1、第四章點 火 系 統 第一節傳統點火系統第二節普通電子點火系統第三節微機控制電子點火系統第四節微機控制無分電器點火系統第五節點火系統的使用與檢測第四章點火系統點火系統的作用是適時地為汽油發動機氣缸內已壓縮的可燃混合氣，提供足夠能量的點火系統的作用是適時地為汽油發動機氣缸內已壓縮的可燃混合氣，提供足夠能量的電火花，使發動機能及時、迅速地燃燒做功。電火花，使發動機能及時、迅速地燃燒做功。點火系的要求點火系的要求1.1. 能產生足以擊穿火花塞間隙的高電壓；能產生足以擊穿火花塞間隙的高電壓；2.2. 火花應具有足夠的能量；火花應具有足夠的能量；3.3. 點火時刻應適應發動機的工況變化。點火時刻應適應發

2、動機的工況變化。第四章點火系統點火系統的分類：點火系統的分類：(1)(1) 傳統點火系傳統點火系 利用機械開關（即觸點的閉合和打開）來控制點火線圈初級電流的利用機械開關（即觸點的閉合和打開）來控制點火線圈初級電流的通斷，完成點火工作的。通斷，完成點火工作的。(2)(2) 電子點火系電子點火系 利用半導體器件（如晶體三極管、晶閘管等）作為開關來控制點火利用半導體器件（如晶體三極管、晶閘管等）作為開關來控制點火線圈初級電流的通斷，完成點火工作。線圈初級電流的通斷，完成點火工作。(3)(3)微機控制點火系統微機控制點火系統 隨著對汽車發動機燃油經濟性和排放指標的要求越來越高，傳隨著對汽車發動機燃油經

3、濟性和排放指標的要求越來越高，傳統點火系已無法適應現代發動機的點火要求，目前已逐漸被微機控制點火系統所取代。統點火系已無法適應現代發動機的點火要求，目前已逐漸被微機控制點火系統所取代。第一節傳統點火系統1.1. 組成組成 (1)(1)電源電源 電源及點火開關，電源為蓄電池和發電機，標稱電壓多為電源及點火開關，電源為蓄電池和發電機，標稱電壓多為121214V14V，其作用是供給點火系統所需的電能。其作用是供給點火系統所需的電能。1.11.1 、傳統點火系統的組成及工作原理傳統點火系統的組成及工作原理(2)(2)點火線圈點火線圈點火線圈的功用是點火線圈的功用是將將12V12V的低壓電轉變為的低壓電

4、轉變為151520kV20kV的高壓電。的高壓電。(3)(3)分電器分電器分電器主要包括斷電分電器主要包括斷電器、配電器、電容器和點火提器、配電器、電容器和點火提前機構等部分。前機構等部分。(4)(4)火花塞火花塞火花塞的作用是將高火花塞的作用是將高壓電引入氣缸燃燒室，產生電壓電引入氣缸燃燒室，產生電火花來點燃混合氣。火花來點燃混合氣。圖4-1傳統點火系統的組成1. 點火開關 2. 起動開關 3. 蓄電池 4. 起動機 5. 高壓導線 6. 阻尼電阻 7. 火花塞 8. 斷電器 9. 電容器10. 點火線圈11. 附加電阻12. 配電器第一節傳統點火系統2. 2. 工作原理工作原理 點火過程可

5、分為以下三個階段：一、初級電路觸點閉合，初級電流增長；二、初點火過程可分為以下三個階段：一、初級電路觸點閉合，初級電流增長；二、初級電路觸點打開，次級繞組產生高壓的過程；三、火花塞電極間的級電路觸點打開，次級繞組產生高壓的過程；三、火花塞電極間的火花放電。火花放電。1.11.1 、傳統點火系統的組成及工作原理傳統點火系統的組成及工作原理點火系統的一次電路包括蓄電池、點火開關、附加點火系統的一次電路包括蓄電池、點火開關、附加電阻、點火線圈一次繞組、斷電器觸點和電容器。電阻、點火線圈一次繞組、斷電器觸點和電容器。觸點閉合后，一次電流按指數規律增長，其回路電觸點閉合后，一次電流按指數規律增長，其回路

6、電壓方程為：壓方程為：當閉合時間為當閉合時間為tP，i1增長到增長到IP時，觸點被凸輪頂開。時，觸點被凸輪頂開。初級繞組儲存的磁場能量為：初級繞組儲存的磁場能量為：第一節傳統點火系統I.I. 初級電路觸點閉合，初級電流增長初級電路觸點閉合，初級電流增長1.11.1 、傳統點火系統的組成及工作原理傳統點火系統的組成及工作原理0E)RR(iULf11B dtdiLE11L )e1(RUitLRB11 2P1PiL21W 第一節傳統點火系統II.II.觸點打開，次級繞組產生高壓的過程觸點打開，次級繞組產生高壓的過程1.11.1 、傳統點火系統的組成及工作原理傳統點火系統的組成及工作原理在次級繞組中，

7、高壓導線和發動機機體之間，次級繞組匝在次級繞組中，高壓導線和發動機機體之間，次級繞組匝與匝之間，火花塞中心電極與側電極之間均有一定的電容，稱與匝之間，火花塞中心電極與側電極之間均有一定的電容，稱為分布電容，用為分布電容，用C2表示。表示。觸點打開后，在初級繞組產生觸點打開后，在初級繞組產生200300V的自感電勢的自感電勢U1 ，次級繞組產生高達次級繞組產生高達1520kV的互感電勢的互感電勢U2。初級電路由。初級電路由L1、R、C1組成振蕩回路，產生衰減振蕩。次級繞組組成振蕩回路，產生衰減振蕩。次級繞組L2與電容與電容C2也形成也形成次級衰減的振蕩回路。次級衰減的振蕩回路。第一節傳統點火系統

