发电机电子点火系统的探索111

摘要随着微电子技术、计算机技术和控制技术的迅猛发展，利用电子技术来控制发动机点火系统，提升发动机的性能、节约能源和降低废气污染已经成为发动机电子技术的发展趋势。点火系统的工作对发动机的性能有着决定性的影响，它直接影响燃烧过程的质量，从而影响发动机的动力性、经济性、排放污染以及工作稳定性。尤其现在发展到了电子点火系统，它的最大特点就在于实现了点火提前角的自动控制，可最大限度的提高发动机的性能。本文重点对发动机点火系统进行了探索。本文概述了传统发动机的点火系统，发动机点火系统的发展历程，着重介绍了发动机的电子点火系统。为更好的了解发动机的点火系统，了解点火系统对发动机性能的影响，了解各种发动机点火系统的工作原理，寻求改进点火系统的方法。此外，本文还介绍了几种常见的发动机电子点火系统，简要说明了这几种发动机点火系统的工作原理，主要电子部件以及它们的优缺点。本文还对传统发动机点火系统和现代电子点火系统进行了些比较，以更好的了解现代的电子点火系统。在此基础上，本文简单介绍了现在国内外发动机点火系统的现状，对于发动机点火系统的发展趋势和技术创新具有重要的意义。关键词：发动机；电子点火系统；发展历程；发展趋势合肥工业大学本科毕业论文说明书目录引言（绪论）.............................................................1第一章点火系统的概述.....................................................21.1点火系统的概念..................................................................................................................................21.2点火系统的发展..................................................................................................................................21.3点火系统的作用与要求................................................31.4点火系统的分类......................................................6第二章点火系统的结构原理...............................................122.1传统点火系统的组成及原理...........................................122.2电子点火系统的组成及原理...........................................122.3无触点电子点火系统.......................................................................................................................122.3.1霍尔式点火系统的结构原理.......................................142.3.2磁感应式点火系统的结构原理...........................................................................................152.4无机械提前式点火系统结构原理................................................................................................122.5无分电器式点火系统的结构原理................................................................................................122.6点火系统的总结分析.......................................................................................................................12第三章无机械提前式电子点火系统的实例分析................................173.1广州本田雅阁点火系统的组成及原理...................................173.2广州本田雅阁点过系统的控制原理.....................................183.3广州本田雅阁点火系统的使用与检修......................................................................................19结论..................................................................34参考文献................................................................35谢辞..................................................................37合肥工业大学本科毕业论文说明书1引言（绪论）随着社会的发展，汽车发动机有了很大的发展与改进，发动机的点火系统也由传统触电式发展到晶体管点火系，又发展到计算机控制的点火系，点火时间越来越精确，点火可靠性越来越高，装置越来越复杂，但其维修工作量却越来越少。