汽車點(diǎn)火系統(tǒng)系列實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張永新

(北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,北京 100070)

一.課題綜述

1 課題背景

現(xiàn)在中檔車以上均采用無(wú)分電器的獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)，讓學(xué)習(xí)汽車電子專業(yè)的學(xué)生掌握其原理，并會(huì)排除故障就顯得尤為重要了。為此我準(zhǔn)備設(shè)計(jì)專門的汽車點(diǎn)火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱。經(jīng)過(guò)我調(diào)研走訪現(xiàn)在生產(chǎn)汽車示教設(shè)備的廠家絕大多數(shù)均把汽車點(diǎn)火系統(tǒng)和其它汽車電器設(shè)備做在一起，包括我院汽車實(shí)訓(xùn)基地購(gòu)進(jìn)的帕薩特、奇瑞、別克、藍(lán)鳥(niǎo)等車型整車電路示教板也是這樣，使學(xué)生對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成不能一目了然，由于這些車型技術(shù)較新，根本就沒(méi)有傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)元件，使學(xué)生無(wú)法根據(jù)實(shí)物學(xué)到傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成和工作原理，更不能了解對(duì)其故障的排除方法。為了解決學(xué)生全面學(xué)習(xí)汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的困難，準(zhǔn)備把汽車的點(diǎn)火系統(tǒng)單獨(dú)分離出來(lái)，設(shè)計(jì)專門的汽車點(diǎn)火系統(tǒng)系列實(shí)驗(yàn)箱。

2 課題目標(biāo)及研究思路

我主要研制的點(diǎn)火系統(tǒng)系列實(shí)驗(yàn)箱包括：一臺(tái)有觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱、一臺(tái)無(wú)觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)（霍爾效應(yīng)式）實(shí)驗(yàn)箱、一臺(tái)微機(jī)控制獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)雙火花線圈獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)（DFS）實(shí)驗(yàn)箱。

我的研究思路是：

（1）.觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)

點(diǎn)火信號(hào)仍由分電器的凸輪和斷電器的觸點(diǎn)所產(chǎn)生，但通過(guò)觸點(diǎn)的電流僅作為點(diǎn)火器的控制信號(hào)，其值很小。而通向初級(jí)線圈的電流則是在三極管通過(guò)。

（2）.無(wú)觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)

稱為全晶體管點(diǎn)火系統(tǒng)，利用各種無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器代替斷電器的白金觸點(diǎn)所產(chǎn)生的點(diǎn)火信號(hào)，控制點(diǎn)火器的工作。是目前使用最廣泛的電子點(diǎn)火系統(tǒng)。而它所使用的無(wú)觸點(diǎn)式點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器根據(jù)原理而分為：磁感應(yīng)式（磁脈沖式），霍爾效應(yīng)式，光電式以及電磁振蕩式。

（3）. 微機(jī)控制獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)

獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)是一種無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)（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(jì)算機(jī)，點(diǎn)火模塊和位置傳感器的結(jié)合來(lái)控制點(diǎn)火正時(shí)和提前。計(jì)算機(jī)采集和處理數(shù)據(jù)為不同條件下確定理想的點(diǎn)火提前角，曲軸和凸輪位置傳感器的信號(hào)控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電路的通電時(shí)間，而點(diǎn)火模塊使各個(gè)點(diǎn)火線圈的點(diǎn)火次序與發(fā)動(dòng)機(jī)著火次序同步。根據(jù)點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的火花數(shù)目，獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)可分為兩種：

a：雙火花線圈獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)（DFS）

b：?jiǎn)位鸹ň€圈獨(dú)立點(diǎn)火系（EFS）

（4）、三種實(shí)驗(yàn)箱的組成和原理

①.觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)組成和原理

A、觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成:是由蓄電池、發(fā)電機(jī)，點(diǎn)火線圈和斷電器，分電器、火花塞組成。

B、觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)原理

以蓄電池和發(fā)電機(jī)為電源，借點(diǎn)火線圈和斷電器的作用，將電源提供的低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再通過(guò)分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。

②.無(wú)觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)組成和原理

A、無(wú)觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成:蓄電池,發(fā)電機(jī)，點(diǎn)火線圈,點(diǎn)火模塊控制器,霍爾傳感器,分電器,火花塞。

B、無(wú)觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)原理

以蓄電池和發(fā)電機(jī)為電源，借點(diǎn)火線圈和由半導(dǎo)體器件組成的點(diǎn)火控制器將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再通過(guò)分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。

③.微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)雙火花線圈獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)（DFS）組成和原理

A、雙火花線圈獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成:蓄電池,發(fā)電機(jī)，點(diǎn)火線圈 ,火花塞，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元,水溫傳感器,空氣流量傳感器,進(jìn)氣溫度傳感器,曲軸位置傳感器,節(jié)氣門組件,爆震傳感器等。