8、1.11.1 、傳統點火系統的組成及工作原理傳統點火系統的組成及工作原理2max11CUC21W1 C C1 1中儲存的能量：中儲存的能量：2max22CUC21W2 C C2 2中儲存的能量：中儲存的能量：2max222max112P1UC21UC21iL21 忽略電路中電阻的熱損耗，能量平衡式為：忽略電路中電阻的熱損耗，能量平衡式為：假設假設W1和和W2具有完全的磁路聯系，即無磁損失，具有完全的磁路聯系，即無磁損失，其耦合其耦合系數等于系數等于1，則，則： 式中式中N1、N2為為一次和二次繞組的匝數。一次和二次繞組的匝數。代入能量平衡式，可得：代入能量平衡式，可得： 由上式可知，當點火線圈

9、結構一定時，二次電壓的最大值與一次斷電電流由上式可知，當點火線圈結構一定時，二次電壓的最大值與一次斷電電流 iP 成正比，并隨成正比，并隨 C1 、C2的增大而減小。的增大而減小。 另外，二次電壓上升的時間對火花塞的工作能力影響極大，電壓上升的時間越短則損失越小，用另外，二次電壓上升的時間對火花塞的工作能力影響極大，電壓上升的時間越短則損失越小，用于點火的能量就越多。于點火的能量就越多。max221max1max2max121UNNUUUNN II.II.觸點打開，次級繞組產生高壓的過程觸點打開，次級繞組產生高壓的過程222111Pmax2C)NN(CLiU 第一節傳統點火系統III.III.

10、火花塞電極間的火花放電過程火花塞電極間的火花放電過程1.11.1 、傳統點火系統的組成及工作原理傳統點火系統的組成及工作原理通常火花塞的擊穿電壓通常火花塞的擊穿電壓 Uj 總低于總低于U2max，在這種，在這種情況下，當次級電壓情況下，當次級電壓U2達到達到Uj時，就使火花間隙擊穿時，就使火花間隙擊穿而形成火花，火花放電一般由而形成火花，火花放電一般由電容放電電容放電和和電感放電電感放電兩兩部分組成。部分組成。電容放電電容放電是指火花塞間隙被擊穿時，儲存在是指火花塞間隙被擊穿時，儲存在C2中中的電場能迅速釋放的過程，其特點是放電時間極短，的電場能迅速釋放的過程，其特點是放電時間極短，為為 1

11、s左右，但放電電流很大，可達幾十安培。左右，但放電電流很大，可達幾十安培。電感放電電感放電是是指經指經電容放電消耗電容放電消耗剩余下的剩余下的線圈磁場能線圈磁場能，沿著電離的火花間隙緩慢放電，又稱火花尾，沿著電離的火花間隙緩慢放電，又稱火花尾，其其的特點是放電時間持續較長達幾毫秒，但放電電流較小，約幾十毫安，放電電壓較低，約的特點是放電時間持續較長達幾毫秒，但放電電流較小，約幾十毫安，放電電壓較低，約600V。電電感放電持續的時間越長，點火性能越好。感放電持續的時間越長，點火性能越好。電容放電時，伴隨有迅速消失的高頻振蕩，頻率約為電容放電時，伴隨有迅速消失的高頻振蕩，頻率約為106107Hz，

12、它是產生無線電干擾的主要因素，它是產生無線電干擾的主要因素，必須加以抑制。必須加以抑制。第一節傳統點火系統 傳統點火系統的工作特性傳統點火系統的工作特性1.21.2 、影響二次電壓的因素影響二次電壓的因素傳統點火系統發出的最大電壓隨發動機傳統點火系統發出的最大電壓隨發動機（或分電器）轉速而變化關系稱為傳統點火（或分電器）轉速而變化關系稱為傳統點火系統的工作特性。系統的工作特性。u 發動機轉速升高時，角速度增大，觸點發動機轉速升高時，角速度增大，觸點閉合時斷電器凸輪轉過的角度不變，故閉合閉合時斷電器凸輪轉過的角度不變，故閉合時間減少。時間減少。 )e1(RUib1tLRBP dtdEM 感感應應

13、電電勢勢u 發動機轉速較低時，觸點斷開過程所需的時間較長，即發動機轉速較低時，觸點斷開過程所需的時間較長，即初級回路中電流的變化率降低，從而造成線圈中磁通的變化初級回路中電流的變化率降低，從而造成線圈中磁通的變化率降低。率降低。第一節傳統點火系統 影響二次電壓的其他因素影響二次電壓的其他因素1.21.2 、影響二次電壓的因素影響二次電壓的因素a) 發動機的氣缸數；b) 火花塞積炭；火花塞的積炭層是具有一定電阻的導體，因火花塞的積炭層是具有一定電阻的導體，因此相當于在火花塞電極間并聯了一個分路電阻，此相當于在火花塞電極間并聯了一個分路電阻，會在二次電路內會產生泄漏電流，消耗部分會在二次電路內會產

14、生泄漏電流，消耗部分電磁電磁能，從能，從而使而使U2max降低。降低。c) 點火線圈的溫度使用中，當點火線圈過熱時，由于一次繞組使用中，當點火線圈過熱時，由于一次繞組的電阻增大，使一次斷電電流減小，也會使二次的電阻增大，使一次斷電電流減小，也會使二次電壓降低電壓降低。圖4-7缸數不同時U2max與發動機轉速的關系二次電壓的因素還有很多，如電容器的容值、斷電器觸點間隙等。二次電壓的因素還有很多，如電容器的容值、斷電器觸點間隙等。第一節傳統點火系統閉磁路式點火線圈閉磁路式點火線圈閉磁路式點火線圈的結構閉磁路式點火線圈的結構如圖如圖4-10a4-10a所示。所示。1.31.3 、傳統點火系統的構造傳

15、統點火系統的構造1 1、點火線圈、點火線圈 點火線圈是將電源的低壓電轉變點火線圈是將電源的低壓電轉變為高壓電的基本元件，由一次繞組、二次繞組為高壓電的基本元件，由一次繞組、二次繞組和鐵心等組成。按磁路的結構形式不同，可分和鐵心等組成。按磁路的結構形式不同，可分為開磁路式點火線圈和閉磁路式點火線圈。為開磁路式點火線圈和閉磁路式點火線圈。圖4-10a開磁路式點火線圈的磁路1. 鐵心磁力線2. 低壓接線柱 3. 高壓接線柱 4. 一次繞組 5. 二次繞組 開磁路式點火線圈開磁路式點火線圈 如圖如圖4-8、圖、圖4-9所所示，點火線圈的中心是用硅鋼片疊成的鐵示，點火線圈的中心是用硅鋼片疊成的鐵心，在鐵

