《汽车电气设备构造与维修》半导体点火系 （讲义）重庆市汽车类 考点讲练测

编写说明：重庆市《汽车类考点讲练测》专辑，是依据重庆市高等职业教育分类考试专业综合理论测试汽车类考试说明编写的考试范围与要求编写的。紧密围绕汽车类专业考纲所涉及的三门课程的42个小节的要求，精心编撰了50套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化、高考真题或高考模拟、课堂练习、课堂小结以及课后自测九个环节。 本讲属于重庆市《汽车类考点讲练测》的第21套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有重庆市《汽车类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 重庆市《汽车类考点讲练测》 【汽车电气设备构造与维修】 半导体点火系 讲义 [考纲要求] （1）掌握有半导体点火系统的组成及作用。 [思维导图] [知识梳理] 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体，有硅、锗、砷化镓、碳化硅等。半导体中存在着两种载流子(即参与导电的粒子)，一种是带负电的自由电子，另一种是带正电的空穴。 晶体三极管由两个PN结构组成的半导体器件。根据PN结构的组成合方式不同。晶体管可分为NPN型和PNP型两类。晶体三极管有三个区：发射区、基区和集电区。图形符号中带箭头的电极为发射极，箭头方向表示发射结正向导通时的电流方向。三极管有电流放大特性和开关特性(三极管的截止状态相当于开关断开；三极管的饱和状态相当于开关闭合)。 一、半导体点火系的组成 半导体点火系统由电源、点火开关、信号发生器、点火控制器、分电器、点火线圈、高压线、火花塞等组成，如图2-3-1所示。 二、半导体点火系各组成部分的作用 1.电源 电源包括蓄电池(辅助电源)和发电机(主电源)。电源的作用是为点火系提供电能。 2.点火开关 点火开关的作用是控制点火系统低压电路的通断和发动机的起动和熄火。 3.信号发生器(传感器) 信号发生器的作用是将曲轴转角转换成电信号。 4.点火控制器(点火模块) 点火控制器的作用是控制点火线圈的初级绕组电流的通断。 5.分电器 配电器将高压电按点火顺序分配给各缸火花塞；点火提前机构自动调节点火提前角(点火时间)。 6.点火线圈 点火线圈的作用是将低压电转换成高压电。现代乘用车广泛使用闭磁路的高能点火线圈。 7.火花塞 火花塞的作用是将高压电引入燃烧室，并产生电火花。 8.附加电阻 附加电阻的作用是改善起动和高速运转时的点火性能(起动时附加电阻被短路)。 三、半导体点火系工作原理 发动机的曲轴转动时，信号发生器产生点火脉冲信号，控制点火控制器的功率三极管的导通与截止。 1.初级电路导通积蓄磁场能 当功率三极管导通时，初级电路(低压电路)接通。其电路：蓄电池正极→电流表→点火开关→附加电阻→初级绕组→点火控制器的功率三极管→搭铁→蓄电池负极，如图 2-3-2 中实线箭头所示。此时电流通过点火线圈初级绕组，使铁心磁化，产生互感磁场，储存点火能量。 2.初级电路断开产生高压电 当功率三极管截止时，初级电路断开，初级电流及其产生的磁场迅速消失，于是在次级绕组中产生很高的自感感应电动势(高压电)。由于次级绕组是初级绕组的80~100倍，所以其感应电动势可达15 000~25 000 V。 3.次级电路导通产生电火花 配电器将高压电分配给各缸火花塞，击穿火花塞的间隙，产生电火花，点燃可燃混合气。此时接通次级电路(高压电路)：点火线圈的次级绕组→附加电阻→点火开关→电流表→蓄电池正极→蓄电池负极→搭铁→火花塞侧电极→火花塞间隙→火花塞中心电极→高压导线→配电器的旁电极→分火头→配电器的中央电极→高压导线→点火线圈的次级绕组，如图 2-3-2中虚线箭头所示。 [师生互动] 1.什么是半导体？晶体三极管是怎样分类的？有什么特性？ 【答案】导电能力介于导体和绝缘体之间的物质是半导体，如硅、锗等。晶体三极管根据PN结构组成方式分为NPN型和PNP型。它有三个区，图形符号中带箭头的是发射极，箭头表示发射结正向导通时电流方向，三极管有电流放大特性和开关特性。 2.半导体点火系由哪些部分组成？各部分的作用是什么？ 【答案】半导体点火系由电源（提供电能）、点火开关（控制低压电路通断和发动机起动熄火）、信号发生器（将曲轴转角转成电信号）、点火控制器（控制点火线圈初级绕组电流通断）、分电器（分配高压电，调节点火提前角）、点火线圈（将低压电转成高压电）、火花塞（引入高压电产生电火花）、附加电阻（改善起动和高速运转点火性能）组成。 