组成：1)、点火信号发生器：分电器转动时，将产生脉冲电压信号 2)、电子点火器：将信号整形，处理后控制一次侧电路上三极管的导通与截止 3)、点火线圈：变压（将低压变为高压）4)、火花塞：产生电火花2、特点：取消了触点，用点火信号发生器产生点火信号，控制点火系统的工作。无触点电子点火系统电路分 类 按信号发生器的型式分为：磁脉冲式 光电式 霍耳效应式 三、磁脉冲式电子点火系统磁脉冲式电子点火系统 1、组成：1）、点火信号发生器：产生信号 2）、电子点火器：用信号控制一次侧电路通断 3）、分电器：获得信号源 4）、点火线圈：变压 5）、火花塞：点火磁脉冲式电子点火系统磁脉冲式电子点火系统 分电器、点火信号发生器、电子点火器2、磁脉冲式点火信号发生器作用：产生点火信号，控制电子点火器和点 火系统的工作 组成：（安装在分电器内）分电器轴带动的信号转子 永久磁铁 绕在支架上的传感线圈 工作原理：空气间隙的变化使磁路的磁阻随之改变，使通过传感线圈的磁通量发生变化，因而在传感线圈内感应出交变电动势。工作特点：点火信号电压的大小会随发动机转速的变化而变化。转速升高时，磁路磁阻变化速率升高，磁通量变化升高，信号电压升高，使点火的击穿电压提前到达，使点火相应提前。即能实现自动调节点火提前。故若设计合理，可省去离心点火提前调节器。3、电子点火器1）作用：将从点火信号发生器收到 的信号进行整形、放大以控制点火线圈一次侧电路的通断。2）组成：点火信号检出电路 信号放大电路 功率放大电路 典型车型（富康、爱丽舍）雪铁龙公司：仅采用一个金属圆片作为目标，用螺栓固定在飞轮的边缘上，在离合器壳上装有目标传感器。每周只收到一个信号。为提高控制效果，在飞轮齿圈上安装一个同样传感器，测出通过的牙齿数，计算出转速依此调整点火提前角。电子点火系统电路分析1、点火开关打开，点火模块通电准备工作。2、飞轮带动分电器轴转动，传感器转子转动使传感器线圈产生交变变化的信号（正弦波）。3、信号送入点火模块，经过多级放大驱动功率三极管工作。功率三极管接通点火线圈一次侧电路通电储能；功率三极管断开点火线圈二次侧电路通过互感产生高压;击穿火花塞点火。4、传感器工作稳定可靠，无机械磨损，寿命长，控制精度高。电子点火系统电路分析传感器传感器产生产生信号信号点火点火模块模块点火点火线圈线圈功率管功率管断开断开产生高压产生高压霍尔式电子点火系统：1、霍尔效应 霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现，如果对霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现，如果对位于磁场位于磁场(B)中的导体中的导体(d)施加一个电压施加一个电压(Iv)，该磁场，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压电压(UH)，人们将这个电压叫做霍尔电压，产生这种，人们将这个电压叫做霍尔电压，产生这种现象被称为霍尔效应。好比一条路现象被称为霍尔效应。好比一条路,本来大家是均匀的本来大家是均匀的分布在路面上分布在路面上,往前移动往前移动.当有磁场时当有磁场时,大家可能会被大家可能会被推到靠路的右边行走推到靠路的右边行走.故路故路(导体导体)的两侧的两侧,就会产生就会产生电压差电压差.这个就叫这个就叫“霍尔效应霍尔效应”。根据霍尔效应做成的。根据霍尔效应做成的霍尔器件，就是以磁场为工作媒体，将物体的运动参霍尔器件，就是以磁场为工作媒体，将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出，使之具备传感和开关量转变为数字电压的形式输出，使之具备传感和开关的功能。的功能。讫今为止，已在现代汽车上广泛应用的讫今为止，已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有：在分电器上作信号传感器、霍尔器件有：在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关，动机转速及曲轴角度传感器、各种开关，等等。等等。例如汽车点火系统，设计者将霍尔传感器放在例如汽车点火系统，设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器，用作点火脉冲发生分电器内取代机械断电器，用作点火脉冲发生器。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化器。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压，控的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压，控制电控单元（制电控单元（ECU）的初级电流。相对于机械）的初级电流。相对于机械断电器而言，霍尔式点火脉冲发生器无磨损免断电器而言，霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护，能够适应恶劣的工作环境，还能精确地维护，能够适应恶劣的工作环境，还能精确地控制点火正时，能够较大幅度提高发动机的性控制点火正时，能够较大幅度提高发动机的性能，具有明显的优势。能，具有明显的优势。用作汽车开关电路上的功率霍尔电路，具有抑制电磁干扰的作用。许多人都知道，轿车的自动化程度越高，微电子电路越多，就越怕电磁干扰。