电子点火系统课件.ppt
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1、,发动机点火系统工作原理王 立 文 2009-7-7,2022年11月11日,汽车点火系 王立文,1,发动机点火系统工作原理2022年9月24日汽车点火系,点火系统,概述,概述汽油发动机正常工作的三要素:良好的空气燃油混合气;很高的压缩压力;正确的点火正时及强烈的火花。在点火系统中所产生的强烈的电火花在最佳的点火时间点燃空气燃油混合气。对点火系统的要求1. 强烈电火花在点火系统中所产生的强烈电火花应产生于火花塞电极之间,以便于点燃空气 - 燃油混合气。因为空气存在空气电阻,这个电阻随空气密度的增加而增大,所以点火系统必须能产生几万伏的高电压以保证产生强烈火花。2. 正确的点火正时点火系统必须始
2、终根据发动机的转速和载荷的变化提供正确的点火正时。3. 持久的耐用性点火系统必须具备足够的可靠性以经得住发动机产生的振动和高温。,点火系统概述概述,点火系统,概述,点火开关,点火器,初级线圈,次级线圈,点火线圈(带点火器),火花塞,传感器,: 次级电路,: 初级电路,概述点火系统用点火线圈产生的高电压来产生火花,点燃已经被压缩的空气燃油混合气。从而产生发动机的推动力。由于自感和互感,初级线圈产生几百伏的电压,次级线圈产生几万伏的电压。,点火系统概述点火开关点火器初级线圈次级线圈 点火线圈(带,点火系统,点火系统的变革,点火开关,离心式点火提前装置,分电器,IG,高压线,高压线,火花塞,断电器触
3、点,凸轮,真空式点火提前装置,电阻,ST,点火线圈,电容器,点火系统的类型主要有以下四种: 1. 断电器触点式这种类型的点火系统具有最基本的构造。在该系统中,是通过机械方式来控制初级电流和点火正时的。点火线圈的初级电流受断电器触点的周期性控制。离心式点火提前装置和真空式点火提前装置控制点火正时。分电器把次级线圈产生的高压分配到火花塞。提示:这种类型的点火系统,断电器触点必须经常调整或更换。,点火系统点火系统的变革点火开关离心式点火提前装置分电器IG高,点火系统,点火系统的变革,点火开关,离心式点火提前装置,分电器,晶体管,高压线,高压线,火花塞,信号发生器,真空式点火提前装置,点火线圈,点火器
4、,2. 晶体管型在这种点火系统中,晶体管根据信号发生器产生的电信号周期性地控制初级电流。点火正时控制装置与断电器触点型相同。,点火系统点火系统的变革点火开关离心式点火提前装置分电器晶体管,点火系统,点火系统的变革,点火开关,分电器,高压线,高压线,火花塞,ECU,传感器,点火线圈,点火器,晶体管,3. 带电子控制点火提前(ESA)的晶体管式在这种点火系统中,离心式点火提前装置和真空式点火提前装置已不再使用。采用了发动机电控单元(ECU)中的电控点火提前(ESA)控制着点火正时。,点火系统点火系统的变革点火开关分电器高压线高压线火花塞ECU,参考,晶体管式的运行原理,点火线圈,点火器,信号发生器
5、,分电器,火花塞,1. 信号发生器产生点火信号。2. 点火器接收点火信号,并使初级线圈的初级电流间断地流动。3. 流往点火线圈的初级电流被突然切断时,从而由次级线圈产生高电压电流。4. 分电器向火花塞分配由次级线圈所产生的高电压电流。5. 火花塞接受高电压电流,并引燃空气燃油混合气。正时提前是通过使用调速器型点火提前器或真空型点火提前器来控制的。,参考晶体管式的运行原理点火线圈点火器信号发生器分电器火花塞1,参考,晶体管式的运行原理,提前器弹簧,提前器飞锤,驱动板,提前器板,信号转子轴,提前,信号转子,离心式点火提前器离心式点火提前器按发动机转速来控制正时提前角。正常情况下,提前器飞锤的位置由
6、其弹簧所决定。由于信号转子轴的转速随发动机转速而增加,使提前器飞锤向外偏转。其结果是信号转子只能提前至规定的角度。,参考晶体管式的运行原理提前器弹簧提前器飞锤驱动板提前器板信号,参考,晶体管式的运行原理,断路器板,信号发生器,膜片,膜片弹簧,提前角,提前杆,提前,真空式点火提前器 真空式点火提前器按发动机负荷来控制正时提前角。膜片通过真空提前杆与断路器板连接,膜片室有真空提前器歧管端口。当节气门稍稍开启时,来自真空提前器歧管端口来的真空吸住膜片,使断路器板转动。其结果是信号发生器移动,并将点火正时提前。,参考晶体管式的运行原理断路器板信号发生器膜片膜片弹簧提前角提,参考,带电子控制点火提前(E
