电控第四章整理资料(参考)

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1、思考题第 4 章 1、发动机点火系统的基本要求有哪些？ 1 能产生足以击穿火花塞间隙的电压 2 火花应具有足够大的能量 3 点火时刻应适应发动况的工作情况 2、点火系统的类型和特点有哪些？传统点火系统的基本工作原理传统点火系统的基本工作原理 与触点并联的电容器的作用是减小触点烧蚀，延长触点寿命，并提高了次级电比。 当触点打开时，初级绕组中产生的自感电动势向电容器迅速充电。开始充电时，电容器两 端电压为零，随着充电电压的不断提高，触点间隙逐渐增大，在触点间已不易形成电火花。 同时触点打开后，初级绕组和电容器形成一个衰减振荡回路，使初级电流迅速切断，加速 磁场消失，有利于次级电压的提高。 其工作过

2、程可分为三个阶段 触点闭合，初级电流增长 触点分开，次级绕组中产生高压电 火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气 无触点点火系统无触点点火系统 基本工作原理为： 转动分电器使点火信号发生器产生脉冲电压信号，此脉冲电压信号经电子点火器大功率晶 体三极管前置电路的放大、整形等处理后，控制串联于点火线圈初级回路的大功率晶体三 极管的导通和截止。大功率晶体三极管导通时，点火线圈初级绕组通路，点火系统储能； 当输入电子点火器的点火信号脉冲使大功率晶体三极管截止时，点火线圈初级绕组断路， 次级绕组使产生高压电。 磁感应式电子点火系统磁感应式电子点火系统 磁感应式电子点火系统主要由磁感应式信号发生器和

3、点火系、分电器、点火线圈、火花塞 等组成。 1、磁感应信号发生器 磁感应信号发生器的作用是产生与发动机曲轴位置相应的磁感应电压脉冲信号，并输入点点火系统类型 应用 传统点火系统 早期化油器发动机 磁感应式 化油器发动机 霍尔式 化油器发动机 光电式 化油器发动机 无触点半导体点火系统 电磁震荡式 化油器发动机 有分电器点火系统 电喷发动机 电 感 储 能 式 微机控制点火系统 无分电器点火系统 电喷发动机 蓄 电 池 点 火 系 统 容放电式（CDI） 摩托车发动机和赛车高速发动机 磁电机点火系统 无蓄电池的小型发动机 火器作为点火控制信号。磁感应信号发生器的结构和工作原理如图。 当信号转子转

4、动时，转子与磁扼之间的空气隙发生变化。转子凸齿靠近磁扼时，空气隙减 小，磁路的磁阻减小，磁通量增大；转子凸齿离开磁扼时，空气隙增大，磁路的磁阻增大， 磁通量减小。磁通量的交替变化使感应线圈产生交变的感应电动势，输入点火器。 2、点火器 点火器的作用是根据信号发生器的磁感应电压脉冲信号控制点火线圈初级绕组的接通和关 断。 霍尔效应式电子点火系统 霍尔效应式点火信号发生器比磁感应式点火信号发生器的性能稳定，耐久性好（寿命长） ， 可靠性高，点火正时精度高，且不受温度、湿度、灰尘、油污的影响，更为重要的是输出 信号电压不受转速的影响，使发动机低速点火性能良好，容易起动，工作频率范围大（频 率为 10

5、0 千赫兹以上） ，因而其应用日益广泛，是一种新型的电子点火系统。 微机控制点火系统 微机点火系统采用微机控制点火提前角和闭合角。 计算机点火系统主要由各种传感器、电控单元、分电器、点火线圈等组成 1、传感器 传感器的作用是检测发动机运行工况。主要传感器有：发动机转速传感器、曲轴位置传感 器、凸轮轴位置传感器、空气流量计(或进气压力传感器)、冷却液温度传感器、进气温度 传感器、爆燃传感器、气门位置传感器等。 2、电控单元 电控单元，又称 ECU 或电脑，其作用是根据发动机各传感器输入的信息及内存的控制程序， 控制点火线圈的闭合时间和断开时刻，实现闭合角和点火提前角的控制。 3、点火器 点火器的

