点火线圈的基本知识(修订)

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点火线圈性能参数
电气参数: 1,初级电阻Rp ,用直流电阻测量仪测量。
Rp=Rx/1+0.0039(Tx-20), Rp为20℃时的电阻,Rx为测量 温度下的电阻. 2,初级电感L1,用1Hz,电压1V的LCR测量仪。 3,次级电阻Rs,用直流电阻测量仪测量。(用Rp同样方法 修正). 4,次级电感L2,用1KHz,电压1V的LCR测量仪. 5,额定初级断电电流Inp,用10M带宽电流传感器接示波器 测量. 6,初级电流充电时间,Inp从0到Inp所需时间。
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1,按储能方式 1)电感储能式,用铁芯充磁储能,磁能瞬间释放点火。 2)电容储能式,用电容储能,电容电量释放点火。
2,按磁路分 1)开磁路式:传统的点火线圈(油浸式)是用开磁式。 2)闭磁路式:则采用形似口或日的铁芯上绕初级线圈,外面再绕次级 线圈,组装后,用环氧树脂灌封。磁力线由铁芯构成闭合磁路。闭磁
丰田双头
三菱双头
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●点火线圈实例
7 四头不带模块点火线圈(公司编号:DQXXXX)
马芝达四头
欧宝四头
富康四头
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●点火线圈实例
8 四头带模块点火线圈(公司编号:DQXXXX)
桑塔拉四头
通用四头
捷达四头
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●点火线圈实例
9 六头及其它点火线圈(公司编号:DQXXXX)
奥迪六头带模块 欧宝六头不带模块 BERU六头带模块
11,铁芯饱和度,用电感Lb衡量,是考核点火线圈后备
功率的参数测量原理图见右
图,有的OE产品要求:
当初级电流为1.2Inp,
电感Lb>0.7L1
Inp 为额定断电电流
图11 测量Lb电气原理图
L1 为初级电感,Lb 初级电流为1.2Inp时的电感。
12,齐纳放电能量Ezd,对单头线圈,用1KV齐纳管作负 载;对双头线圈,用1KV+0.5KV齐纳管作负载。
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图9 单独点火方式示意图
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●树脂灌封式点火线圈工艺流程图
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●点火线圈实例
1 单头不带模块(公司编号DQXXXX)
波许单头
切诺基单头
帕萨特单头
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●点火线圈实例
2 单头带模块点火线圈(公司编号:DQXXXX)
小红旗单头
三菱单头
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●点火线圈实例
3 笔式不带模块(公司编号:DQXXXX)
4,内装铁芯点火线圈为什么铁芯要接地 铁芯与次级线圈间,是一个电容器。(笔式线圈,电容
为44PF左右)。次级线圈为负向的高电压电场,靠近线圈 的铁芯感应正电荷,铁芯另一面通过树脂漏电流,使负电 荷释放。因此铁芯形成带正电荷的高压带电体。铁芯与初 级很靠近,容易造成击穿。通过接地,释放铁芯感应电荷 。(笔式线圈,铁芯感应电压约6.5KV)
头、≧10M带宽示波器测量。
9, 次级电压上升时间Tsur,次级电压从
-1.5KV至-15Kv所需时间.双头点火线圈
20μs﹤Tsur﹤50μs.对笔式线圈,下限还
会低一些
图10次级电压上升时间
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点火线圈性能参数
10,点火极限负载电阻R15kv,输出电压为15KV时的负载
电阻,阻值越小,带负载能力越强。
次级骨架:PPO
铁芯:0.35~0.5硅钢片,口形或日形,形 成闭磁路
外壳:PBT工程塑料
永磁体:加永磁体后,体积减小约
30~40% 铁芯护套:热塑弹性体,防止冷热冲击开裂
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图5闭磁路点火线圈结构图
图5 干式闭磁路点火线圈结构
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●笔式点火线圈结构
形状像一支笔杆,结构见图6 结构特点:
1.细长,内铁芯、初、次级骨架、外铁芯、壳体都细长。 2.结构紧凑,初、次级之间,次级与铁芯之间绝缘距离为
Ezd=∫fUzd*fIzd*dt (mJ)
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点火线圈性能参数
13, 齐纳放电持续时间Tfzd
齐纳
14,最大齐纳放电电流Izdm
电压
15,初级钳位电压Upum
齐纳 电流