16、心外面套上絕緣的紙板套管，套心，在鐵心外面套上絕緣的紙板套管，套管上繞二次繞組，用直徑為管上繞二次繞組，用直徑為0.060.10mm的漆包線繞的漆包線繞1100023000匝。匝。圖圖4-9開磁路式點火線圈的磁路開磁路式點火線圈的磁路1. 磁力線磁力線2. 鐵心鐵心3. 一次繞組一次繞組4. 二次繞組二次繞組5. 導磁鋼片導磁鋼片第一節傳統點火系統1.31.3 、傳統點火系統的構造傳統點火系統的構造1. “-”接線柱2. 外殼3. 導磁鋼套4. 二次繞組5.一次繞組6.鐵心 7.絕緣座8.附加電阻9.“+”接線柱10. 接起動機的接線柱11. 高壓線接頭 12. 膠木蓋13. 彈簧14. 橡膠

17、罩15. 高壓阻尼線16. 橡膠密封圈17. 螺釘 18. 附加電阻蓋19. 附加電阻瓷質絕緣體20. 附加電阻固定架21. 絕緣紙22. 封料圖4-8開磁路式點火線圈a)電路原理 b)結構示意圖第一節傳統點火系統1.31.3 、傳統點火系統的構造傳統點火系統的構造2 2、分電器、分電器 分電器由分電器由斷電器斷電器、配電器配電器、電電容器容器和和點火提前調節裝置點火提前調節裝置等組成。等組成。斷電器斷電器 功用是周期地接通和切斷點功用是周期地接通和切斷點火線圈初級繞組的電路，使點火火線圈初級繞組的電路，使點火線圈的次級繞組中產生高壓電。線圈的次級繞組中產生高壓電。斷電器是由一對鎢質的觸點和斷

18、斷電器是由一對鎢質的觸點和斷電器凸輪組成的。電器凸輪組成的。配電器配電器 用來將點火線圈中產生的高壓用來將點火線圈中產生的高壓電，按發動機的工作次序輪流分電，按發動機的工作次序輪流分配到各氣缸的火花塞。配到各氣缸的火花塞。 電容器電容器 安裝在分電器的殼體上，與斷安裝在分電器的殼體上，與斷電器觸點并聯。電器觸點并聯。第一節傳統點火系統1.31.3 、傳統點火系統的構造傳統點火系統的構造點火提前機構點火提前機構 分電器上裝有隨分電器上裝有隨發動發動機轉速機轉速和和負荷負荷的變化而自動改變點的變化而自動改變點火提前角的火提前角的離心式點火提前機構離心式點火提前機構和和真空式點火提前機構真空式點火提

19、前機構。 離心式點火提前機構離心式點火提前機構 離心式點火提前調節離心式點火提前調節裝置是在裝置是在發動機轉速發動機轉速變化變化時，自動改變斷時，自動改變斷電器凸輪與分電器軸電器凸輪與分電器軸之間的相位關系，從之間的相位關系，從而改變點火提前角的。而改變點火提前角的。重塊撥板重塊撥板銷釘銷釘第一節傳統點火系統1.31.3 、傳統點火系統的構造傳統點火系統的構造 真空式點火提前機構真空式點火提前機構 真空式點火提前調節裝置是在發動機負荷真空式點火提前調節裝置是在發動機負荷( (即節氣門開度即節氣門開度) )發發生變化時，自動改變斷電器觸點與凸輪之間的相位關系，從而改變點火提前角的。生變化時，自動

20、改變斷電器觸點與凸輪之間的相位關系，從而改變點火提前角的。圖4-14真空式點火提前機構工作原理圖a)節氣門開度小 b)節氣門開度大1.分電器殼體 2.活動底板 3.觸點副 4.拉桿 5.膜片 6.彈簧 7.真空連接管 8.節氣門 9.凸輪 辛辛烷選擇器烷選擇器為了適應不同汽油的不同抗爆性能，在換用不同品質的汽油時，應適當為了適應不同汽油的不同抗爆性能，在換用不同品質的汽油時，應適當調整點火時刻，為此在分電器上常裝有辛烷選擇器。調整點火時刻，為此在分電器上常裝有辛烷選擇器。第一節傳統點火系統1.31.3 、傳統點火系統的構造傳統點火系統的構造真空式點火提前機構真空式點火提前機構第一節傳統點火系統

21、1.31.3 、傳統點火系統的構造傳統點火系統的構造3 3、火花塞、火花塞 將點火線圈產生的高壓將點火線圈產生的高壓電引入氣缸內，使電極間產生電火電引入氣缸內，使電極間產生電火花點燃混合氣。工作要求主要有：花點燃混合氣。工作要求主要有：1.1. 必須有足夠的機械強度；必須有足夠的機械強度；2.2. 耐高溫，能承受溫度劇變；耐高溫，能承受溫度劇變；3.3. 耐腐蝕；耐腐蝕；4.4. 有足夠的絕緣強度；有足夠的絕緣強度；5.5. 有合適的電極間隙。有合適的電極間隙。p 火花塞結構火花塞結構p 火花塞的熱特性火花塞的熱特性火花塞發火部位的熱量向發動機冷卻系統散發的性能，主要取決于下部絕緣體（裙火花塞

22、發火部位的熱量向發動機冷卻系統散發的性能，主要取決于下部絕緣體（裙部）的長度，此處的溫度應保持在部）的長度，此處的溫度應保持在500500700700C C的自凈溫度。的自凈溫度。 熱型：裙部較長，吸熱多，散熱難，溫度高。適用于熱型：裙部較長，吸熱多，散熱難，溫度高。適用于功率轉速和壓縮比較低的發動機功率轉速和壓縮比較低的發動機 冷型：裙部較短，吸熱少，散熱易，溫度低。適用于冷型：裙部較短，吸熱少，散熱易，溫度低。適用于大功率高壓縮比高轉速的發動機大功率高壓縮比高轉速的發動機第二節普通電子點火系統1.1. 傳統點火系統存在的問題傳統點火系統存在的問題火花能量的提高受到限制現代汽車發動機以其高轉