B、雙火花線圈獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理

該電路的特點(diǎn)是每?jī)蓚€(gè)缸的火花塞共用一只點(diǎn)火線圈，點(diǎn)火線圈的次級(jí)繞組的兩端采用開(kāi)放式分別接兩個(gè)缸上的火花塞。點(diǎn)火時(shí)兩個(gè)缸的火花塞形成串聯(lián)電路同時(shí)跳火。其中一個(gè)缸的火花塞在常規(guī)方向跳火，即從正中央電極到負(fù)旁電極；而另一個(gè)缸的火花塞跳火則從負(fù)旁電極到正中央電極。在兩個(gè)缸的火花塞同時(shí)跳火時(shí)，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(gè)氣缸的火花塞的跳火是無(wú)效的多余的，所以也有稱這種點(diǎn)火為“浪費(fèi)”火花型點(diǎn)火。

3 課題研究過(guò)程

我認(rèn)真的學(xué)習(xí)了汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的組成和工作原理及其發(fā)展歷程，并調(diào)研了幾家汽車示教設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，然后根據(jù)三種主要點(diǎn)火系統(tǒng)的組成及工作原理制定不同的制作方案。接下來(lái)我準(zhǔn)備先做出一個(gè)點(diǎn)火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，而要做這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)電腦板，一個(gè)電瓶，兩個(gè)高壓包，4根高壓線，4個(gè)火花塞，一個(gè)曲軸位置傳感器，一個(gè)曲軸皮帶輪，也就是信號(hào)發(fā)生齒，還要相關(guān)線束，在電腦板有正常的工作電源下，若想辦法轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)發(fā)生齒，轉(zhuǎn)速在每分鐘100轉(zhuǎn)以上，電腦就會(huì)控制高壓包跳出高壓火了。

首先我要做一個(gè)信號(hào)發(fā)生盤代替實(shí)車上的飛輪，要做出這個(gè)模型需要花不少心思，做好后可以把它固定在一個(gè)支架上，用減速電機(jī)帶動(dòng)，關(guān)鍵是找到電腦，還有相關(guān)線束比較不好接，其他也沒(méi)什么難的，經(jīng)過(guò)精心的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)取得了成功。接下來(lái)我購(gòu)買了尺寸合適的箱體，制作了實(shí)驗(yàn)箱面板，以及各固定件便開(kāi)始裝配了，為了滿足教學(xué)需要，我還設(shè)計(jì)了顯示電路及故障測(cè)試點(diǎn)。

二.課題研究成果

1 課題的創(chuàng)新性特點(diǎn)

本課題成果的創(chuàng)新性特點(diǎn)有三方面：

①、以實(shí)際教學(xué)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，為了解決學(xué)生全面學(xué)習(xí)汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的困難，準(zhǔn)備把汽車的點(diǎn)火系統(tǒng)單獨(dú)分離出來(lái)，設(shè)計(jì)專門的汽車點(diǎn)火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱系列。

②、加強(qiáng)教師科研與企業(yè)專家互動(dòng)，在我進(jìn)行科研之前就先利用課余時(shí)間走訪了北京意中意車輛服務(wù)有限公司、北京華信誠(chéng)汽車服務(wù)有限公司、北京廣達(dá)汽車服務(wù)有限公司等相關(guān)汽車教具生產(chǎn)企業(yè)，了解汽車教具生產(chǎn)流程。在制作中遇到難以解決的問(wèn)題也經(jīng)常求助于企業(yè)專家的幫助。

③、為突出以“就業(yè)為導(dǎo)向”的職業(yè)教育特色，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，我在科研過(guò)程中還吸收了0823212班的王子建、高陽(yáng)，0823211班的張夢(mèng)澤三位同學(xué)參與制作導(dǎo)線，制作固定分電器支架，焊接控制電路板等簡(jiǎn)單工作，以達(dá)到在校期間給學(xué)生最多的實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)。

2 課題實(shí)踐應(yīng)用的階段性成果

本課題的研究成果已經(jīng)過(guò)局部的小范圍實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并正在逐步推廣普及中。在崔幸老師給0753211班講汽車點(diǎn)火系統(tǒng)時(shí)采用了我研發(fā)的點(diǎn)火系列實(shí)驗(yàn)箱，結(jié)果理論結(jié)合實(shí)際元件，學(xué)生接受起來(lái)不僅快，而且掌握的牢固，取得了良好的教學(xué)效果。

[1]于春鵬.點(diǎn)火系統(tǒng)——汽車專業(yè)維修培訓(xùn)叢書(shū).化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2]朱建柳.汽車點(diǎn)火系維修.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2007.

[3]林學(xué)東.車用發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2008.