學習任務三汽車高壓點火控制電路汽車高壓點火控制電路的功用是產生火花塞跳火點燃可燃混合氣做功，點火控制電路核心部件是點火線圈，其原理是變壓器低壓轉換成高壓，點火控制電路有幾種不同控制形式。任務導入學習任務三汽車高壓點火控制電路任務導入學習任務知識準備邊學邊做考核與評價12345知識拓展6學習任務三汽車高壓點火控制電路１.變壓器的結構認識；２.變壓器的工作原理；３.掌握變壓器的測量方法。任務點一:變壓器與點火線圈學習任務知識準備變壓器是根據電磁感應原理制成的一種靜止電器，它可以把某一電壓、電流的交流電能變換成同頻率的另一電壓、電流的交流電能，具有變換電壓和電流的作用。此外，變壓器還具有變換阻抗的作用，在電子線路中，除電源變壓器外，變壓器還用來耦合電路、傳遞信號，并實現阻抗匹配，變壓器的種類很多，但是它們的基本結構和工作原理是一樣的。一、變壓器的結構組成和工作原理１.變壓器的基本結構變壓器因使用場合、工作要求不同，有各種各樣的結構，但其基本結構都一樣，即主體由鐵心和繞組(線圈)兩部分組成，鐵心是變壓器的磁路部分，一般選用磁滯損耗很小的硅鋼片疊裝而成，為了減少渦流損失，片與片之相互絕緣。繞組是變壓器的電路部分，通常用絕緣銅線或鋁線繞制而成，

與電源相接的繞組稱為一次繞組(原繞組，又叫一次側，與負載相接的繞組稱為二次繞組(副繞組)，又叫二次側。知識準備一、變壓器的結構組成和工作原理圖5-17變壓器的繞組結構及符號知識準備一、變壓器的結構組成和工作原理按繞組與鐵心的安裝位置，變壓器可分為心式和殼式兩種。心式變壓器的繞組套在各鐵心柱上，如圖5-17ａ)所示；殼式變壓器的繞組套在中間的鐵心柱上，繞組兩側被外側鐵心柱包圍，如圖5-17ｂ)所示；

圖5-17ｃ)是變壓器在電路中的符號。一般電力變壓器采用心式，小型變壓器多采用殼式。圖5-18變壓器的原理圖知識準備一、變壓器的結構組成和工作原理圖5-18所示是變壓器的原理圖。２.變壓器的工作原理和特性知識準備一、變壓器的結構組成和工作原理為了便于分析，將高壓繞組和低壓繞組分別畫在兩邊，與電源相連的稱為一次繞組(或稱初級繞組)，與負載相連的稱為二次繞組(或稱次級繞組)。一次、二次繞組的匝數分別為N1和N2，當一次繞組接上交流電壓時，一次繞組中便有電流通過，一次繞組的磁路產生的磁通絕大部分通過鐵心而閉合，從而在二次繞組中感應出電動勢。如果二次繞組接有負載，那么二次繞組中就有電流通過，二次繞組也產生磁通，其絕大部分也通過鐵心而閉合，因此，鐵心中的磁通是一個由一次、二次繞組的磁通勢共同產生的合成磁通，它稱為主磁通，主磁通穿過一次繞組和二次繞組而在其中分別感應出電動勢。此外，一次、二次繞組的磁通勢還分別產生漏磁通。

１)電壓變換一次、二次繞組的電壓之比為Ｋ，稱為變壓器的變比，亦即一次、二次繞組的匝數比。當電源電壓u1一定時，只要改變匝數Ｋ，就可得出不同的輸出電壓u2。變比在變壓器的銘牌上注明，它表示一次、二次繞組的額定電壓之比。例如:6000Ｖ/400Ｖ(Ｋ＝15)，這表示一次繞組的額定電壓(即一次繞組上應加的電壓)Ｕ＝6000Ｖ，二次繞組的額定電壓Ｕ＝400Ｖ。

