安全工程师考试安全生产技术真题课件

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霍尔信号发生器
• 霍尔元件实际上 是一个霍尔集成 块电路，内部原 理图见图4-31所 示。因为在霍尔 元件上得到的霍 尔电压一般为 20mV，因此必 须将其放大整形 后再输出给点火 控制器。
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霍尔信号发生器
• 3．工作原理
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• 5.1.2 点火系统的作用与要求 1.作用：适时点燃可燃混合气。 2.要求
☆击穿电压 ☆点火强度 ☆点火正时
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5.2 传统点火系
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5.2.1 传统点火系的主要元件
• （1）电源 • （2）点火线圈 • （3）分电器 • （4）火花塞 • （5）电容器 • （6）高压导线 • （7）附加电阻
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三、点火系的工作过程
• 霍尔电子点火系（点火器内装专用点火集成块）原理图
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1．基本功能
• 1）发动机工作时，分电 器轴带动霍尔信号发生器 的触发叶轮旋转。当触发 叶轮的叶片进入空气隙时， 信号发生器输出高电压信 号11～12V，使点火控制 器集成电路中末级大功率 三极管导通VT，点火系初 级电路接通：电源 “＋”→点火线圈W1→ 点火控制器（三极管VT） →搭铁。
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火花塞
• 作用：将高压电引进 发动机燃烧室，在电 极间形成火花，以点 燃可燃混合气。
• 火花塞拧装于气缸盖 的火花塞孔内，下端 电极伸入燃烧室。上 端连接分缸高压线。 火花塞是点火系中工 作条件最恶劣、要求 高和易损坏部件。
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霍尔式电子点火系统
• 应用情况：
（1）叶轮齿等宽式：这 类传感器一般只用来测 发动机的转速信号，所 以还必须再配一曲轴位 置传感器；
（2）叶轮齿不等宽式： 这类传感器可用来测转 速和曲轴位置信号。其 特点是有一个齿与其他 的齿不等宽，用其测发 动机第一缸上止点信号。
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霍尔信号
• 叶片不停的转 动，信号发生 器输出一个矩 形波信号，作 为控制信号给 点火器。由点 火器控制初级 电路的通断。
• 霍尔信号发生 器完成功能时 波形见图4-33。
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二、点火控制器
• 桑塔纳轿车 点火系器外 形结构见图 4-34。
点火系统性能得好坏对发动机的工作有着 十分重要的影响，所以点火系统应在发动机各 种工况和使用条件下，均能保证可靠而准确地 点火。
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5.1.1 点火系统的发展
1.磁电机 点火系统
已淘汰
2.传统点 火系统
3.电子点 火系统
正在淘汰 4.电控点
火系统
已淘汰
正在广泛应用
• 1.霍尔效应 • 原理图见图4-29。 • 当电流通过放在磁场中
的半导体基片，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 上产生一个与电流和磁 场强度成正比的电压， 这个电压称为霍尔电压。
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霍尔信号发生器
• 2．组成 • 霍尔信号发生器
图4-19 VT1的二极管作用
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5.3.2 电磁感应式电子点火系
• 图5-20是点火系工作时各部分的电压波形。
图5-20 点火系工作时各部分的电压波形
a）信号发生器输出信号 b）VT2的输出信号
c）VT5的输出信号 •安d全）工次程师级考电试安压全生产技术真题
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4)、火花塞：产生电火花
• 4、特点：
取消了触点，用点火信号发生器产生点火信号， 控制点火系统的工作。
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无触点电子点火系统电路
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5.3 电子点火系统
• 5.3.1 电子点火系统的分类
1、磁感应式无触点电子点火系统； 2、霍尔式无触点电子点火系统； 3、光电式无触点电子点火系统； 4、电磁振荡式无触点电子点火系统
• 1、主要优点
1）、延长触点使用寿命，减少了维护、调 整 2）、改善了点火性能: 可增加一次侧电流 3）、改善发动机性能: 点火能量增大，超速 容易，动力性能好。 4）、成本低: 适于改动，安装调试简单
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5.3 电子点火系统
• 2、基本原理
• 用晶体三极管取代触点起开关作用，而断 电器的触点则串联在三极管的基极电路中， 控制三极管的导通与截止。
5.3.2电磁感应式电子点火系
• 该点火控制器的基本电路是由整形电路 （VT2）、放大电路（VT3、VT4）和开关电路 （VT5）组成。其中VT1主要起温度补偿作用， 由于其发射极和基极相接，故相当于一个二极管， 如图所示。
图4-19 VT1的二极管作用
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5.3.3 霍尔效应式电子点火系统
• 霍尔信号发生器工作原 理图见图4-32。
• 分电器轴带动触发叶轮 转动，当叶片进入磁铁 与霍尔元件之间的空气 隙时，磁场被旁路，霍 尔元件不产生霍尔电压， 霍尔集成电路末级三极 管截止，信号发生器输 出高电位；当触发叶轮 离开空气隙，永久磁铁 的磁力线通过霍尔元件 而产生霍尔电压，集成 电路末级三极管导通， 信号发生器输出低电位。
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配电器
配电器将高压电 按点火顺序分配至 火花塞。
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配电器
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断电器
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点火线圈
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5.3.2磁脉冲式电子点火系统
• 1、组成：
1）、点火信号发生器：产生信号 2）、电子点火器：用信号控制一次侧电路 通断 3）、分电器：获得信号源 4）、点火线圈：变压 5）、火花塞 ：点火
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磁脉冲式电子点火系统
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磁脉冲式电子点火系统
电感放电----小电 流，时间较长
