汽車點火系統系列實驗箱設計與實現

張永新

(北京信息職業技術學院,北京 100070)

一.課題綜述

1 課題背景

現在中檔車以上均采用無分電器的獨立點火系統，讓學習汽車電子專業的學生掌握其原理，并會排除故障就顯得尤為重要了。為此我準備設計專門的汽車點火系統實驗箱。經過我調研走訪現在生產汽車示教設備的廠家絕大多數均把汽車點火系統和其它汽車電器設備做在一起，包括我院汽車實訓基地購進的帕薩特、奇瑞、別克、藍鳥等車型整車電路示教板也是這樣，使學生對點火系統的組成不能一目了然，由于這些車型技術較新，根本就沒有傳統點火系統元件，使學生無法根據實物學到傳統點火系統的組成和工作原理，更不能了解對其故障的排除方法。為了解決學生全面學習汽車點火系統的困難，準備把汽車的點火系統單獨分離出來，設計專門的汽車點火系統系列實驗箱。

2 課題目標及研究思路

我主要研制的點火系統系列實驗箱包括：一臺有觸點式電子點火系統實驗箱、一臺無觸點式電子點火系統（霍爾效應式）實驗箱、一臺微機控制獨立點火系統雙火花線圈獨立點火系統（DFS）實驗箱。

我的研究思路是：

（1）.觸點式電子點火系統

點火信號仍由分電器的凸輪和斷電器的觸點所產生，但通過觸點的電流僅作為點火器的控制信號，其值很小。而通向初級線圈的電流則是在三極管通過。

（2）.無觸點式電子點火系統

稱為全晶體管點火系統，利用各種無觸點點火信號發生器代替斷電器的白金觸點所產生的點火信號，控制點火器的工作。是目前使用最廣泛的電子點火系統。而它所使用的無觸點式點火信號發生器根據原理而分為：磁感應式（磁脈沖式），霍爾效應式，光電式以及電磁振蕩式。

（3）. 微機控制獨立點火系統

獨立點火系統是一種無分電器點火系統（DIS），利用電子方法完成分電器的功能，即用電子的方式分配電火花。利用計算機，點火模塊和位置傳感器的結合來控制點火正時和提前。計算機采集和處理數據為不同條件下確定理想的點火提前角，曲軸和凸輪位置傳感器的信號控制點火線圈初級電路的通電時間，而點火模塊使各個點火線圈的點火次序與發動機著火次序同步。根據點火線圈產生的火花數目，獨立點火系統可分為兩種：

a：雙火花線圈獨立點火系統（DFS）

b：單火花線圈獨立點火系（EFS）

（4）、三種實驗箱的組成和原理

①.觸點式電子點火系統組成和原理

A、觸點式電子點火系統組成

系統組成:是由蓄電池、發電機，點火線圈和斷電器，分電器、火花塞組成。

B、觸點式電子點火系統原理

以蓄電池和發電機為電源，借點火線圈和斷電器的作用，將電源提供的低壓直流電轉變為高壓電，再通過分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產生電火花，點燃可燃混合氣。

②.無觸點式電子點火系統組成和原理

A、無觸點式電子點火系統組成

系統組成:蓄電池,發電機，點火線圈,點火模塊控制器,霍爾傳感器,分電器,火花塞。

B、無觸點式電子點火系統原理

以蓄電池和發電機為電源，借點火線圈和由半導體器件組成的點火控制器將低壓電轉變為高壓電，再通過分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產生電火花，點燃可燃混合氣。

③.微機控制點火系統雙火花線圈獨立點火系統（DFS）組成和原理

A、雙火花線圈獨立點火系統組成

系統組成:蓄電池,發電機，點火線圈 ,火花塞，發動機控制單元,水溫傳感器,空氣流量傳感器,進氣溫度傳感器,曲軸位置傳感器,節氣門組件,爆震傳感器等。

B、雙火花線圈獨立點火系統工作原理

該電路的特點是每兩個缸的火花塞共用一只點火線圈，點火線圈的次級繞組的兩端采用開放式分別接兩個缸上的火花塞。點火時兩個缸的火花塞形成串聯電路同時跳火。其中一個缸的火花塞在常規方向跳火，即從正中央電極到負旁電極；而另一個缸的火花塞跳火則從負旁電極到正中央電極。在兩個缸的火花塞同時跳火時，只有處于壓縮行程氣缸的火花塞的跳火才是有效的，而處于排氣行程的另一個氣缸的火花塞的跳火是無效的多余的，所以也有稱這種點火為“浪費”火花型點火。

3 課題研究過程

我認真的學習了汽車點火系統的組成和工作原理及其發展歷程，并調研了幾家汽車示教設備生產企業，然后根據三種主要點火系統的組成及工作原理制定不同的制作方案。接下來我準備先做出一個點火系統實驗，而要做這個實驗需要一個發動機電腦板，一個電瓶，兩個高壓包，4根高壓線，4個火花塞，一個曲軸位置傳感器，一個曲軸皮帶輪，也就是信號發生齒，還要相關線束，在電腦板有正常的工作電源下，若想辦法轉動信號發生齒，轉速在每分鐘100轉以上，電腦就會控制高壓包跳出高壓火了。

首先我要做一個信號發生盤代替實車上的飛輪，要做出這個模型需要花不少心思，做好后可以把它固定在一個支架上，用減速電機帶動，關鍵是找到電腦，還有相關線束比較不好接，其他也沒什么難的，經過精心的準備，實驗取得了成功。接下來我購買了尺寸合適的箱體，制作了實驗箱面板，以及各固定件便開始裝配了，為了滿足教學需要，我還設計了顯示電路及故障測試點。

二.課題研究成果

1 課題的創新性特點

本課題成果的創新性特點有三方面：

①、以實際教學應用為出發點，為了解決學生全面學習汽車點火系統的困難，準備把汽車的點火系統單獨分離出來，設計專門的汽車點火系統實驗箱系列。

②、加強教師科研與企業專家互動，在我進行科研之前就先利用課余時間走訪了北京意中意車輛服務有限公司、北京華信誠汽車服務有限公司、北京廣達汽車服務有限公司等相關汽車教具生產企業，了解汽車教具生產流程。在制作中遇到難以解決的問題也經常求助于企業專家的幫助。

③、為突出以“就業為導向”的職業教育特色，培養學生的動手能力，我在科研過程中還吸收了0823212班的王子建、高陽，0823211班的張夢澤三位同學參與制作導線，制作固定分電器支架，焊接控制電路板等簡單工作，以達到在校期間給學生最多的實踐動手機會。

2 課題實踐應用的階段性成果

本課題的研究成果已經過局部的小范圍實驗驗證，并正在逐步推廣普及中。在崔幸老師給0753211班講汽車點火系統時采用了我研發的點火系列實驗箱，結果理論結合實際元件，學生接受起來不僅快，而且掌握的牢固，取得了良好的教學效果。

[1]于春鵬.點火系統——汽車專業維修培訓叢書.化學工業出版社，2005.

[2]朱建柳.汽車點火系維修.上海科學技術出版社，2007.

[3]林學東.車用發動機電子控制技術.機械工業出版社，2008.