1,第四章 点火系统 §4-1 微机控制点火系分类和组成 §4-2 传统点火系和电子点火系 §4-3 微机控制点火系统 §4-4 点火系统的维护与故障诊断,2,汽车发动机是利用空气—燃油混合气在气缸中燃烧而产生热能，并将热能向外做功的一种装置在柴油发动机中，气缸内混合气是靠混合气压缩后产生的高温自行发火燃烧的；而在汽油发动机中，气缸内压缩后的混合气需借助外加火花点燃 点火系统按其机构形式可分为传统点火系统、电子点火系统和微机控制点火系统三种类型现代汽车基本使用微机控制点火系统，所以本章主要对微机控制点火系统进行讲解 点火系统的功用是按照汽油发动机的工作要求，产生电火花，适时地点燃发动机气缸内已压缩的可燃混合气，使汽油发动机发出的功率最大、油耗最低、排放污染最小3,§4—1传统点火系统,学习目标 掌握传统点火系统的组成和工作原理4,一、传统点火系统的组成,传统点火系统主要由电源、点火开关、附加电阻、点火线圈、断电分电器和火花塞等组成，各部分作用如下： (1)电源为蓄电池和发电机，标称电压为12～14V，用于供给点火系统所需的电能 (2)点火开关接通和切断电源电路 (3)点火线圈为开磁路式的自耦升压变压器，将蓄电池或发电机提供的低压电转变成能击穿火花塞间隙的高压电。
次级回路电压为15～20kV (4)断电分电器主要由断电器、分电器、电容器和点火提前机构等组成5,（5）附加电阻串联在低压电路中，为正温度系数的热敏电阻，温度升高时电阻变大，温度降低时电阻变小可用于改善点火系统的工作特性，提高起动性能 （6）火花塞装在发动机气缸盖上，将高压电引入气缸燃烧室，产生电火花，点燃可燃混合气6,二、传统点火系统的工作原理,传统点火系统工作原理示意图 a)触点闭合b)触点分开,7,发动机工作时，分电器轴驱动凸轮使断电器触点闭合，接通点火线圈初级电路，电流从蓄电池正极→点火开关→点火线圈的初级绕组→断电器触点→搭铁回到蓄电池负极，在铁芯中产生磁场 当凸轮将断电器触点断开时，初级电路被切断，铁芯中的磁场突然消失，在点火线圈的次级绕组中感应出15～20 kV的高压电动势，此电动势作用在火花塞上，产生电火花，点燃气缸中的混合气次级电路为：搭铁→火花塞→分高压线→旁电极→分火头→总高压线→点火线圈次级绕组断电器凸轮和配电器中的分火头每转一圈，发动机的各个气缸按点火顺序点火一次 断电器触点打开后，在次级绕组产生高压电的同时，在点火线圈的初级绕组中由于自感作用产生200～300 V的自感电动势作用在触点之间，击穿触点间隙形成火花，消耗了部分磁场能，使次级电压降低，触点烧蚀。
为减少触点断开时初级绕组自感电动势的影响，在实际的点火电路中，给触点并联了一个电容器，在触点断开的瞬间，自感电动势向电容充电，减小触点间的火花，加速初级电流和磁场的衰减，提高次级电压8,三、传统点火系统的缺陷,1.火花能量提高受限制 2.断电器触点故障多，使用寿命短 3.对火花塞积炭敏感,9,§4—2电子点火系统,学习目标 掌握普通电子点火系统的组成和工作原理10,一、电子点火系统分类,电子点火系统又称为半导体点火系统，是利用半导体器件作为开关接通和切断初级电流的点火系统 1.按储能方式分类 按储能方式不同可分为电感点火系统和电容点火系统两大类实际使用中多采用电感点火系统 2.按有无断电器触点分类 按有无断电器触点可分为有触点电子点火系统和无触点电子点火系统一般讲的电子点火系统多是指无触点电子点火系统 3.按信号发生器型式分类 按信号发生器的类型和工作原理可分为磁感应式、霍尔式、光电式、振荡式等，其中磁感应式和霍尔式应用最多磁感应式结构简单、牢固，应用较早，而霍尔式信号准确，性能良好11,4.按控制方式分类 按控制方式不同可分为普通电子点火系统和微机控制点火系统两类普通电子点火系统的点火提前角靠机械式点火提前装置进行控制，这些装置控制的点火提前角只是近似的。
