【文章內(nèi)容簡介】 通過霍爾元件的磁感應(yīng)強度近似為零，霍爾元件不產(chǎn)生電壓；隨著信號轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)子的缺口部分進入永久磁鐵與霍爾觸發(fā)器之間時，磁力線穿過缺口作用于霍爾觸發(fā)器上，通過霍爾元件的磁感應(yīng)強度增高，在外加電壓和磁場的共同作用下，霍爾元件的輸出端便有霍爾電壓輸出。發(fā)動機工作時，轉(zhuǎn)子不斷旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的缺口交替地在永久磁鐵與霍爾觸發(fā)器之間穿過，使霍爾觸發(fā)器中產(chǎn)生變化的電壓信號，并經(jīng)內(nèi)部的集成電路整形為規(guī)則的方波信號，輸入點火控制電路，控制點火系統(tǒng)工作。 霍爾效應(yīng)式點火信號發(fā)生器比磁脈沖式 點火信號發(fā)生器的性能穩(wěn)定，耐久性好、壽命長，點火精度高，且不受溫度、灰塵、油污等影響，特別是輸出的電壓信號不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響，使發(fā)動機低速點火性能（如圖 227） 光電效應(yīng)式點火信號發(fā)生器是利用光電效應(yīng)原理，以紅外線或可見光光束進行觸發(fā)的，主要由遮光盤 (信號轉(zhuǎn)子 )、遮光盤軸、光源、光接收器 (光敏元件 )等組成。光源可用白熾燈，也可用發(fā)光二極管。由于發(fā)光二極管比白熾燈耐振動、耐高溫，能在 150℃的環(huán)境溫度下持續(xù)工作，而且工作壽命很長，所以現(xiàn)在絕大多數(shù)采用發(fā)光二極 管作光源。發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線光束一般還要用一只近似半球形的透鏡聚焦，以便縮小光束寬度，增大光束強度，有利于光接收器接收、提高點火信號發(fā)生器的工作可靠性。光接收器可以是光敏二極管，也可以是光敏三極管。光接收器與光源相對，并相隔一定的距離，以便使光 源發(fā)出的紅外線光束聚焦后照射到光接收器上。 （圖 227） (圖 231) 遮光盤一般用金屬或塑料制成，安裝在分電器軸上，位于分火頭下面。遮光盤的外緣介于光源與光接收器之間，遮光盤的外緣上開有缺口，缺口數(shù)等于發(fā)動機氣缸數(shù)。缺口處允許紅外線光束通過，其余實體部分則能擋住光束。當(dāng)遮光盤隨分電器軸轉(zhuǎn)動時，光源發(fā) 出的射向光接收器的光束被遮光盤交替擋住，因而光接收器 (光敏二極管或光敏三極管 )交替導(dǎo)通與截止，形成電脈沖信號。該電信號引入點火控制器即可控制初級電流的通斷，從而控制點火系統(tǒng)的工作。遮光盤每轉(zhuǎn)一圈，光接收器輸出的電信號的個數(shù)等于發(fā)動機氣缸數(shù)，正好供每缸各點火一次。（ 如圖 231） （圖 232） 點火控制器：點火控制器取代了傳統(tǒng)點火系統(tǒng)中斷電器的觸點，將點火信號發(fā)生器輸出的點火信號整形、放大，轉(zhuǎn)變?yōu)辄c火控制信號，控制點火線圈初級繞組中電流的通、斷，以便在次級線圈的繞組中產(chǎn)生高壓電，供火花塞點火。點火控制器的基本電路包括整形電路、開關(guān)信號放大電路、功率輸出電路等。（如圖 232） 分電器：電子點火系統(tǒng)的分電器與傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的分電器不同，主要區(qū)別在于電子點火系統(tǒng)取消了斷電器 (觸點和凸輪 )和電容器，增加了點火信號發(fā)生器 (信號轉(zhuǎn)子和傳感部分 )。有些點火控制器能夠隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化自動調(diào)節(jié)點火提前角，所以這些分電器去掉了離心提前調(diào)節(jié)機構(gòu)，只保留真空提前調(diào)節(jié)機構(gòu)，配電器的結(jié)構(gòu)則無變化。電子點火系統(tǒng)中所用的霍爾分電器的結(jié)構(gòu) 點火線圈：電子點火系統(tǒng)所采用的點火線圈是用點火控制器控制其初級電路通斷的，所以其初級電流可以增大，點火線圈的電感和電阻一般較小。因此，一般情況下，不 能和傳統(tǒng)點火系統(tǒng)點火線圈互換。電子點火系統(tǒng)多采用閉磁路點火線圈。 