汽油機點火系統(tǒng)和發(fā)動機起動系統(tǒng)PPT課件

1、第一節(jié) 概 述 一、點火系統(tǒng)： 點火系功用：按發(fā)動機點火次序在規(guī)定時刻供給火花塞足夠能量的直流高壓電，使其兩電極間產(chǎn)生電火花點燃混合氣，使發(fā)動機做功。擊穿電壓應能達到1520kV。 按照點火系的組成和產(chǎn)生高壓電的方法不同，分為傳統(tǒng)點火系、半導體點火系、微機控制點火系等。 二、起動系統(tǒng)： 從發(fā)動機的曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動，到發(fā)動機開始自動怠速運轉(zhuǎn)的全過程，為發(fā)動機的起動過程。 發(fā)動機常用的起動方式有：人力起動、輔助汽油機起動和電力起動機起動。第1頁/共31頁起動方式 1.人力起動 人力起動目前主要用于大功率柴油機的輔助汽油機的起動。在一些裝用中、小功率汽油機的汽車上，還備有起動搖柄和起動爪，作

2、為后備起動裝置，或用于檢修、調(diào)整發(fā)動機或起動電路故障時轉(zhuǎn)動曲軸。對于柴油機，由于起動轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)速要求很高，不可能使用手搖起動，因此其曲軸上無起動爪。 2.輔助汽油機起動 只用于大功率柴油機的起動，其起動裝置體積大、結(jié)構(gòu)復雜。 3.電力起動機起動 以電動機作為動力源，當電動機軸上的驅(qū)動齒輪與發(fā)動機飛輪周緣上的環(huán)齒嚙合時，電動機旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的動力，就通過飛輪傳遞給發(fā)動機的曲軸，使曲軸旋轉(zhuǎn)、發(fā)動機起動。電動機以蓄電池為電源，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、起動迅速而可靠。 目前，幾乎所有的汽車發(fā)動機都采用電力起動機起動。第2頁/共31頁第二節(jié)：傳統(tǒng)點火系統(tǒng) 一、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成： 二、點火系統(tǒng)的工作過程： 三

3、、汽油機的點火時刻： 四、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)主要零部件的結(jié)構(gòu)和工作原理： 如圖所示。第3頁/共31頁 1-點火開關(guān) 2-電流表 3-蓄電池 4-起動機 5-高壓導線 6-高壓阻尼電阻 7-火花塞 8-電容器 9-斷電器 10-配電器 11-點火線圈 12-附加電阻第4頁/共31頁一、點火系統(tǒng)組成 1.點火線圈：將12V的低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?520kV的高壓直流電。 2.分電器：在發(fā)動機工作時按發(fā)動機要求的點火時刻與點火順序，將點火線圈產(chǎn)生的高壓電分配到相應氣缸的火花塞上。 3.火花塞：將高壓電引入燃燒室，并提供一個跳火間隙。 4.電源：點火系工作時所需要的電能，由蓄電池和發(fā)電機兩個電源供給。 如圖所示

4、。第5頁/共31頁斷電器 1-固定盤 2-片簧 3-銷釘 4-活動觸點臂 5-托板 6-固定螺釘 7-調(diào)節(jié)螺釘 第6頁/共31頁配電器 配電器安裝在斷電器上方，它由膠木制的分電器蓋1和分火頭2組成。分火頭插裝在斷電器凸輪3的頂端，和斷電器凸輪一起旋轉(zhuǎn)，其上有金屬導電片。 第7頁/共31頁電容器 1-金屬箔2-蓋板3-外殼 4-絕緣紙 第8頁/共31頁點火提前調(diào)節(jié)裝置 調(diào)節(jié)的方法有兩種，一是斷電器觸點不動，轉(zhuǎn)動凸輪，改變其于觸點間的位置；另一是保持凸輪不動，轉(zhuǎn)動觸點，改變其與凸輪間的位置。 1.離心式點火提前調(diào)節(jié)裝置：2.真空式點火提前調(diào)節(jié)裝置：第9頁/共31頁1.離心式點火提前調(diào)節(jié)裝置 發(fā)動機