6、作用是根据电控单元输出信号，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控制初 级电流的通断。 有些点火器只有大功率三极管，单纯起开关作用；有些点火器除开关作用外还有恒流控 制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。大功率三极管设置在电控单元内部时，点 火系统中无点火器。 闭合角控制 在微机控制点火系统中，电控单元根据闭合角三维脉谱图控制闭合角。制造厂通过大量实 验，确定发动机不同转速和蓄电池电压的最佳闭合角，取得闭合角三维脉谱图，如图所示， 并存储在电控单元的存储器内。 发动机工作时,电控单元根据发动机转速传感器输入的转速信号和蓄电池电压即可查得所对 应的闭合角，控制点火线圈初级绕组的接通时间。 点

7、火提前角控制 电控单元根据基本点火提前角三维脉谱图控制基本点火提前角。通过大量实验，确定发动 机不同转速和负荷的最佳点火提前角，取得基本点火提前角三维脉谱图 如图所示，并存储在电控单元的存储器内。 发动机工作时，电控单元根据发动机转速传感器输入的转速信号和发动机负荷信号(空气流 量计或进气压力传感器检测信号)，即可查得所对应的基本点火提前角。 再根据冷却液温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器等输入信号对基本点火提 前角进行修正。再加上固定的初始点火提前角(由曲轴位置传感器的安装位置决定)得到实 际的点火提前角，即 点火提前角初始点火提前角基本点火提前角修正点火提前角根据曲轴位置传感器或

8、凸轮轴位置传感器提供的基准信号，控制点火线圈初级绕组的关断， 实现点火提前角控制。 爆燃控制 实验表明，当点火提前角接近发动机爆燃极限时，发动机的动力件和经济性最佳。为尽可 能的增大点火提前角，同时又避免由于点火提前角的增大使发动机产生爆燃，采用爆燃传 感器作为点火提前角控制的反馈信号，进行点火提前角的闭环控制。 3、何为击穿电压、点火提前角、最佳点火提前角、霍尔（电压）效应、闭合角、火花塞的 “自净温度”？ 火花塞电极之间产生电火花所需的最低电压称为击穿电压击穿电压。 点火提前角点火提前角是指从火花塞电极间跳火开始，到活塞运行至上止点为止的一段时间内曲轴转 过的角度，以 表示。通常把发动机发

9、出功率最大和油耗最小时的点火提前角称为最佳点最佳点 火提前角火提前角。 霍尔电压效应原理 当电流 I 通过放在磁场中的半导体基片（即霍尔元件） ，且电流方向（X 方向）与磁场的方 向（Z 方向）垂直时，在垂直于电流与磁通的半导体基片的横向（Y 方向）侧面，即产生 一个与电流和磁感应强度成正比的电压，称霍尔电压。霍尔电压。 当电流 I 为定值时，霍尔电压则与磁感应强度 B 成正比，利用这一效应，即可制成霍尔发 生器，可以准确地控制发动机点火时间。UH IBdRH式中， RH霍尔系数；d半导体基片厚度；I电流；B磁感应强度。 在传统点火系统中，闭合角闭合角是指断电器闭合期间分电器凸轮轴转过的角度。

10、 在电子点火系统中，闭合角闭合角是指点火器大功率输出级三极管饱和导通期间分电器凸轮轴转 过的角度，又称为导通角。 要使火花塞能正常工作，其绝缘体裙部的温度应保持在 500750，使落在绝缘体上的 油滴立即烧掉，不致形成积炭，该温度为火花塞的“自净温度自净温度”。4、传统点火系统的组成部分有哪些及其各部分的功能是什么？ 传统点火系统的组成如图所示。它主要由蓄电池、点火开关、点火线路、分电器和火花塞等组成。 蓄电池供给点火系统所需电能； 点火开关接通或断开点火系统电源； 点火线圈储存点火能量，并将蓄电池电压转变为点火高压； 分电器由断电器、配电器和点火提前机构等部分组成。 （1）断电器的作用是接通

11、或切断点火线圈初级电路； （2）配电器的作用是将点火线路产生的点火高压，按照发功机的工作顺序输送至 各缸火花塞； （3）点火提前机构的作用是随发动机转速、负荷和汽油辛烷值变化调节点火提前 角。 火花塞将点火高压引入气缸燃烧室,并在电极间产生电火花，点燃可燃混合气。 5、简述传统点火系统的工作原理。并说明低压电路和高压电路电流的通路 ？当点火开关接通、发动机运转时，分电器轴和断电器凸轮在发动机凸轮轴的驱动下旋转， 使断电器触点交替地闭合和打开。 1、在触点闭合时，点火线圈的初级绕组形成闭合回路，产生初级电流，初级电流所流过的 电路称为低压电路。电路称为低压电路。 低压电路的路径是：蓄电池正极一电

