汽车初、中级驾驶员培训教材：电子点火系统详解

电子点火系由电源、点火开关、点火线圈、点火信号传感器（点火信号发生器）、点火模块（点火器）、配电装置、高低压导线等组成。

电子点火系用晶体三极管的导通和截止来控制点火线圈初级电流的通断。晶体三极管的导通和截止则是受点火信号传感器产生的电信号控制，如图3-2-71所示。

图3-2-71　电子点火系的原理图

当发动机曲轴转动时，点火信号传感器产生了对应气缸压缩终了的正时点火脉冲信号。此脉冲信号经电子点火模块信号放大、波形整理、直流放大后，控制串联在点火线圈初级回路的大功率三极管的导通和截止。三极管导通时，点火线圈初级电流形成回路，点火线圈贮存一定的磁场能；在三极管由导通转变为截止瞬间，点火线圈初级电流的骤然消失，使得次级线圈感应出2万到2.5万伏的高电压；高压电根据点火顺序分配给工作缸火花塞跳火，点燃气缸中的可燃混合气。

（一）点火信号传感器

点火信号传感器的作用是产生对应气缸压缩终了的正时点火脉冲信号。汽车上常用的点火信号传感器有磁感应式、霍尔式和光电式三种。

1.磁感应式点火信号传感器

磁感应式点火信号传感器主要由转子、定子、感应线圈、永久磁铁等组成，如图3-2-72所示。

转子由曲轴或凸轮轴带动转动时，传感器转子与定子间空气间隙发生规律性的变化。空气间隙的变化使磁路的磁阻随之改变，使通过传感线圈的磁通量发生变化，因而在传感线圈内感应出交变电动势，输出信号为正弦波，如图3-2-73所示。

图3-2-72　磁感应式点火信号传感器

图3-2-73　磁感应式点火信号传感器原理

点火信号电压的大小会随发动机转速的变化而变化。转速升高时，磁路磁阻变化速率升高，磁通量变化升高，信号电压升高，使点火的击穿电压提前到达，使点火相应提前，即能实现自动调节点火提前。转子凸齿与磁头间的气隙直接影响磁路的磁阻和传感线圈输出电压的高低，因此在使用中，转子凸齿与磁头间的气隙不能随意变动。气隙如有变化，必须按规定进行调整，气隙一般设计在0.2～0.4mm范围内。

2.霍尔式点火信号传感器

所谓霍尔效应，是指当电流垂直于磁场方向通过导体时，在垂直于磁场和电流的导体的两个端面之间出现电势差的现象，该电势差称为霍尔电压，如图3-2-74所示。

霍尔式点火信号传感器主要由转子和定子（转子可在定子中旋转）两部分组成，如图3-2-75所示。

图3-2-74　霍尔效应

图3-2-75　霍尔式点火信号传感器的组成

触发叶轮转动，当叶轮齿对准永久磁铁和霍尔基片时，磁感线被旁通，霍尔基片上的磁场消失，霍尔基片不产生感应电压；当气隙对准永久磁铁和霍尔基片时，磁感线通过霍尔基片，霍尔基片产生感应电压。霍尔式点火信号传感器的输出信号为方波，如图3-2-76所示。(www.xing528.com)

图3-2-76　霍尔式点火信号传感器的工作原理

霍尔元件产生的霍尔电压为mV级，因此霍尔点火信号发生器输出的信号电压是把微弱的霍尔电压经放大、脉冲整形变换后以矩形脉冲电压的形式输出。放大及转换信号由霍尔集成电路来完成，如图3-2-77所示。

图3-2-77　霍尔式点火信号传感器信号输出

当叶片处在永久磁铁与霍尔元件之间的气隙时，霍尔元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路输出级的三极管T0处于截止状态，其集电极电位高达11.1～11.4V，并由信号输出线输出，此时，信号发生器输出的是高电位。当叶片转离气隙时，霍尔元件产生霍尔电压，霍尔集成电路输出极的三极管T0处于导通状态，其集电极电位很低，为0.3～0.4V，点火信号传感器则输出低电位。

高低电位的时间比由触发叶轮的叶片分配来决定，触发叶轮的叶片数等于发动机的气缸数。

3.光电式点火信号传感器

光电式点火信号传感器利用光敏二极管的光敏效应制成；由信号发生器和带缝隙与光孔的信号盘组成，如图3-2-78所示。

图3-2-78　光电式点火信号传感器的组成

遮光盘位于发光二极管和光敏二极管之间。当遮光盘的转动挡住发光二极管的光线时，光敏二极管截止，控制电路输出低电平；当缝隙对准发光二极管和光敏二极管时，光线照到光敏二极管上，控制电路输出高电平，发光二极管持续发光；遮光盘的外侧缝隙用于测发动机转速，内侧缝隙用于测曲轴位置信号。工作原理如图3-2-79所示。

图3-2-79　光电式点火信号传感器的工作原理

光电感应式传感器一般安装在分电器内（如日产公司）；对于“现代SONATA”无分电器的汽车，传感器总成直接安装在凸轮轴前端左侧（从车前向后看），如图3-2-80所示。

光电式曲轴位置传感器设置在分电器内，它由信号发生器和带缝隙和光孔的信号盘组成。

图3-2-80　光电感应式传感器安装位置

（二）点火模块

点火模块的作用是接收点火信号传感器的信号，通过控制其内部的大功率三极管的导通和截止，从而控制点火线圈初级电流的通断，完成点火工作。

各种发动机的点火模块结构各不相同，有的点火模块除接通、切断初级电路的功能外，还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。也有的发动机不设点火模块，控制初级电路的大功率三极管设在控制器（ECU）内部。