电子点火系统配用的是无触点分电器,分电器总成由点火信号发生器、配电器、点火提前调节器等组成,如图3-36所示。
1.点火信号发生器。
点火信号发生器由信号触发转子和产生信号的定子组成,目前常见的点火信号发生器有磁感应式、光电式和霍尔效应式,图3-36所示的无触点分电器中,点火信号发生器为霍尔效应式。
(1)磁感应式点火信号发生器。
磁感应式点火信号发生器的组成及工作原理如图3-37所示。导磁转子是信号触发转子,转子有与发动机气缸数相同的叶片;产生信号的定子部分由永久磁铁、导磁铁心、感应线圈等组成。
由永久磁铁产生磁动势,经导磁铁心、空气隙和导磁转子构成磁路。分电器轴转动时,通过离心点火提前调节器驱动导磁转子转动,使导磁转子与铁心之间的气隙发生变化，磁路的磁阻随之改变,致使通过感应线圈的磁通量发生变化而产生感应电压,该电压脉冲与发动机曲轴位置相对应,用于触发电子点火器工作。
磁感应式点火信号发生器还有另一种结构型式,如图3-38所示。不同结构型式的磁感应式点火信号发生器其主要组成部件及工作原理均相同。
磁感应式点火信号发生器结构简单、工作可靠,无需电源,但其信号电压幅值会随发动机转速而变。因此,设计磁感应式点火信号发生器结构参数和电子点火器电路时,需要兼顾发动机低速时能有足够强的信号电压,发动机高速时不会因信号电压过高而损坏电子点火器中的电子元件。
(2)光电式点火信号发生器。
光电式点火信号发生器的主要组成部件及工作原理如图3-39所示。光电式点火信号发生器的信号触发转子是遮光转子,遮光转子有与气缸数相对应的缺口;产生信号的定子部分主要由发光元件、光电元件和相应的电子电路组成。
发光元件通人电流后产生光源,光电元件受光后产生电压。分电器轴转动时,通过离心点火提前装置驱动遮光转子转动,遮光转子缺口周期性地通过光线,使光电元件周期性受光,光电元件便产生与曲轴位置相对应的电压脉冲,该电压脉冲输入电子点火器,用于触发点火。
光电式点火信号发生器的优点是结构简单,信号电压不受转速影响。其缺点是抗污能力较差,发光元件和光电元件上沾灰或油污就会影响正常的信号电压的产生,因此,光电式无触点分电器其密封性要求很高。由于发光元件工作时需要有直流电源,因此,这种分电器的低压插接器中除信号端子外,还有输入电流的电源端子。
(3)霍尔式点火信号发生器。
霍尔式点火信号发生器依据霍尔效应产生电压信号。霍尔效应是指置于磁场中的霍元件(一种半导体),当通入电流(通常将电流方向垂直磁场方向)后,就会在垂直于电流和磁场的两侧产生一个与电流和磁感应强度成正比的电压,这个电压被称之为霍尔电压。
霍尔式点火信号发生器的组成如图3-40所示。信号触发转子是一个导磁转子,有与气缸数相同的叶片;产生信号(霍尔电压)的定子也称信号触发开关,由霍尔集成块、导磁板及永久磁铁组成。霍尔集成块除外层的霍尔元件外,同一基层的其他部分为集成电路(图3-41),用于对霍尔元件产生的微弱信号进行放大、整形及温度修正等。
接通点火开关时,就有一个定值电流通过霍尔元件。在分电器轴转动时带动导磁转子转动,当导磁转子的叶片插入信号触发开关的缝隙时,以永久磁铁为磁动势的磁路经导磁叶片形成磁路(经霍尔元件的磁路被短路),霍尔元件因无磁通量而不产生霍尔电压;当导磁转子的缺口通过缝隙(叶片离开)时,磁路经空气隙、导磁板、霍尔元件形成闭合回路,霍尔元件上有较强的磁通量而产生霍尔电压。脉动的霍尔电压经集成电路的整形、放大后输出与之反相且电压幅值大很多的方波电压脉冲,这个与发动机曲轴位置相对应的电压脉冲即为点火信号。
霍尔式点火信号发生器的优点是精度高、耐久性好、信号电压稳定;霍尔式点火信号发生器结构稍显复杂,并与光电式点火信号发生器一样,也需要电源。
2.配电器。
配电器的作用是将点火线圈次级产生的高压按点火顺序送至各缸火花塞,它由套在信号触发转子上的分火头和分电器盖组成(参见图3-36)。分电器盖的中央插孔内有一弹簧和一个接触电刷(小炭柱),接触电刷靠其小弹簧压在分火头的导电片上。分电器盖中央插孔的周围有与气缸数相同的旁插孔,旁插孔内部连接着旁电极,通过插入旁插孔的高压分线与各缸火花塞相连。工作时,分火头和信号触发转子一起旋转,在点火信号发生器产生点火信号脉冲、电子点火器断开点火线圈初级电流的瞬间,点火线圈次级产生高压,经中央高压线、分火头导电片、旁电极、高压分线等组成的高压回路将电压加于火花塞电极。
3.点火提前调节装置。
四冲程汽油发动机为确保其做功行程中混合气的燃烧能迅速、及时、完全,以使发动机的功率充分发挥,且排气污染最小,就需要在压缩行程上止点前的某一最佳时刻点火,这一提前于上止点的点火时刻通常用火花塞点火至活塞运行到上止点的曲轴转角(点火提前角)来表示。在发动机转速和负荷改变时,最佳的点火提前角也会有所不同。为适应发动机转速和负荷变化对点火时间不同的需要,分电器总成配置了离心点火提前装置和真空点火提前装置。
(1)真空点火提前调节器。
无触点分电器的真空点火提前调节器实例如图3-42所示。
当发动机的负荷改变时，真空点火提前调节器内的膜片1移动,通过拉杆2拉动定子组件相对于分电器轴转动某个角度,使点火提前增大或减小。点火信号发生器定子组件顺分电器轴旋转方向转动时点火提前角减小,逆分电器轴旋转方向转动则会使点火提前角增大。
不同类型的点火信号发生器其定子组件也不同,磁感应式点火信号发生器的定子组件由永久磁铁,导磁板及铁心、感应线圈组成;光电式点火信号发生器的定子组件主要是光电耦合器;霍尔效应式点火信号发生器的定子组件则是由水久磁铁、导磁板、霍尔元件及集成电路组成的信号触发开关。
(2)离心点火提前调节器。
无触点分电器的离心点火提前调节器一例如图3-43所示。
当发动机转速变化时,离心重块7与弹簧5配合,使信号转子1相对于分电器轴转动某个角度,从而使点火提前角增大或减小。信号转子顺分电器轴转动点火提前角增大,逆寸电器轴转动则会使点火提前角减小。
对于磁感应式和霍尔效应式点火信号发生器,信号转子就是导磁转子;光电式点火信号发生器的信号转子则是遮光转子。