微机控制点火系统由微机根据发动机曲轴转角、空气流量、节气门开度等发动机工况信息，对点火提前角进行精确的控制，使发动机性能更为优越微机控制点火系统在中高档轿车中已被普遍采用本节介绍的主要是普通电子点火系统12,二、有触点电子点火系统的结构与工作原理,1.结构特点 有触点电子点火系统是使用最早的一种电子点火系统它采用电子与机械相结合的结构形式，具有以下主要特点：一是保留了分电器中的断电器触点，增加并利用大功率晶体三极管来控制点火线圈初级电流，使次级电流较大，所产生的次级电压较高；二是通过断电器的电流非常小，触点不会烧蚀，触点表面更加清洁，可在长时间内保持正确的点火时间；三是安装电子系统时不需对原车点火电路作重大改动，成本低、使用寿命长但该系统仍有断电器触点，发动机高速运转时工作仍不可靠13,2.工作原理,有触点电子点火系统的基本组成,14,三、无触点电子点火系统的结构与工作原理,无触点电子点火系统的基本组成,电子点火控制器简称电子点火器，它的主要任务是接收传感器输出的脉冲电信号，控制点火线圈初级电路的通断,起着传统点火装置中断电器触点的作用15,1.磁感应式电子点火系统,磁感应式电子点火系统又称磁脉冲式电子点火系统，其点火信号发生器是采用电磁感应原理制成的，故此而得名。
（1）丰田20R型发动机用磁感应式电子点火系统的组成,丰田20R型发动机用磁感应式电子点火系统 1—磁感应式点火信号发生器2—电子点火组件3—配电器4—火花塞5—点火线圈,16,（2）磁感应式点火信号发生器,丰田20R型发动机磁感应式点火信号发生器的原理 1-信号转子 2-传感线圈 3-钩状铁心 4-永久磁铁,磁感应式点火信号发生器 1-信号转子 2-信号发生器输出插接器 3-传感器线圈 4-钩状铁心 5-永久磁铁 6-轴,17,（3）丰田20R型发动机用磁感应式电子点火组件的工作原理,丰田20R型发动机用磁感应式电子点火系统的工作原理,18,2.霍尔式电子点火系统,（1）霍尔效应,19,（2）霍尔信号发生器的组成,霍尔信号发生器的组成和工作原理 a)结构b)触发叶轮的叶片进入气隙c)触发叶轮的叶片离开气隙 1—触发叶轮2—霍尔集成块3—信号触发开关4—永久磁铁5—导磁板6—导线,20,（3)霍尔信号发生器的工作原理 （4）点火控制器的功能和基本电路,桑塔纳轿车点火控制器,21,（3）光电式电子点火系统,光电式电子点火系统组成 1—电子点火控制器2—点火开关3—点火线圈 4—光电式分电器5—火花塞,22,（1）光电式分电器 （2）电子点火控制器,光电式电子点火系统电子点火控制器工作原理,23,4.振荡式电子点火系统,(1）振荡式传感器,24,(2）振荡式电子点火控制器,振荡式电子点火控制器电路,25,§4—3微机控制点火系统,学习目标 1．了解微机控制点火系统的分类。
2．掌握微机控制点火系统的组成 3．掌握微机控制点火系统的工作原理 4．掌握微机控制点火系统的控制方式 发动机微机控制点火系统的英文名称是Microcomputer Controlled Ignition System，缩写为MCI 微机控制点火系统的功能主要包括点火提前角、通电时间及爆燃控制三个方面26,一、微机控制点火系统分类,1．按有无分电器分类 （1）有分电器的微机控制点火系统,27,（2）无分电器的微机控制点火系统,1）双缸同时点火方式,双缸同时点火系统,28,2）单独点火（直接点火）方式,单独点火系统,29,2．按微机控制的方式分类,（1）开环控制点火系统,30,（2）闭环控制点火系统,31,二、微机控制点火系统的基本组成,1．电源 电源由蓄电池和发电机组成起动时点火系统由蓄电池提供低压电能；起动后，当发电机电压高于蓄电池电压时，点火系统由发电机提供低压电能 2．点火线圈 点火线圈的作用是将蓄电池或发动机供给的低压电转变为15～20 kV的高压电按磁路结构的不同，点火线圈有开磁路式和闭磁路式之分开磁路式点火线圈的能量转换率低(仅60%左右)，广泛应用在传统点火系统；闭磁路式点火线圈的能量转换率高(75%以上)，多用于电子点火系统和微机控制点火系统。
