CN2163880Y - 无触点双功能汽车点火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种无触点霍尔效应式双功能汽 车点火装置。它利用了传统白金点火装置的电器部 件，配以传感部件和由比较运算放大器、晶体管、达林 顿管等组成的信号整形放大电路构成一种新型无触 点汽车点火装置，再加装一个转换开关，将白金点火 电路与无触点霍尔点火电路连为一体，一般情况下用 具有高点火性能的电子点火电路工作。一旦出现故 障，将转换开关转向白金点火装置，便可以利用传统 白金点火装置继续行车。电路简单可靠，具有双点火 功能。

Description

本实用新型涉及汽车电器设备，特别涉及一种集白金点火装置和新型无触点霍尔电子点火装置于一体的双功能汽车点火装置。

目前我国绝大部分汽车和国外部分汽车仍采用传统白金点火装置。它具有结构简单、工作可靠、成本低廉、维修方便的特点。一旦出现故障，司机可自行修理或更换。缺点是白金触点接通和切断通过点火线圈初级的大电流时容易产生火花，造成触点烧蚀及机械磨损，由此造成发动机点火正时性差，严重时出现缺缸断火，致使油耗增加、废气排放严重、以及低速启动性差及高速性能不能满足要求的弊病。有触点电子点火电路在消除触点火花及提高点火性能方面有了很大改善。而且价格比无触点电子点火系统低。但是因为仍保留了白金触点做信号开关，触点的机械磨损仍然存在。而触点磨损会导致接触不良，致使点火性能下降。无触点电子点火电路则去掉了触点开关，以传感部件代替产生脉冲信号，从而彻底解决了白金触点开关带来的弊病。同时也便于用计算机控制汽车发动机的工作。国内外已开发了各种以传感部件为特征的无触点电子点火电路，解决了低速启动性差及高速点火性能明显下降的问题，成为新一代点火装置。但是所有已报导的无触点电子点火装置都是将现有的白金开关拆掉，用传感头取代。原因是传感头体积大、形状与白金开关不相容，致使若保留白金开关则传感头无法在分电器总程中安装。这样，使用电子点火电路工作，如果电子元件老化出现故障，司机不会维修，只有停车一段时间拆下维修或更换，这在某此情况下，如行驶在高速公路上或执行紧急任务时则是不允许的。

本实用新型的目的是提供一个更为完美的无触点双功能汽车点火装置。使其具有白金点火和无触点电子点火两种点火功能。即具有点火正时性好、节省燃油、减少废气排放、提高马力等电子点火装置的特点又保留了传统白金点火系统简单可靠易维修的特点。本实用新型适用于各种型号的负极搭铁汽油发动机。不同缸数的发动机所配用的传感部件结构有所不同。

本实用新型以四缸发动机配用的点火装置为一个实施例说明实施的具体方案。

图1是无触点双功能霍尔效应电子点火装置原理框图。

图2是传统白金点火系统的分电器总程中断电器白金机械结构示意图。

图3是无触点霍尔电子点火装置中传感部件在汽车分电器底盘上的装配示意图。

图4是无触点霍尔电子点火电路原理图。

图5是无触点双功能点火装置电原理框图。

图6是无触点双功能霍尔电子点火电路原理图。

下面结合附图对本实用新型的实施例之一加以具体描述。

参照图1，无触点双功能点火装置包括分电器总程1、电路控制盒2、点火线圈3、蓄电池和发电机电源4和火花塞5。在现有白金点火装置的基础上，另外加装了改进传感部件电子点火电路和转换开关传感部件装在分电器总程的底盘上；点火方式转换开关和电子点火电路装在控制盒2中，各部分是这样连接的：拆下分电器中白金开关动触点接柱19与点火线圈上接柱“－”的连接导线，其它连线不动，控制盒中引出的红、绿、蓝三根导线分别接到点火线圈的接柱“＋”、“－”和分电器上白金动触点与电容并联的接柱19上。控制盒中电路的地线搭铁。控制盒中引出的四芯屏蔽线连到分电器总程中的霍尔传感器件上。

参照图2，在四缸分电器总程中包括外壳10、白金固定触点11（接铁）、活动触点12（与铁皮绝缘）、活动臂上的支点14、动触点与电容并联接柱19、具有4凸面的凸轮13、消火花电容15、白金固定支架16、分电器轴17和底盘18。

