【正文】 汽車電氣技術(shù)（ 6）哈工大網(wǎng)絡(luò)與電氣智能化研究所劉勇2023（秋）第二節(jié)　普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)　　一、概述　　傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用已有近一個(gè)世紀(jì)的歷史了，雖然它的部件不斷地有所改進(jìn)，使其發(fā)火性能及使用壽命有所提高，結(jié)構(gòu)也已定型。但由于機(jī)械觸點(diǎn)的存在，傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)已不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車發(fā)展的要求。　?。ㄒ唬﹤鹘y(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)及其分類　　 (1)火花能量的提高受到限制 　現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)以其高轉(zhuǎn)速、高壓縮比及燃用稀混合氣為特點(diǎn)，對(duì)點(diǎn)火能量的要求越來越高。顯然，傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)由于其一次電流受斷電器觸點(diǎn)允許電流的限制，火花能量的提高也受到限制，已不能適應(yīng)現(xiàn)在及將來汽車發(fā)展的需要?！?　 (2)觸點(diǎn)故障多、壽命短 　 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)中，一次電流的通斷由斷電器觸點(diǎn)控制。當(dāng)觸點(diǎn)打開瞬間，觸點(diǎn)間極易形成火花而將觸點(diǎn)燒蝕。又因觸點(diǎn)反復(fù)開閉，觸點(diǎn)臂頂塊與凸輪長(zhǎng)期摩擦而磨損，造成觸點(diǎn)間隙變化、點(diǎn)火正時(shí)不穩(wěn)定，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出。當(dāng)間隙小到一定程度后，由于觸點(diǎn)斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧不能切斷，會(huì)使觸點(diǎn)在很短時(shí)間內(nèi)燒蝕，甚至失去工作能力?！?　 此外，發(fā)動(dòng)機(jī)在高速時(shí)，由于機(jī)械滯后和磁滯的存在，斷電器觸點(diǎn)易產(chǎn)生 “回跳 ”或 “顫動(dòng) ”現(xiàn)象，使實(shí)際閉合角減小，影響火花能量，導(dǎo)致高速失火?！?　 (3)對(duì)火花塞積炭和污染敏感 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)中二次電壓上升速率低 (一般需 120μs)，故對(duì)火花塞積炭和污染很敏感。當(dāng)火花塞積炭時(shí)，二次電壓就會(huì)顯著下降?！　?2．電子點(diǎn)火裝置的優(yōu)點(diǎn)　 　 電子點(diǎn)火裝置與傳統(tǒng)點(diǎn)火裝置相比，它的基本功能并沒有什么變化，但從改善電火花的點(diǎn)火性能，提高點(diǎn)火時(shí)間的控制精度及可靠性等方面來看，卻發(fā)生了巨大的變化?！?　 (1)因?yàn)闊o機(jī)械觸點(diǎn)或一次電流不經(jīng)過觸點(diǎn)，所以不存在觸點(diǎn)氧化、燒蝕、變形、磨損等問題，使用中幾乎不需要維修和經(jīng)常換件，同時(shí)可增大一次斷電電流值，提高二次電壓，有效地改善和保證點(diǎn)火性能。一般傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的一次電流不超過 5A，而晶體管點(diǎn)火裝置可提高到 7~8A，二次電壓可達(dá) 30kV?！?　 (2)電磁能量得到充分利用，高電壓形成迅速，火花能量大。由于無斷電器觸點(diǎn)或觸點(diǎn)電流很小，根本不會(huì)因觸點(diǎn)產(chǎn)生火花而消耗部分電磁能量，所以高壓形成很快（只需 80~100μs)，火花能量大，提高了點(diǎn)火可靠性。　 　 (3)減小了火花塞積炭的影響。電子點(diǎn)火裝置的火花塞間隙一般為 ~，在積炭阻值達(dá) 100kΩ的嚴(yán)重情況下，仍能維持可靠的點(diǎn)火特性。　 　 (4)點(diǎn)火時(shí)間精確，混合氣能得到完全燃燒，可以在稀混合氣工況下照常點(diǎn)火，從而保證了發(fā)動(dòng)機(jī)在降低油耗的基礎(chǔ)上，減少?gòu)U氣污染，獲得最好的動(dòng)力性?！?　 (5)對(duì)無線電干擾小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，體積小，保養(yǎng)維修簡(jiǎn)便?！　?3．電子點(diǎn)火系統(tǒng)的種類　　當(dāng)前，汽車電子點(diǎn)火裝置大致可分為以下幾種類型。　 　 (1)按控制點(diǎn)火線圈一次電流的電子元件分類 　 包括晶體管點(diǎn)火裝置，晶閘管點(diǎn)火裝置，集成電路點(diǎn)火裝置?！?　 (2)按點(diǎn)火裝置有無觸點(diǎn)分類 　 包括觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火裝置，又稱半導(dǎo)體管或晶體管輔助點(diǎn)火裝置；無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置，又稱全晶體管點(diǎn)火裝置?！?　 (3)按點(diǎn)火能量的儲(chǔ)存方式分類 　 包括電感儲(chǔ)能式電子點(diǎn)火裝置，其儲(chǔ)能元件是點(diǎn)火線圈；電容放電式電子點(diǎn)火裝置，其儲(chǔ)能元件是專用的電容器?！?　 (4)按點(diǎn)火提前角的控制方式分類 　 包括普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)，微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)?！　。ǘ┢胀娮狱c(diǎn)火系統(tǒng)簡(jiǎn)介　 　 (1)電感儲(chǔ)能有觸點(diǎn)電子（半導(dǎo)體輔助）點(diǎn)火系統(tǒng) 這是最早的一種電子與機(jī)械相結(jié)合的點(diǎn)火系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)為：用功率晶體管代替斷電器的觸點(diǎn)，來接通和切斷點(diǎn)火線圈的一次電流，仍保留了機(jī)械觸點(diǎn)式斷電器，用它來接通和切斷功率晶體管的基極電流。點(diǎn)火線圈的一次電流并不通過觸點(diǎn)，觸點(diǎn)僅通過微弱的、控制功率晶體管導(dǎo)通與截止的基極電流，解決了傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的觸點(diǎn)燒蝕問題。半導(dǎo)體輔助點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火提前角的調(diào)整仍使用離心式和真空式點(diǎn)火提前裝置?！?　 這種點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是成本低，一次電流比傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)大 (約 8~10A)，因而二次電壓高，電火花能量大，觸點(diǎn)壽命延長(zhǎng)（因通過電流小而無燒蝕問題）。這種點(diǎn)火系統(tǒng)主要用于少數(shù)早期出廠的汽車（如前蘇聯(lián)的吉爾130載貨汽車、伏爾加五代轎車等），近幾年已逐漸被無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)取代?！?　 (2)電感儲(chǔ)能無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng) 　 無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)早在 20世紀(jì) 70年代初已在發(fā)達(dá)國(guó)家開始采用。該系統(tǒng)去掉了原有的斷電器觸點(diǎn)，用點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器（傳感器）替代，從根本上消除了由機(jī)械觸點(diǎn)所帶來的一切問題。同時(shí)采用先進(jìn)的電子技術(shù)，采用各種電子控制形式可獲取穩(wěn)定的火花參數(shù)。因此，對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排氣凈化等方面均極為有利，目前已在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。下面將主要介紹這種電子點(diǎn)火系統(tǒng)?！　?2．電容放電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)（ CDI）　 　 電容放電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)的特點(diǎn)是它用于產(chǎn)生電火花的能量是以電場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存在專門的儲(chǔ)能電容中?！?　 (1)組成與工作原理 　 電容放電式點(diǎn)火系統(tǒng)由直流升壓器、儲(chǔ)能電容、開關(guān)元件（晶閘管）、觸發(fā)器以及點(diǎn)火線圈、分電器等組成，其原理如下圖所示。8振蕩器1直流升壓器 2晶閘管 3分電器 4火花塞5觸發(fā)器 6點(diǎn)火線圈 7儲(chǔ)能電容器　 　 直流升壓器一般包括振蕩器、變壓器和整流器三部分，作用是將蓄電池 12V的低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姴⑸龎?，?jīng)整流器整流為 300~500V的直流電，向儲(chǔ)能電容充電；儲(chǔ)能電容 (~2μF)用來儲(chǔ)存產(chǎn)生火花的能量。晶閘管起開關(guān)作用，由觸發(fā)器在規(guī)定的點(diǎn)火時(shí)間觸發(fā)晶閘管。觸發(fā)器又可分為有觸點(diǎn)式和無觸點(diǎn)式兩類。　 　 有觸點(diǎn)電容放電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理如下：觸點(diǎn)閉合時(shí)，觸發(fā)器發(fā)出指令信號(hào)，使晶閘管