23、速、高壓縮比及燃用稀混合氣為特點，火花能量的提高受到限制現代汽車發動機以其高轉速、高壓縮比及燃用稀混合氣為特點，對點火能量的要求越來越高。對點火能量的要求越來越高。觸點故障多、壽命短傳統點火系統中，一次電流的通斷由斷電器觸點控制。觸點故障多、壽命短傳統點火系統中，一次電流的通斷由斷電器觸點控制。對火花塞積炭和污染敏感傳統點火系統中二次電壓上升速率低對火花塞積炭和污染敏感傳統點火系統中二次電壓上升速率低( (一般需一般需120s)120s)，故對火花，故對火花塞積炭和污染很敏感。塞積炭和污染很敏感。2.12.1 、概述、概述2.2. 電子點火裝置的優點電子點火裝置的優點因為無機械觸點或一次電流不

24、經過觸點，所以不存在觸點氧化、燒蝕、變形、磨損等問題。因為無機械觸點或一次電流不經過觸點，所以不存在觸點氧化、燒蝕、變形、磨損等問題。電磁能量得到充分利用，電磁能量得到充分利用，一次斷電電流值得到增大，二次電壓得到提高，一次斷電電流值得到增大，二次電壓得到提高，高電壓形成迅速，高電壓形成迅速，火花能量大，有效地改善和保證點火性能。火花能量大，有效地改善和保證點火性能。減小了火花塞積炭的影響。減小了火花塞積炭的影響。點火時間精確，混合氣能得到完全燃燒，可以在稀混合氣工況下照常點火，從而保證了發動點火時間精確，混合氣能得到完全燃燒，可以在稀混合氣工況下照常點火，從而保證了發動機在降低油耗的基礎上，

25、減少廢氣污染，獲得最好的動力性。機在降低油耗的基礎上，減少廢氣污染，獲得最好的動力性。對無線電干擾小，結構簡單，重量輕，體積小，保養維修簡便。對無線電干擾小，結構簡單，重量輕，體積小，保養維修簡便。第二節普通電子點火系統3.3. 電子點火系統的種類電子點火系統的種類按點火裝置有無觸點分類按點火裝置有無觸點分類a)a)觸點式電子點火裝置，又稱半導體管或晶體管輔助點火裝置。觸點式電子點火裝置，又稱半導體管或晶體管輔助點火裝置。b)b)無觸點電子點火裝置，又稱全晶體管點火裝置。無觸點電子點火裝置，又稱全晶體管點火裝置。按點火能量的儲存方式分類按點火能量的儲存方式分類a)a)電感儲能式電子點火裝置。電

26、感儲能式電子點火裝置。b)b)電容儲能式電子點火裝置。電容儲能式電子點火裝置。按點火提前角的控制方式分類按點火提前角的控制方式分類a)a)普通電子點火系統。普通電子點火系統。b)b)微機控制點火系統。微機控制點火系統。2.12.1 、概述、概述第二節普通電子點火系統2.22.2 、電容放電式電子點火系統、電容放電式電子點火系統(CDI)(CDI)1.1. 組成與基本原理組成與基本原理圖4-16電容放電式點火系統1.直流升壓器2.晶閘管3.分電器4.火花塞5.觸發器6.點火線圈7.儲能電容器8.振蕩器來控制晶閘管來控制晶閘管2導通和關斷導通和關斷的觸發信號，由和發動機的觸發信號，由和發動機曲軸同

27、步傳感器產生曲軸同步傳感器產生1.觸點閉合時，相當于傳統點火系統的一次電路導通，觸發器發出指令信號，使可控硅關斷，直流升壓器輸出的觸點閉合時，相當于傳統點火系統的一次電路導通，觸發器發出指令信號，使可控硅關斷，直流升壓器輸出的300500 直流高壓電向儲能電容充電直流高壓電向儲能電容充電，電容儲能，電容儲能；2.觸點打開時，觸點打開時，相當于傳統點火系統的一次電路斷開，相當于傳統點火系統的一次電路斷開，觸發器也發出指令信號，使可控硅導通于是儲能電容器向觸發器也發出指令信號，使可控硅導通于是儲能電容器向點火線圈的一次繞組放電，在二次繞組中感應出約點火線圈的一次繞組放電，在二次繞組中感應出約203

28、0KV的高壓電動勢，使火花塞跳火，完成點火工作。的高壓電動勢，使火花塞跳火，完成點火工作。第二節普通電子點火系統2.22.2 、電容放電式電子點火系統、電容放電式電子點火系統(CDI)(CDI)2.2. 儲能式電子點火系統的優缺點儲能式電子點火系統的優缺點1.優點：優點：a)由于儲能電容充電、放電的時間極短，由于儲能電容充電、放電的時間極短，且可控硅的動作速率極高（且可控硅的動作速率極高（510s），），所以二次電壓幾乎不受轉速的影響所以二次電壓幾乎不受轉速的影響；b)利用電容儲能，在儲能電容向一次繞組利用電容儲能，在儲能電容向一次繞組放電的同時產生高壓火花，因此能量利放電的同時產生高壓火花，

29、因此能量利用率較高。用率較高。2.缺點：缺點：1.是放電時間過短，僅是放電時間過短，僅550s，而電感儲，而電感儲能式可達能式可達12ms以上；以上；2.由于二次電壓上升率較高，會對無線電由于二次電壓上升率較高，會對無線電產生嚴重的干擾；產生嚴重的干擾；3.結構復雜，體積較大，而且成本高，因結構復雜，體積較大，而且成本高，因此，不適于大批量生產。此，不適于大批量生產。上述缺陷限制了上述缺陷限制了CDI在一般汽油機上的推在一般汽油機上的推廣使用，而僅用于轉速較高的汽油機，如賽車廣使用，而僅用于轉速較高的汽油機，如賽車發動機等。另外，在摩托車上，省去了成本較發動機等。另外，在摩托車上，省去了成本較