12、流表一点火开关一点火线圈低压电路的路径是：蓄电池正极一电流表一点火开关一点火线圈“开关开关”接线柱接线柱附加电附加电 阻阻点火线路初级绕组点火线路初级绕组点火线圈点火线圈“”接线柱接线柱断电器触点一搭铁一蓄电池负极。初级电断电器触点一搭铁一蓄电池负极。初级电 流在初级绕组中逐渐增大至某一值并建立较强的磁场。流在初级绕组中逐渐增大至某一值并建立较强的磁场。 2、当触点打开时 初级电路被切断，初级电流及磁场迅速消失，由电磁感应定律可知，在两个绕组中都感应 出电动势。由于初级电流迅速消失，变化率很大，在初级绕组中，可感应出 200v300v 的 自感电动势。由变压器原理可知，由于次级绕组的匝数较多，

13、因而在次级绕组内就能感应 出 15kv20kv 的互感电动势 U2，称为次级点火高压。 3、点火高压通过高压线输送给火花塞。 击穿火花塞的电极间隙产生火花，点燃混合气。从点火线圈到火花塞的电路被称为高压电路。 高压电路的路径是：次级绕组高压电路的路径是：次级绕组附加电阻附加电阻“开关开关”接线柱接线柱点火开关点火开关电流表一蓄电池电流表一蓄电池 一搭铁一搭铁火花塞侧电极火花塞侧电极中心电极中心电极配电器配电器(旁电极、分火头旁电极、分火头)次级绕组。次级绕组。 与触点并联的电容器的作用是减小触点烧蚀，延长触点寿命，并提高了次级电比。 当触点打开时，初级绕组中产生的自感电动势向电容器迅速充电。开

14、始充电时，电容器两 端电压为零，随着充电电压的不断提高，触点间隙逐渐增大，在触点间已不易形成电火花。 同时触点打开后，初级绕组和电容器形成一个衰减振荡回路，使初级电流迅速切断，加速 磁场消失，有利于次级电压的提高。 其工作过程可分为三个阶段其工作过程可分为三个阶段 触点闭合，初级电流增长 触点分开，次级绕组中产生高压电 火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合7、简要分析磁感应式、霍尔效应式无触点点火系统的组成和工作原理？ 无触点电子点火系统的组成主要由点火信号发生器、点火器、点火线圈、分电器和火花塞 等组成。与传统点火系统相比，无触点电子点火系统采用点火信号发生器和点火器取代白 金触点控制

15、点火线圈初级电流的接通和关断。 基本工作原理为： 转动分电器使点火信号发生器产生脉冲电压信号，此脉冲电压信号经电子点火器大功率晶 体三极管前置电路的放大、整形等处理后，控制串联于点火线圈初级回路的大功率晶体三 极管的导通和截止。大功率晶体三极管导通时，点火线圈初级绕组通路，点火系统储能； 当输入电子点火器的点火信号脉冲使大功率晶体三极管截止时，点火线圈初级绕组断路， 次级绕组使产生高压电。 磁感应式电子点火系统磁感应式电子点火系统主要由磁感应式信号发生器和点火系、分电器、点火线圈、火花塞 等组成。 1、磁感应信号发生器 磁感应信号发生器的作用是产生与发动机曲轴位置相应的磁感应电压脉冲信号，并输

16、入点 火器作为点火控制信号。磁感应信号发生器的结构和工作原理如图当信号转子转动时，转子与磁扼之间的空气隙发生变化。转子凸齿靠近磁扼时，空气隙减 小，磁路的磁阻减小，磁通量增大；转子凸齿离开磁扼时，空气隙增大，磁路的磁阻增大， 磁通量减小。磁通量的交替变化使感应线圈产生交变的感应电动势，输入点火器。 2、点火器 点火器的作用是根据信号发生器的磁感应电压脉冲信号控制点火线圈初级绕组的接通和关 断。 当接通点火外关 S 时，蓄电池经电阻 R4 向三极管 VTl 提供基极电流使 VTl 导通，此时 VTl 集电极电位(G 点)降低，使三极管 VT2、VT3 截止。此时只要分电器轴不转动、点火 线圈初级绕组中也无电流通过。 当起动发动机时，信号转子随分电器轴转动，分电器中的点火信号发生器便有磁感应电压脉冲信号产生。 当传感线圈输出负信号电压时，电流便经 VS5、R2、VD2 形成回路，VS5 导通时，使 VT1