5、轉(zhuǎn)速變化時，它自動地改變斷電器凸輪與分電器軸之間的相位關(guān)系，以改變點火提前角。 離心式點火提前調(diào)節(jié)裝置通常裝在斷電器固定板下面。其功用是隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化而自動改變點火提前角。 第10頁/共31頁2.真空式點火提前調(diào)節(jié)裝置 在發(fā)動機負荷（即節(jié)氣門開度）變化時，該裝置自動地調(diào)節(jié)點火提前角。它用改變斷電器觸點與凸輪之間相位關(guān)系的方法，在發(fā)動機負荷增大時自動地減小點火提前角。 第11頁/共31頁火花塞 1-接線螺母2-絕緣體3-接線螺桿4-墊圈5-火花塞殼體6-密封劑7-密封墊圈8-紫銅墊圈9-側(cè)電極10-絕緣體裙部11-中心電極第12頁/共31頁第三節(jié)：半導體點火系統(tǒng) 傳統(tǒng)點火系存在如下缺點：斷電

6、器觸點分開時，在觸點之間產(chǎn)生火花，使觸點逐漸氧化、燒蝕，因而斷電器觸點的使用壽命短；在火花塞積炭時，因火花塞漏電而二次電壓升不上去，不能可靠地點火；點火線圈產(chǎn)生的高壓電隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的升高和氣缸數(shù)的增多而下降，因此在高速時容易出現(xiàn)缺火等現(xiàn)象。 采用半導體點火系統(tǒng)可以改善發(fā)動機的高速性能；在火花塞積炭時仍有較強的跳火能力；可以減小觸點火花，延長觸點的使用壽命，還可以取消觸點進一步改善點火性能。因此，采用半導體點火系可以提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性，并減少排氣污染。 半導體點火系，分為有觸點式半導體點火系和無觸點半導體點火系兩種類型。 第13頁/共31頁1.磁脈沖式無觸點點火系 由安裝在分電器內(nèi)的傳感

7、器1、點火電控單元2、點火線圈3、點火開關(guān)4和蓄電池5等組成。 第14頁/共31頁傳感器 傳感器是一個磁脈沖式點火信號發(fā)生器，用來在發(fā)動機工作時產(chǎn)生點火信號。它由安裝在分電器軸上的信號轉(zhuǎn)子1、安裝在分電器底板上的永久磁鐵4和繞在鐵心3上的傳感線圈2等組成。 磁通量與電壓信號的關(guān)系。第15頁/共31頁點火電控單元 點火電控單元用來將傳感器輸入的脈沖信號整形、放大，轉(zhuǎn)變?yōu)辄c火控制信號，經(jīng)開關(guān)型大功率晶體三極管，控制點火線圈一次電路的通、斷和點火系的工作。 第16頁/共31頁2.霍耳效應式 霍爾效應式無觸點點火系由內(nèi)裝霍爾發(fā)生器的分電器、放大器、點火線圈和火花塞等組成。利用霍耳元件的霍耳效應制成傳感

8、器，產(chǎn)生點火信號，控制點火系的工作。裝有霍耳發(fā)生器的分電器結(jié)構(gòu)如圖所示?；舳l(fā)生器結(jié)構(gòu)及工作原理。第17頁/共31頁 霍爾效應式無觸點點火裝置，點火正時精度高，耐久性好，同時不受溫度、濕度、灰塵、油污的影響，不需保養(yǎng)與維護，使用壽命長，是一種新型的點火系 。 1-分電器蓋 2-防塵罩 3-分火頭 4-觸發(fā)葉輪 5-觸發(fā)開關(guān) 6-固定板 7-分電器外殼 8-真空點火提前調(diào)節(jié)裝置第18頁/共31頁霍耳發(fā)生器 由觸發(fā)葉輪1和信號觸發(fā)開關(guān)4組成。觸發(fā)葉輪 與分火頭制成一體并由分電器軸帶動，其上有與氣缸數(shù)相等的葉片。信號觸發(fā)開關(guān)由霍爾集成電路2和帶導磁板的永久磁鐵3組成?；魻柤呻娐返耐鈱訛榛魻栐?/p>

9、一基板的其它部分制成放大回路。觸發(fā)葉輪的葉片在霍爾集成電路和帶導磁板的永久磁鐵之間轉(zhuǎn)動。 第19頁/共31頁 a）觸發(fā)葉片進入空氣隙中 b）觸發(fā)葉片離開空氣隙 1-觸發(fā)葉輪的葉片 2-霍爾集成塊 3-永久磁鐵 4-霍爾傳感器 5-導板第20頁/共31頁第四節(jié)：微機控制點火系統(tǒng) 磁感應式和霍爾效應式半導體點火系仍存在較多缺點，特別是對點火時刻（點火提前角）的控制，調(diào)節(jié)能力有限，控制精度較低。因此，僅靠機械的調(diào)整方法實現(xiàn)最佳點火時刻非常困難，不能適應現(xiàn)代發(fā)動機的需要。 微機控制技術(shù)在汽車上的應用，為控制點火時刻找到了最有效的手段。它可使發(fā)動機在任何工況下都處于最佳的點火時刻，從而更進一步改善發(fā)動機

