第5章_点火系统

图5-32 CA1092型汽车用电磁感应式信号发生器分解图 1-分电器轴；2-信号转子；3-传感线圈； 4-定子；5-塑性永磁片；6-导磁板；7-底板
2.霍尔效应式点火信号发生器 1）霍尔效应
UH
UH
RH
图5-33 霍尔效应原理 I-流过霍尔元件的电流； B-磁感应强度； d-霍尔元件基片厚度； UH-霍尔电压
5.3.2点火控制器（执行） 1. 点火控制器的作用
点火控制器（又称点火器、电子点火器、电子点火组件、点 火模块。）的基本作用是：对输入的点火触发信号进行处理 后，准确、可靠地控制大功率三极管的导通与截止，及时通 断点火线圈初级电流，使点火线圈次级适时地产生高压。
点火控制器的电路结构多种多样，基本功能电路如图5-41所 示，现代汽车一些点火控制器中又增加了闭合角控制、停车 断电保护、点火能量恒定控制等功能电路。
图5-34 霍尔式点火信号发生器外形结构 1-触发叶轮；2-霍尔集成电路；3-触发开关；4-永久磁铁；5-点火信号输出线
霍尔效应式点火信号发生器主要由霍尔触发器1、带窗口的 信号转子2和永久磁铁3组成。信号转子与分电器同步转动， 如图5-35所示。
图5-35 霍尔效应式信号发生器的结构原理 1—霍尔触发器；2—信号转子；3—永久磁铁
（a）靠近时
（b）对正时 （c）离开时 图5-29 电磁感应式信号发生器的磁路变化 1—信号转子；2—传感线圈；3—铁心；4—永久磁铁
图5-30 穿过线圈的磁通及线圈中的感应电动势
2）CA1092型汽车电磁感应式信号发生器
图5-31 CA1092型汽车用电磁感应式信号发生器外形结构 1-分电器轴；2-信号转子；3-传感线圈；4-定子； 5-电线插接器；6-分电器外壳；7-真空式点火提前装置
汽车电气设备
重庆工商学校汽修系 刘清川
5.3 无触点电子点火系统
无触点电子点火系统又称晶体管点火系统或半导体点火系统。
在无触点电子点火系统中，由装在分电器内的点火信号发 生器取代了传统点火系统的断电凸轮和断电器触点。点火信号 发生器能产生电压信号，接通点火控制器的大功率晶体管，以 断开点火线圈的初级电流，完全可以实现传统断电器的功能。
6TS2107型点火控制器外形
6TS2107型点火控制器主要由美国摩托罗拉公司生产的89S01型点火 专用集成电路芯片和一些辅助半导体元件组成，辅助半导体元件采用厚膜 混合电路技术制成。内部电路为全密封结构，底板为一铝质散热板。用两 个螺钉固定在点火线圈支架上。
6TS2107点火控制器具有恒能控制、停车断电保护、低速推迟点火和过电 压保护等功能。端子⑤接点火开关，端子⑥和①分别接点火线圈“－”接 线柱和搭铁，端子②和③与信号发生器输出端相连。
3）点火提前调节机构 （提问：1为什么要 点火提前？2点火提前角为什么需要调节？）
在分电器中一般设有两套自动调节点火提前角的装置。 一套是能随发动机转速的变化自动调节点火提前角的离心式 点火提前角调节装置，另一套是能按发动机负荷不同自动调 节点火提前角的真空式点火提前角调节装置。 注意： 在电控电子点火系统中，则取消了这两套自动调 节点火提前角的装置，改由发动机电子控制单元直接控制点 火提前角。
当分电器轴转动时，点火信号发生器转子连同分火头随 分电器轴一起转动。这时，即在点火信号发生器内产生反映 曲轴位置的电信号，点火信号发生器将该信号送入点火控制 器，以控制点火线圈产生高压电，进行点火。（讲解信号的 来源和作用，结合计算机0,1代码，引出电脉冲（方波）结合 书上83页左右的Ne信号，和G信号。。。通过后面的传感器 知道的发动机转速和转角信号和判缸信号）
1.电磁感应式点火信号发生器
1）电磁感应式点火信号发生器基本结构与原理
电磁感应式点火信号发生器由靠分电器轴带动且转速与 之相等的信号转子、安装在分电器底板上的永久磁铁和绕在 导磁铁心上的传感线圈等组成。 信号转子有数目与发动机气缸数相等的凸齿。永久磁铁 的磁通经转子的凸齿、传感线圈的铁心、永久磁铁构成回路。
RH IB d
——霍尔电压，单位为V； ——霍尔系数； ——半导体基片厚度，单位为m； ——电流，单位为A； ——磁感应强度，单位为T。
d
I
B
由式5-1可知，当通过的电流为一定值时，霍尔电压随磁 感应强度的大小而变化；同时也可看出，霍尔电压的高低与 磁通的变化速率无关。
2）霍尔效应式点火信号发生器的结构与原理
4）分电器的型号
根据QC／T73－93的规定，国产分电器的型号由以下几 个部分组成。
5.3.1点火信号发生器（重点结合书上 83页的 Ne信号和G信号） 点火信号发生器的作用是产生与气缸数及曲轴位置相对
应的电压信号，用以触发点火控制器按发动机各缸的点火需 要，及时通断点火线圈初级回路，使次级产生高压。 常见的点火信号发生器有电磁感应式、霍尔效应式、光 电式等几种。
（1）离心点火提前调节器。离心点火提前调节器是在发动 机不同转速下自动调节点火提前角的装置，它使点火提前角 随发动机转速的增大而适当地增大，其结构如图5-15所示。
