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思考题—第4章1、发动机点火系统的基本要求有哪些？1能产生足以击穿火花塞间隙的电压2火花应具有足够大的能量3点火时刻应适应发动况的工作情况2、点火系统的类型和特点有哪些？传统点火系统的基本工作原理与触点并联的电容器的作用是减小触点烧蚀，延长触点寿命，并提高了次级电比。当触点打开时，初级绕组中产生的自感电动势向电容器迅速充电。开始充电时，电容器两端电压为零，随着充电电压的不断提高，触点间隙逐渐增大，在触点间已不易形成电火花。同时触点打开后，初级绕组和电容器形成一个衰减振荡回路，使初级电流迅速切断，加速磁场消失，有利于次级电压的提高。其工作过程可分为三个阶段⑴触点闭合，初级电流增长⑵触点分开，次级绕组中产生高压电⑶火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气无触点点火系统基本工作原理为：转动分电器使点火信号发生器产生脉冲电压信号，此脉冲电压信号经电子点火器大功率晶体三极管前置电路的放大、整形等处理后，控制串联于点火线圈初级回路的大功率晶体三极管的导通和截止。大功率晶体三极管导通时，点火线圈初级绕组通路，点火系统储能；当输入电子点火器的点火信号脉冲使大功率晶体三极管截止时，点火线圈初级绕组断路，次级绕组使产生高压电。磁感应式电子点火系统磁感应式电子点火系统主要由磁感应式信号发生器和点火系、分电器、点火线圈、火花塞等组成。1、磁感应信号发生器磁感应信号发生器的作用是产生与发动机曲轴位置相应的磁感应电压脉冲信号，并输入点火点火系统类型应用传统点火系统早期化油器发动机磁感应式化油器发动机霍尔式化油器发动机光电式化油器发动机无触点半导体点火系统电磁震荡式化油器发动机有分电器点火系统电喷发动机电感储能式微机控制点火系统无分电器点火系统电喷发动机蓄电池点火系统容放电式（CDI）摩托车发动机和赛车高速发动机磁电机点火系统无蓄电池的小型发动机器作为点火控制信号。磁感应信号发生器的结构和工作原理如图。当信号转子转动时，转子与磁扼之间的空气隙发生变化。转子凸齿靠近磁扼时，空气隙减小，磁路的磁阻减小，磁通量增大；转子凸齿离开磁扼时，空气隙增大，磁路的磁阻增大，磁通量减小。磁通量的交替变化使感应线圈产生交变的感应电动势，输入点火器。2、点火器点火器的作用是根据信号发生器的磁感应电压脉冲信号控制点火线圈初级绕组的接通和关断。霍尔效应式电子点火系统霍尔效应式点火信号发生器比磁感应式点火信号发生器的性能稳定，耐久性好（寿命长），可靠性高，点火正时精度高，且不受温度、湿度、灰尘、油污的影响，更为重要的是输出信号电压不受转速的影响，使发动机低速点火性能良好，容易起动，工作频率范围大（频率为100千赫兹以上），因而其应用日益广泛，是一种新型的电子点火系统。微机控制点火系统微机点火系统采用微机控制点火提前角和闭合角。计算机点火系统主要由各种传感器、电控单元、分电器、点火线圈等组成1、传感器传感器的作用是检测发动机运行工况。主要传感器有：发动机转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气流量计(或进气压力传感器)、冷却液温度传感器、进气温度传感器、爆燃传感器、气门位置传感器等。2、电控单元电控单元，又称ECU或电脑，其作用是根据发动机各传感器输入的信息及内存的控制程序，控制点火线圈的闭合时间和断开时刻，实现闭合角和点火提前角的控制。3、点火器点火器的作用是根据电控单元输出信号，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控制初级电流的通断。有些点火器只有大功率三极管，单纯起开关作用；有些点火器除开关作用外．还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。大功率三极管设置在电控单元内部时，点火系统中无点火器。⑴闭合角控制在微机控制点火系统中，电控单元根据闭合角三维脉谱图控制闭合角。制造厂通过大量实验，确定发动机不同转速和蓄电池电压的最佳闭合角，取得闭合角三维脉谱图，如图所示，并存储在电控单元的存储器内。