霍尔式电子点火系统解析

电子点火系统的组成及工作原理第一篇：电子点火系统的组成及工作原理霍尔效应式电子点火系统的组成及工作原理教学目的：掌握霍尔效应式电子点火系统的组成及工作原理。

教学的重点：掌握霍尔效应电子点火系统的工作过程。

教学的难点：掌握霍尔信号发生器的工作原理。

教学方法：讲授教学法、分组教学法、多媒体演示法、探究式教学法、尝试教学法、分析点评法、实物教学法教具准备：多媒体课件、多媒体设备；蓄电池、点火开关、分电器、点火线圈、点火控制器、火花塞、导线。

教学课时：35分钟教学过程：一、霍尔效应式电子点火系统的组成（如图一所示）…………（3分钟）作用：依据发动机的做功顺序，产生电火花，点燃混合气。

组成：由装在分电器内的霍尔信号发生器、点火控制器、火花塞、点火线圈、蓄电池、点火开关等组成。

图一（一）、霍尔信号发生器……………………（14分钟）1、霍尔信号发生器的组成……………………（3分钟）1）作用：向点火控制器输出点火控制信号。

2）霍尔信号发生器位于分电器内，其结构如图二所示，主要由分电器轴带动的触发叶轮、永久磁铁、霍尔集成电路等组成。

图二2、霍尔效应的原理……………………（2分钟）如图三所示，当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。

图三3、霍尔集成电路，内部结构如图四所示。

(3)钟）1）作用：产生霍尔电压并对外输出电压信号。

2）霍尔集成电路输出电压信号的规律是：霍尔元件（半导体基片）产生20mv的电压，输出0.3～0.4V的电压信号,称为低电位。

霍尔元件不产生电压，输出11～12V的电压信号,称为高电位。

图四4、霍尔信号发生器工作原理……………………（6分钟）如图五所示，分电器轴带动触发叶轮转动，当叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压为0V，霍尔集成电路末级三极管截止，信号发生器输出高电位达11～12V。

霍尔式电子点火系由内装霍尔信号发生器的分电器、点火器、火花塞、点火线圈等组成。

下面一以桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统为例说明其工作过程。

桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统图见图4-28。

一、霍尔信号发生器1．霍尔效应原理图见图4-29。

当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。

2．组成霍尔信号发生器位于分电器内，其结构见图4-30。

主要由分电器轴带动的触发叶轮、永久磁铁、霍尔元件等组成。

霍尔元件实际上是一个霍尔集成块电路，内部原理图见图4-31所示。

因为在霍尔元件上得到的霍尔电压一般为20mV，因此必须将其放大整形后再输出给点火控制器。

3．工作原理霍尔信号发生器工作原理图见图4-32。

分电器轴带动触发叶轮转动，当叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路末级三极管截止，信号发生器输出高电位；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压，集成电路末级三极管导通，信号发生器输出低电位。

叶片不停的转动，信号发生器输出一个矩形波信号，作为控制信号给点火器。

由点火器控制初级电路的通断。

霍尔信号发生器完成功能时波形见图4-33。

4．优缺点工作可靠，寿命长；发动机起动性能好；价格较高。

二、点火控制器桑塔纳轿车点火系器外形结构见图4-34。

点火控制器内部采用意大利SGS-THOMSON 公司生产的L497专用点火集成块，见图4-35。

该点火控制器具有初级电流上升率的控制、闭合角控制、停车断电保护和过电压保护等功能。

三、点火系的工作过程霍尔电子点火系（点火器内装专用点火集成块）原理图见图4-36。

1．基本功能（1）发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器的触发叶轮旋转。

当触发叶轮的叶片进入空气隙时，信号发生器输出高电压信号11～12V，使点火控制器集成电路中末级大功率三极管导通VT，点火系初级电路接通：电源“＋”→点火线圈W1→点火控制器（三极管VT）→搭铁。