30、高的直流升壓器，因而在目前生產的兩輪摩托高的直流升壓器，因而在目前生產的兩輪摩托車上得到了廣泛的應用，如上圖為五羊車上得到了廣泛的應用，如上圖為五羊-本田本田CHA125點火系統電路。點火系統電路。第二節普通電子點火系統2.22.2 、電容放電式電子點火系統、電容放電式電子點火系統(CDI)(CDI)3.3. 電容放電式電子點火系統的應用前景電容放電式電子點火系統的應用前景電容放電式點火方式越來越多地被用于汽油機的稀薄燃燒和代用燃料發動機的高能點火系統，其電容放電式點火方式越來越多地被用于汽油機的稀薄燃燒和代用燃料發動機的高能點火系統，其觸發器的觸發器的點火參考信號點火參考信號一般來自一般來自

31、霍爾效應式（或其他形式）傳感器，用微機霍爾效應式（或其他形式）傳感器，用微機（ ECU）控制點火時刻，）控制點火時刻，發送點火觸發信號，采用儲能電容放電的方式使點火線圈一次繞組通過電流，從而在二次繞組感應發送點火觸發信號，采用儲能電容放電的方式使點火線圈一次繞組通過電流，從而在二次繞組感應出高電壓，使火花塞間隙放電。出高電壓，使火花塞間隙放電。由于電容放電式的點火系統存在火花持續時間短的缺點，同時它的二次電壓又上升極快，所以為由于電容放電式的點火系統存在火花持續時間短的缺點，同時它的二次電壓又上升極快，所以為了保證可靠點火和提高發動機的性能，一般可采用順序多次點火或多火花塞的方式解決。了保證可

32、靠點火和提高發動機的性能，一般可采用順序多次點火或多火花塞的方式解決。第二節普通電子點火系統2.32.3 、電感儲能式電子點火系統、電感儲能式電子點火系統這里介紹的點火系統點火提前角的控制仍由機械式點火提前裝置完成，即分別由離心式點火提前這里介紹的點火系統點火提前角的控制仍由機械式點火提前裝置完成，即分別由離心式點火提前裝置和真空式點火提前裝置進行點火提前角的調節。相對傳統點火系統，主要的改進是在一次電路裝置和真空式點火提前裝置進行點火提前角的調節。相對傳統點火系統，主要的改進是在一次電路中，中，采用了晶體管開關代替以前的機械觸點采用了晶體管開關代替以前的機械觸點，從根本上消除了由機械觸點所帶

33、來的一，從根本上消除了由機械觸點所帶來的一切問題。同時切問題。同時采用先進的電子技術，采用各種電子控制形式可獲取穩定的火花參數。因此對發動機的動力性、經采用先進的電子技術，采用各種電子控制形式可獲取穩定的火花參數。因此對發動機的動力性、經濟性以及排氣凈化等方面均極為有利，濟性以及排氣凈化等方面均極為有利，自自20世紀世紀70年代初年代初出現后，迅速出現后，迅速得到廣泛應用。得到廣泛應用。1.火花塞2.分電器總成3.信號發生器(傳感器)4.點火開關5.點火線圈6.點火器7.蓄電池圖4-17無觸點電子點火系統的組成第二節普通電子點火系統1.1. 磁感應式電子點火系統磁感應式電子點火系統主要由主要由

34、磁感應式點火磁感應式點火信號發生器信號發生器、點火點火器器、分分電器、電器、點火線圈、火花塞點火線圈、火花塞等組成等組成。點火器由點火信號檢點火器由點火信號檢出電路（晶體管出電路（晶體管VT2），），開關放大電路（晶體管開關放大電路（晶體管VT3、VT4 ）和大功率晶）和大功率晶體管體管VT5等三部分組成。等三部分組成。VT1相當于一個二極管相當于一個二極管，起溫度補償作用。起溫度補償作用。2.32.3 、電感儲能式電子點火系統、電感儲能式電子點火系統圖4-18磁感應式無觸點電子點火系統電路圖1.點火信號發生器2.點火器3.分電器4.火花塞5.點火線圈第二節普通電子點火系統1.1. 磁感應式電

35、子點火系統磁感應式電子點火系統磁感應式點火信號發生器磁感應式點火信號發生器 其功用是產生信號其功用是產生信號電壓，控制點火裝置的工作。電壓，控制點火裝置的工作。圖4-19磁感應式信號發生器的基本結構1.信號轉子2.永久磁鐵3.鐵心4.磁通5.傳感線圈6.空氣隙磁感應式信號發生器工作原理傳感線圈中的磁通密度及感應電動勢2.32.3 、電感儲能式電子點火系統、電感儲能式電子點火系統第二節普通電子點火系統1.1. 磁感應式電子點火系統磁感應式電子點火系統 電子點火裝置的工作原理電子點火裝置的工作原理n當發動機未工作，傳當發動機未工作，傳感器的信號轉子不動感器的信號轉子不動時，傳感器無輸出信時，傳感器

36、無輸出信號，點火線圈一次繞號，點火線圈一次繞組有電流流過。組有電流流過。n起動發動機，分電器起動發動機，分電器開始轉動，信號發生開始轉動，信號發生器開始產生交變電動器開始產生交變電動勢信號。勢信號。n當傳感線圈輸出當傳感線圈輸出“-”信號信號(即即A端為端為“-”、B端為端為“”)時，時，V1則加正向電壓而導通。則加正向電壓而導通。n其他元件的作用。其他元件的作用。2.32.3 、電感儲能式電子點火系統、電感儲能式電子點火系統圖4-22桑塔納轎車霍爾式電子點火系統1.蓄電池2.點火開關3.點火線圈4.點火器5.分電器6.火花塞第二節普通電子點火系統2.2. 霍爾效應式電子點火系統霍爾效應式電子