断电器由白金开关与凸轮构成。白金开关由定触点11和动触点12组成，它们由铂铱合金材料制成。两个触点为大小完全相同，形状为1mm高、直径为4mm的圆柱体。由固定臂和活动臂分别固定在分电器底盘18的一边。由弹簧连接的动臂上的支点14控制动触点12起落。动触点12和定触点11两个圆柱体相互平行，中间保持0.34～0.44mm的间距。凸轮13是一个有四个凸棱的四面体空心柱体，中心圆柱孔与分电器轴17套合，由中央的小镙钉将凸轮13与轴17紧固。白金动触点12和电容15的正极在动臂的接柱19处相接。电容器15的负极和固定触点11接铁。由接柱19、31引一导线与点火线圈上的接柱“－”相连。

断电器的工作过程是这样的，当发动机曲轴带动分电器轴17旋转时，凸轮13随轴17一同旋转，当凸轮13的凸棱面与支点14相碰时，便将动触点12支起与固定触点11离开，而当凸轮的平面与支点14相接触时，动触点12便落下与定触点11闭合。随着凸轮旋转，白金触点反复开、合，起到接通和切断电流的开关作用。参照图6，当转换开关打向白金点火装置时，其白金点火原理是这样的：从电源4的正极“＋”经附加电阻R₀、电感线圈3的初级N₁、白金动触点12、定触点11到电源负极（搭铁）的电流反复被导通和截止。由于电磁感应，在点火线圈3的次级N₂产生高压，于火花塞5的间隙放电，点燃混合气。

参照图3，经过对传感部件尺寸和形状的改进，使之能在保留原传统白金触点情况下，在原分电器总程中加装了霍尔传感器件及其它有关部件。包括霍尔元件23、永磁体磁钢22、铜装配架24和隔磁盘21。其中隔磁盘21由电工软铁片（厚1mm）制成。形状是一个中间有一比分电器轴17直径稍大而又比凸轮13柱面体外径小的圆环片，此圆环片的外缘上连有四个位置以中心对称、和圆环片平面成一小台阶、长7mm、宽4mm的凸条。隔磁盘21从上方套装在分电器轴17上与凸轮13的上端面用胶粘固。凸条薄、细，而又呈一台阶状，恰好不碰及分电器中其它部件，又能在当它旋入霍尔元件23和磁钢22之间的间隙时，将磁钢屏敝掉。

霍尔元件23为一厚0.5mm、面积4mm*4mm的薄片状，它的四根外引线从一侧引出并由四芯屏蔽线连到控制盒中电子放大电路的输入端。磁钢22是一个由Sm－Co制成的长方体，装配架24为铜制的，上面有相互平行的两个长方槽与竖直安装的长方体垂直。磁钢装在位于上方的槽中，霍尔元件装在下方的槽中，引出线从竖长方体的侧孔中引出，用胶将槽的开口处封固。两个扁槽相对面的间距为3mm左右，装配架24的竖长方体由小镙钉固定在白金固定支架16上。

传感部件工作原理是这样的：当隔磁盘21上的凸条随分电器旋入霍尔元件和磁钢之间的间隙时，磁场被屏蔽，霍尔元件在只有电源提供一个电流的条件下，没有电压输出，而当凸条旋出后，霍尔元件除通有一小电流外，又在垂直电流方向上受一磁场作用，根据霍尔效应原理，则输出一个霍尔电压。由分电器轴带动，凸条反复旋入和旋出霍尔元件与磁钢的间隙，霍尔元件便输出一系列电压脉冲。以上是本实验新型对四缸发动机的实施例中传感部件描述，对三缸、六缸及八缸等实施例除隔磁盘上凸条数目与汽缸数要相配外，其它部分与四缸发动机的实施例完全一样。参照图4，改进的无触点霍尔效应电子点火电路由传感元件23、整形放大电路7、点火线圈3、电源4和火花塞5组成。传感部件温度特性好，抗干扰性强，电路结构简单，可靠性高。

其工作原理是这样的：从霍尔传感器23输入的电压脉冲信号，经电路7的集成电路放大整形，再经晶体管BG₁放大后推动功率达林顿管BG₂和BG₃。达林顿管导通截止，控制点火线圈3的初级N₁的电流导通和切断，由于电磁感应，在次级N₂线圈中感应出几万伏的高压，经火花塞5放电点燃混合气。工作电源仍是蓄电池和发电机4，使用电子点火装置工作时，为加大电流可将附加电阻R₀用K₀短接。