图5-15 离心点火提前调节器 1-螺钉及垫片； 2-点火信号发生器转子（凸轮）； 3-拨板； 4-分电器轴；5-离心重块； 6-弹簧； 7-托板； 8-销钉； 9-柱销
2）光电式点火信号发生器的工作原理
图5-39 光电式电子点火系统的工作原理 GA—光源（发光二极管）；VTC—光接收器（硅光电晶体管）
当转子的缺口通过光源时，VT4导通；当转子的实体部分遮住光源 时，VT4截止 。 与磁感应式半导体点火系统相比，光电式信号发生器有信号和闭合角 不受转速的影响、点火正时性能稳定等优点，但是受灰尘影响较大，密封 性要求高。
霍尔信号发生器的优点是点火正时性能稳定，精度高， 耐久性好，不受灰尘、油污的影响，并且霍尔电压与转速无 关，所以低速性能好。
3.光电式点火信号发生器 1）光电式点火信号发生器的结构
（a） 结构 （b）工作原理 图5-38 光电式点火信号发生器结构 1-分火头；2-光源（发光元件）；3-光接收器（光电元件、光敏元件）； 4-遮光盘（遮光转子）；5-输出信号；6-电源
为适应不同品质汽油的不同抗爆性能，在换用不同品质的 汽油或季节发生变化时，常需调整点火时间。为此，一般在分 电器上还装有辛烷选辛烷选择器 1-调节臂；2-紧固螺钉；3-托板及指针；4-底板；5-拉杆
通常可将分电器总成的紧固螺钉旋松，使分电器外壳相对 于轴转过一个角度后再紧固以改变点火提前角。为了使调整时 能看到调整的角度，在分电器壳体的下部装有指针和刻度板， 可以指示出壳体转过的角度。
2.电子点火系统的分电器(讲解分电器的组 成和作用，然后重点讲信号发生器和点火提 前角的相关知识
分电器（Distributor）由配电器、点火信号发生器和点火 提前机构等组成。分电器的壳体通常用铝合金或铸铁制成，下 部压有石墨青铜衬套，分电器轴由发动机曲轴直接或间接驱动。
图5-14 分电器 1-屏蔽罩；2-分电器盖；3-分火头；4-防尘罩；5-弹簧夹；6-分电器轴；7-点火信号转子； 8-真空提前装置；9-点火信号发生器；10-离心提前装置；11-分电器壳体；12-橡胶密封圈；13-驱动齿轮
3. 电子点火系统工作过程分析（复习晶体管的开 关作用，打比方 三峡大坝）
（1）大功率晶体三极管导通，初级电流增长。 （2）大功率晶体三极管截止，次级绕组中产生高压电。 （3）火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气。
火花塞电极间隙击穿以后，储存在C中的电场能首先放出。 这部分由电容器储存的能量维持的放电称为“电容放电”， 其特点是放电时间极短，放电电流很大。由于电火花是在次 级电压达到最大值 U 2 max 以前发生的，所以电容放电只消耗 了磁场能的一部分。 火花塞间隙击穿以后，阻力大大减小，铁心中剩余的磁 场能将沿着电离了的火花塞间隙缓慢放电，形成“电感放电” （又称“火花尾”），其特点是放电时间较长，放电电流较 小，放电电压较低。实验证明，电感放电的持续时间越长， 点火性能越好。 发动机工作期间，点火信号发生器转子每转一周各缸按 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。
图5-41 点火控制器基本功能电路
2.日本丰田汽车装用的点火控制器
图5-42 丰田20R型发动机半导体点火系统电路 1—点火信号发生器；2—点火控制器；3—点火线圈； 4—点火开关；5—蓄电池；6—火花塞
3.解放CA1092型汽车装用的6TS2107型点火控制器 1）基本结构（书上图4-29有电子点火系的连接图）
1）配电器
配电器安装在点火信号转子的上方，由绝缘材料制造的 分电器盖和分火头组成。分电器盖的中央有一高压线（中央 电极）座孔，其内装有带弹簧的炭柱，压在分火头的导电片 上。分电器盖的四周均布有与发动机气缸数相等的旁电极， 可通过高压分线与各缸火花塞相联。 分火头装在分电器轴的顶端，随分电器轴一起旋转，当点 火控制器大功率晶体三极管截止（点火线圈初级电路断开） 时，分火头上的导电片总是正对某一旁电极。 发动机工作时，在点火线圈初级电路断开的瞬间，来自 点火线圈的高压电经中央电极的炭柱、分火头上导电片，以 火花形式跳到旁电极上，再经高压分线送往相应的火花塞。 2）点火信号发生器 （提问：我的ECU是怎么知道发动机 转速和转到哪个位置的？）常用的点火信号发生器有三种类型， 分别是电磁感应式、霍尔效应式和光电式。
①传统点火系统。传统点火系统只在早期生产的汽车上使用， 现已淘汰。 ②电子点火系统。电子点火系统多应用于采用化油器供油的 发动机上，如解放CA1092、东风EQ1091以及早期生产的普 通桑塔纳、捷达、奥迪100、红旗等车型。但是依然很重要！ ③电控电子点火系统。目前，电控电子点火系统广泛应用于电 控发动机上。
当转子转动时，转子凸齿与线圈铁心间的空气间隙不断 发生变化，穿过线圈铁心中的磁通也不断变化。
（a）结构图
（b）工作原理图 图5-28 电磁感应式信号发生器 1-传感线圈；2-永久磁铁；3-信号转子；4-导磁铁心