霍尔式点火信号发生器的基本原理霍尔式点火信号发生器是一种用于产生点火信号的装置，它基于霍尔效应的原理工作。

霍尔效应是指当一个导体中有电流通过时，如果在该导体附近存在一个磁场，那么导体两侧会产生电势差，这个现象就称为霍尔效应。

在霍尔式点火信号发生器中，主要包括霍尔元件、磁场和电路控制部分。

1. 霍尔元件霍尔元件是实现霍尔效应的关键部分。

它通常由硅材料制成，具有三个引脚：电源引脚（Vcc）、地引脚（GND）和输出引脚（OUT）。

当通过霍尔元件的电流与磁场垂直时，输出引脚会产生一个与磁场强度成正比的电压信号。

2. 磁场在点火系统中，磁场通常由永磁体提供。

永磁体可以产生一个稳定而均匀的磁场，在霍尔元件附近形成一个恒定的磁力线。

3. 电路控制部分电路控制部分主要由电源、信号处理电路和输出部分组成。

•电源：为霍尔元件提供工作所需的电压，通常为+5V。

•信号处理电路：用于对霍尔元件输出的模拟电压信号进行放大、滤波和稳定等处理，以便得到更精确的点火信号。

•输出部分：将信号处理后的点火信号转换成数字信号，并通过连接到点火系统的线束传递给点火控制单元。

工作原理1.当霍尔元件处于磁场中时，通过霍尔元件的电流与磁场垂直，根据霍尔效应，输出引脚会产生一个与磁场强度成正比的电压信号。

这个电压信号通常为模拟信号。

2.输出引脚产生的模拟电压信号经过接线连接到信号处理电路中。

在信号处理电路中，首先进行放大操作，将模拟电压信号放大为适合后续处理的范围。

3.接下来，在滤波器中进行滤波操作。

滤波器主要用于去除高频噪声和干扰，以确保输出的点火信号稳定且可靠。

4.经过滤波后，信号进入稳压电路，使得输出的点火信号电压保持稳定。

这是因为点火系统对于点火信号的精确度要求较高，任何电压波动都可能导致点火系统的故障。

5.在输出部分，将经过处理后的模拟电压信号转换为数字信号。

通常使用模数转换器（ADC）来实现这一转换过程。

数字信号可以更方便地传输和处理，并且可以根据需要进行进一步的处理。

电子点火学习目标(1) 熟悉磁脉冲式电子点火系统 结构原理(2) 熟悉霍尔式电子点火系统结构原理(3) 掌握点火部件的测量方法电子点火系统利用装在分电器内的无触点传感器(即信号发生器)，使用电子点火器来 接收传感器发出的信号，及时切断点火线圈初级电流，不但同样可以产生次级高压电，而 且可使汽油发动机的点火性能得到改善。

电子点火系统分为电感式、电容式、磁脉冲式、霍尔式、光电式、电磁振荡式等，本章 以磁脉冲电子点火和霍尔电子点火为主进行讲解。

1.磁脉冲式电子点火系统1) 磁脉冲式电子点火系统的组 成磁脉冲式电子点火主要由电源、点 火开关、点火线圈、分电器、信号发生 器、电子点火器、高压缸线、火花塞等 组成。

磁脉冲式电子点火系统组成2) 点火线圈点火线圈实际上是一个变压器，利用电磁理论及互感原理，通过线圈内的通断电流, 产生强弱变化的磁场，从而感生出足够能量的高压电。

点火线圈的作用就是产生高压火。

(1) 点火线圈的种类。

以下是常见几种点火线圈。

ff I F J Ml 2 •号点火线圈的分类⑵点火线圈的型号。

ABC A L 产品代号DQ 表示点火线圈，DQ 表示干式点火线圈, 圈。

B —电压等级 1-12V, 2-24V, 6-6VOC-用途代号： 1 一单、双缸发动机；2 一四、六缸发动机;3 一四、六缸发动机4 一六、八缸发动机；5 一六、八缸发动机；6 一八缸以上的发动机7 一无触点分电器；8 一高能；9 一其他：包括三、五、七缸。