而在汽车上有许多灯具和电器件，尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流，使机械式开关触点产生电弧，产生较大的电磁干扰信号。采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象。霍尔器件通过检测磁场变化，转变为电信号输霍尔器件通过检测磁场变化，转变为电信号输出，可用于监视和测量汽车各部件运行参数的出，可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等，并可将这些变量进行二次变换；可测量等等，并可将这些变量进行二次变换；可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口，可实现自动检测。输出量直接与电控单元接口，可实现自动检测。目前的霍尔器件都可承受一定的振动，可在零目前的霍尔器件都可承受一定的振动，可在零下下40摄氏度到零上摄氏度到零上150摄氏度范围内工作，全摄氏度范围内工作，全部密封不受水油污染，完全能够适应汽车的恶部密封不受水油污染，完全能够适应汽车的恶劣工作环境。劣工作环境。霍尔式电子点火系统：霍尔式电子点火系统：系统结构组成 组成：组成：由触触发叶轮发叶轮、霍尔霍尔基片基片和带导板的永久磁铁永久磁铁组成 特点：特点：触发叶轮的齿数与发动机的缸数相同。霍尔式电子点火系统：霍尔式电子点火系统：分火头分火头 工作原理：工作原理：触发叶轮转动，当叶轮齿对准永久磁铁和霍尔基片时，磁力线被旁通，霍尔基片上的磁场消失，霍尔基片不产生感应电压；当气隙对准永久磁铁和霍尔基片时，磁力线通过霍尔基片，霍尔基片产生感应电压。霍尔式电子点火系统：霍尔式电子点火系统：应用情况：应用情况：（1 1）叶轮齿等宽式：）叶轮齿等宽式：这类传感器一般只用来测发动机的转速信号，所以还必须再配一曲轴位置传感器；（2 2）叶轮齿不等宽式：）叶轮齿不等宽式：这类传感器可用来测转速和曲轴位置信号。其特点是有一个齿与其他的齿不等宽，用其测发动机第一缸上止点信号。霍尔式电子点火系统：霍尔式电子点火系统：霍尔式电子点火系统：霍尔式电子点火系统：输出信号为方波：1)高低电平的时间比由触发叶轮的叶片分配来决定。2)触发叶轮的叶片数等于发动机的气缸数。霍尔式电子点火系统：霍尔式电子点火系统：霍尔式电子点火系统：霍尔式电子点火系统：其他组成：1)分电器：传感器、离心提前装置、真空提前装置、配电器 2)点火线圈 3)火花塞 分电器和点火模块分电器和点火模块分电器和点火模块分电器和点火模块 点火控制器：点火控制器：一般多由专用点火集成一般多由专用点火集成导体导体ICIC和一些外围电路组成，和一些外围电路组成，其他功能：其他功能：1 1）、点火线圈限流控制）、点火线圈限流控制 2 2）、闭合角控制）、闭合角控制 3 3）、停车断电控制）、停车断电控制 4 4）、过压保护控制）、过压保护控制 霍尔式电子点火系统霍耳式点火系统电路分析1 1、点火开关打开，点火模块通电准备工作，同、点火开关打开，点火模块通电准备工作，同时稳压电路给霍耳传感器提供工作电源。时稳压电路给霍耳传感器提供工作电源。2 2、凸轮轴带动分电器轴转动，传感器叶轮转动、凸轮轴带动分电器轴转动，传感器叶轮转动使霍尔元件中产生交变变化的电信号（方波）。使霍尔元件中产生交变变化的电信号（方波）。3 3、信号送入点火模块，经过多级放大驱动功率、信号送入点火模块，经过多级放大驱动功率三极管工作。功率三极管接通点火线圈一次侧电三极管工作。功率三极管接通点火线圈一次侧电路通电储能；功率三极管断开点火线圈二次侧电路通电储能；功率三极管断开点火线圈二次侧电路通过互感产生高压；击穿火花塞点火。路通过互感产生高压；击穿火花塞点火。4 4、传感器工作稳定可靠，无机械磨损，寿命长，、传感器工作稳定可靠，无机械磨损，寿命长，控制精度高。控制精度高。传感器传感器产生产生信号信号点火点火模块模块点火点火线圈线圈功率管功率管断开断开产生高压产生高压霍耳式点火系统电路分析霍耳式点火系统电路分析光电式无触点电子点火装置 采用光电式点火信号发生器产生点火信号，控制电子点火器和点火系的工作。组成：转盘、光触发器：发光二极管、光敏二极管缺点：抗污能力差，对分电器的密封要求高，应用不广泛。光电感应原理：光电感应原理：利用光敏二极管的光敏效应制成；当光敏二极管接收到光线时，光敏二极管导通；当光敏二极管没接收到光时，就截止。光电感应式传感器的安装位置 一般安装在分电盘上（如右上图）；也有的直接安装在凸轮轴前端（如右下图）。光电式无触点电子点火装置光电式无触点电子点火装置 光电感应式传感器的组成光电感应式传感器的组成遮光盘、发光二极管和光敏二极管实物图遮光盘、发光二极管和光敏二极管实物图光电感应式传感器的组成光电感应式传感器的组成 遮光盘位于发光二极管和光敏二极管之间。当遮光盘的转动挡住发光二极管的光线时，光敏二极管截止，控制电路输出低电平；当缝隙对准发光二极管和光敏二极管时，光线照到光敏二极管上，控制电路输出高电平。发光二极管持续发光；遮光盘的外侧缝隙用于测发动机转速，内侧缝隙用于测曲轴位置信号。工作原理工作原理光电式传感器工作原理示意图光电式传感器工作原理示意图小结：小结：进行比较分析。作业：作业：1、简述汽油发动机磁脉冲式电子点火装置的工作原理。2、介绍磁脉冲式点火信号发生器的工作原理。3、简述汽油发动机电磁感应式电子点火装置的工作原理。4、介绍霍尔式点火信号发生器的工作原理。