电子点火系统的类型结构

1.可以产生足够的电压击穿火花塞间隙。

火花塞电极击穿产生火花时所需的电压称为击穿电压。点火系统产生的次级电压必须高于击穿电压,才能使火花塞闪光。击穿电压受许多因素影响,其中包括:

1.火花塞电极间隙和形状

火花塞电极间隙越大,击穿电压越高;

电极的尖端是有角度的,并且所需的击穿电压低。

2.气缸内混合气体的压力和温度

混合物的压力越高,温度越低,击穿电压越高。

3.电极的温度

火花塞电极的温度越高,电极周围的气体密度越小,击穿电压越低。

2.火花应该有足够的能量。

发动机正常工作时,由于混合气压缩后的温度接近其自燃温度,只需要1~5mJ的火花能量。然而,当混合气过浓或过稀时,当发动机起动、怠速或节气门急剧打开时,就需要较高的火花能量。随着现代发动机经济性和排气净化要求的提高,提高火花能量迫在眉睫。因此,为了保证可靠点火,高能电子点火系统一般应具有80~100mJ的火花能量,启动时火花能量应高于100mJ。

3.点火时间应适应发动机的工作条件。

首先,点火系统要按照发动机的工作顺序点火。其次,点火必须在最有利的时刻进行。

因为混合气在气缸内燃烧一定时间,所以混合气不应该在压缩冲程的上止点被点燃,而应该适当提前,使活塞到达上止点时,混合气已经充分燃烧,从而使发动机获得更大的功率。点火时间一般用点火提前角来表示,即从火花到活塞到达上止点的一段时间内曲轴旋转的角度。

如果点火太晚,在活塞到达上止点时才开始点火,混合气的燃烧主要是在活塞向下运动的过程中完成的,即燃烧过程是在容积增大的情况下进行的,使热气与缸壁的接触面积增大,从而转化为有效功的热量相对减少,缸内最高燃烧压力降低,导致发动机过热,功率下降。

如果点火过早,由于混合气的燃烧完全处于压缩过程,缸内燃烧压力急剧上升,在活塞到达上止点前达到最大值,使活塞反冲,发动机做负功,不仅降低发动机功率,还可能引起爆燃和运转不稳定,加速运动部件和轴承的损坏。1.无触点电子点火系统

无触点电子点火系统主要由点火信号发生器、点火器、点火线圈、分电器和火花塞组成。与传统点火系统相比,无触点电子点火系统用点火信号发生器和点火器代替铂来控制点火线圈初级电路的通断。

根据信号发生器的工作原理,无触点电子点火系统可分为磁感应式、霍尔式、光电式和电磁振荡式。其中,磁感应式和霍尔式应用最为广泛。

2.磁感应电子点火系统

磁感应电子点火系统主要由磁感应信号发生器、分电器、点火线圈和火花塞组成。磁感应信号发生器的作用是产生与发动机曲轴位置相对应的磁感应电压脉冲信号,并作为点火控制信号输入点火器。

3.霍尔电子点火系统

霍尔电子点火系统由分电器、点火器、点火线圈和带霍尔信号发生器的火花塞组成。国内的桑塔纳、红旗、捷达等轿车都采用了这种类型的电子点火系统。桑塔纳轿车装有集成电路电子点火器。

4.带分电器的电脑电子点火系统

带分电器的电脑电子点火系统主要由各种传感器、电子控制单元(ECU)、分电器和点火线圈组成。

5.无分电器电子点火系统

无分电器电子点火系统也称为直接点火系统,简称DIS。这套数字点火系统不仅用ECU控制关闭角、点火时间和爆燃控制,还取消了分电器,由ECU控制点火线圈模块实现点火高压的分配。

无分电器电子点火系统的闭角控制、点火正时控制、爆燃控制的工作原理与有分电器数字点火系统相同,点火高压的分配由多个点火线圈实现。一、无触点电子点火系统的组成

无触点电子点火系统包括

1.分电器:包括分电器、信号发生器和机械点火提前装置(离心式和真空式);

2.点火器:接收来自信号发生器的控制信号;控制点火线圈初级绕组电流的通断;其他(包括闭角控制电路、恒流控制等。)

3.点火线圈;

4、火花塞等。

2.无触点电子点火系统与传统点火系统的比较

1,结构上取消了断路器。用信号发生器代替凸轮;铂触点被点火器取代。

2.一次绕组电流的通断原则上是由信号发生器和点火器配合完成的,其他工作过程变化不大。

3.点火器除了控制初级绕组电流的通断外,还有一个控制电路(闭角控制和恒流控制)来提高点火性能。

无触点电子点火系统的优缺点

优点:1。由于采用了信号发生器,从根本上消除了触点带来的一系列问题。

2.在所有转速范围内都能实现可靠的点火(闭角控制和恒流控制),对提高点火电压和点火能量非常有效。

缺点:点火时间的控制仍然依靠离心和真空两套机械点火提前装置,无法保证发动机点火时间始终处于最佳状态。(因为最佳点火提前角除了和转速、负荷有关,还和其他因素有关。)

