光电式无触点电子点火系是利用光电效应的原理,由发光元件、光敏元件和遮光盘组成光电脉冲信号发生器来产生脉冲信号电压提供点火信号,并经放大电路放大后,推动大功率管工作,控制点火线圈初级绕组的通断,使次级绕组产生高压电,实现点火的。现以丰田公司设计生产的光电式电子点火装置为例说明其结构与工作原理,该光电式电子点火装置结构如图7-28所示。
1.光电点火信号发生器。
安装在分电器内的光电式点火信号发生器通常都由光源、光接收器和遮光盘三部分组成。
光电式点火信号发生器的工作原理如图7-29所示。光源是一只砷化镓发光二极管,它发出红外线光束,用一只近似半球形的透镜聚焦。该发光二极管比白炽灯泡耐震,并能耐较高的温度,在150℃的环境温度下能连续工作,工作寿命很长。
光接收器是一只硅光敏晶体管,它与光源相对,并相距一定距离,以使红外线光束聚焦后照射到光敏晶体管上。光敏晶体管的工作与普通晶体管的不同之处是它的基极电流由光产生,因此不必在基极上输入电信号,也无需基极引线。
遮光盘用金属或塑料制成,装在分电器轴上,位于分火头下面,盘的外缘伸入光源与光接收器之间,盘的外缘上开有缺口,缺口数与气缸数相等。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,即按一定位置产生光电点火信号。
2.电子点火控制器。
点火电子组件的作用是把光接收器的信号电流放大,从而通过功率晶体管接通和切断点火线圈的初级电流。
3.光电式电子点火系工作原理。
光电式电子点火装置电路如图7-30所示。镓砷红外线二极管GA为红外线光源,硅光敏晶体管VT为接收器。发动机工作时,遮光盘随分电器轴转动,当遮光盘上的缺口通过光源时,则红外线通过缺口照到硅光敏晶体管VT上,使其导通,VT1随之导通。VT1导通后,给VT2提供基极电流,使VT2导通。ⅥT2导通时,VT3由于发射结被短路而截止。VT3截止时,VT4由于用R8、R6的分压获得基极电流而导通,于是接通了点火线圈的初级电路。当遮光盘的实体部分遮住红外线时,VT1、VI2截止,VT3导通,VT4截止,使初级电流中断,在点火线圈的次级绕组中产生高压电动势。
稳压管S使镓砷红外线二极管工作电压维持在3V左右。R的作用是当VT4截止时,给初级绕组中的自感电动势提供目路起保护VT4的作用。起动时,通过S2可将附加电阻R短路使起动容易。C1对VT2构成正反馈,使VT2、VT3加速翻转。
图7-30虚线左边的元件和线路做在一块混合厚膜集成电路上,装在分电器内;VT4和C2、R6、R7装在放大器的铝质散热器外壳中。
该点火系统,次级电压可达28~30V,次级电压上升时间只有25us,每个火花输入能量为50mJ。
光电式点火系统的优点是触发器的触发信号完全由遮光盘的位置(也即曲轴的位置)决定而与转速无关,故在分电器转速很低时仍能正常发出触发信号,并且在分电器内积水冰冻时仍能正常工作。此外,结构简单,对制造精度要求不高且成本低,但缺点是弄脏后灵敏度将会降低。
