汽车电子点火器课程设计报告书

课程设计说明书

题 目 汽车电器与电子设备课程设计

专 业 姓 名 学 号 指导教师

完成日期 2011年7月6日

课程设计任务书

1.设计题目 28V初级电流0.7A点火器B型的设计

2.完成项目：

1. 点火器有关资料调研、阅读； 2. 点火器的电路原理图分析、设计；

3. 点火器电路的耗散功率的计算、

各元件的选择； 4. 电子调压器(点火器)检测电路的设计；

5. 课程设计说明书的撰写、设计图与检

测电路图的绘制

指导教师评语： 成绩： 指导教师签名： 年 月 日

一、设计课题：28V初级电流0.7A点火器B型的设计 二、摘要 三、汽车电子点火器的的发展趋势，电子点火器的作用 1、电子点火器的概述 点火器是发动机控制系统的执行器，其作用是根据微机发出的指令信号，通过内部大功率三极管的导通与截止来控制点火线圈初级绕组电路的通断，使点火线圈产生高压电。能够实现对自动点火,火焰指示,熄火报警,信号传送工作自动.点火模块具有体积小,重量轻,点火强,反应灵敏等特点,可广泛用于各种工业对气体或液体所产生的火焰进行监测,熄火保护。 各型发动机点火器的内部结构各不相同，有的发动机并不配置点火器，大功率三极管直接设在电子控制器ECU内部；有的点火器只有一只达林顿三极管，仅起开关作用，其它电子控制元件则与电子控制器制成一体；有的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。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。 2、电子点火器的作用 电子点火器的基本功能是在输入的点火信号触发下工作，几时通断点火线圈的触及电流，使点火线圈次级适时地产生高压。为进一步提高点火系统点火性能及工作的安全可靠性，一些点火系统的电子点火器增加了闭合角可控功能电路、初级回路电阻控制电路、停车断电保护电路、过压断电保护电路、低速推迟点火功能电路等。 3、电子点火器的发展趋势 第一代点火是早期的有触点点火，俗称的白金点火，这种机械式点火方式存在不能适应高转速，触点因为电流烧灼需要经常调试的缺点。 第二代点火是磁电机电容放电无触点点火，简称CDI点火，也是现在国内摩托车最常用的点火器。它取代了容易烧灼需要经常维护的白金，稳定性能大大的加强，电容放电点火分为磁电机线圈供电的交流CDI和蓄电池供电的直流CDI。点火器内部的储能电容被磁电机线圈电压或者升压后的蓄电池电压充电，在可控硅控制极被触发电源导通的瞬间放电，从而在高压包次级中感应出上万伏的电压，电容放电点火的升压时间极快，只需要2微秒左右。电容点火的火花燃烧持续时间短，一般都在50微秒到100微秒之间，也就是0.00005秒到0.0001秒。因为火花持续时间短，所以无法适应现代发动机稀混合气的长火花持续时间的要求。 第三代点火是晶体管电感放电点火，简称PEI点火，蓄电池的12伏电压直接对高压包初级线圈进行充电，点火器通过切断初级电源使高压包次级感应出上万伏的高压电。电感点火的火花燃烧持续时间一般在800毫秒到2000毫秒之间。铃木GS125车就是使用这样的电感点火。 第四代点火是数字化点火器，简称TCI点火器。前面所说的CDI和PEI点火器的点火时间是受到触发电压控制的，触发电压是飞轮上的触发凸台转过触发器凸头时改变了触发线圈内的磁通量变化而产生的感生电压。也可以说触发凸台的角度直接决定了点火器的最大提前角和初始提前角。普通点火器的进角曲线，俗称的三段式进角，随着发动机转速的升高进角度数在4000转达到最大后再无变化。这种高转速时的固定进角不能很好的适应发动机对点火角度的要求，数字点火器的点火角度是预先存储在点火器内部的，触发电压给点火器提供发动机的转速信号，这样点火器就能根据内部程序在不同的转速情况下控制不同的点火角度，使发动机性能得到提高。这种点火器因为车型不同，内部预先设置的点火角度也不同，所以用非原车的点火器代换后对发动机性能影响比较大。目前也有可自由擦写编程的点火器，如天龙智点出品的可自由修改点火曲线的点火器，通过改变每个转速区域的点火角度来使点火器更好的适应不同的发动机和不同的驾驶习惯。数字点火器依靠触发电压的脉冲时间来确定曲轴的转角，但发动机所处的冲程位置不同，触发脉冲的时间长短也不同。所以飞轮上的触发凸台越多控制的点火时间也越精确。多凸台的控制精度远远高于单凸台。本田CBF150战鹰使用的是2个凸台，五羊佳御使用的是9个凸台，豪爵天鹰使用23个凸台。 第五代点火是蓄电池电源的微电脑点火系统ECU电脑点火器，在飞亚电喷中就使用这样的点火器。我们知道点火角度会受到发动机工作时很多方面的影响，混合气浓度，发动机温度，环境温度，这些变化都要求发动机有适合的点火角度去最大限度的发挥发动机的性能。数字点火器只能适应单一的工况点火，不能根据各种情况的改变来随时修改最佳点火角度。控制点火时间的ECU根据输入的曲轴位置传感器（CPK）节气门位置传感器（TP）进气温度传感器（IAT）水温传感器（ECT），氧传感器等信号来确立最佳点火角。 第六代点火在前面的ECU点火的基础上增加了负荷控制，使用了进气道绝对压力传感器（MAP），也称为进气道负压传感器来感知发动机的负荷，从而更好的控制点火时间。我们知道发动机在5000转档位在2档时和发动机在5档时，所受的负荷绝对不一样，需要的点火最佳角度也不一样，MAP传感器能把发动机负荷反馈给ECU，从而选择出预先存储在里面的不同负荷时所对应的点火角度。五羊佳御的电喷车上就使用了进气道负压传感器。 第七代点火增加了爆震（爆燃）传感器，来对点火时间实行闭环控制。ECU控制的点火虽然是台架试验所采集的海量数据汇集起来的，但发动机本身的制造精度，磨损状况的改变也会要求有不同的最佳点火角度，ECU中所存储的数据无法去适应这些改变，当点火提前角过大发动机发生爆震时爆震传感器的信号输入ECU，从而控制点火角度在爆震临界。因为发动机爆震率在1%—5%的轻微爆震时，动力性和经济性接近最佳，而且对发动机的使用寿命没有明显影响。点火闭环控制和电喷的利用氧传感器进行喷油闭环控制的道理是基本相同的，靠反馈信号来修改数据。