火花塞：由于普通電子點火系統(tǒng)的點火能量提高，火花塞電極間隙比傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的火花塞電極間隙增大，一般為 ～ ；為了適應(yīng)稀薄混合氣燃燒，有的甚至達到 ～，并且各種車型差異也較大，在檢查、調(diào)整、維修時，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)原車說明書進行。高壓線：為了減輕無線電干擾，電子點火系統(tǒng)采用的高壓線為有一定電阻的高壓阻尼線，阻值一般在幾千歐至幾十千歐不等；火花塞插頭和分火頭也都有一定的電阻，一般為幾千歐。 第三章：電子點 火系統(tǒng)的功能 汽油機電控點火系統(tǒng)的功能主要包括點火提前角、通電時間及爆燃控制三個方面。 、點火提前角控制 、點火提前角對發(fā)動機性能的影響 點火提前角是從火花塞發(fā)出電火花，到該缸活塞運行至壓縮上止點時曲軸轉(zhuǎn)過的角度。 點火提前角過大（點火過早），則大部分混合氣在壓縮過程中燃燒，活塞所消耗的壓縮功增加，且缸內(nèi)最高壓力升高，末端混合氣自燃所需時間縮短，爆燃傾向增大。點火過遲，則燃燒延長到膨脹過程，燃燒最高壓力和溫度下降，傳熱損失增多，排氣溫度升高、功率、熱效率降低。實驗證明 ，最佳的點火提前角應(yīng)使發(fā)動機氣缸內(nèi)的最高壓力出現(xiàn)在上止點后10?—— 15? 、最佳點火提前角的確定依據(jù) 最佳點火提前角的數(shù)值必須視燃料性質(zhì)、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、混合氣濃度等很多因素而定。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速：點火提前角應(yīng)隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高而增大。因為隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高。以秒計的燃燒過程所需時間縮短但燃燒過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角增大，為保證發(fā)動機氣缸內(nèi)的最高壓力出現(xiàn)在上止點最佳位置，就必須適當(dāng)提前點火（既增大點火提前角） 負(fù)荷：汽油發(fā)動機的負(fù)荷調(diào)節(jié)時通過節(jié)氣門進行的量調(diào)節(jié)，隨負(fù)荷減小，進氣管真空度增大，進氣量減少， 氣缸內(nèi)的溫度和壓力均降低，燃燒速度變慢，燃燒過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角增大。應(yīng)適應(yīng)增大點火提前角。與采用真空提前器的傳統(tǒng)點火系統(tǒng)相比，采用電控點火系統(tǒng)時，可以使發(fā)動機的實際點火提前角接近于理想的點火提前角。 燃料的性質(zhì)：汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，點火提前角可適當(dāng)增大，以提高發(fā)動機性能，辛烷值較低的汽油，抗爆性差，點火提前角則應(yīng)減小。在有些發(fā)動機的 ECU 中存儲了兩張點火正視圖，實際應(yīng)用中可根據(jù)使用燃料的不同進行選擇。 其他因素：最佳點火提前角除應(yīng)根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和燃料性質(zhì)外，還應(yīng)考慮發(fā)動機燃燒室形狀，燃燒室 內(nèi)溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻水溫度等 、控制點火提前角的基本方法 電控點火系統(tǒng)中，在主 ECU 內(nèi)首先存儲記憶發(fā)動機在各種工況及運行條件下最理想的點火提前角。點火提前角控制可分為啟動時點火提前角和啟動后點火提前角控制。 發(fā)動機啟動時，按 ECU 內(nèi)存儲的初始化點火提前角（設(shè)定值）對點火提前角進行控制。啟動時點火提前角的設(shè)定值隨發(fā)動機而異對一定的發(fā)動機而言，啟動時的點火提前角是固定的。 發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時（啟動后）。