3.半导体点火系的工作原理是怎样的？ 【答案】发动机曲轴转动，信号发生器产生点火脉冲信号控制点火控制器功率三极管。三极管导通时，初级电路接通，电流通过初级绕组使铁心磁化储存能量；三极管截止时，初级电路断开产生高压电；次级电路导通后，配电器分配高压电，火花塞产生电火花点燃混合气。 4.在半导体点火系工作过程中，初级电路和次级电路分别是如何工作的？ 【答案】初级电路工作：功率三极管导通时，电路从蓄电池正极经电流表、点火开关等至搭铁、蓄电池负极，电流通过初级绕组使铁心磁化积蓄磁场能；次级电路工作：初级电路断开产生高压电后，配电器分配高压电，次级电路从点火线圈次级绕组经一系列部件到火花塞产生电火花。 [概念强化] 1.（单项选择题）以下哪种不是半导体（ ）。 A.硅 B.铜 C.锗 D.砷化镓 【答案】B 2.（单项选择题）晶体三极管根据PN结构组成方式可分为（ ）类。 A.一 B.二 C.三 D.四 【答案】B 3.（单项选择题）在晶体三极管图形符号中，箭头方向表示（ ）。 A.发射极电流方向 B.基极电流方向 C.集电极电流方向 D.任意电流方向 【答案】A 4.（单项选择题）半导体点火系中，信号发生器的作用是（ ）。 A.将曲轴转角转换成电信号 B.控制点火线圈初级绕组电流通断 C.将高压电分配给各缸火花塞 D.产生电火花 【答案】A 5.（判断题）半导体只有硅和锗两种。（ ） 【答案】× 6.（判断题）NPN型和PNP型晶体三极管的特性完全相同。（ ） 【答案】× [高考模拟] 1.（单项选择题）( )必须在车上或专用检测仪上与有关电路元件配合，在通电或运行状态下进行检查。 A.点火线圈 B.高压线 C.点火继电器 D. ECU 【答案】D 2.（单项选择题）用万用表检查爆震传感器接线柱与外壳间的( )，若导通则需更换爆震传感器。 A.电压 B.电流 C.电阻 D.电容 【答案】C 3.（判断题）点火控制器根据计算机控制单元输出的点火控制信号控制点火线圈次级电路的通断。( ) 【答案】× 4.（判断题）若要停止发动机的工作，只要断开点火开关，切断初级电路，使火花塞不能跳火即可。( ) 【答案】√ 5.（判断题）采用以爆震信号作为反馈信息的闭环控制方式，氮氧化合物排放明显增多。( ) 【答案】√ 6.（判断题）发动机冷车起动后，当冷却水温度较低时，应减小点火提前角。( ) 【答案】× 7.（填空题）有分电器计算机控制点火系统由 、 、 、 、 、 和 、 等组成。 【答案】低压电源、点火开关、计算机控制单元（ECU）、点火控制器、点火线圈、分电器、火花塞、高压线 8.（填空题）计算机控制单元，俗称电脑，简称 。 【答案】ECU 9.（填空题）点火控制器根据计算机控制单元输出的 控制 的通断。 【答案】点火控制信号、点火线圈初级电路 10.（填空题）点火系统中执行点火的装置是 。 【答案】火花塞 [课堂练习] 一、单项选择题 1.点火控制器的主要作用是（ ）。 A.产生点火脉冲信号 B.控制点火线圈初级绕组电流通断 C.调节点火提前角 D.分配高压电 【答案】B 2.现代乘用车广泛使用的点火线圈类型是（ ）。 A.开磁路点火线圈 B.闭磁路高能点火线圈 C.普通点火线圈 D.无磁路点火线圈 【答案】B 3.在半导体点火系工作原理中，初级电路断开时，次级绕组感应电动势可达（ ）。 A.100 - 1000V B.1000 - 5000V C.15000 - 25000V D.30000 - 50000V 【答案】C 4.半导体点火系中，附加电阻在起动时（ ）。 A.正常工作 B.被短路 C.增大阻值 D.减小阻值 【答案】B 二、判断题 5.点火开关只控制发动机的熄火。（ ） 【答案】× 6.曲轴位置传感器用来反映活塞在气缸中的位置，提供活塞上止点信号，以便确定各缸的点火时刻。( ) 【答案】√ 7.判缸信号传感器用来判断到底是哪一个气缸的活塞到达压缩行程下止点。( ) 【答案】× 8.在有分电器计算机控制点火系统使用和检修中，不能随意拆卸蓄电池的搭铁线，拆卸前还要注意读取故障代码。( ) 【答案】√ 三、填空题 9.半导体点火系统中控制初级绕组通断的装置是 。 【答案】点火控制器 10.点火线圈将电源提供的低压电转变为 。 【答案】高压电 [课堂小结] （1）半导体点火系统的组成及作用。 学科网（北京）股份有限公司 $$