图13齐纳电压、电流波形图
图12初级钳位电压波形图
初级钳位电压是初级与点火控制器(点火模块)连接 点的电压,是初级线圈在断电瞬间的感应电动势,被点 火控
点火线圈之所以能将车上低压电变成高电压,是由于有与普通变压器 相同的形式,初级线圈与次级线圈的匝数比大。但点火线圈工作方式却与 普通变压器不一样,普通变压器是连续工作的,而点火线圈则是断续工作 的,它根据发动机不同的转速以不同的频率反复进行储能及放能。当初级 线圈接通电源时,随着电流的增长四周产生一个很强的磁场,铁芯储存了 磁场能;当开关装置使初级线圈电路断开时,初级线圈的磁场迅速衰减, 磁能释放,次级线圈就会感应出很高的电压。初级线圈的磁场消失速度越 快,电流断开瞬间的电流越大,两个线圈的匝比越大,则次级线圈感应出 来的电压越高。
器。
3
图1点火线圈原理示意图
蓄电池
高压 输出
点火开关
次级线圈 初级线圈 点火线圈
铁芯 断电器触点
火花塞 分电器
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图2 四缸机点火原理图 图3 发动机工作原理图


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●开磁路点火线圈结构(见图4)
线圈装入圆筒形的外壳中,里面充满变压器油,初级 端子,次级输出端子在上盖上。 初级线圈:0.5~1漆包线,230~370匝 次级线圈:0.06~0.1漆包线 11000~26000匝 铁芯:长条形,0.3~0.5硅钢片叠成 外壳:钢板拉伸而成 上盖:酚醛树脂,两边为初级接线端子,中心为高压 输出端子。
分电器式与无分电器式(DLI)两种类型。分电器式电控点火系统只用一个点火 线圈产生高压电,然后由分电器按照点火顺序依次在各缸火花塞点火。由于点 火线圈初级线圈的通断工作由电子点火电路承担,因此分电器已取消断电器装 置,仅起到高压电分配职能。
无分电器式电控点火系统是一种新型的点火系统,它完全取消了传统的分电器, 由于没有分电器进行高压电分配,原来采用一个点火线圈集中供电的方式就不 能实行了,就必须要另辟途径将高压电直接送到火花塞,因此就采用了多个点 火线圈的方法。于是,无分电器式电控点火系统就产生了两种独特的点火方式: 双缸点火方式和单独点火方式。
的电压低。只有断电时,初级通电在铁芯储存的磁能瞬 间释放,才能在次级产生高电压。点火时刻是由断电时 刻确定。 2,为什么闭磁路点火线圈,磁路加气隙
为了调整磁路的工作点。因为软磁材料充磁后,仍有 剩磁,第二次充磁时,磁路中是充磁磁势和剩磁磁势叠 加,磁路易饱和,在同样的磁场强度下,饱和的磁路, 磁感应强度就会降低。加气隙后,使磁路充磁曲线左移 磁路就工作在未饱和段,提高了点火线圈的效率。
0.7~1mm,对材料耐温、耐高电压和尺寸精度要求高。 3.点火线圈直接安装在发动机的火花塞上,对线圈的耐温,
耐振动性能很高。 4.不同的材料组合在细长杆内,材料的膨胀系数不同,在结
构和材料的选择上,要考虑经受冷热冲击不开裂。 使用特点:直接装至发动机的火花塞上,无高压连接线,
电磁干扰小;体积小便于布置和安装。
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点火线圈性能参数
7,初级泄漏电感Lpf,将次级短路,用LCR测量仪测量。
8,最大次级输出电压Usm。
单头线圈,用1M//25PF~30PF负载, ≧10M带宽,输入电
阻为≧100MΩ、电容≦5PF,高压探头、≧10M带宽示
波器测量。
双头线圈或有分电器的线圈,用1M//50~55PF负载
,≧10M带宽,输入电阻为≧100MΩ、电容≦5PF,高压探
雷诺笔式
宝马笔式
雷诺笔式
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●点火线圈实例
4 笔式带模块点火线圈(公司编号:DQXXXX)
帕萨特笔式 大众笔式
丰田笔式
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●点火线圈实例
5 双头不带模块点火线圈(公司编号:DQXXXX)
通用双头
现代双头
菲亚特双头
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●点火线圈实例
6 双头带模块点火线圈(公司编号:DQXXXX)
三菱双头
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图7数字式点火系统原理示意图
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●双缸点火方式(见图8)

双缸点火方式指两个气缸合用一个点火线圈, 因此这种点火方式只能用于气缸数目为偶数的发 动机上。如果在4缸机上,当两个缸活塞同时接近 上止点时(一个是压缩另一个是排气),两个火 花塞共用同一个点火线圈且同时点火,这时候一 个是有效点火另一个则是无效点火,前者处于高 压低温的混合气之中,后者处于低压高温的废气 中,因此两者的火花塞电极间的电阻完全不一样, 产生的能量也不一样,导致有效点火的能量大得 多,约占总能量的80%左右。
2018-5
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●点火线圈的工作原理:
在汽车发动机点火系统中,点火线圈是为点燃发动机汽缸内空气和燃油
混合物提供点火能量的执行部件。其主要工作是基于电磁感应的原理,通 过电子控制器接收ECU的指令关断和打开点火线圈的初级回路,通过初级 线圈绕组的电流,在铁芯中产生磁场,作为磁能储存。当初级线圈绕组电 流突然被切断(通过功率晶体管断开电路接地端)时,磁场衰减,磁能释 放,使次级线圈绕组产生感应电动势。该感应电动势的足以使火花塞放电, 我火转们线换称圈为3其 可0K为 以V电 认以感 为致放 是更电 一高式 种的点特电火殊压。的,另脉按外冲发也变动有压机电器的容,点放它火电将顺式蓄序(电,池C依D1次0I)~送14点V至火的各系低缸统电火。压花点, 塞上,点燃混合气,推动发动机运转。(见图2、图3)
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在点火线圈原理学习中的常见的问题
3,点火线圈放磁铁的目的是:磁铁提供一反向磁场,初级 电流产生的磁场方向与磁铁相反,使铁芯磁场工作在磁化 特性的直线段,对于相同的磁场强度,工作在磁化特性直 线段,比工作在磁化特性的饱和段,会产生较大的磁感应 强度变量,见附图14 ,加磁铁的B2 > >B1,磁通变化率 提高,因此,可以提高点火线圈的输出能量。
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图4开磁路点火线圈图
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●闭磁路点火线圈结构(见图5)
在口形铁芯上,绕初级线圈,外面再绕次级线圈,组装后, 灌封环氧树脂。与开磁路比,漏磁少,能量损失小,体积 小。在现代汽车上,得到广泛的应用。
初级线圈:0.4~0.8漆包线,80~200匝 初级骨架:PBT
次级线圈:0.04~0.07漆包线, 8000~18000匝
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图8双缸点火方式示意图
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●单独点火方式
单独点火方式是每一个气缸分配一个点火线圈,点 火线圈直接安装在火花塞上的顶上,这样还取消了高 压线。这种点火方式通过凸轮轴传感器或通过监测气 缸压缩来实现精确点火,它适用于任何缸数的发动机 ,特别适合每缸4气门的发动机使用。因为火花塞点火 线圈组合可安装在双顶置凸轮轴(DOHC)的中间, 充分利用了间隙空间。由于取消分电器和高压线,能 量传导损失及漏电损失极小,没有机械磨损,而且各 缸的点火线圈和火花塞装配在一起,外用金属包裹, 大幅减少了电磁干扰,可以保障发动机电控系统的正 常工作。
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图6笔式线圈结构图
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●微机控制点火系统,见图7(ECU)按照结构分为:
在现代汽车的高速汽油发动机上,已经采用由微处理机控制的点火系统,也 称数字式电控点火系统。这种点火系统由微电脑(计算机)、各种传感器和点 火执行器三部分组成。实际上在现代发动机中,汽油喷射与点火这两个子系统 都受同一个ECU控制,合用一组传感器。传感器基本上与电控汽油喷射系统中 的传感器相同,例如有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感 器、进气歧管压力传感器、爆燃传感器等。其中爆燃传感器是电控点火专用的 一个很重要的传感器(尤其是采用了废气涡轮增压装置的发动机),它能够监 测发动机是否爆燃及爆燃的程度,作为反馈信号使ECU指令实现点火提前,使 发动机不会爆燃又能获得较高的燃烧效率。
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在点火线圈原理学习中的常见的问题
式点火线圈的优点是漏磁少,能量损失小,体积小。
3,按控制方式分 1)分电器式点火系统,用分电器分配各汽缸的点火(点火能量、提前
角用机械控制)。
a)白金触点式; b)电子控制式:1)磁感应式;2)霍尔传感器式;3)光电传感器式 2) 微机控制点火系统 点火时刻、点火能量和提前角用ECU控制 。早 期的微机控制点火系统 ,还有分电器。现在生产的汽车都取消了分电
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点火线圈性能参数
16,对内装点火模块的点火线圈还有很多电气参数,如 导通和截止输入信号的电压幅度、输入电流、是否
为集电极开路输出、停车断电性能、静态电流、反馈信 号、是否限流、限流幅度等,在以后讲点火模块时再讲 解。
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在点火线圈原理学习中的常见的问题
1,点火线圈是通电点火还是断电点火 是断电点火。因为通电磁场变化速率低,在次级产生
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