电子点火系统的种类及组成

5.5.1 磁脉冲式点火信号发生器

磁脉冲式点火信号发生器(图5-22)是依靠电磁感应原理制成的。它一般安装在分电器的内部，由信号转子和感应器两部分组成。信号转子由分电器轴驱动，其转速与分电器轴相同;感应器固定在分电器底板上，由永久磁铁、铁芯和绕在铁芯上的传感线圈组成。信号转子的外缘有凸齿，凸齿数与发动机的汽缸数相等。永久磁铁的磁场线从永久磁铁的N极出发，经空气隙穿过转子的凸齿，再经空气隙、传感线圈的铁芯回到永久磁铁的S极，形成闭合磁路。当发动机不工作时，信号转子不动，通过传感线圈的磁通量不变，不会产生感应电动势，传感线圈两引线输出的电压信号为零。

图5-22 磁脉冲式点火信号发生器

(a)结构图;(b)工作原理图

1—底板;2—活动底板;3—传感线圈;4—铁芯;5—永久磁铁;6—信号转子

转子旋转，穿过铁芯中的磁通逐渐变化。转子的凸齿每在铁芯旁边转过一次，线圈中就产生一个一正一负的脉冲信号，如图5-23所示。如此发动机工作时转子不断地旋转，转子的凸齿交替地在线圈铁芯的旁边扫过，使线圈铁芯中的磁通不断地发生变化，在传感器的线圈中感应出大小和方向不断变化的感应电动势。传感器则不断地将这种脉冲型电压信号输入点火控制器，作为发动机工作时的点火信号。转速升高时，传感线圈中磁通量的变化速率增大，因而感应电动势成正比例增加。可见，磁脉冲式点火信号发生器输出的交变信号受发动机转速的影响很大。转速越高，信号越强，对点火控制器电路的触发越可靠，但可能造成电路中有关元件的损坏。因此，电路中需增设稳压管等元件来限压。但是，转速过低时，磁脉冲式点火信号发生器输出的交变信号过弱，造成对点火控制器电路的触发不可靠，容易引起发动机启动困难、怠速转速不能调低等问题。所以设计上应保证发动机以最低转速运转时，点火信号发生器输出的信号足够强。一般情况下，转速变化时，磁脉冲式点火信号发生器输出的信号电压的变化范围可达0.5～100V。这一信号除用于点火控制外，还可用做转速等其他传感信号。磁脉冲式点火信号发生器结构简单，成本较低，因而应用最为广泛。

图5-23 不同转速时传感器线圈内磁通及磁感应电动势的变化情况

(a)低速;(b)高速

5.5.2 霍尔效应式点火信号发生器(霍尔传感器)

霍尔效应式点火信号发生器安装在分电器内，由霍尔触发器、永久磁铁和由分电器轴驱动的带缺口的转子组成，如图5-24所示。

图5-24 霍尔效应式点火信号发生器

(a)转子叶片处于永久磁铁和霍尔触发器之间;(b)转子缺口处于永久磁铁和霍尔触发器之间

1—永久磁铁;2—带缺口的转子;3—霍尔触发器

如图5-25所示，霍尔触发器(也称霍尔元件)是一个带集成电路的半导体基片。当直流电压作用于触发器的两端时，便有电流I在其中通过，如果在垂直于电流的方向还有外加磁场的作用，则在垂直于电流和磁场的方向上产生电压UH，该电压称为霍尔电压，这种现象称为霍尔效应。

霍尔效应式点火信号发生器是利用霍尔元件的霍尔效应工作的，即利用只有在直流电压和磁场同时作用于霍尔触发器时，才能在触发器中产生电压信号的特性制成传感器，在发动机工作时产生点火信号。霍尔发生器的工作原理:当转子叶片进入永久磁铁与霍尔触发器之间时，永久磁铁的磁场线被转子叶片旁路，不能作用到霍尔触发器上，通过霍尔元件的磁感应强度近似为零，霍尔元件不产生电压;随着信号转子的转动，当转子的缺口部分进入永久磁铁与霍尔触发器之间时，磁场线穿过缺口作用于霍尔触发器上，通过霍尔元件的磁感应强度增高，在外加电压和磁场的共同作用下，霍尔元件的输出端便有霍尔电压输出。发动机工作时，转子不断旋转，转子的缺口交替地在永久磁铁与霍尔触发器之间穿过，使霍尔触发器中产生变化的电压信号，并经内部的集成电路整形为规则的方波信号，输入点火控制电路，控制点火系统工作。