D L 设计序号E —变形代号(3) 点火线圈的结构。

① 点火线圈是产生点火所需高压电的一种变压器。

一般发动机点火系所采用的点火线 圈以磁路区分，可分为开磁路式及闭磁路式两种。

开磁路式点火线圈一般为罐状结构。

它 以数片硅钢片叠合而成棒状铁芯，次级线圈和初级线圈分别绕在铁芯的外侧。

初级线圈绕 在次级线圈的外侧，故次级线圈所产生的磁通变化与初级线圈完全相同。

D ERirA^+tffl拢立闭&路点丸嶷屈DQD 表示电子点火系用点火线丨■ it杯；2―铁心；刼址空组:圾统细斗51剝片；P卜亳：7- ―1*接8—胶木ji? g—高压疑器屋；皿―“+” A 44开关"揍挂开磁路点火线圈②闭磁路式点火线圈的铁芯是封闭的，磁通全部经过铁芯内部，铁芯的导磁能力约为空气的一万倍，故开磁路点火线圈欲获得与闭磁路点火线圈相同的磁通，则其初级线圈非有较大的磁动势（安培匝数）不可。

D ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ1592012 08大家谈ISCUSSION汽车霍尔式无触点电子点火系不跳火的原因及检测方法文／高德君一、霍尔式无触点点火系统的故障处所点火系中央高压线不跳火的故障处所主要有三个：低压电路故障，即从点火开关到高压线圈初级端所产生的电路故障；电子控制电路故障，即霍尔信号发生器、电子点火器故障等；高压电路故障，即从中央高压线到火花塞段的故障。

二、霍尔式无触点电子点火系的组成和产生故障的原因霍尔式无触点电子点火系主要由分电器内的霍尔信号发生器、控制点火线圈初级绕组的电子点火器、点火线圈和火花塞等组成。

由点火系的组成可知，电子点火系的作用是将电源供给的低压电（12V）变为高压电(10～30kV)，并根据发动机的工作顺序与点火时间的要求，适时、准确地将高压电送到各缸火花塞，产生电火花，点燃可燃混合气，使发动机工作。

而引起发动机高压不跳火故障的原因有以下几个方面。

1.低压电路故障（1）蓄电池电压偏低、正负极连线接触不良。

（2）点火开关触点或导线接触不良。

（3）点火线圈初级绕组断线或接触不良。

2.电子控制电路故障（1）霍尔信号发生器的故障。

霍尔信号发生器由永久磁铁、导磁板和霍尔集成电路等组成。

在内外信号轮侧面有一个霍尔信号发生器。

在霍尔信号发生器的触发叶轮上设有4个叶片和4个窗口。

当发动机转动时，配气凸轮轴便通过中间轴驱动分电器轴转动，分电器轴又带动触发叶轮转动。

每当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，霍尔集成电路中的磁场即被触发叶片旁路（即隔磁），这时不产生霍尔电压；当触发叶片离开空气隙时，永久磁铁的磁通便通过导磁板穿过霍尔元件，这时将产生霍尔电压（矩形波）信号。

分电器轴每转一圈，曲轴转两圈，霍尔传感器输出4个矩形波信号。

霍尔电压信号经电子点火器电路放大整形后，控制点火线圈的初级绕组电流的通、断，引起磁通突降，在初级绕组中产生自感电动势，达200～300V。

由于点火线圈的初级绕组和次级绕组的匝数比为1:100左右，它们又都以内外两层的形式套装在同一个铁芯上，因而次级绕组将在互感的作用下，产生与初级绕组匝数比成正比的高压互感电动势，一般可达15～30kV。

教学内容及过程教学环节及时间分配教学内容教师活动学生活动知识贮备（40分钟）学生课前完成下列作业：（1）电子点火系统的分类？（2）电子点火系统的结构及工作原理（3）电子点火机构中信号发生的分类及如何产生点火信号？讲解本任务有关知识，辅助学生查阅资料完成相关问题聆听老师讲解，完成相关问题任务分配（10分钟）制定工作计划（25分钟）任务描述：检测电子点火系统各部件（霍尔式电子点火系统）引导学生制定工作计划，应包括以下内容：1.在车上或者试验台上找出完整的点火系统部件，指出具体位置及作用2.检测内容（1）火花塞检测（2）分电器检测（3）点火线圈检测1.陈述本次课的学习任务2.对学生分组，确定组长并宣布组长的工作职责，组长负责整个学习任务的实施与组织3.分发完成任务所需的工具及工作任务单4.查看各组学生的工作计划1.倾听教师的教学安排，明确自己的工作职责2.按照教师的要求分组，并推选出组长3.组内分工，明确个人职责4.领取本任务所需工具及工作任务评定单5.制定工作计划任务相关阅读材料（一）火花塞的检修1、外观检查拆下火花塞，检查火花塞的螺纹及绝缘体有无损坏。