37、點火系統 點火信號發生器點火信號發生器2.32.3 、電感儲能式電子點火系統、電感儲能式電子點火系統第二節普通電子點火系統2.2. 霍爾效應式電子點火系統霍爾效應式電子點火系統 霍爾點火信號發生器工作原理霍爾點火信號發生器工作原理2.32.3 、電感儲能式電子點火系統、電感儲能式電子點火系統第二節普通電子點火系統2.2. 霍爾效應式電子點火系統霍爾效應式電子點火系統 點火器點火器圖4-28德國Bosch公司霍爾式電子點火裝置電路圖1.蓄電池 2.點火開關 3.外加電阻 4.點火線圈 5.點火控制器 6.點火信號發生器2.32.3 、電感儲能式電子點火系統、電感儲能式電子點火系統第二節普通電子點

38、火系統2.2. 霍爾效應式電子點火系統霍爾效應式電子點火系統 霍爾式無觸點電子點火裝置的優點霍爾式無觸點電子點火裝置的優點與磁感應式電子點火裝置相比，霍爾式電子點火裝置由于其點火信號發生器輸出的點火信號幅值、與磁感應式電子點火裝置相比，霍爾式電子點火裝置由于其點火信號發生器輸出的點火信號幅值、波形不受發動機轉速的影響，即使發動機轉速很低時，也能輸出穩定的點火信號，因此低速性能好，波形不受發動機轉速的影響，即使發動機轉速很低時，也能輸出穩定的點火信號，因此低速性能好，有利于發動機的起動。有利于發動機的起動。3.3. 光電式電子點火系統光電式電子點火系統光電式電子點火系統是利用光敏元光電式電子點火

39、系統是利用光敏元件（光敏晶體管或光敏二極管）的光電件（光敏晶體管或光敏二極管）的光電效應原理，制成光電式點火信號發生器效應原理，制成光電式點火信號發生器給點火電子組件（點火器）給點火電子組件（點火器）提供點火信提供點火信號號，來達到控制點火的目的。，來達到控制點火的目的。光電式點光電式點火信號發生器安裝在分電器內，通常由火信號發生器安裝在分電器內，通常由光源、光接收器和遮光盤三部分組成。光源、光接收器和遮光盤三部分組成。1-光源 2-光接收器3-遮光盤 4-分電器軸圖4-30 光電式點火信號發生器工作原理圖4-31光電式點火裝置電路2.32.3 、電感儲能式電子點火系統、電感儲能式電子點火系統

40、圖4-32微機控制電子點火系統的組成1.各種傳感器2.ECU3.點火器4.點火線圈5.火花塞第三節微機控制電子點火系統3.13.1 、微機控制點火系統的組成、微機控制點火系統的組成 曲軸位置傳感器該傳感器包括曲軸轉角和曲軸位置信號兩部分，它可將發動機曲軸轉過的角度變換為電信號輸入ECU，即曲軸每轉過一定角度發出一個脈沖信號。 進氣管負壓傳感器該傳感器可以將節氣門后進氣管的負壓(真空度)變換為電信號輸入微機，微機則以此信號作為發動機的負荷信號，讀取或計算基本點火提前角。1.1. 傳感器傳感器 第三節微機控制電子點火系統3.13.1 、微機控制點火系統的組成、微機控制點火系統的組成 空氣流量計在L

41、型(質量流量型)電控燃油噴射系統的發動機中，空氣流量傳感器信號除用于計算基本噴油持續時間外，也作為負荷信號計算基本點火提前角。 進氣溫度傳感器該傳感器信號可反映發動機吸入空氣的溫度，在微機控制的電子點火系統中，微機以此信號對基本點火提前角進行修正。 冷卻液溫度傳感器該傳感器信號可反映發動機工作溫度的高低。 節氣門位置傳感器 反映節氣門開度。 爆燃傳感器在發動機集中電子控制系統中已廣泛應用了點火時刻閉環控制的方法，有效地抑制了發動機爆燃現象的發生。 開關信號輸入l起動開關信號，用于起動時對點火提前角的修正；l空調開關信號，在怠速工況下使用空調時，微機以此開關信號對點火提前角進行修正；l空擋開關信

42、號，在使用自動變速器的汽車中，微機以此開關信號判斷發動機處于空擋停車狀態還是行駛狀態，然后對點火提前角進行必要的修正。1.1. 傳感器傳感器 第三節微機控制電子點火系統3.13.1 、微機控制點火系統的組成、微機控制點火系統的組成電子控制單元（ ECU）又稱電子控制器，與發動機電控汽油噴射系統共用，是發動機的一種綜合電子控制裝置。其作用是根據發動機各種與點火有關的傳感器輸入的信息及內存的數據，進行運算、處理、判斷，然后輸出點火信號，控制點火器動作，完成點火工作。2.2. 電子控制單元電子控制單元 3.3. 點火器（執行器）點火器（執行器） 為點火電子組件，是發動機集中電子控制中的執行器之一。點

43、火器的作用是根據電子控制器輸出的指令（信號），通過內部大功率的導通和截止，控制一次電流的通斷，完成點火工作。第三節微機控制電子點火系統3.23.2 、微機控制點火系統點火提前角的控制方式、微機控制點火系統點火提前角的控制方式1.1.開環控制開環控制 根據有關傳感器提供的發動機工況信息從內部存儲器粗（根據有關傳感器提供的發動機工況信息從內部存儲器粗（ROMROM）中讀取相應的基）中讀取相應的基本點火提前角，并通過計算出的修正值給予修正后得出最佳點前角數據來控制點火，而對控本點火提前角，并通過計算出的修正值給予修正后得出最佳點前角數據來控制點火，而對控制結果不予考慮。制結果不予考慮。2.2.閉環控