主 ECU 根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號，確定基本點火提前角，并根據(jù)其他有關(guān)信號進 行修正，最后確定實際的點火提前角，并向電子點火控制器輸出點火指令以控制點火系的工作 、起動時點火提前角的控制 在發(fā)動機啟動過程中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化大，且由于轉(zhuǎn)速較低，進氣管絕對壓力傳感器信號或空氣流量計信號不穩(wěn)定， ECU 無法正確計算點火提前角，一般將點火時刻固定在設(shè)定的初始點火提前角。 、起動后基本點火提前角的確定 發(fā)動機起動后怠速運轉(zhuǎn)時， ECU 根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器信號和空調(diào)開關(guān)信號確定基本點火提前角。 發(fā)動機怠速工況下，為保證發(fā)動機工作穩(wěn)定空調(diào)工作時 的基本點火提前角比空調(diào)不工作時大。 發(fā)動機起動后在正常工況下運轉(zhuǎn)時，控制點火提前角的信號主要有：進氣管絕對壓力傳感器信號或空氣流量計信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、節(jié)氣門位置傳感器信號、燃油選擇開關(guān)或插頭信號、爆燃信號等。按燃油辛烷值不同，在 ECU 存儲器中存有兩張基本點火提前角的數(shù)據(jù)。 、點火提前角的修正 不同的發(fā)動機控制系統(tǒng)中，對點火提前角的修正項目和修正方法也不同。修正方法有修正系數(shù)和修正點火提前角法兩種，修正系數(shù)與修正項目之間的關(guān)系曲線都是存儲在 ECU 中，ECU 根據(jù)初始化點火提前角、基 本點火提前角和修正系數(shù)計算實際點火提前角。主要修正項目有水溫修正、怠速穩(wěn)定修正和空燃比修正等 、通電時間控制 、通電時間對發(fā)動機工作的影響 按點火能量的儲存方式，汽油機點火系統(tǒng)可分為電感儲能式和電容儲能式兩大類。對于電感儲能式電控點火系統(tǒng)，當(dāng)點火線圈的初級電路被接通后其初級電流時按指數(shù)規(guī)律增長的。初級電路被斷開瞬間，初級電流所能達到的值與初級電路接通時間的長短有關(guān)，只有通電時間達到一定值時，初級電流才可能達到飽和由于斷開電流影響次級電壓最大值，次級電壓的高低又直接影響點火系的 可靠性所以在發(fā)動機工作時，必須保證點火線圈的初級電路有足夠的通電時間。但如果通電時間過長，點火線圈又會發(fā)熱并增大電能的消耗。要兼顧上述兩方面的要求，就必須對點火線圈初級電路的通電時間進行控制。 、通電時間的控制方法 在傳統(tǒng)的汽油機點火系統(tǒng)中，由分電器上的凸輪來控制斷電器觸點的開閉，分電器的凸輪決定了斷電器觸點的閉合角，一般四缸發(fā)動機為 50?、六缸發(fā)動機為 38?、八缸發(fā)動機為33?由于其易導(dǎo)致發(fā)動機高速工作時點火能量降低 及工作可靠性低因此，傳統(tǒng)點火系已逐漸被電控點火系所取代 在現(xiàn)代電控點火 系統(tǒng)中，用靈敏可靠的傳感器和晶體管開關(guān)，取代了傳統(tǒng)點火系統(tǒng)中的斷電器和分電器中的凸輪甚至分電器。點火線圈初級電路的通電時間由 ECU 控制，閉合角控制模型存儲于 ECU 內(nèi)，發(fā)動機工作時， ECU 根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和電源電壓信號確定最佳的閉合角，并向點火器輸出指令信號以控制點火器中晶體管的導(dǎo)通時間。隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高和電源電壓下降，閉合角增長。 、點火線圈的恒流控制 在電控點火系統(tǒng)中，為了減小轉(zhuǎn)速對次級電壓的影響，提高點火能量，采用了初級線圈電阻很小的高能點火線圈，其初級電流最高可達 30A 以上。為了防 止初級電流過大燒壞點火線圈，在部分電控點火控制電路中增加了恒流控制電路，保證在任何轉(zhuǎn)速下初級電流均為規(guī)定值（ 7A），既改善了點火性能，又能防止電流過大而燒壞點火線圈。恒流控制的基本方法是：在點火器功率晶體管的輸出回路中增設(shè)一個電流檢測電阻，用電流在該電阻上形成的電壓降反饋控制晶體管的基極電流，只要這種反饋為負(fù)反饋，就可使晶體管的集電極電流穩(wěn)定，從而實現(xiàn)恒流控制。 