子任务一 普通电子点火系统结构原理认知
学习目标
1.知识目标
（1）能描述电子点火系统常见类型及其组成。
（2）能描述霍尔式电子点火系统的结构原理。
2.能力目标
（1）能识别电子点火系统常见类型及其组成。
（2）能识别霍尔式电子点火系统的结构原理。
3.素养目标
培养学生对传统知识的继承和批判思维。
实训内容
（1）电子点火系统常见类型及其组成识别。
（2）霍尔式电子点火系统的结构原理识别。
课时计划
第1次课：2课时。
知识准备
一、电子点火系统主要组成及类型
目前，汽油机电子点火系统种类繁多。从控制点火线圈初级电流的主要电子元件来看，可分为晶体管点火系统、可控硅点火系统及集成电路点火系统3种；按点火系统有无触点，可分为有触点电子点火系统和无触点电子点火系统；按点火能量的储存方式来分，可分为电子电感放电式点火系统和电容放电式点火系统，前者的储能元件是点火线圈本身，而后者的储能元件则是附加的电容器；按汽油机点火信号发生器的不同类型来分，无触点电子点火系统可分为磁感应式（即磁脉冲式、感应式、发电式）电子点火系统、霍尔式电子点火系统、光电式电子点火系统和电磁式电子点火装置。电子点火系统主要由点火信号发生器（传感器）、点火控制器、点火线圈、分电器、火花塞等组成，如图4-2-1所示。
图4-2-1 电子点火系统的基本组成及连线
1—火花塞；2—分电器；3—点火信号发生器；4—点火线圈；5—点火开关；6—蓄电池；7—点火控制器。
点火信号发生器取代了传统点火系统断电器中的凸轮，用来判定活塞在气缸中所处的位置，并将非电量的活塞位置信号转变成为脉冲电信号输送到点火控制器，从而保证火花塞在恰当的时刻点火，所以点火信号发生器实际就是一种感知发动机工作状况、发出点火信号的传感器。
二、无触点式电子点火系统基本工作原理
无触点式电子点火系统利用大功率的晶体管代替断电器触点，作为开关来接通或断开点火系统的初级电路，通过点火线圈次级来产生高压电。
三、常见电子点火系统的结构原理
（一）磁感应式点火系统
磁脉冲式点火信号发生器的基本结构如图4-2-2所示，包括信号转子1、永久磁铁2、铁心3、传感线圈5等部件。信号转子安装在分电器轴上，并随分电器轴一起转动。信号转子的凸齿数和发动机的气缸数目相同。信号转子转动时，其凸齿与铁心之间的空气隙发生变化，使通过传感线圈的磁通量发生变化，因而在传感线圈内会产生感应电动势。
图4-2-2 磁脉冲式点火信号发生器的结构示意
1—信号转子；2—永久磁铁；3—铁心；4—磁通；5—传感线圈；6—空气隙。
发动机不转动时，信号转子不动，无信号输出；发动机转动，信号转子由分电器轴带动旋转。具体工作过程如下：
（1）当凸齿与铁心中心线对正时，凸齿与铁心间的气隙最小，通过传感线圈的磁通量最大，但磁通变化量为零。
（2）当凸齿逐渐离开铁心时，凸齿与铁心间气隙越来越大，通过传感线圈的磁通量减少，因而在传感线圈内产生一感生电动势以阻碍磁通量的减少。
（3）当铁心与导磁转子相邻两凸齿的中间位置相对时，感生电动势最大。
（4）当凸齿逐渐靠近铁心时，凸齿与铁心间气隙越来越小，通过传感线圈的磁通量增加，在线圈内产生感应电动势以阻碍磁通量的增加。
导磁转子运转过程中，凸齿与铁心的相对位置不断发生变化，感应线圈感应不同方向电动势，输出交变电压信号。分电器轴带动信号转子转动一圈，信号发生器就输出和信号转子凸齿数一样数目的交变脉冲信号。该交变脉冲信号最终传输给电子点火器去控制点火线圈初级电路的接通与切断。
电子点火器将从点火信号发生器得到的信号进行整形、放大以控制点火线圈初级电路的通断，如图4-2-3所示。它由点火信号检出电路（三极管VT1、VT2）、信号放大电路（三极管VT3、VT4）和功率放大电路（大功率三极管VT5）等组成。其工作原理如下：当电磁式信号发生器输出正向电压信号时（A点为正脉冲），VT1关断，VT2导通时，VT3关断，VT4导通后VT5导通。这样初级绕组W1便有电流通过，电流回路：蓄电池正极→点火开关S→附加电阻Rf→点火线圈初级绕组W1→大功率三极管VT5→搭铁→蓄电池负极。
