點火系統的種類

2022-05-30 09:27:03 字數 2807 閱讀 1883

由於發動機點火時刻和初級線圈電流的不同控制方法,產生了不同的點火系統。按點火系統的不同發展階段可分為:傳統機械觸點點火系統、無觸點點火系統、微機控制式電子點火系統和微機控制式無分電器電子點火系統。

1. 傳統機械式觸點點火系統:

傳統的點火系統其點火時刻和初級線圈電流的控制是由機械傳動的斷電器觸點來完成的。由發動機凸輪軸驅動的分電器軸控制著斷電器觸點的張開、閉合的角度和時刻與發動機工作行程的關係。為了使點火提前角能隨發動機轉速和負荷的變化自動調節,在分電器上裝有離心式機械提前裝置和真空式提前裝置來感知發動機的轉速和負荷的變化。

機械式點火系統最大的缺點是因為斷電器與驅動凸輪之間機械聯動因此閉合角不能變化,而閉合時間和發動機轉速的變化有很大的關係,當發動機轉速公升高時觸點閉合時間縮短,初級線圈電流減小點火能量降低;當發動機轉速降低時閉合時間又過長,造成線圈中電流過大容易損壞。這是機械觸點點火系統無法克服的缺點。

2. 無觸點電子點火系統:

為了避免機械觸點點火系統觸點容易燒蝕損壞的缺點,在電晶體技術廣泛應用後產生了非接觸式感測器作為控制訊號,以大功率三極體為開關代替機械觸點的無觸點電子點火系統。這種系統顯著優點在於初級電路電流由晶體三極體進行接通和切斷,因此電流值可以通過電路加以控制。不足之處在於這種系統中的點火時刻仍採用機械離心提前裝置和真空提前裝置,對發動機工況適應性差。

3. 微機控制式電子點火系統:

為了提高點火系統的調整精度和各種工況的適應性,在電子點火系統的基礎上,採用了微機控制。系統的特點是:不但沒有分電器,而且在提前角的控制方面也沒有離心提前裝置和真空提前裝置。

從初級線圈電流的接通時間到點火時刻全部採用微機進行控制。其工作原理如下:微機系統通過感測器檢測發動機的轉速和負荷的大小,由此查閱存在內部儲存器中的最佳控制引數,從而獲得這一工況下的最佳點火提前角和點火線圈初級電路的最佳閉合角,通過控制三極體的通斷時間實現控制目的。

四. 無觸點電子點火系統(cdi點火器)

無觸點電子點火系統一般由曲軸感測器、電子點火器、點火線圈、火花塞等構成。出觸點電子點火系統採用電晶體作為點火初級電路的電子開關,因此初級電流的控制比觸點點火系統容易且控制精度較高。在機械式式觸點點火系統中,觸點的閉合時間與曲軸轉角靠機械關係連線,也就是靠觸點提供發動機曲軸轉角訊號;但在無觸點電子點火系統中點火系統無機械觸點,故需要曲軸位置感測器。

測量曲軸轉角的感測器一般有三種:

磁脈衝式、光電式、霍爾式。電子點火器的作用是控制點火線圈中初級電路電流的接通時間和斷開時間。為此,它必須對來自曲軸位置感測器的脈衝訊號進行放大、處理、識別。

由曲軸位置感測器的脈衝訊號求出發動機的轉速,並根據發動機的轉速來控制點火線圈初級電路的通電時間。電子點火器一般由脈衝處理電路、初級線圈電流控制電路、穩壓器和電晶體輸出驅動電路四部分組成。①脈衝處理電路的作用是由曲軸位置感測器輸出的脈衝訊號進行放大、整形、處理交變成標準脈衝。

由於脈衝的頻率決定與發動機的轉速,故根據脈衝訊號的頻率與發動機的倍數關係可獲得發動機的轉速。②初級電路電流控制包括通電時間和斷電時間的控制。通電時間決定了初級線圈中電流的大小從而決定了點火能量;初級線圈電路中電流斷開時間也就是點火時刻,因此斷開時刻的控制就是對點火提前角的控制,在一般的無觸點電子點火系統中點火提前角是由點火器根據經驗設計乙個基本的角度,在發動機執行中再由分電器上的機械提前裝置進行調整。

③穩壓電路的作用是對電源電壓進行穩壓,降低電源電壓對點火線圈初級電路中電流的影響。因為在電路通電時間一定的情況下,電壓的高低對初級電路電流的影響較大,所以在沒有對初級電路通電時間進行電源修正的系統中穩壓電路格外重要。④電晶體輸出驅動電路是把控制電路的控制訊號轉換成直接接通和斷開點火初級電路的執行器,因為在控制電路發出的控制訊號的驅動能力往往很低,一般只能驅動一些小功率電晶體,對於象初級電路如此大地電流,只能通過大功率電晶體來驅動。

五. 微機控制電子點火系統

為了提高電單車的動力性,降低油耗,減少排放汙染,要求點火系統不僅要提供較高的點火能量,而且在對點火時刻的控制方面有較高的精度及對發動機各種工況變化的自適應性。故在採用電控燃油噴射系統的電噴電單車上,微機系統除了控制噴油量同時還控制點火系統。

1. 微機控制點火系統的基本原理:微機根據曲軸位置感測器提供的曲軸位置訊號,判斷出發動機的活塞位置並且根據訊號頻率計算出發動機的轉速值,再通過電控燃油噴射系統的節氣門感測器(或空氣流量器)確定負荷的大小從而對發動機的執行工況作出比較精確的判斷。根據發動機的轉速和負荷的大小微機從儲存單元中查詢出對應此工況地點火提前角和點火初級電路導通時間,由這些資料對電子點火器進行控制從而實現精確控制。

另外微機系統還可以根據其它影響因素對這兩個因素進行修正實現點火系統的智慧型控制。

2. 點火提前角的控制:因點火提前角對發動機的工作影響較大,因此對點火提前角控制就成為點火系統控制的重點。發動機的工作原理和各類實驗都表明:

發動機的最佳點火提前角與發動機轉速及負荷有密切關係,並且發動機執行工況不同時,對其動力性、經濟性和排放汙染物量有不同的控制標準,這也意味著發動機最佳點火提前角在不同的工況有不同的標準;在怠速時最佳點火提前角應保證在發動機運轉平穩的前提下排放汙染物控制在最低限度;在部分負荷工況下以經濟性為主,最佳提前角應保證發動機的最低燃油消耗量;在大負荷和加速工況下,以動力性為主,最佳提前角應保證使發動機獲得最大的輸出扭矩。最佳提前角是對發動機進行實驗而得,設計人員將這些資料儲存到微機的儲存單元中,在發動機工作時,微機根據各感測器的測量資料確定發動機的執行工況,查出最佳點火提前角數值,再通過電子點火器對點火提前角進行控制。

3. 通電時間控制:點火線圈初級電流的大小與電路的接通時間有關,通電時間越長電流越大點火能量越就越大,但是電流過大將導致點火線圈發熱甚至損壞且也造成能量的浪費;同時線圈中的的電流也受電源電壓的影響,在相同的通電時間內,電源電壓越高線圈電流越大。因此有必要對線圈電路的接通時間進行修正。

通電時間的控制方法一般是由微機從通電時間與電源電壓關係曲線中查出通電時間,再根據發動機轉速換算出曲軸轉角以決定線圈中電流的大小。

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