传统点火系统和电子点火系统的工作原理.PDF

6.3 传统点火系统和电子点火系统的工作原理 6.3.1 传统点火系统的工作原理 为了减少汽车排放污染物 ，保护大气环境 ，采用传统点火方式的发动机已停止生产。但为了 讲述原理方便 ，下面仍以此发动机的点火方式讲述工作原理 ，如图6-6所示为传统点火系统工作 原理图。 图6-6 传统点火系统工作原理图 发动机工作时 ，断电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转。凸轮转动时 ，断电器 触点交替地闭合和打开。当触点闭合时 ，接通点火线圈初级绕组的电路 ；当触点分开时 ，切断初 级绕组的电路 ，使点火线圈的次级绕组中产生高压电；当火花塞的电极间隙被击穿时 ，产生电火 花 ，点燃混合气。 其工作过程可分为三个阶段 ： a ）触点闭合 ，产生初级电流。 在点火开关接通的情况下 ，当触点闭合时 ，点火线圈初级绕组中有电流通过 ，流过初级绕组 的电流称为初级电流 ，其电流路径为 ：蓄电池正极→电流表→点火开关→点火线圈“+”接线柱→附 加电阻→点火线圈 “－”接线柱→断电器触点→搭铁→蓄电池负极 ，构成回路。 b）触点分开 ，次级绕组中产生高压电。 当断电器凸轮转过一定角度后 ，将触点顶开 ，初级电路被切断 ，初级电流迅速下降到零 ，它 所形成的磁场也迅速消失 ，在初级绕组和次级绕组中都产生感应电动势。初级绕组匝数少 ，产生 200～300V 的自感电动势 ，次级绕组由于匝数多 ，产生的互感电动势高达 15～20kV。 c ）火花塞电极间隙被击穿 ，产生电火花 ，点燃混合气。 发动机工作期间 ，断电器凸轮每转一圈各缸按点火顺序轮流点火一次。若要停止发动机的工 作 ，只要断开点火开关 ，切断初级电路即可。目前 ，该种点火系统已经被淘汰。 6.2.3 电子点火系统的工作原理 1 ．点火信号发生器的工作原理 信号发生器根据信号触发方式的不同可分为磁脉冲式（也称磁感应或磁电式）、霍尔效应式 和光电效应式等类型。 1）磁脉冲式信号发生器 磁脉冲式信号发生器主要是用来产生点火信号的部件。它安装在分电器内，由分电器轴带动 的信号转子、永久磁铁和绕在支架上的传感线圈等组成 ，如图6-7（a ）、（b）所示。 图6-7 磁脉冲式信号发生器的工作原理 磁脉冲式信号发生器信号转子上的凸齿数与发动机的气缸数相同。永久磁铁的磁通经信号转 子凸齿、线圈铁心构成回路。当信号转子由分电器轴带动旋转时 ，转子凸齿与线圈铁心间的空气 间隙将发生变化 ，磁路的磁阻随之改变 ，使通过传感线圈的磁通量发生变化 ，因而在传感线圈内 感应出交变电动势 ，如图6-7 （c ）所示。 该点火信号发生器具有点火信号电压的大小随发动机转速的变化而变化的特点。发动机转速 升高时 ，点火信号发生器磁路的磁阻变化率提高 ，相应磁通量的变化率也提高 ，传感线圈产生的 信号电压也随之增大。 2 ）霍尔效应式信号发生器 如图6-8所示 ，当电流I通过放在磁场中的半导体基片（即霍尔元件 ）且电流方向和磁场方 向垂直时 ，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上会产生一个电压 ，这个电压称为霍尔 电压UH。 图6-8 霍尔效应原理 霍尔效应式点火信号发生器是根据霍尔效应原理制成的。它装在分电器内，其基本结构如图 6-9 （a ）所示 ，由触发叶轮和信号触发开关等组成。 触发叶轮与分火头制成一体由分电器轴带动 ，其叶片数与气缸数相等。信号触发开关由霍尔 集成块和带导磁板的永久磁铁组成。霍尔集成块的外层为霍尔元件 ，同一基板的其他部分制成集 成电路。由于霍尔信号发生器工作时 ，霍尔元件产生的霍尔电压U 是毫安级 ，信号很微弱 ，需 H 要进行信号处理 ，这一任务由集成电路完成。霍尔元件产生的霍尔电压U 信号 ，经过放大、脉 H 冲整形 ，最后以整齐的矩形脉冲 （方波 ）信号输出。 图6-9 霍尔效应式点火信号发生器的结构和原理 其工作原理如图6-9（b）、（c ）所示。当触发叶轮的叶片在霍尔