、爆燃控制 、爆燃的危害 爆燃是汽油機工作時的一種不正常燃燒現(xiàn)象，輕微的爆燃，可使發(fā)動機功率上升，油 耗下降，但爆燃嚴(yán)重時， 氣缸內(nèi)發(fā)出特別尖銳的金屬敲擊聲，且會導(dǎo)致冷卻液過熱，功率下降，耗油率上升，成為汽油機運行中最有害的一種故障現(xiàn)象。 爆燃產(chǎn)生的原因是：在正?；鹧?zhèn)鞑サ倪^程中，處在最后燃燒位置上的那部分未燃混合氣（常稱為末端混合氣），進一步受到壓縮和熱輻射的作用，加速了先期反應(yīng)。如果在火焰前鋒尚未到達之前，末端混合氣已經(jīng)自燃，則這部分混合氣燃燒速度極快，火焰速度可達每秒百米甚至百米以上，使燃燒室內(nèi)部局部壓力，溫度很高，并伴隨有沖擊波。壓力沖擊波反復(fù)撞擊缸壁，發(fā)出尖銳的敲缸聲，嚴(yán)重時破壞附著在汽缸壁表面的氣膜和油膜，使傳熱增加， 汽缸蓋和活塞頂溫度升高，冷卻液過熱，汽油機功率下降，油耗率增加，甚至造成活塞、氣門燒壞，軸瓦破裂，火花塞絕緣體破壞，潤滑油氧化成膠質(zhì)，活塞環(huán)卡死在環(huán)槽內(nèi)等故障。因此，汽油機工作時，應(yīng)對爆燃加以控制。 、爆燃的控制方法 點火提前角是影響爆燃的主要因素之一，推遲點火（既減小點火提前角）是消除爆燃的最有效措施，在無爆燃控制的傳統(tǒng)點火系中，為防止爆燃的產(chǎn)生，其點火時刻的設(shè)定必須遠離爆燃邊緣，必然會導(dǎo)致發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性不能發(fā)揮到最佳。在電控點火系統(tǒng)中，ECU 根據(jù)爆燃傳感器信號，判定有無發(fā)生爆燃及爆燃的強度，并根據(jù)其判定結(jié)果對點火提前角進行反饋控制，使發(fā)動機處于爆燃邊緣工作，既能防止爆燃的發(fā)生，又能有效地提高發(fā)動機機動性和經(jīng)濟性，爆燃控制實際是點火提前角控制中的追加功能 爆燃傳感器安裝在氣缸體上，其功用是利用壓電晶體的壓電效應(yīng) ，把爆燃時傳到氣缸體上的機械能轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送給 ECU。 ECU 把爆燃傳感器輸入的信號進行濾波處理，并判斷有無發(fā)生爆燃及爆燃的強度。有爆燃時，則逐漸減小點火提前角直到爆燃消失為止。無爆燃時，則逐漸增大點火提前角，當(dāng)再次出現(xiàn)爆燃時， ECU 又開始逐漸減小點火提前角，爆燃控制過程是對點火提前角進行反復(fù)調(diào)整的過程。 爆燃傳感器向 ECU 輸入爆燃信號時，電控點火系統(tǒng)采用閉環(huán)式控制模式，并以固定的角度使點火提前角減小，若仍有爆燃存在，則再以固定的角度減小點火提前角，直到爆燃消失為止。爆燃消失后為止。爆燃消失后一定的時間內(nèi) ，系統(tǒng)使發(fā)動機維持在當(dāng)前的點火提前角下工作。此時間內(nèi)若無爆燃發(fā)生，則以一個固定的角度逐漸增大點火提前角，直到爆燃再次發(fā)生。 發(fā)動機負(fù)荷較小時，發(fā)生爆燃的傾向幾乎為零，所以電控點火系統(tǒng)在此負(fù)荷范圍內(nèi)采用開環(huán)控制模式。而當(dāng)發(fā)動機的負(fù)荷超過一定值時，電控點火系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入閉環(huán)控制模式。發(fā)動機工作時， ECU 根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號判斷發(fā)動機的負(fù)荷大小，從而決定點火系統(tǒng)采用閉環(huán)控制式或開環(huán)控制。 第四章、電子點火系統(tǒng)的檢修 電子 點火系統(tǒng)的檢查與傳統(tǒng) 觸點 式點火系統(tǒng)有許多相同之處。除了對點火 線圈 、火花塞、高壓線、閉合時間等進行檢查外，還應(yīng)檢查點火器、點火 傳感器 （ 信號發(fā)生器 ）以及連接導(dǎo)線等。 、電子點火系統(tǒng)故障檢查注意事項 （ l）在 發(fā)動機 啟動和工作時，不要用手觸摸點火線圈高壓線和分電器等，以免受電擊。 （ 2）在檢查點火系統(tǒng) 電路 故障時，不要用刮火的方式來檢查電路的通斷，否則容易損壞 電子元器件 。電路通斷與否應(yīng)該用萬用表 電阻 擋來進行檢查判斷。 （ 3）進行高壓試火時，最好用絕緣的橡膠夾子夾住高壓線來進行試驗，直接用手接觸高壓線容易造成電擊。另外 — 種