由于變壓器有內阻抗壓降，所以二次繞組的空載電壓一般應較滿載時的電壓高5%~10%。知識準備一、變壓器的結構組成和工作原理２)電流變換當電源電壓和頻率不變時，鐵心中主磁通的最大值在變壓器空載或有負載時是基本恒定的，因此，有負載時產生主磁通的一次、二次繞組的合成磁動勢和空載時產生主磁通的一次繞組的磁動勢基本相等，此時，變壓器一次、二次繞組的電流之比近似等于它們的匝數比的倒數?？梢?，變壓器中的電流雖然由負載的大小確定，但是一次、二次繞組中電流的比值是基本不變的，變壓器的額定電流是指按規定工作方式(長時連續工作或短時工作或間歇工作)運行時一次、二次繞組允許通過的最大電流，它們是根據絕緣材料允許的溫度確定的。

二次繞組的額定電壓與額定電流的乘積稱為變壓器的額定容量，它是負載功率(單位是Ｖ×Ａ)，與輸出功率(單位是Ｗ)不同。知識準備一、變壓器的結構組成和工作原理３)阻抗變換變壓器能起變換電壓和變換電流的作用；此外，它還有變換負載阻抗的作用，以實現“匹配”。所謂等效，就是輸入電路的電壓、電流和功率不變，就是說直接接在電源上的阻抗模和接在變壓器二次側的負載阻抗模是等效的，兩者的關系可通過計算得出。因匝數比不同，負載阻抗模折算到(反映到)一次側的等效阻抗模也不同，可以用不同的匝數，把負載阻抗模變換為所需要的、比較合適的數值，這種做法稱為阻抗匹配。知識準備一、變壓器的結構組成和工作原理４)變壓器的頻率特性用于傳輸信號的變壓器，由于信號具有一定的頻率寬度，通常要求變壓器對不同頻率分量的信號電壓，均勻而且不失真地傳輸，

但實際上由于變壓器一次電感和漏感的影響，對不同頻率分量傳輸能力并不一樣，使得信號產生失真，一次電感越小，信號的低頻分量幅度就減少，漏感越大，高頻分量幅度就越小。５)變壓器的損耗與效率和交流鐵心線圈一樣，變壓器的功率損耗包括鐵心中的鐵損和繞組上的銅損兩部分。鐵損的大小與鐵心內磁感應強度的最大值有關，與負載大小無關；銅損與負載大小(正比于電流平方)有關。提示:變壓器的效率為變壓器的輸出功率與輸入功率之比。知識準備一、變壓器的結構組成和工作原理汽車上最常見的變壓器就是點火線圈，它能將汽車電源系統提供的低壓，變為高達幾千伏甚至上萬伏的高壓，用于點燃發動機內的汽油混合氣。常見的點火線圈有開磁路和閉磁路兩種。開磁路式點火線圈的結構如圖5-19所示，點火線圈的上端裝有膠蓋，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，根據低壓接線柱的數目不同，點火線圈有二接線柱式和三接線柱式之分。

知識準備二、汽車上使用的變壓器圖5-19開磁路點火線圈結構知識準備二、汽車上使用的變壓器

為了減少渦流和磁滯損耗，鐵芯由硅鋼片疊成，包在硬紙板套內，其上繞有二次繞組。它用直徑為0.06~0,10mm的漆包線，繞11000~26000匝(如東風EQ1090型汽車用DQ125型點火線圈，為線徑是0.08ｍｍ的漆包線，繞23200匝)，

一次繞組繞在二次繞組的外邊，以利于散熱，一次繞組用直徑為0.5~1.0ｍｍ的漆包線，繞230~370匝(DQ125型點火線圈一次繞組是直徑為0.75ｍｍ漆包線，繞290匝)，