发动机工作时,电控单元根据发动机转速传感器输入的转速信号和蓄电池电压即可查得所对应的闭合角，控制点火线圈初级绕组的接通时间。⑵点火提前角控制电控单元根据基本点火提前角三维脉谱图控制基本点火提前角。通过大量实验，确定发动机不同转速和负荷的最佳点火提前角，取得基本点火提前角三维脉谱图如图所示，并存储在电控单元的存储器内。发动机工作时，电控单元根据发动机转速传感器输入的转速信号和发动机负荷信号(空气流量计或进气压力传感器检测信号)，即可查得所对应的基本点火提前角。再根据冷却液温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器等输入信号对基本点火提前角进行修正。再加上固定的初始点火提前角(由曲轴位置传感器的安装位置决定)得到实际的点火提前角，即点火提前角＝初始点火提前角＋基本点火提前角＋修正点火提前角根据曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器提供的基准信号，控制点火线圈初级绕组的关断，实现点火提前角控制。⑶爆燃控制实验表明，当点火提前角接近发动机爆燃极限时，发动机的动力件和经济性最佳。为尽可能的增大点火提前角，同时又避免由于点火提前角的增大使发动机产生爆燃，采用爆燃传感器作为点火提前角控制的反馈信号，进行点火提前角的闭环控制。3、何为击穿电压、点火提前角、最佳点火提前角、霍尔（电压）效应、闭合角、火花塞的“自净温度”？火花塞电极之间产生电火花所需的最低电压称为击穿电压。点火提前角是指从火花塞电极间跳火开始，到活塞运行至上止点为止的一段时间内曲轴转过的角度，以θ表示。通常把发动机发出功率最大和油耗最小时的点火提前角称为最佳点火提前角。霍尔电压效应原理当电流I通过放在磁场中的半导体基片（即霍尔元件），且电流方向（X方向）与磁场的方向（Z方向）垂直时，在垂直于电流与磁通的半导体基片的横向（Y方向）侧面，即产生一个与电流和磁感应强度成正比的电压，称霍尔电压。当电流I为定值时，霍尔电压则与磁感应强度B成正比，利用这一效应，即可制成霍尔发生器，可以准确地控制发动机点火时间。式中，RH——霍尔系数；d——半导体基片厚度；I——电流；B——磁感应强度。在传统点火系统中，闭合角是指断电器闭合期间分电器凸轮轴转过的角度。在电子点火系统中，闭合角是指点火器大功率输出级三极管饱和导通期间分电器凸轮轴转过的角度，又称为导通角。要使火花塞能正常工作，其绝缘体裙部的温度应保持在500℃—750℃，使落在绝缘体上的油滴立即烧掉，不致形成积炭，该温度为火花塞的“自净温度”。4、传统点火系统的组成部分有哪些及其各部分的功能是什么？传统点火系统的组成如图所示。UH＝IBdRH它主要由蓄电池、点火开关、点火线路、分电器和火花塞等组成。蓄电池供给点火系统所需电能；点火开关接通或断开点火系统电源；点火线圈储存点火能量，并将蓄电池电压转变为点火高压；分电器由断电器、配电器和点火提前机构等部分组成。（1）断电器的作用是接通或切断点火线圈初级电路；（2）配电器的作用是将点火线路产生的点火高压，按照发功机的工作顺序输送至各缸火花塞；（3）点火提前机构的作用是随发动机转速、负荷和汽油辛烷值变化调节点火提前角。火花塞将点火高压引入气缸燃烧室,并在电极间产生电火花，点燃可燃混合气。5、简述传统点火系统的工作原理。并说明低压电路和高压电路电流的通路？当点火开关接通、发动机运转时，分电器轴和断电器凸轮在发动机凸轮轴的驱动下旋转，使断电器触点交替地闭合和打开。1、在触点闭合时，点火线圈的初级绕组形成闭合回路，产生初级电流，初级电流所流过的电路称为低压电路。低压电路的路径是：蓄电池正极一电流表一点火开关一点火线圈“＋开关”接线柱—附加电阻—点火线路初级绕组—点火线圈“－”接线柱—断电器触点一搭铁一蓄电池负极。初级电流在初级绕组中逐渐增大至某一值并建立较强的磁场。2、当触点打开时初级电路被切断，初级电流及磁场迅速消失，由电磁感应定律可知，在两个绕组中都感应出电动势。由于初级电流迅速消失，变化率很大，在初级绕组中，可感应出200v—300v的自感电动势。