7、SA)晶体管化型号的运行原理,点火线圈,点火器,传感器,分电器,火花塞,IGT,IGF,ECU,1. 发动机ECU接收多个传感器发来的信号,计算出最佳点火正时,并向点火器送出点火信号。(发动机ECU控制正时提前角。)2. 点火器接收点火信号,并使初级线圈的初级电流间断地流动。 3. 流往点火线圈的初级电流被突然地关断时,从而由次级线圈产生高电压电流。 4. 分电器向火花塞分配由次级线圈所产生的高电压电流。 5. 火花塞接受高电压电流,并引燃空气-燃油混合气。,参考带电子控制点火提前(ESA)晶体管化型号的运行原理点火线,点火系统,点火系统的变革,点火器,ECU,传感器,火花塞,高压线,点火线圈
8、(带点火器),点火线圈,点火器,点火线圈,火花塞,型1,型2,IGT1,ECU,传感器,IGT2,IGT3,IGT4,IGT1,IGT2,4. DIS(直接点火系统)这种点火系统取消了分电器,使用多个点火线圈直接向火花塞提供高压电。点火正时由发动机电控单元(ECU)中的电子点火提前功能控制。这种点火系统在目前的汽油机中占主导地位。提示:图2是两缸同时点火的直接点火系统。压缩行程和排气行程同时点火。,点火系统点火系统的变革点火器ECU传感器火花塞高压线点火线圈,点火线圈,概述,次级线圈,火花塞,铁芯,点火器,初级线圈,开,概述点火线圈可产生足以在火花塞电极间引燃火花的高电压。初级和次级线圈都环绕
9、在铁芯上。次级线圈的匝数大约是初级线圈的100倍。初级线圈的一端连接在点火器上,次级线圈的一端连接在火花塞上。两个线圈各自的另一端则连接在蓄电池上。,点火线圈概述次级线圈火花塞铁芯点火器初级线圈开概述,点火线圈,运行,初级线圈电压,恒定电流控制,发动机速度,点火,规定值,高,OFF 0V,触点闭合角控制,IGT 信号,ON 5V,低,初级线圈电流,火花塞,点火线圈点火器,运行点火器按发动机电子控制单元(ECU)输出的点火信号(IGT)精确地切断或接通流往点火线圈的初级电流。 IGT:点火正时信号,点火线圈运行初级线圈电压恒定电流控制发动机速度点火规定值高,点火线圈,运行,初级线圈电压,恒定电流
10、控制,发动机速度,点火,规定值,高,触点闭合角控制,IGT 信号,低,初级线圈电流,点火线圈点火器,ON 5V,火花塞,OFF 0V,恒电流控制器 当初级电流到达规定值时,点火器将调节电流以限定最大电流值。,点火线圈运行初级线圈电压恒定电流控制发动机速度点火规定值高,点火线圈,运行,初级线圈电压,恒定电流控制,发动机速度,点火,规定值,高,触点闭合角控制,IGT 信号,低,初级线圈电流,火花塞,点火线圈点火器,ON 5V,OFF 0V,凸轮闭合角控制器 为保证当发动机转速升高时初级电流有足够持续时间,此控制器调节电流持续的时间长度(凸轮闭合角)。(在某些现今的发动机型号上,此控制器已通过IGT
11、信号来操作)当IGT信号从接通转换至切断时,点火器关断初级电流。初级电流被关断的瞬间,在初级线圈中产生的几百伏的电压,而在次级线圈中产生几万伏的电压,足以使火花塞引燃火花。,点火线圈运行初级线圈电压恒定电流控制发动机速度点火规定值高,点火线圈,运行,G,恒定电压电路,NE,驱动器,IGF 信号产生电路,IGT,IF1,IF2,初级线圈电流,ECU,IGF,微处理器,IGT,IGF,点火器,点火确认信号(IGF)点火器按发动机ECU的IGT信号,精确地中断点火线圈中的初级电流。当点火成功后,点火器向发动机ECU输送1个点火确认信号(IGF)。如果发动机ECU未受到IGF信号,则可认定点火系统内存
12、在故障。为防止过热造成的不良影响,发动机ECU停止燃油喷射,并将故障代码储存在诊断ECU中。但是,发动机ECU不能探测次级电流电路中的故障,因此发动机ECU只能监视初级电流电路中的IGF信号。 提示:在有些发动机型号上,IGF信号是通过初级电压判定的。,点火线圈运行G恒定电压电路NE驱动器IGF 信号产生电路,火花塞,概述,接地电极,电阻,中心电极,端子,玻璃密封剂,波纹,绝缘管,陶瓷绝缘体,铜芯,外壳,上杆,垫片,作用点火线圈次级绕组产生的高压在火花塞的中心电极和接地电极之间产生火花,点燃气缸中的已经压缩的空气燃油混合气。,火花塞概述接地电极电阻中心电极端子玻璃密封剂波纹绝缘管陶瓷绝,火花塞
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