繞組繞好后，在真空中浸以蠟和松香的混合物，以增強絕緣，繞組和外殼之間，裝有導磁用的鋼片，用來加強磁通，外殼的底部有瓷杯，以防高壓電擊穿二次繞組的絕緣向鐵芯和外殼放電，為加強絕緣和防止潮氣侵入，在外殼內填滿瀝青或變壓器油，前者稱為干式點火線圈，后者稱為油浸式點火線圈。知識準備二、汽車上使用的變壓器當一次電流流過一次繞組時，使鐵芯磁化，其磁路如圖5-20所示。圖5-20開磁路點火線圈的磁路知識準備二、汽車上使用的變壓器由于磁路的上、下部分都是從空氣中通過的，鐵心未構成閉合磁路，所以稱為開磁路點火線圈，兩接線柱式點火線圈的低壓接線柱上分別標有“＋”、“－”的標記；三接線柱式點火線圈與兩接線柱式的主要區別是外殼上裝有一個附加電阻，為固定該電阻，又增加了一個低壓接線柱，附加電阻就接在標有“開關”和“＋”的兩接線柱10和11上(圖5-19）。知識準備二、汽車上使用的變壓器附加電阻可由低碳鋼絲、鎳鉻絲或純鎳絲制成，具有受熱時電阻迅速增大，而冷卻時電阻迅速降低的特性。因此，在發動機工作時，可自動調節一次電流，改善高速時的點火特性。閉磁路式點火線圈的結構如圖5-21所示，在“日”字形鐵心內繞有一次繞組，在一次繞組的外面繞有二次繞組，其磁路如圖5-22所示。由圖可知，磁感線經鐵心構成閉合磁路，閉磁路式點火線圈的優點是漏磁少，磁路的磁阻小，因而能量損失小，能量變換率高，可達75％(開磁路式點火線圈只有60％)，并且閉磁路式點火線圈采用熱固性樹脂作為絕緣填充物，外殼以熱熔性塑料注塑成型，其絕緣性、密封性均優于開磁路式點火線圈。圖5-21閉磁路點火線圈圖5-22閉磁路點火線圈的磁路知識準備三、閉磁路式點火線圈閉磁路式點火線圈體積小，可直接裝在分電器蓋上，不僅結構緊湊，而且省去了點火線圈與分電器之間的高壓導線，并可使二次電容減小，所以在電子點火系統中廣泛使用。提示：１.檢查點火線圈的外表，若絕緣蓋破裂或外殼破裂，容易受潮而失去點火能力。２.用萬用表測量點火線圈的一次繞組、二次繞組以及附加電阻的電阻值，應符合點火線圈參數值。知識準備三、閉磁路式點火線圈學習任務三汽車高壓點火控制電路１.通過以上學習，具備了一定的理論知識，下面將進行實訓。首先，準備實訓需要使用的積木、器材，見表5-15。邊學邊做學習任務三汽車高壓點火控制電路２.實訓步驟:變壓器的測量（表5-16）。邊學邊做學習任務三汽車高壓點火控制電路２.實訓步驟:變壓器的測量（表5-16）。邊學邊做學習任務三汽車高壓點火控制電路２.實訓步驟:變壓器的測量（表5-16）。邊學邊做學習任務三汽車高壓點火控制電路２.實訓步驟:變壓器的測量（表5-16）。邊學邊做學習任務三汽車高壓點火控制電路１.點火系統的功用與種類；２.點火控制電路的工作原理；３.點火控制電路的波形分析。任務點２汽車點火控制電路學習任務知識準備汽車點火系統的功用是點燃式發動機為了正常工作，按照各缸點火次序，定時地供給火花塞以足夠高能量的高壓電(大約15000~30000Ｖ)，使火花塞產生足夠強的火花，點燃可燃混合氣。點火系統按結構可分為傳統點火系統，包括蓄電池點火系、磁電機點火系，目前已經基本淘汰。電子點火系統，包括晶體管點火系、半導體點火系、無分電器點火系。一、點火系統的功用與種類點火系統需要產生高壓電連接至火花塞擊穿間隙生成電火花來點燃可燃混合氣的。那么高壓電是怎樣產生的呢?汽車用的電源是低壓直流電12V或24V，遠遠不夠擊穿間隙所需的高壓電，所以點火系統需要一種電壓轉換元件，把低壓低能的直流電壓轉變成高電壓。根據之前所學知識，我們知道變壓器具有電壓轉換功能，所以汽車點火系統都是應用控制變壓器一次繞組電流的通斷使二次繞組感應出高壓電原理來實現點火功能的。在汽車上我們通常把變壓器稱作點火線圈，是整個點火系統的核心部件。知識準備二、點火系統工作原理１.傳統點火系統工作原理傳統點火系統原理圖如圖5-23所示。