10、的動力性，降低排氣污染。目前在一汽奧迪 200 、上海桑塔納 2000 型轎車、北京切諾基吉普車的發(fā)動機上都采用了微機控制的半導體點火系。 一、微機控制的半導體點火系統(tǒng)：主要由傳感器、電控單元( ECU )、點火電子組件、點火線圈和點火開關(guān)等組成， 如圖所示。 二、無分電器式點火系統(tǒng)：無分電器式點火系是采用微機技術(shù)，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷傳感器的信號控制點火提前角，精確地控制發(fā)動機在各種工況下的最佳點火時刻。 無分電器式點火系分為二極管分配式和點火線圈分配式兩大類。 第21頁/共31頁電控單元 電控單元是發(fā)動機的一種綜合控制裝置，其主要部件是微機。電控單元的基本組成如圖10-22所示。它包括輸入

11、、輸出回路、 A / D 轉(zhuǎn)換器、微機以及電源電路和備用電路等。 第22頁/共31頁點火器 點火器是綜合控制中的執(zhí)行器之一，其功用是根據(jù)電控單元輸出的指令信號），通過內(nèi)部大功率三極管的接通和截止，控制一次電路的通斷，完成點火工作。 第23頁/共31頁點火線圈分配式 點火線圈分配式無分電器式點火系，由微機系統(tǒng)直接將點火線圈產(chǎn)生的高壓電送往各缸的火花塞，它有同時點火和單獨點火兩種型式。第24頁/共31頁第五節(jié)：發(fā)動機起動系統(tǒng) 一、起動機的組成： 起動機由直流電動機1、傳動機構(gòu)2、控制機構(gòu)3等組成。 二、電磁嚙合式起動機：第25頁/共31頁電動機 直流電動機在直流電壓的作用下產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩，稱為電磁

12、力矩或電磁轉(zhuǎn)矩。起動發(fā)動機時，它通過驅(qū)動齒輪、飛輪的環(huán)齒驅(qū)動發(fā)動機的曲軸旋轉(zhuǎn)，使發(fā)動機起動。它由磁極、電樞、換向器、機殼及端蓋等組成。 第26頁/共31頁傳動機構(gòu) 一、功用： 傳動機構(gòu)安裝在電動機電樞的延長軸上，用來在起動發(fā)動機時，將驅(qū)動齒輪與電樞軸連成一體，并使驅(qū)動齒輪沿電樞軸移出與飛輪環(huán)齒嚙合，將起動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動機的曲軸，使發(fā)動機起動；在發(fā)動機起動后，驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)速超過電樞軸轉(zhuǎn)速時，傳動機構(gòu)中的超速保護裝置使驅(qū)動齒輪與電樞軸自動脫開，防止電動機超速。 二、類型： 慣性嚙合式傳動機構(gòu)：強制嚙合式傳動機構(gòu)：電樞移動式傳動機構(gòu)： 三、超速保護裝置： 滾柱式單向離合器：彈簧式單向離合器

13、：摩擦片式單向離合器：第27頁/共31頁傳動機構(gòu)類型 1. 慣性嚙合式傳動機構(gòu)：接通起動機起動發(fā)動機時，驅(qū)動齒輪靠慣性力的作用，沿電樞軸移出與飛輪環(huán)齒嚙合，使發(fā)動機起動；發(fā)動機起動后，驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)速提高在慣性力的作下自動沿電樞軸退回，脫離與飛輪的嚙合。 2. 強制嚙合式傳動機構(gòu)：接通起動開關(guān)起動發(fā)動機時，驅(qū)動齒輪靠杠桿機構(gòu)的作用沿電樞軸移出，與飛輪環(huán)齒嚙合，發(fā)動機起動后，切斷起動開關(guān)，外力的作用消除后，驅(qū)動齒輪在回位彈簧的作用下沿電樞軸退回，脫離與飛輪的嚙合。 3. 電樞移動式傳動機構(gòu)：起動機不工作時，在彈簧的作用下起動機的電樞與磁極錯開，接通起動開關(guān)起動發(fā)動機時，靠磁極磁力克服彈簧拉力的作用移動整個電樞，在電樞與磁極對齊的過程中驅(qū)動齒輪移出與飛輪進入嚙合。 第28頁/共31頁滾柱式單向離合器第29頁/共31頁控制機構(gòu) 1.控制機構(gòu)的功用： 控制起動機主電路的通、斷和驅(qū)動