当电磁式信号发生器输出负向电压信号时（A点为负脉冲），VT1导通，VT2关断，VT3导通，VT4关断，VT5关断。这样流过初级绕组W1的电流被切断，次级绕组W2产生高压电，击穿火花塞间隙，点燃混合气。
图4-2-3 磁感应式无触点电子点火系统原理电路
1—点火信号发生器；2—点火器；3—分电器；4—火花塞；5—点火线圈。
（二）霍尔式点火系统
在霍尔元件铂金属板块两端通以电流，并在垂直金属平面方向上加以磁场，则在金属的另外两侧之间会产生一个电位差，即霍尔效应，其构成如图4-2-4所示。在点火系统电路中与电磁式工作原理基本相同，这里不再介绍。
图4-2-4 霍尔式点火信号发生器的结构示意
1—触发叶轮；2—霍尔集成电路；3—永久磁铁；4—触发开关；5—插接器。
（三）光电式点火系统
光电效应式点火信号发生器，以红外线或可见光光束进行触发点火，其工作原理如图4-2-5所示。遮光盘安装在分电器轴上，位于分火头下面。遮光盘的外缘介于光源与光接收器之间，遮光盘的外缘上开有缺口，缺口数等于发动机气缸数。当遮光盘随分电器轴转动时，光源发出的射向光接收器的光束被遮光盘交替挡住，因而光接收器交替导通与截止，形成电脉冲信号。该电信号引入点火控制器即可控制初级电流的通断，从而控制点火系统的工作。遮光盘每转一圈，光接收器输出的电信号的个数等于发动机气缸数，正好供每缸各点火一次。
图4-2-5 光电式点火信号发生器的工作原理
1—光源；2—光接收器；3—遮光盘；4—电器轴。
光电式点火系统工作过程如图4-2-6所示。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。VT2导通时，VT3由于发射结被短路而关断。VT3关断时，VT4导通，于是电流流过接通了点火线圈的初级线圈L1。当遮光盘的实体部分遮住红外线时，VT1、VT2关断，VT3导通，VT4关断，点火线圈的初级线圈L1上无电流。
图4-2-6 光电式点火系统工作过程
知识测试
一、术语解释
1.霍尔效应
2.电磁感应信号发生器
二、简答题
（1）简述磁脉冲式点火信号发生器结构原理。
（2）简述磁感应式无触点电子点火系统工作原理？
实训指导
一、实训任务
实训任务1 电子点火系统常见类型及其组成识别(https://www.daowen.com)
（1）要求：根据指定的实训车辆、点火系统示教板完成任务；根据实训指导，按顺序导向完成任务，每组至少完成2轮操作，遇到问题，查询资料或参考文献，或咨询老师。
（2）完成时间：64 min。
实训任务2 霍尔式电子点火系统的结构原理识别
（1）要求：根据指定的实训车辆、点火系统示教板完成任务；根据实训指导，按顺序导向完成任务，每组至少完成2轮操作，遇到问题，查询资料或参考文献，或咨询老师。
（2）完成时间：65 min。
二、实训准备
1.安全要求及注意事项
（1）严格遵守实训管理制度。
（2）严格遵守实训室安全操作规程。
2.场地检查
检查工作场地是否清洁及存在安全隐患，如不正常，请汇报老师并及时处理。
异常记录：_______________________________________________________________。
3.设备安全状况检查（需要/正常打√，不需要/不正常打×，并记录）
（1）检查车辆状况□、点火系统示教板状况□。
异常记录：_______________________________________________________________。
（2）检查蓄电池□、充电机技术状况□。
异常记录：_______________________________________________________________。
4.其他准备
大众汽车电路图、电子点火系统各配件一套。
三、实训操作指导
实训任务1 电子点火系统常见类型及其组成识别