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5.2.3 点火提前角及其影响因素
• 一、最佳点火时刻和点火提前角 注意概念
• 二、影响最佳点火提前角的因素 1.发动机转速 2.发动机负荷 3.燃油品质 4.其他因素
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5.3 电子点火系统
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了解：闭磁路点火线圈
• 传统的开磁路点火线 圈中，次级绕组在铁 心中的磁通通过导磁 钢套构成回路，磁力 线的上、下部分从空 气中通过，磁路的磁 阻大，磁通损失大， 转换效率低（约 60%）；
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闭磁路点火线圈
• 闭磁路点火线圈的铁 心是“曰”字形或 “口”字形，磁路中 只设有一个微小的气 隙，其磁路图4-17 所示 。闭磁路点火 线圈漏磁少，磁阻小， 变换效率高，可使点 火线圈小型化。
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点火线圈
• 组成：主要由铁心、绕组、 胶木盖、瓷杯等组成。
• 其铁芯用0.3～0.5mm厚的 硅钢片叠成，铁心上绕有初 级绕组和次级绕阻。次级绕 阻居内，通常用直径为 0.06～0.10mm的漆包线绕 11000～26000匝；初级绕 阻居外，通常用0.5～ 1.0mm的漆包线绕230～ 370匝。
位于分电器内， 其结构见图4-30。 主要由分电器轴 带动的触发叶轮、 永久磁铁、霍尔 元件等组成。
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霍尔式电子点火系统
• 工作原理：
触发叶轮转动，当叶轮 齿对准永久磁铁和霍尔 基片时，磁力线被旁通， 霍尔基片上的磁场消失， 霍尔基片不产生感应电 压；当气隙对准永久磁 铁和霍尔基片时，磁力 线通过霍尔基片，霍尔 基片产生感应电压。
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点火控制器
• 点火控制器内部采用意大利SGS-THOMSON公司生产的L497 专用点火集成块，见图4-35。该点火控制器具有初级电流上升 率的控制、闭合角控制、停车断电保护和过电压保护等功能。
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分电器和点火模块
点火控制器： 一般多由专用点火集成导体 IC和一些外围电路组成， • 其他功能： 1）、点火线圈限流控制 2）、闭合角控制 3）、停车断电控制 4）、过压保护控制
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5.3.2磁脉冲式电子点火系统
举例：丰田（TOYOTA）汽车20R型发动机的 点火装置
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图4-15 丰田(TOYOTA)汽车20R型发动机的点火装置
1—火花塞 2—信号发生器 3—点火线圈 4—点火开关 5—蓄电池 6—点火控制器
7—分电•安器全工程师考试安全生产技术真题
学习目标
• 1.了解点火系统的发展历程； • 2.掌握传统点火系统各组成部件的结构、
原理； • 3.掌握磁感应式和霍尔式普通电子点火
系的工作过程。
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5.1 点火系统的发展
点火系统适时地为汽油发动机气缸内已压 缩的可燃混合气，提供足够能量的电火花，使 发动机能及时、迅速地燃烧作功。
初级电流逐步增长
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传统点火系的工作原理
• （2） 触点分开
初级电流下降为0， 一次绕阻产生自感 电动势200—300V
二次绕阻产生更高 电动势，互感作用， 15—20Kv
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传统点火系的工作原理
• （3）火花塞被击穿
放电：电容放电---大电流，短时间
附加电阻
作用：发动机 工作时，利用 附加电阻这一 特点自动调节 初级电流，可 以改善点火系 的工作特性。
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电容器
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5.2.2 传统点火系的工作原理
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5.2.2 传统点火系的工作原理
基本工作过程如下： • （1） 触点闭合
因触点只控制基极电流，故通过电流非常 小，不易烧蚀，故次级电压高。
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无触点电子点火系统
• 3、基本组成：
1)、点火信号发生器：分电器转动时，将产生脉 冲电压信号
2)、电子点火器：将信号整形，处理后控制一次 侧电路上三极管的导通与截止
3)、点火线圈： 变压（将低压变为高压）
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分电器、点火信号发生 器、电子点火器
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2.信号发生器
• 信号发生器的功用是产生信号电压，输出给点火 控制器，通过点火控制器来控制点火系的工作， 其结构如图5-16所示。
图5-16 丰田(TOYOYA)汽车20R型发动机的信号发生器 a）靠近时 b）对正时 c）离开时
示。
图5-17 不同转速时感应线圈内磁通量及感应电动势的变化情况
a) 低速 b) •高安全速工程师考试安全生产技术真题
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5.3.2 电磁感应式电子点火系
• 2.点火系的工作过程
• 20R型发动机点火系的工作原理如图5-18所示。
图5-18 20R型发动机点火系的工作原理
1—火花塞 2—配电器 3—点火开关 4—附加电阻
• 霍尔式电子点火系由内装霍尔信号发生器的分电器、
点火器、火花塞、点火线圈等组成。下面一以桑塔纳
轿车用霍尔式点子点火系统为例说明其工作过程。
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霍尔式电子点火系统
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分电器和点火模块
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一、霍尔信号发生器
1—转子 2—感应线圈 3—铁心 4—永久磁铁
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5.3.2 电磁感应式电子点火系
• 如图5-16b所示，当转子凸齿与铁心对正时，
穿过感应线圈的磁通量最大，此时感应线圈的感 应电动势为0，如图5-17a中转子45°转角所对应的
情况。此信号发生器的缺点是发动机转速的高低 将影响信号发生器输出信号的大小，如图5-17b所
5—点火线圈 6—点火控制•安器全工程7—师考信试号安全发生生产技器术真题
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5.3.2 电磁感应式电子点火系
• 该点火控制器的基本电路是由整形电路
（VT2）、放大电路（VT3、VT4）和开关电路 （VT5）组成。其中VT1主要起温度补偿作用， 由于其发射极和基极相接，故相当于一个二极管，
如图4-19所示。