圖5-23傳統點火系統原理圖知識準備二、點火系統工作原理

１)組成電源(蓄電池或發電機)、點火線圈、分電器、火花塞、點火開關及控制電路。如圖5-24所示。圖5-24傳統點火系統結構圖知識準備二、點火系統工作原理２)電流通路起動時:蓄電池正極→起動機火線接柱→起動機短路導電片→點火線圈‘開關’接柱→低壓線圈→點火線圈低壓接柱→分電器觸點→搭鐵→蓄電池負極。起動后:發電機‘電樞’→電流表→點火開關→點火線圈‘電源’→熱變電阻→點火線圈‘開關’→低壓線圈→點火線圈低壓接柱→分電器觸點→搭鐵→蓄電池負極。高壓電路:高壓線圈→中央高壓線→分火頭→分缸線火塞中心極→火花塞旁電極→搭鐵。知識準備二、點火系統工作原理３)工作原理汽油機運行時帶動斷電器凸輪轉動，使斷電器不斷閉合與斷開。在觸點閉合時，蓄電池提供電流，電流從蓄電池正極經點火線圈的一次繞組、斷電器觸點，返回到蓄電池負極。電流流經點火線圈的一次繞組時，鐵芯中產生一個儲能用的強磁場，當斷電器觸點被頂開時，一次電流迅速衰減以至消失，鐵芯中的磁通隨之減小，而在二次繞阻中就感應出點火所需的高電壓，這一電壓由高壓線輸送到分電器，再由此輸送到各個相應的火花塞上，產生電火花。知識準備二、點火系統工作原理觸點閉合時，電流不再直接從閉合觸點流到點火線圈的一次繞組中，而是流到晶體管的基極電路上，斷電器觸點已不再起直接控制一次電流通、斷的作用，而是作為晶體三極管的觸發控制器，因此流過斷電器觸點的電流可以減小到一次電流的1/5—1/10。圖5-25所示為有觸點電子點火系統。圖5-25有觸點電子點火系統知識準備二、點火系統工作原理２.有觸點晶體管點火系統工作原理與傳統點火電路相比，有觸點晶體管點火系統主要不同是斷電器觸點與點火線圈間的一次側電路上，在輔助觸點晶體管式點火系統中，３.無觸點電子點火系統工作原理無觸點電子點火系統如圖5-26所示。圖5-26無觸點電子點火系統知識準備二、點火系統工作原理無觸點電子點火系統高壓電產生的原理也是通過控制點火線圈一次電流的通斷，所不同的是一次電流通斷的控制除了用晶體管控制外，點火正時信號是傳感器或電腦送過來的。相比有觸點點火電路，無觸點電子點火電路有由下優點:(１)消除了機械觸點帶來的觸點燒蝕，磨損等。免去經常換件，調正閉合角，校正點火正時。(２)電子點火控制器控制點火線圈一次電流的通、斷以及放大與處理來自傳感器發出的脈沖信號，除了開關作用外，點火控制器可以根據脈沖步驟來感知發動機的轉速，提供點火時間隨轉速的變化。知識準備二、點火系統工作原理圖5-27計算機點火系統基本電路知識準備二、點火系統工作原理計算機點火系統基本電路如圖5-27所示。學習任務三汽車高壓點火控制電路１.通過以上學習，具備了一定的理論知識，下面將進行實訓。首先，準備實訓需要使用的積木、器材。見表5-17。邊學邊做學習任務三汽車高壓點火控制電路２.實訓步驟:點火控制特性實訓(表5-18）。邊學邊做學習任務三汽車高壓點火控制電路２.實訓步驟:點火控制特性實訓(表5-18）。邊學邊做續上表學習任務三汽車高壓點火控制電路１.點火控制電路的檢測方法；２.點火控制電路的故障分析；３.點火控制電路的故障排除。任務點３點火系統的檢測學習任務接通點火開關，用萬用表測量點火控制器端子1與端子4之間的電阻，應為0.52~0.76Ω，測量點火控制器端子2與端子4之間的電壓，應為12Ｖ，測量點火控制器端子3與端子5之間的電壓，應為11~12Ｖ，在測量點火控制器端子3與端子6之間的電壓時，慢慢轉動分電器軸，其電壓應在0.3~0.4Ｖ與11~12Ｖ之間變化，霍爾式電子點火系統中的點火控制器電路連接如圖5-28所示。知識準備一、點火控制電路的檢測用電壓表接在點火線圈的正極與負極接線柱上，打開點火開關，觀察電壓表示數應大于2V，1~2ｓ后，壓降為0Ｖ。若干上述檢測結果不符合。說明有故障，應更換點火