44、制閉環控制 閉環控制方式可以在控制點火提前角的同時，不斷地檢測發動機的有閉環控制方式可以在控制點火提前角的同時，不斷地檢測發動機的有關工作狀況，如發動機是否發生爆燃、怠速是否穩定等，然后根據檢測到的變化關工作狀況，如發動機是否發生爆燃、怠速是否穩定等，然后根據檢測到的變化量，及時對點火提前角進行修正，使發動機始終處于最佳的點火狀態，而不受發量，及時對點火提前角進行修正，使發動機始終處于最佳的點火狀態，而不受發動機零部件的磨損、老化以及有關使使用因素的影響，故控制精度高。動機零部件的磨損、老化以及有關使使用因素的影響，故控制精度高。利用點火提前角的閉環控制系統可有效地控制點火E前角使發動機工作在

45、爆燃的邊緣，這樣會使發動機熱效率卻最高，動力性和經濟性最好。在微機控制的電子點火系統中，一般僅在大負荷、中低轉速（如小于3000r/min）時采用閉環控制，而在部分負和高轉速時則多采用開環控制。點火提前角：指從火花塞電極間跳火開始，到活塞運行至上止點時，在此段時間內曲軸所轉過的角度。 第三節微機控制電子點火系統3.33.3、微機控制點火系統的控制內容、微機控制點火系統的控制內容1.1. 點火提前角的確定點火提前角的確定 l起動時點火提前角在起動期間，發動機轉速較低（通常在500r/min以下），進氣流量信號或進氣支管絕對壓力信號不穩定，故點火時刻一般都固定在某一個初始點火提前角，值的大小因發動

46、機而異。l起動后點火提前角控制 實際點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角 基本點火提前角 當節氣門位置傳感器中的怠速觸點閉合時，發動機處于怠速工況運行，ECU根據發動機轉速和空調開關是否接通確定基本點火提前角，如右圖所示。第三節微機控制電子點火系統3.33.3、微機控制點火系統的控制內容、微機控制點火系統的控制內容1.1. 點火提前角的確定點火提前角的確定 點火提前角的修正值 暖機修正發動機冷車起動后，當冷卻液溫度較低時，應增大點火提前角。暖機過程中，隨冷卻液溫度升高，點火提前角的變化趨勢如圖4-34所示。修正曲線的形狀與點火提前角的大小隨車型不同而異。 怠速穩定性修正發

47、動機在怠速運行期間，由于發動機負荷變化(如空調、動力轉向等)而使轉速改變，ECU隨時調整點火提前角，使發動機在規定的怠速轉速下穩定運轉。圖4-34暖機時點火提前角控制圖4-35點火提前角怠速穩定性修正第三節微機控制電子點火系統3.33.3、微機控制點火系統的控制內容、微機控制點火系統的控制內容1.1. 點火提前角的確定點火提前角的確定 點火提前角的修正值 過熱修正發動機處于正常運行工況，當冷卻液溫度過高時，為了避免爆燃發生，應將點火提前角減小；而發動機處于怠速運行工況，當冷卻液溫度過高時，為了避免發動機長時間過熱，應將點火提前角增大。 空燃比反饋修正裝有氧傳感器的電控燃油噴射子系統進行閉環控制

48、時，ECU根據氧傳感器的反饋信號對空燃比進行修正。隨著修正噴油量的增加和減少，發動機的轉速在一定范圍內波動。為了提高發動機轉速的穩定性，在反饋修正油量減少、混合氣變稀時，也應適當地增大點火提前角。圖4-36點火提前角的過熱修正點火提前角空燃比反饋修正（和噴油脈寬一起進行，反饋信號來自氧傳感器）第三節微機控制電子點火系統3.33.3、微機控制點火系統的控制內容、微機控制點火系統的控制內容2.2. 通電時間通電時間( (閉合角閉合角) )控制控制閉合角控制的作用是：根據發動機轉速和蓄電池電壓調節閉合角，以保證足夠的點火能量。在發動機轉速上升和蓄電池電壓下降時，閉合角控制電路使閉合角加大，即延長一次

49、側電路的通電時間，防止一次側儲能下降，確保點火能量。第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例1.1. 日產車微機控制點火系統日產車微機控制點火系統 曲軸位置傳感器將測量曲軸位置和曲軸轉角的功能合二為一，習慣稱曲軸位置傳感器。它是微機控制系統中最主要的傳感器之一，是控制點火系統不可缺少的信號源。該信號的作用是輸人微機后，可以檢測到活塞運行“上止點”及“曲軸轉角”的位置，同時也可測出發動機的轉速。圖4-38ECCS點火控制系統第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例1.1. 日產車微機控制點火系統日產車微機控制點火

50、系統 a)a) 轉盤型磁電式曲軸位置傳感器轉盤型磁電式曲軸位置傳感器 日產公司采用的轉盤型磁電式曲軸位置傳感器裝在曲軸前端帶日產公司采用的轉盤型磁電式曲軸位置傳感器裝在曲軸前端帶輪的后面，它由信號盤和信號發生器組成，如圖輪的后面，它由信號盤和信號發生器組成，如圖4-394-39所示。所示。圖4-39轉盤型磁電式曲軸位置傳感器傳感器盒傳感器盒第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例1.1. 日產車微機控制點火系統日產車微機控制點火系統 a)a) 轉盤型磁電式曲軸位置傳感器轉盤型磁電式曲軸位置傳感器圖4-401信號產生原理磁頭發動機每轉一圈，磁頭產生3個1

51、20o脈沖信號。由于安裝位置的關系，信號盤上的凸緣與磁頭在上止點前70o，因此有的亦稱其為上止點前70o信號。該傳感器還要和凸輪軸位置傳感（CPS，又稱氣缸識別傳感器）配合。圖4-41磁頭與曲軸位置的關系圖4-42光電式曲軸位置傳感器a)傳感器結構b)信號盤結構1.曲軸位置傳感器2.信號盤3.120信號縫隙(一缸)4.1信號縫隙5.120信號縫隙第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例1.1. 日產車微機控制點火系統日產車微機控制點火系統 b)b) 分電器內置型光電式曲軸位置傳感器分電器內置型光電式曲軸位置傳感器 光電式傳感器是根據光電效應原理制成的，