32,闭磁路式点火线圈结构及磁路 a)闭磁路式点火线圈结构 b)闭磁路式点火线圈磁路 1—“日”字形铁芯2—初级绕组接线柱3—高压插孔 4—初级绕组5—次级绕组6—空气隙,33,3．火花塞,火花塞的作用是将点火线圈产生的高压电引入燃烧室，并在其间隙中产生电火花，点燃混合气34,（1）火花塞的结构,火花塞的结构 1—接线螺母2—绝缘体3—金属杆 4、8—内垫圈5—壳体6—导电玻璃 7—多层密封垫圈9—侧电极10—中心电极,常用火花塞结构形式 a)标准型b)绝缘体突出型c)细电极型 d)锥座型e)多极型f)沿面跳火型,35,（2）火花塞的分类,根据火花塞的热特性可以将火花塞分为热型、标准型、冷型三类 一般选用火花塞的基本原则如下：发动机的功率大、压缩比高、转速高，应选用冷型火花塞，反之则选用热型火花塞通常压缩比为3～4的发动机，宜使用热型火花塞；压缩比为5.5～7的发动机，可选用4～6的中热值火花塞；压缩比为7以上的发动机，则多用7以上高热值的火花塞36,不同热特性火花塞 a)冷型b)标准型c)热型,37,（3）电极间隙,电极间隙指的是中心电极与侧电极之间的间隙电极间隙过小，火花微弱，并且容易产生积炭而漏电；电极间隙过大，所需的击穿电压增高，发动机不易起动，且在高速时易发生“缺火”。
一般的电极间隙为0.6～0.8 mm，部分汽车发动机火花塞的电极间隙为1.0～1.2 mm，适当增大间隙可以改善发动机的排气净化效果38,4．传感器,传感器的作用是检测发动机运行中与点火有关的各种信息，并将检测结果转变为电信号输入微机，作为微机选择、计算和控制点火提前角的依据39,常用传感器 (1)曲轴位置 (2)空气流量传感器 (3)进气管压力传感器 (4)进气温度传感器 (5)冷却液温度传感器 (6)节气门位置传感器 (7)爆燃传感器 (8)起动开关 (9)空调开关 (10)空挡开关转角与转速传感器,40,5．电子控制单元,电子控制单元(ECU)的作用是根据各种传感器输入的信号及内存信息，进行判断、运算、处理后，确定出发动机最佳点火提前角等控制信号，并将其输送给电子点火控制器等执行机构，以使其能适时地接通和切断初级电路在现代汽车集中控制系统中，点火系统控制与燃油喷射系统控制等使用同一微机，点火系统控制也仅是其控制系统的一个子系统41,6．电子点火控制器,电子点火控制器简称点火器，是微机控制点火系统的执行机构，其作用是根据电子控制单元（ECU）输出的点火控制信号，控制点火线圈初级电路的通断，使次级绕组产生点火高压电。
电子点火控制器的内部电路、结构和功能因车型而异，有的与微机制在同一电路板上形成一体；有的是单独的电子点火控制器，与微机用导线相连；有的则仅仅是一只控制点火线圈初级电路通断的大功率三极管，一般安装在点火线圈上42,三、微机控制点火系统工作原理,微机控制点火系统根据各传感器提供的信号，随发动机工况的变化自动地调节点火提前角，使发动机在任何工况下均能获得最佳点火提前角43,四、微机控制点火系统点火提前角和闭合角控制,1．起动时点火提前角控制 起动时，点火提前角的主要控制信号是发动机转速、起动开关和冷却液温度等 2．起动后点火提前角控制 实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角,44,(1)初始点火提前角，又称固定点火提前角，其值大小由发动机的型式及曲轴位置传感器的初始位置决定，一般为上止点前6°～12°，如桑塔纳2000IJi型车的初始提前角为8° (2)基本点火提前角是发动机最主要的点火提前角，在设计微机控制点火系统时确定的点火提前角存储在电子控制单元中 (3)点火提前角的修正 1)暖机修正 2)怠速稳定性修正 3)过热修正 4)空燃比反馈修正,45,3．闭合角(点火时间)控制,点火。