1.3.1磁感应电子点火系统

解放CA1092、东风EQ1092、北京BJ2020等汽车以及早期生产的部分汽车都配备了磁感应电子点火系统。主要由磁感应分电器、点火控制器、高能点火线圈和火花塞组成。磁感应分电器主要由磁感应传感器、点火提前调整装置和分电器组成。磁感应传感器由转子、定子、永磁体和1匝的感应线组成。发动机工作时,分电器经过转子和定子,使传感器线1的线圈中磁通量发生变化,产生电压信号,供给点火控制器。其突出优点是结构简单,无需外接电源。点火控制器又称电子点火控制器、电子点火总成或点火器,主要由点火专用集成电路和一些辅助电子元件组成。其主要作用是根据磁感应传感器输出的电压信号控制点火线圈初级绕组电路的导通和关断,使点火线圈产生高压。此外,点火控制器还具有恒流控制、合闸角控制、关机断电控制、过压保护等功能。

图1-1为磁感应电子点火系统示意图。

图1-1磁感应电子点火系统示意图

1.3.2霍尔电子点火系统

大部分解放CA6440、解放CA1046轿车以及早期生产的部分轿车采用了霍尔电子点火系统。主要由霍尔分电器、点火控制器、高能点火线圈和火花塞组成。霍尔分电器主要由霍尔传感器、点火提前调节器和分电器组成。霍尔传感器由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片、永磁体等组成。发动机工作时,分电器通过触发叶轮改变霍尔ic的磁通量,产生电压信号,提供给点火控制器。与磁感应传感器不同,霍尔传感器需要输入电压。图1-2是霍尔电子点火系统电路图。

图1-2霍尔电子点火系统电路图在发动机的电子集中控制系统中,点火系统由计算机控制,称为计算机控制点火系统。大多数汽车使用电脑控制的点火系统。点火系统主要由传感器、电子控制器、点火控制器的点火器、点火线圈和火花塞组成。

传感器是监测发动机工作状态信息的装置。传感器的结构形式和装配数量因车而异,主要有曲轴位置传感器、空气流量传感器、节气门位置传感器、爆震传感器、冷却水温度传感器、空气温度传感器、氧传感器、转速传感器、空档启动开关、点火开关、空调开关、蓄电池等。

电子控制器由ECU代表。ECU是发动机的控制核心。电子控制器的名称并不统一。不同的厂家或公司,不同的生产年份和控制内容有不同的名称。电子控制器主要包括输入回路、输出回路、模数A/D转换器或模数D/A转换器、单片机和电源电路。因为电子控制器的核心部件是单片机,所以电子控制器通常被称为微型计算机或计算机。电子控制器的作用是根据发动机的传感器输入的信息和微机的存储数据,经过运算处理和逻辑判断,控制相关的执行机构如点火器工作,然后输出指令信号。

另外,微机控制点火系统又可分为带分电器的分布式点火系统和不带分电器的直接点火系统。分布式点火系统的点火线圈产生的高压电由分电器按照发动机工作的顺序分配给各缸的火花塞,仍然产生较多的电火花,不仅浪费能量,还会产生电磁干扰信号。而直接点火系统中没有分电器,点火线圈次级绕组的两端直接与火花塞相连。发动机运转时,微电脑根据传感器信号直接控制各点火线圈产生高压电,使相应的火花塞点火。无分电器微机控制点火系统是最先进的技术。

带分电器的电脑点火系统主要由各种传感器、电子控制单元、分电器和点火线圈组成,如图1-3所示。

图1-3带分电器的电脑控制点火系统示意图

1-蓄电池2-保险丝3-点火开关4-分电器5-点火线圈6-点火控制器7-曲轴转速传感器8-曲轴位置传感器9-分电器10-火花塞11-电脑控制单元(ECU)

1.5无分电器电子点火系统

无分电器微电脑控制的点火系统由低压电源、点火开关、电脑控制单元(ECU)、点火控制器、点火线圈、火花塞、高压线和各种传感器组成。如图1-4所示。一些无分电器点火系统还将点火线圈直接安装在火花塞上方,省去了高压线。

图1-4无分电器电子点火系统

1-火花塞2-高压线3-传感器4-点火线圈5-点火控制器6-点火开关

7-电子控制单元8-蓄电池

无分电器电子点火系统也称为无铂电子点火系统(BEI)。它完全取消了传统点火系统中的分电器,分电器原有的功能(断电、配电、点火提前)由电控装置和传感器完成。采用电子点火控制技术,点火线圈产生的高压直接送到火花塞点火。

无分电器微机控制点火系统根据高压分配方式的不同,可分为独立点火模式和同时点火模式,其工作原理也有所不同。?

独立点火模式是在气缸的火花塞上安装点火线圈,每个独立点火线圈直接安装在火花塞上,独立向火花塞提供高压电,直接点燃每个气缸。这种结构的特点是去掉了高压线,所以高压电能的传输损耗和对无线电的干扰可以降到最低。