图5-25 霍尔发生器的工作原理图

1—永久磁铁;2—外围电路;3—霍尔电压;4—霍尔触发器;5—接触器;6—磁场线;7—剩余电子

霍尔效应式点火信号发生器比磁脉冲式点火信号发生器的性能稳定、耐久性好、寿命长、点火精度高，且不受温度、灰尘、油污等影响，特别是输出的电压信号不受发动机转速的影响，使发动机低速点火性能良好，容易启动，因而其应用日益广泛。

5.5.3 光电效应式点火信号发生器

光电效应式点火信号发生器是利用光电效应原理，以红外线或可见光光束进行触发的，主要由遮光盘(信号转子)、遮光盘轴、光源、光接收器(光敏元件)等组成，如图5-26所示。

光源可用白炽灯，也可用发光二极管。由于发光二极管比白炽灯耐振动、耐高温，能在150℃的环境温度下持续工作，而且工作寿命很长，所以现在绝大多数采用发光二极管作光源。发光二极管发出的红外线光束一般还要用一只近似半球形的透镜聚焦，以便缩小光束宽度，增大光束强度，有利于光接收器接收和提高点火信号发生器的工作可靠性。光接收器可以是光敏二极管，也可以是光敏三极管。光接收器与光源相对，并相隔一定的距离，以便使光源发出的红外线光束聚焦后照射到光接收器上。

遮光盘一般用金属或塑料制成，安装在分电器轴上，位于分火头下面。遮光盘的外缘介于光源与光接收器之间，遮光盘的外缘上开有缺口，缺口数等于发动机汽缸数。缺口处允许红外线光束通过，其余实体部分则能挡住光束。当遮光盘随分电器轴转动时，光源发出的射向光接收器的光束被遮光盘交替挡住，因而光接收器(光敏二极管或光敏三极管)交替导通与截止，形成电脉冲信号。该电信号引入点火控制器即可控制初级电流的通断，从而控制点火系统的工作。遮光盘每转一圈，光接收器输出的电信号的个数等于发动机汽缸数，正好供每缸各点火一次。

图5-26 光电效应式点火信号发生器

1—遮光盘;2—遮光盘轴;3—光源;4—光接收器

5.5.4 电子点火系统的组成

1.点火控制器

点火控制器取代了传统点火系统中断电器的触点，将点火信号发生器输出的点火信号整形、放大，转变为点火控制信号，控制点火线圈初级绕组中电流的通、断，以便在次级线圈的绕组中产生高压电，供火花塞点火。点火控制器的基本电路包括整形电路、开关信号放大电路、功率输出电路等。

图5-27 霍尔式分电器

2.分电器

电子点火系统的分电器与传统点火系统的分电器不同，主要区别在于电子点火系统取消了断电器(触点和凸轮)和电容器，增加了点火信号发生器(信号转子和传感部分)。有些点火控制器能够随着发动机转速变化自动调节点火提前角，所以这些分电器去掉了离心提前调节机构，只保留真空提前调节机构，配电器的结构则无变化。电子点火系统中所用的霍尔分电器的结构如图5-27所示。

3.点火线圈

电子点火系统所采用的点火线圈是用点火控制器控制其初级电路通断的，所以其初级电流可以增大，点火线圈的电感和电阻一般较小。因此，一般情况下，不能和传统点火系统点火线圈互换。电子点火系统多采用闭磁路点火线圈。

4.火花塞

由于普通电子点火系统的点火能量提高，火花塞电极间隙比传统点火系统的火花塞电极间隙增大，一般为0.8～1.0mm;为了适应稀薄混合气燃烧，有的甚至达到1.0～1.2mm，并且各种车型差异也较大，在检查、调整、维修时，应严格根据原车说明书进行。

5.高压线

为了减轻无线电干扰，电子点火系统采用的高压线为有一定电阻的高压阻尼线，阻值一般在几千欧至几十千欧不等;火花塞插头和分火头也都有一定的电阻，一般为几千欧。