52、與普通電子點火系統光電式信號發生器工作原理完全相同。第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例1.1. 日產車微機控制點火系統日產車微機控制點火系統 點火控制原理在日產ECCS點火控制系統中，點火器是個較單一的部件，主要是一個大功率晶體管，只起開關作用。a)點火提前角的控制在發動機運轉時，微機根據各傳感器輸入信息，從存儲器中選擇并確定符合當時發動機運轉工況的最佳點火提前角。b)通電時間(或閉合角)的控制第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例1.1. 日產車微機控制點火系統日產車微機控制點火系統 c)點火提前角的

53、控制方法I.平常運行狀態時點火提前角的控制當節氣門位置傳感器怠速觸點打開(OFF)時，即進入平常運行狀態時的點火提前角控制模式。此時的點火提前角為：平常行駛的點火提前角=基本點火提前角+冷卻液溫度修正系數圖4-44基本點火提前角圖4-45冷卻液溫度修正系數圖 點火提前角的MAP圖第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例1.1. 日產車微機控制點火系統日產車微機控制點火系統 c)點火提前角的控制方法II.怠速和減速時點火提前角的控制 當節氣門位置傳感器怠速觸點閉合時，即進入怠速或減速時點火提前角控制模式，此時微機根據發動機轉速、冷卻液溫度及車速等控制點火

54、提前角。III. 起動時點火提前角的控制圖4-46怠速及減速時的點火提前角圖4-47起動時的點火提前角第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例2.豐田車微機控制點火系統（豐田車微機控制點火系統（TCCS）田車發動機微機控制系統，簡稱TCCS ，是集燃油噴射（空燃比）控制、點火時刻控制、怠速控制、自動變速器控制和自診斷（故障）系統等為一體的發動機集中電子控制系統。下面僅對微機控制點火系統作介紹，該系統為非直接點火系統，即保留分電器中的配電器。點火線圈產生的高壓電，經配電器送至各缸火花塞。圖4-48豐田車ESA系統第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微

55、機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例2.豐田車微機控制點火系統（豐田車微機控制點火系統（TCCS）(1) 曲軸轉角與曲軸位置傳感器 該曲軸位置傳感器和曲軸轉角傳感器，因都安裝在分電器內，因此簡稱曲軸轉角傳感器。 圖4-49曲軸轉角傳感器的基本結構1.G信號發生器 2.Ne信號發生器 3.Ne傳感線圈 4.G1傳感線圈 5.No.2信號轉子6.No.1信號轉子7.G2傳感線圈 第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例2.豐田車微機控制點火系統（豐田車微機控制點火系統（TCCS）a)Ne信號曲軸轉角傳感器的下部產生Ne信號，它為曲軸轉角及發動機轉速信號

56、。圖4-50Ne信號發生器的結構與輸出信號波形第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例2.豐田車微機控制點火系統（豐田車微機控制點火系統（TCCS）b)G信號曲軸轉角傳感器的上部產生G信號，它是測試曲軸位置的基準信號，用來判別氣缸及檢測活塞上止點的位置。圖4-51G信號發生器的結構與輸出信號波形第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例2.豐田車微機控制點火系統（豐田車微機控制點火系統（TCCS）(2) 電子控制單元ECU 在豐田車ESA系統ECU的存儲器(ROM)中，存儲著點火控制程序和點火提前角的數據。點火提

57、前角的數據是在各種工況下通過大量試驗獲得的，它可使發動機在任何工況下都能得到理想的或者最佳的點火時刻。(3) 點火器ESA系統點火器的控制電路如圖4-48中間框所示。除根據電子控制器輸出的IGt信號，使大功率晶體管VT適時截止（控制點火時外，還具有閉合角控制、恒流控制、點火監視、加速檢出、鎖止保護和過壓保護等)能。(4) 點火時刻(提前角)的控制 實際點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角a)初始點火提前角初始點火提前角，也稱固定點火提前角。對于豐田IG-GEU發動機，其值為上止點前( BTDC)10o 。在下列情況時，實際點火提前角為固定點火提前角， 即：I.發動機起動時

58、。在發動機起動時轉速變化大，空氣流量信號不穩定，微機控制點火就不會準確，意義也不很大，所以采用固定點火提前角。II.發動機轉速在400rmin以下時第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例2.豐田車微機控制點火系統（豐田車微機控制點火系統（TCCS）(4) 點火時刻(提前角)的控制 實際點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角a)初始點火提前角III. 檢查點火初始角時。此時有三個條件：T端頭(診斷通信接口“TDCL”)短路、怠速觸點(IDL)閉合(ON)、車速在2 kmh以下。IV. 發動機電子控制器(ECU)的后備系統工作時。b)

59、基本點火提前角基本點火提前角數據儲存在微機 的存儲器(ROM)中，可分為：怠速時的基本點火提 前角和平常行駛時的基本點火提前角兩種。表4-1怠速時的基本點火提前角圖4-52平常行駛時的基本點火提前角第三節微機控制電子點火系統3.43.4、微機控制點火系統實例、微機控制點火系統實例2.豐田車微機控制點火系統（豐田車微機控制點火系統（TCCS）(4) 點火時刻(提前角)的控制 實際點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角c)修正點火提前角為使實際點火提前角符合發動機實際運轉狀況，在上述“初始點火提前角+基本點火提前角”所得的點火提前角基礎上，還必須根據相關因素而加以修正，適當的增

60、大或減小點火提前角。圖4-53暖機時的點火提前角修正發動機每轉一周，微機繹討計算、處理，發動機每轉一周，微機繹討計算、處理，輸出一次點火提前角調整數據。因此，當傳感輸出一次點火提前角調整數據。因此，當傳感器測出發動機轉速、負荷、冷卻液溫度等變化器測出發動機轉速、負荷、冷卻液溫度等變化時，微機就會使點火提前角作出相應改變。時，微機就會使點火提前角作出相應改變。發動機微機將以最大點火提前角或最小點發動機微機將以最大點火提前角或最小點火提前角點火提前角的允許值進行除上述兩種火提前角點火提前角的允許值進行除上述兩種修正外，近代發動機的點火提前角還有一些其修正外，近代發動機的點火提前角還有一些其他修正，