由变压器原理可知，由于次级绕组的匝数较多，因而在次级绕组内就能感应出15kv—20kv的互感电动势U2，称为次级点火高压。3、点火高压通过高压线输送给火花塞。击穿火花塞的电极间隙产生火花，点燃混合气。从点火线圈到火花塞的电路被称为高压电路。高压电路的路径是：次级绕组—附加电阻—“＋开关”接线柱—点火开关—电流表一蓄电池一搭铁—火花塞侧电极—中心电极—配电器(旁电极、分火头)—次级绕组。与触点并联的电容器的作用是减小触点烧蚀，延长触点寿命，并提高了次级电比。当触点打开时，初级绕组中产生的自感电动势向电容器迅速充电。开始充电时，电容器两端电压为零，随着充电电压的不断提高，触点间隙逐渐增大，在触点间已不易形成电火花。同时触点打开后，初级绕组和电容器形成一个衰减振荡回路，使初级电流迅速切断，加速磁场消失，有利于次级电压的提高。其工作过程可分为三个阶段⑴触点闭合，初级电流增长⑵触点分开，次级绕组中产生高压电⑶火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合7、简要分析磁感应式、霍尔效应式无触点点火系统的组成和工作原理？无触点电子点火系统的组成主要由点火信号发生器、点火器、点火线圈、分电器和火花塞等组成。与传统点火系统相比，无触点电子点火系统采用点火信号发生器和点火器取代白金触点控制点火线圈初级电流的接通和关断。基本工作原理为：转动分电器使点火信号发生器产生脉冲电压信号，此脉冲电压信号经电子点火器大功率晶体三极管前置电路的放大、整形等处理后，控制串联于点火线圈初级回路的大功率晶体三极管的导通和截止。大功率晶体三极管导通时，点火线圈初级绕组通路，点火系统储能；当输入电子点火器的点火信号脉冲使大功率晶体三极管截止时，点火线圈初级绕组断路，次级绕组使产生高压电。磁感应式电子点火系统主要由磁感应式信号发生器和点火系、分电器、点火线圈、火花塞等组成。1、磁感应信号发生器磁感应信号发生器的作用是产生与发动机曲轴位置相应的磁感应电压脉冲信号，并输入点火器作为点火控制信号。磁感应信号发生器的结构和工作原理如图当信号转子转动时，转子与磁扼之间的空气隙发生变化。转子凸齿靠近磁扼时，空气隙减小，磁路的磁阻减小，磁通量增大；转子凸齿离开磁扼时，空气隙增大，磁路的磁阻增大，磁通量减小。磁通量的交替变化使感应线圈产生交变的感应电动势，输入点火器。2、点火器点火器的作用是根据信号发生器的磁感应电压脉冲信号控制点火线圈初级绕组的接通和关断。当接通点火外关S时，蓄电池经电阻R4向三极管VTl提供基极电流使VTl导通，此时VTl集电极电位(G点)降低，使三极管VT2、VT3截止。此时只要分电器轴不转动、点火线圈初级绕组中也无电流通过。当起动发动机时，信号转子随分电器轴转动，分电器中的点火信号发生器便有磁感应电压脉冲信号产生。当传感线圈输出负信号电压时，电流便经VS5、R2、VD2形成回路，VS5导通时，使VT1的发射结反向偏置而截止。VT1集电极电位升高，使VT2、VT3导通，于是点火线圈初级绕组W1便有电流通过。当传感线圈输出正信号电压时、正信号电压经R1、VD1、R2加到VTl的基极，使VTl导通，VTl集电极电位迅速下降至0V，VT2、VT3迅速截止，点火线因初级电流被切断，次级绕组W2中感应出次级电压经分电器分配给各缸火花塞。霍尔效应式电子点火系统霍尔效应式电子点火系统由内装霍尔信号发生器的分电器、点火器、点火线圈和火花塞等组成。霍尔电压效应原理当电流I通过放在磁场中的半导体基片（即霍尔元件），且电流方向（X方向）与磁场的方向（Z方向）垂直时，在垂直于电流与磁通的半导体基片的横向（Y方向）侧面，即产生一个与电流和磁感应强度成正比的电压，称霍尔电压。当电流I为定值时，霍尔电压则与磁感应强度B成正比，利用这一效应，即可制成霍尔发生器，可以准确地控制发动机点火时间。2、霍尔信号发生器霍尔信号发生器是根据霍尔效应原理制成的，它装在分电器内。霍尔信号发生器由触发叶轮和信号触发开关组成。触发叶轮套装在分电器轴的上部。它可以随着分电器轴一起转动，又能相对于分电器轴作少量转动，以保证离心调节装置正常工作。触发叶轮的叶片数与气缸数相等，