汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的組成和工作原理

點(diǎn)火器的作用是根據(jù)信號(hào)發(fā)生器輸入的點(diǎn)火信號(hào)接通或斷開點(diǎn)火系統(tǒng)的初級(jí)電路，使點(diǎn)火線圈的次級(jí)繞組產(chǎn)生點(diǎn)火高壓。

目前汽車上使用的點(diǎn)火器內(nèi)部電路多種多樣，但基本功能大致相同，其電路也由相應(yīng)的功能電路組成，如圖5-31所示。

集成電路廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車點(diǎn)火器，內(nèi)部電路非常復(fù)雜。一旦損壞，只能更換。

下面僅通過磁感應(yīng)信號(hào)發(fā)生器和簡化的點(diǎn)火器電路來描述汽車點(diǎn)火器的工作原理。其簡化電路如圖5-32所示。

關(guān)機(jī)保護(hù)狀態(tài)

如圖5-33所示，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)剛剛接通，發(fā)動(dòng)機(jī)沒有啟動(dòng)時(shí)，信號(hào)發(fā)生器沒有信號(hào)電壓，電池電壓被R1和R2分壓作用于P點(diǎn)，P點(diǎn)又通過信號(hào)線圈作用于三極管的基極。該電壓低于三極管的導(dǎo)通電壓，三極管處于關(guān)斷狀態(tài)，切斷點(diǎn)火系統(tǒng)的初級(jí)電路。

初級(jí)電路導(dǎo)通狀態(tài)

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，信號(hào)發(fā)生器不斷發(fā)出交流電壓信號(hào)。當(dāng)信號(hào)電壓方向如圖5-34所示時(shí)，信號(hào)電壓與P點(diǎn)電壓疊加，使Q點(diǎn)電壓上升。當(dāng)Q點(diǎn)的電壓超過三極管的導(dǎo)通電壓時(shí)，三極管從關(guān)斷狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)，初級(jí)電路導(dǎo)通，流經(jīng)點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組的電流通過三極管接地。

初級(jí)電路關(guān)閉狀態(tài)

當(dāng)信號(hào)電壓在圖5-35所示的方向時(shí)，信號(hào)電壓和P點(diǎn)電壓的疊加使Q點(diǎn)電壓下降。當(dāng)Q點(diǎn)電壓降至晶體管截止電壓時(shí)，晶體管由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)，切斷初級(jí)電路，在點(diǎn)火線圈次級(jí)繞組中感應(yīng)出高壓電動(dòng)勢。

恒流控制為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下都能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高能點(diǎn)火，現(xiàn)代汽車廣泛采用高能點(diǎn)火線圈，初級(jí)繞組電阻值較小，一般為0.5 ~ 0.8 ω。使用該點(diǎn)火線圈后，初級(jí)繞組的電流值較大。發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，點(diǎn)火線圈長時(shí)間通過大電流，不僅浪費(fèi)電能，更重要的是會(huì)使點(diǎn)火線圈和電子元器件過熱，燒壞。因此，點(diǎn)火器中有一個(gè)點(diǎn)火線圈限流控制保護(hù)電路，其目的是將一次電流限制在一定值并保持恒定，即恒流控制電路。

點(diǎn)火器恒流控制原理如下:如圖5-36所示，VT為點(diǎn)火器最后一根大功率管，Rs為采樣電阻，IC為點(diǎn)火集成塊。當(dāng)采樣電阻值不變時(shí)，采樣電阻兩端的電壓值與流經(jīng)點(diǎn)火線圈的初級(jí)電流成正比。工作時(shí)，采樣電阻的壓降值反饋給點(diǎn)火集成塊中的限流控制電路，使限流控制電路工作，從而保持流經(jīng)點(diǎn)火線圈的一次電流恒定。

具體工作過程如下:大功率晶體管飽和導(dǎo)通時(shí)，如果一次電流小于限流值，一次電流逐漸增大；當(dāng)一次電流大于限流值時(shí)，Rs的反饋電壓增大放大器F的輸出端電壓，使VT1更導(dǎo)通，集電極電位下降，VT向截止區(qū)偏移，一次電流下降。當(dāng)一次電流略低于限流值時(shí)，Rs的反饋電壓使放大器F的輸出電壓下降，使VT1截止，集電極電位上升，VT導(dǎo)通，一次電流上升。

合閘角控制合閘角是火控器末級(jí)大功率開關(guān)管導(dǎo)通期間分電器軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，也稱導(dǎo)通角。圖5-37顯示了當(dāng)點(diǎn)火器配備或不配備閉合角控制電路時(shí)的初級(jí)電流波形。

閉合角控制電路可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化自動(dòng)控制初級(jí)電路的接通時(shí)間。發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，減小關(guān)閉角度，防止一次電流過大；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)閉角度增大，以保證一定的一次電流和高速可靠點(diǎn)火。不同速度下的關(guān)閉角度見下表。

各種轉(zhuǎn)速下的閉合角