参照图5的无触点双功能点火装置原理框图，该装置包括白金开关11、12；霍尔元件23；电子点火电路7；点火线圈3；电源4；火花塞5；还包括转换开关6。通过转换开关6可择一地将点火方式连接成白金开关－转换开关－点火线圈－电源－火花塞，白金点火方式或连接成霍尔元件－电子放大电路－转换开关－点火线圈－电源－火花塞，无触点霍尔电子点火装置。

参照图6的无触点双功能点火装置电原理图，该装置包含白金开关11、12；霍尔元件23；电子放大整形电路7；点火线圈3；电源4；火花塞和转换开关6。两种点火方式的工作原理前面已描述过。下面对点火方式的转换和转换开关在电路中的连接方法做具体描述。

在使用霍尔电子点火电路工作时，短接附加电阻R₀，转换开关6打到电子一边。汽车发动机运用无触点电子点火装置工作，一旦电子元件老化出现故障，司机可将转换开关打向白金点火装置，此时可将开关K₀打开，接入附加电阻R₀，保证车辆照常运行。这就发挥了两种点火方式共存的优势。转换开关6是这样连接的：两个连动的双掷开关有六个接点其中一个的三个接点是（b1）、（O1）和（d1）；另一个开关的三个接点为（b2）、（O2）和（d2）。其中，中心接点（O1）与点火线圈初级接柱“＋”电连接；接点（O2）与点火线圈接柱“－”电连接；接点（d1）与电路（7）的输出端（c）电连接；接点（d2）与电路（7）的电源端（e）电连接；接点（b1）与白金动触点（12）电连接。一般情况下采用无触点电子点火装置工作有以下几个特点：

1、无触点烧蚀、磨损。初级电流不受触点电流密度所限制，从而可提高点火线圈初级的电流，可从白金系统的3～4安培增大到5～6安培。

2、由于点火线圈的初级电流最大值I_K增大，其存贮在初级电感中的磁能也随电流最大值I_K的增加而增大，从下面公式可看出：

W₁＝1／2LI² _K

其中L为初级电感 I_K为初级线圈中最大电流

3、由于最大电流的提高可相应地提高点火线圈次级输出电压U_2max。它由下式决定。

$V_{\mathrm{2\; m\; a\; x}}\mathrm{=\; I}{}_K\frac{N_2}{N_1}\sqrt{\frac{L}{C_1{\mathrm{+C}}_2(\frac{N_2}{N_1}{)}^2}}$

其中I_K、L、C₁、C₂分别为流过点火线圈初级N₁的最大电流、初级N₁的电感、消火花电容器15的电容和点火线圈次级电路的分布电容。N₁和N₂为点火线圈初、次级匝数。

4、点火正时性好，由于低速启动电流加大了，从而提高了启动性能。高速点火性能也能满足要求。火花塞积炭影响减小，从而达到节省燃油、提高发动机马力和减少空气污染的效果。

5、使用电子电路工作，一旦电路出现故障，可立即转为白金点火方式继续行车。

Claims (3)

1、一种无触点双功能汽车点火装置，该装置至少包括装有白金开关11、12的分电器总程1、电子点火电路7、点火线圈3、蓄电池、发电机电源4和火花塞5，其特征在于该装置还包括一个点火方式转换开关6和能与现有分电器总程1中白金开关11、12相容的霍尔元件23、磁钢22和隔磁盘21。

2、根据权利要求1所述的无触点双功能汽车点火装置，其特征在于它包括一个双刀双掷转换开关，两个连动的双掷开关其六个接点为（b1）、（O1）、（d1）和（b2）、（O2）、（d2），它们在电路中是这样连接的：位于中间的两个接点（O1）和（O2）分别与点火线圈初级的接柱“＋”和“－”电连接；接点（d2）与电路7的电源端（e）电连接；接点（b1）与白金动触点12电连接；

通过转换开关6可择一地将该装置连接成白金11、12－转换开关6－点火线圈3－电源4－火花塞5的白金点火装置或者连接成传感器23－电子点火电路7－转换开关6－点火线圈3－电源4－火花塞5的无触点电子点火装置。

3、根据权利要求1所述的无触点双功能汽车点火装置，其特征在于该装置还包括传感部件：霍尔元件23、磁钢22和隔磁盘21，隔磁盘为一外缘带有4个凸条中心有一圆孔的薄圆环片，其凸条数目与汽油发动机的缸数相等，在此实施例中凸条数为4，配4缸汽油发动机，隔磁盘用电工软铁材料制成，它套装在现有分电器总程中的凸轮13上，并用胶粘固，传感部件与原白金开关相容，它们可以通过转换开关6相互转换，单独工作而互不干扰。

Images