如有异常，应更换火花塞。

2、间隙检查检查火花塞电极间隙，如图4-24所示，不同车型发动机的火花塞电极间隙不同，在维修时应查阅维修手册。

如桑塔纳AFE发动机火花塞间隙为0.7～0.8mm，可通过弯曲负电极来调整火花塞电极间隙，使用过的火花塞电极间隙一般不调整。

若火花塞电极间隙不在规定的范围内，应更换火花塞。

图4-24 检查火花塞电极间隙3、电阻检查测量火花塞绝缘电阻。

用兆欧表测量火花塞绝缘电阻（如图4-25所示），电阻值应为10MΩ或更大。

不符合要求则更换。

图4-25 测量火花塞绝缘电阻若火花塞电极有湿炭痕迹，待其干燥后用火花塞清洁器，以低于588kPa的压力、20s左右的时间清洁火花塞电极。

若有机油痕迹，在使用火花塞清洁器之前，先用汽油清除机油。

（二）分电器的检修1、分电器总成的解体与清洗（1）拆除分电器屏蔽罩及分电器盖。

无触点电子点火系1.霍尔式。

(1)结构：此系统由电源、点火开关、电子点火模块、高能点火线圈、霍尔式分电器总成、火花塞等部件组成。

(2)组成部件(霍尔信号发生器)。

包括：霍尔点火信号传感器，真空离心点火提前装置，配电器。

(3)系统工作原理“接通点火开关ON档或ST档，发动机曲轴带分电器轴转动时，信号传感器转子叶片交替穿过霍尔元件气隙，当转子叶片进入气隙时，霍尔信号传感器输出11.1V~11.4V的高电位，高电位信号通过电子点火模块中的集成电路导通饱和，接通点火线圈初级电流，点火线圈铁芯储存磁场能；当转子叶片离开霍尔元件间隙时，霍尔信号传感器输出0.3V~0.4V的低电位，低电位信号通过电子点火模块使大功率三极管截止初级电流。

骤然消失使次级感应出大于20000V高压电，配电器将高压电按点火顺序准时地送给各工作缸火花塞跳头。

(4)霍尔效应原理。

当电流I通过放在磁场中的半导体基片且电流方向与磁场方向相垂直时，垂直与电流与磁通的半导体基片的横向侧面上即产生一个与电流和磁通密度成正比的电压。

2.磁脉冲传感器。

(1)结构：永久磁铁、转子和线圈组成。

(2)系统工作原理：当转子旋转时，由于转子轮齿与托架间隙不断发生变化，通过线圈的磁通量也不断变化，即转子的轮齿接近托架时间隙变的越来越小磁通量响应增加，转子的轮齿转离托架时，间隙变的越来越大，磁通量相应减小，如此在电磁线圈内感应出感应电动势，即输出信号。

(3)系统应用：广泛应用与汽车无触电点火系统及电控系统。

3.光电式传感器(1)结构：发光二极管，光敏二极管，光栅盘，控制电路。

(2)原理：利用光敏二极管和光电效应原理，通过其导通与截止来控制电子电路产生电压脉冲信号，当有光线照射到光敏二极管上时，光敏二极管导通，没有光线照射时二极管截止。

(3)应用于曲轴位置传感器。

晶体管点火装置的检修汽车晶体管点火装置可靠性较好，一般不需经常维修。

如果发动机不能发动，怀疑是晶体管点火装置有问题，可从分电器盖上拔出中央高压线，使其距离气缸体5~7mm，然后观察跳火情况。