发动机经生产出来后，对其性能影响最大的可控因素主要有两个：其一是空燃比，其二是点火提前角。点火系统的工作对发动机的性能有着决定性的影响，它直接影响燃烧过程的质量，从而影响发动机的动力性、经济性、排放污染以及工作稳定性。电子点火系统的最大特点就在于实现了点火提前角的自动控制，即可根据发动机的运转工况对点火提前角进行适时控制，因而可获得混合气的最佳燃烧，最大限度地提高发动机的高速性能，改善其动力性。电子点火系统的发展趋于多样化，人们对电子点火系统的研究也越来越多样化。目前国内发动机的点火系统中，电子点火系统已占有较大比例，传统点火系统已处于淘汰的状况。在电子点火系统中，原有的凸轮驱动被脉冲发生器所取代，靠磁变化（无触电）产生电流及电压脉冲，并通过该系统的电器来出发高压点火脉冲。国内电子点火系统的生产基本都是按主机厂要求采用相应的国外标准，主要来自德国VOLKSWAGEN、法国PEVGEOT及美车GM公司。80年代中期，上海大众公司开始生产桑塔纳轿车，长沙汽车电器厂引进德国BOSCH公司的霍尔无触电分电器技术，为该车配套、并率先实现了国产化，促使国内电子点火系统真正进入批量生产阶段。现阶段国产电子点火系统也日益完善：点火电子组件中由分立元件发展到厚膜混合集成再发展到目前普遍使用的IC全集成电路；点火线圈由油浸式发展为干式且多为高能线圈，整个系统向高能点火系统发展；系统中分电器、点火线圈和电子点火组件由三者分别安装发展到三者作为一体的整体式结构。研究本课题，为更好的了解发动机的点火系统，掌握发动机点火系统的发展历程和发展方向，了解点火系统对发动机性能的影响，熟悉发动机点火系统的工作原理，了解各种发动机点火系统的优缺点和适用范围，从而能更好的得到点火系统中各部件工作情况对发动机点火性能的影响情况，寻求改进点火系统的方法。合肥工业大学本科毕业论文说明书2第一章点火系统的概述1.1点火系统的概念1]发动机利用电火花点燃缸内可燃混合气，使之燃烧释放出巨大能量，推动活塞运动完成做功过程，能适时在燃烧室内产生电火花的装置，称为点火系统。1.2点火系统的发展]自汽车研制出来，发动机的发展就伴随着汽车的发展在快速的进行着，尤其是发动机的点火系统，点火系统的工作对发动机的性能有着决定性的影响。发动机经生产出来后，对其性能影响最大的可控因素主要有两个：其一是空燃比，其二是点火提前角。点火系统的工作对发动机的性能有着决定性的影响，它直接影响燃烧过程的质量，从而影响发动机的动力性、经济性、排放污染以及工作稳定性。电子点火系统的最大特点就在于实现了点火提前角的自动控制，即可根据发动机的运转工况对点火提前角进行适时控制，因而可获得混合气的最佳燃烧，最大限度地提高发动机的高速性能，改善其动力性。汽车电子控制装置的开发是从发动机控制开始的，而且是从控制点火时刻开始的。汽车发动机点火系统，前后经历了磁电机点火系——传统触点点火系——半导体辅助点火系——普通电子式点火系——微机控制式点火系的发展过程。伴随着科技的飞速发展，发动机点火系统还将朝着电子化、智能化方向发展，点火器件将向小型化、轻型化、集成化与低成本化发展。1.3点火系统的组成与作用点火系统的基本构造由一组蓄电池、点火开关、高压线圈、分电器及火花塞组成。其中蓄电池、点火开关、点火线圈初级线圈、分电器断电器等结构成普通点火系的低压电路。其工作顺序为电流通过蓄电池正极→起动点火开关→点火线圈初级线圈→分电器断电器活动触点→分电器断电器固定触点→搭铁→蓄电池负极而构成回路。高压合肥工业大学本科毕业论文说明书3电路由点火线圈的次级线圈、分电器配电器及火花塞构成。其工作顺序为电流点火线圈次级线圈→分电器配电器分火头→分电器配电器旁电极→火花塞中心电极→火花塞旁电极→搭铁→点火线圈而构成回路[1]。图1-1点火模块结构原理图1.2点火系统的工作原理[1]当气缸压缩行程终了时，火花塞两电极间产生高压电火花，点燃可燃混合气，使汽油机工作。1.电火花的形成在常态下，任何气体中都有少量分子游离成正离子和电子，电子可能独立存在，也有可能结合于中性分子而形成负离子。当两电极加有电压时，正负离子或电子便在电场力的作用下，分别向两极运动，其中正离子向负极运动，负离子和电子则向正极运动，形成电流。离子和电子在运动中会撞击中性分子。当电压较低时，因电子运动速度较慢，动能较小，不能将中性分子击破。气体中只有原先存在的少量的离子和电合肥工业大学本科毕业论文说明书4子导电，所以电流非常微小，不能在电极间形成电火花。随着电极两端所加电压的增高，离子和电子向两极运动的速度增快，动能增大。当所加电压足够高时，电子便能将中性分子击破，使中性分子分离出正离子和负离子。这些新产生的离子和电子，在电场力作用下，也以高速向两极运动，并且又击破其他中性分子。如此连续反应，使电极间隙中形成的离子和电子数目骤然增多。因而电流强度也急剧增大，两极间的气体因大量的离子和电子的激烈运动及碰撞而发热、发光，并因气体受热而产生突然膨胀，发出响声，这就观察到电火花的产生。图1-2电火花的形成综上所述，点火花产生的过程主要依赖于离子和电子的动能能否达到一定程度，而这一切又取决于两电极间电压的高低。因此两电极间产生电火花所需要的电压，由以下条件来决定。（1）电极间隙电极间隙越大，气体中离子和电子距电极的距离增大，受电场力作用减小，运动速度降低，动能变小，不易将中性分子击破，故若要产生电火花，需要较高的电压。（2）气体密度气体密度增大，分子间距离缩短，离子与一个分子碰撞后，很快又与第二个分子相碰，因而被电场力加速的时间缩短，运动速度降低，动能减小，所以必须有较高的电压才能跳过相同的间隙。因此气体密度增大，产生电火花所需电压增高。（3）电极温度温度越高，气体受热膨胀越大，包围在电极周围的气体密度则越小，提高了跳火性能，故只需较低电压就能产生电火花。以上三个因素，对不同的发动机及不同工况是不一样的，故所需电压也不同。一合肥工业大学本科