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汽車點火系統按結構形式分為觸點式點火系統、電子點火系統和微機控制的點火系統三種類型。三種點火系統代表了汽車點火系統的三個發展階段,每種點火系統的改進都伴隨著汽車科技的進步及其他學科領域成果在汽車上的運用,晶體管和計算機技術的發展帶動了汽車點火系統的不斷升級和改進。下面我們主要分析各個時期汽車點火系統的特點及發展和改進。
1、傳統點火系統
觸點式的點火系統屬于早期*代點火系統,主要特點是靠凸輪驅動一個機械觸點來達到控制初級電路通斷的目的, 從而在次級回路產生高壓電。當點火開關接通時,如果斷電器觸點處于閉合狀態, 低壓電流回路被接通。其低壓電流流過的線路為:蓄電池正極—電流表A—點火開關SW—點火線圈“+”端子—附加電阻—點火線圈另一“+”端子—點火線圈初級繞組—點火線圈“-”端子—斷電器觸點K—搭鐵—蓄電池負極。當斷電器凸輪旋轉到將觸點頂開時,低壓電流回路被切斷,在初級繞組和次級繞組中都感應產生電動勢。由于次級繞組的匝數多,因此能夠產生15～25KV的高壓電。這個高壓電足以擊穿火花塞電極間隙而產生電火花,點燃可燃混合氣。初級繞組匝數少,產生感應電動勢低, 大概在200～300V,為了保護觸點,防止觸點產生電火花,燒蝕觸點,因此并聯一個電容來吸收自感電動勢保護觸點。其高壓電流流過的線路為:點火線圈次級繞組—附加電阻—點火開關SW—電流表A—蓄電池—搭鐵—火花塞旁電極—火花塞中性電極—配電器旁電極—配電器分火頭—次級繞組。
觸點式點火系統的優點主要體現在結構簡單、價格便宜、維護方便,但其自身的缺點也很明顯:
(1)觸點容易產生電火花,使觸點燒蝕,造成接觸不良。當發動機轉速升高時, 觸點閉合時間變短, 高壓電不足, 容易造成高速失火, 使發動機運行抖動、無力。
(2)觸點是機械式,存在接觸不良,凸輪磨損和金屬疲勞等故障。
(3)在觸點式點火系統中,點火提前角的控制是由離心提前和真空提前兩部分組成的, 其控制由機械裝置完成,對點火提前角不能控制。
2、電子式點火系統
伴隨著晶體管技術的發展和集成電路的產生,我們對觸點式的點火系統進行了改進,取而代之的是電子點火系統。如圖1所示。
圖1
傳統點火系統有一個致命的缺點就是斷電器觸點易燒蝕,如果我們用一個開關三極管代替觸點,通過觸發信號來控制三極管的導通與截止,達到接通和斷開初級電路的目的,從而控制高壓電的產生。我們把起開關作用的三極管叫做點火控制器或點火模塊。點火控制器的觸發信號有:磁電式、光電式、霍爾式等多種形式的信號發生器。信號發生器的信號輸送至點火控制器的控制端,用以控制電子開關的通斷。這種電子開關不存在接觸不良的故障,同時也不會在觸點兩端產生火花, 故而克服了觸點式的缺點, 但是電子點火系統對點火提前角的控制還是不夠, 主要是由點火模塊根據發動機的轉速進行自動調節, 其調節的精度決定于點火模塊的復雜程度,容易造成控制的不。
3、微機控制點火系統
隨著微型計算機的迅猛發展, 由微電腦控制的發動機已經取代了點火模塊的功能。微電腦強大快捷的計算功能和控制功能,能隨時檢測發動機的轉速、水溫、爆震信號、負荷的變化以及自動
變速箱的工作狀況,隨時根據需要改變點火提前角, 達到控制的目的。
圖2
如圖2 所示,微機控制點火系主要由各類傳感器( 如車速傳感器、曲軸位置傳感器、發動機轉速傳感器、溫度傳感器、爆燃傳感器等)/發動機控制微機(ECU)和點火執行器(即點火模塊、點火線圈、分電器及火花塞等)三部分組成。水溫傳感器、爆震傳感器、曲軸位置傳感器、曲軸轉速傳感器等各種傳感器把發動機的各種有關信息傳遞給ECU,經ECU綜合處理后,向電子點火器發出點火指令IGT,由電子點火器、高壓線圈、火花塞完成點火任務,執行機構將點火執行情況的信號IGT反饋給微機ECU。整個控制過程的實現是依靠計算機強大的分析處理數據的能力,根據發動機的不同運行工況不斷修正點火提前角,以獲得*的點火時刻,改善發動機性能,使發動機工作時其動力性和經濟性達到*、排放污染zui小。
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