1.安全操作流程
（1）固定实训车辆或电气示教板，避免碰撞伤人。
（2）以参考文献或图纸进行电子点火系统指认识别。
（3）进行7S管理。
2.电子点火系统的组成及作用
（1）检查所用电子点火系统示教板状况，结合设备对照图4-2-7查找蓄电池、点火开关、保险、点火线圈、分电器、点火器，信号发生器，中央高压线、分缸高压线、火花塞等配件是否齐全到位，已齐全到位□/未全部齐全到位□。未齐全到位的部件有：蓄电池□、点火开关□、点火线圈□、保险□、分电器□、信号发生器□，点火器□，中央高压线□、分缸高压线□、火花塞□。
图4-2-7 电子点火系统设备电路
（2）根据资料及参考文献准确查找识别点火系统示教板上点火系统结构特点，小组观察讨论完成后面的问题：
①查找蓄电池，能找到□/不能找到□，电池功能是_______；
②查找点火开关，能找到□/不能找到□，点火开关作用是_______；
③查找保险，能找到□/不能找到□，保险的作用是_______；
④查找点火线圈，能找到□/不能找到□，点火线圈作用是_______，类型有_______，_______；
⑤查找信号发生器，能找到□/不能找到□，信号发生器功能是_______，所查到的信号发生器是_______式；
⑥查找分电器，能找到□/不能找到□，分电器功能是_______；
⑦查找电容，能找到□/不能找到□，电容功能是_______；
⑧查找中央高压线，能找到□/不能找到□，中央高压线功能是_______；
⑨查找分缸高压线，能找到□/不能找到□，分缸高压线功能是_______；
⑩查找火花塞，能找到□/不能找到□，火花塞作用是_______，类型有_______，_______，_______。
3.进行7S管理
设备清点复原□，场地清洁□，填写相关使用记录表□。
实训任务2 霍尔式电子点火系统的结构原理识别
1.安全操作流程
（1）固定实训车辆或电气示教板，避免碰撞伤人。
（2）接通电源，检查运行状况，注意设备短路或起火烧毁。
（3）通电演示霍尔式电子点火系统工作过程。
（4）进行7S管理。
2.标识配件
观察点火系统示教板点火系实物，标出图4-2-8序号的配件名称。
图4-2-8 电子点火系统
1：__________；2：__________；3：__________；4：__________；5：____________。
3.对照点火系统示教板指认点火系统部件安装位置
指认图4-1-7所示点火系统部件在示教板的位置，能指认□/不能指认□，示教板是______类型电子点火系统。
4.点火系统示教板通电并演示工作过程
指认高压路径：_____________________，指认低压路径：_________________。
5.7S管理
设备清点复原□，场地清洁□，填写相关使用记录表□。
思政点睛
1.通过本次课的学习，你掌握了哪些技能？_____________________________________________________________________________________________________________________
2.为了更好地提升学习效率，你认为应该改进的措施有哪些？加强课前学习□，优化小组分工□，重视团队沟通□，用好工作页□，轮流操作□，重视小组讨论□，做笔记□，多和老师沟通□，用好网络资源□，其他方面□_____________________________________________________________________________________________________________________
3.通过本次课的学习，你认为对今后的就业有哪些帮助？________________________________________________________________________________________________________