霍爾式電子點(diǎn)火系統(tǒng)第1頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四第2頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四一、霍爾信號發(fā)生器的工作原理和基本結(jié)構(gòu)1．霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)的原理如圖4—31所示，當(dāng)電流I通過放在磁場中的半導(dǎo)體基片(稱霍爾元件)A電流方向和磁場方向垂直時，在垂直于電流和磁通的半導(dǎo)體基片的橫向側(cè)面上即產(chǎn)生一個電壓，這個電壓稱為霍爾電壓UH。霍爾電壓Uh的高低與通過的電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比。第3頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四第4頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四可知，通過的電流I為一定值時，霍爾電壓Uh則與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，即霍爾電壓隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小而變化，與磁通的變化速率無關(guān)。2．霍爾信號發(fā)生器的基本結(jié)構(gòu)霍爾信號發(fā)生器是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的，它裝在分電器內(nèi)。霍爾信號發(fā)生器的示意圖和基本結(jié)構(gòu)如圖4—32所示，它由觸發(fā)葉輪1和霍爾傳感器4組成。觸發(fā)葉輪像傳統(tǒng)分電器的凸輪一樣，套裝在分電器軸的上部，它可以隨分電器軸一起轉(zhuǎn)動，又能相對分電器軸作少量轉(zhuǎn)動，以保證離心調(diào)節(jié)裝置正常工作。觸發(fā)葉輪的葉片數(shù)與氣缸數(shù)相等，其上部套裝分火頭，與觸發(fā)葉輪一起轉(zhuǎn)動。第5頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四第6頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四霍爾傳感器4由帶導(dǎo)板(導(dǎo)磁)的永久磁鐵3和霍爾集成塊2組成，觸發(fā)葉輪1的葉片在霍爾集成塊2和永久磁鐵3之間轉(zhuǎn)動。霍爾集成塊2包括霍爾元件和集成電路，由于霍爾信號發(fā)生器工作時，霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電壓UH是約20mV，信號很微弱，還需進(jìn)行信號處理，這一任務(wù)由集成電路完成。霍爾元件產(chǎn)生霍爾電壓信號(UH)，還要經(jīng)過放大、脈沖整形，最后以整齊的矩形脈沖波(方波)輸出，輸出可達(dá)幾百mV。霍爾信號集成塊的原理框圖如圖4—33所示。第7頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四第8頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四第9頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四霍爾信號發(fā)生器是一個有源器件，它需要提供電源才能工作，霍爾信號集成塊的電源由點(diǎn)火器提供。霍爾集成電路輸出級的集電極為開路輸出形式，其集電極的負(fù)載電阻設(shè)置在點(diǎn)火器內(nèi)。霍爾信號發(fā)生器有三根引出線且與點(diǎn)火器件相連接，其中一根是電源輸入線，一根是霍爾信號輸出線，一根是接地線。3．霍爾信號發(fā)生器的工作原理如圖4—34所示，觸發(fā)葉輪轉(zhuǎn)動時，每當(dāng)葉片進(jìn)入永久磁鐵與霍爾集成塊之間的空氣隙時，霍爾集成塊中的磁場即被觸發(fā)葉輪的葉片所旁路(或稱隔磁)，如圖4—34a所示，這時霍爾元件不產(chǎn)生霍爾電壓，集成電路輸出級的晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，信號發(fā)生器輸出高電位。第10頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四第11頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四當(dāng)觸發(fā)葉輪的葉片離開空氣隙時，永久磁鐵的磁通便通過霍爾集成塊和導(dǎo)板構(gòu)成回路，如圖4—34b所示，這時霍爾元件產(chǎn)生霍爾電壓，集成電路輸出級的晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，信號發(fā)生器輸出低電位。由上可知，葉片進(jìn)入空氣隙時信號發(fā)生器輸出高電位，葉片離開空氣隙時，信號發(fā)生器輸出低電位。分電器不停地轉(zhuǎn)動，上述方波便不斷產(chǎn)生。霍爾信號發(fā)生器完成功能時的波形如圖4—35所示，信號發(fā)生器輸出方波中，高低電位的時間比由觸發(fā)葉輪葉片的分配角(葉片寬度)決定。桑塔納轎車用分電器高低電位的時間比為7：3。點(diǎn)火器就是靠信號發(fā)生器輸入這樣的方波信號進(jìn)行觸發(fā)并控制點(diǎn)火系工作的。第12頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四4．霍爾信號發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn)1)工作可靠性高，霍爾信號發(fā)生器無磨損部件，不受灰塵、油污的影響，無調(diào)整部件，小型堅(jiān)固，壽命長。2)發(fā)動機(jī)起動性能好，霍爾信號發(fā)生器的輸出電壓信號與葉輪葉片的位置有關(guān)，但與葉輪葉片的運(yùn)動速度無關(guān)，也就是說它與磁通變化的速率無關(guān)，它與磁感應(yīng)信號發(fā)生器不同，它不受發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，明顯地增強(qiáng)了發(fā)動機(jī)的起動性能，有利于低溫或其他惡劣條件下起動。霍爾信號發(fā)生器目前已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。第13頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四三、霍爾式電子點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理1．基本功能接通點(diǎn)火開關(guān)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動時，分電器中霍爾信號發(fā)生器觸發(fā)葉輪的葉片，周期地通過傳感器的空氣間隙。當(dāng)葉片進(jìn)入空氣間隙時霍爾信號發(fā)生器輸出信號Ue為高電位，該信號通過點(diǎn)火器插座6和3進(jìn)入點(diǎn)火器（如圖4-38）。此時，點(diǎn)火器通過內(nèi)部電路，適時地驅(qū)動點(diǎn)火器末級VT大功率管導(dǎo)通，接通初級電路。其電路是：蓄電池正極----點(diǎn)火開關(guān)----點(diǎn)火線圈初級繞組----點(diǎn)火器（大功率VT、反饋電阻）----搭鐵----蓄電池負(fù)極。當(dāng)觸發(fā)葉輪的葉片離開空氣隙時，霍