10發(fā)動機點火系-汽車構(gòu)造的課件

第10章發(fā)動機點火系統(tǒng)在壓縮行程上止點時，汽油機缸內(nèi)的可燃混合氣由火花塞點燃，因此，在汽油機的燃燒室中都裝有火花塞?；鸹ㄈ幸粋€中心電極和一個側(cè)電極，兩電極之間是絕緣的。當(dāng)在火花塞兩電極間加上直流電壓并且當(dāng)電壓升高到一定值時，火花塞兩電極之間的間隙就會被擊穿而產(chǎn)生電火花，能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花所需要的最低電壓稱為擊穿電壓；能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為發(fā)動機點火系。10.1概述1、點火系統(tǒng)的功用在發(fā)動機各種工況和使用條件下，在燃燒室內(nèi)都能適時、準確、可靠地產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣，使汽油機實現(xiàn)做功。2、點火系統(tǒng)的類型按其組成以及產(chǎn)生高壓電方法的不同分為：

傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)（掌握）半導(dǎo)體點火系統(tǒng)微機控制點火系統(tǒng)磁電機點火系統(tǒng)（1）傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)它由蓄電池或發(fā)電機提供6V、12V或24V的低壓直流電，通過點火線圈和斷電器將低壓電變成高壓電，再通過配電器按發(fā)動機的工作順序?qū)⒏邏弘娝椭粮鞲椎幕鸹ㄈ?，產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣。（2）半導(dǎo)體點火系統(tǒng)它由蓄電池或發(fā)電機提供低壓直流電，由點火線圈和點火控制器將低壓電變成高壓電。再通過分電器按發(fā)動機的工作順序?qū)⒏邏弘娝椭粮鞲椎幕鸹ㄈa(chǎn)生電火花點燃可燃混合氣。（3）微機控制的點火系統(tǒng)它由蓄電池或發(fā)電機提供低壓直流電，由點火線圈將低壓電變成高壓電。再通過分電器按發(fā)動機的工作順序?qū)⒏邏弘娝椭粮鞲椎幕鸹ㄈa(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣。它還可以進一步取消分電器，由微機系統(tǒng)直接進行高壓電的分配。（4）磁電機點火系統(tǒng)它由磁電機本身直接產(chǎn)生高壓電，而無需另設(shè)低壓電源。發(fā)動機中、高速時，產(chǎn)生的高壓電較高，點火可靠，發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時，產(chǎn)生的高壓電較低，不利于發(fā)動機的起動，所以多用于賽車發(fā)動機及某些不帶蓄電池的摩托車和拖拉機發(fā)動機上。3、點火系統(tǒng)的基本要求（1）能產(chǎn)生足以擊穿火花塞兩電極間隙的電壓兩電極的間隙越大，火花塞的擊穿電壓就越高。缸內(nèi)壓力越大或溫度越低，火花塞的擊穿電壓越高。兩電極的溫度越高，火花塞擊穿電壓越低。汽車起動時的擊穿電壓最高。汽車加速時的擊穿電壓也較高。

發(fā)動機正常運行時，火花塞的擊穿電壓為7～8kV，發(fā)動機冷起動時達19kV。因此，為了使發(fā)動機在各種不同工況下均能可靠地點火，要求火花塞擊穿電壓應(yīng)在15～20kV。（2）電火花應(yīng)具有足夠的點火能量

混合氣壓縮時的溫度接近自燃溫度，因此所需的火花能量較小(1～5mJ)，傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的火花能量(15～50mJ)，足以點燃混合氣。但在起動、怠速以及突然加速時需要較高的點火能量。為保證可靠點火，一般應(yīng)保證50～80mJ的點火能量，起動時的點火能量應(yīng)大于100mJ。（3）點火時刻應(yīng)與發(fā)動機的工況相適應(yīng)

負荷減小時，點火提前角增加；轉(zhuǎn)速增加時，點火提前角增加；4、點火系統(tǒng)的特點（1）采用單線制連接。電源的一個電極用導(dǎo)線與各用電設(shè)備相連，而電源的另一個電極則通過發(fā)動機機體、汽車車架和車身等金屬構(gòu)件與各用電設(shè)備相連，稱為搭鐵。其性質(zhì)相當(dāng)于一般電路中的接地。搭鐵的可以是正極，也可以是負極。（2）火花塞電流應(yīng)從側(cè)電極流向中心電極。10.2傳統(tǒng)點火系統(tǒng)組成與工作原理一、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成傳統(tǒng)點火系統(tǒng)由電源（蓄電池和發(fā)電機）、點火開關(guān)、點火線圈、附加電阻、分電器、火花塞及高壓導(dǎo)線等組成。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成

（1）電源：蓄電池或發(fā)電機，作用是給點火系統(tǒng)提供低壓電能，一般為：

6V、12V或24V（2）點火開關(guān)：控制點火系統(tǒng)是否進入工作狀態(tài)。（3）點火線圈：將電源提供的低壓直流電變成15～20KV的高壓直流電。點火線圈實質(zhì)就是個變壓器。（4）附加電阻：與點火線圈串聯(lián)，用來改善點火系統(tǒng)的高速性能。（5）分電器：接通和切斷一次電路，并按發(fā)動機的工作順序?qū)⒏邏弘娝椭粮鞲椎幕鸹ㄈ?。?）火花塞：產(chǎn)生電火花點燃可燃混合氣。分電器：包括斷電器、配電器、電容器和點火提前調(diào)節(jié)裝置、分電器軸。斷電器：接通與切斷一次電路。配電器：將點火線圈產(chǎn)生的高壓電，按照發(fā)動機的工作順序送至各缸火花塞。電容器：減小斷電器觸點斷開時所產(chǎn)生的電火花，避免斷電器被燒蝕；加速一次電流的衰減，提高二次電壓。點火提前調(diào)節(jié)裝置：隨發(fā)動機工況的變化自動調(diào)節(jié)點火提前角。分電器軸：驅(qū)動分火頭和斷電器凸輪旋轉(zhuǎn)的。二、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作原理1、低壓電路（一次電路）：產(chǎn)生的電流稱為一次電流蓄電池的正極——點火開關(guān)——一次繞組——斷電器的活動觸點——固定觸點——分電器的殼體搭鐵——蓄電池的負極。即圖中的紅色部分。2、高壓電路（二次電路）：產(chǎn)生的電流稱為二次電流當(dāng)斷電器的活動觸點被斷電器的凸輪頂開時，一次電路被切斷，一次繞組中的電流迅速下降為0，電流的變化引起點火線圈中磁通量的變化，磁通量的變化將產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流稱為二次電流。它從二次繞組出發(fā)，經(jīng)蓄電池正極→蓄電池→機體（搭鐵）→火花塞側(cè)電極→火花塞中心電極→高壓導(dǎo)線→配電器→二級繞組。3、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作原理接通點火開關(guān)，發(fā)動機開始運轉(zhuǎn)，斷電器的凸輪不斷的旋轉(zhuǎn)，使斷電器的觸點不斷的開、閉。當(dāng)斷電器觸點閉合時，一次繞組接通，在其周圍產(chǎn)生磁場，當(dāng)斷電器的觸點被斷電器的凸輪頂開時，一次電路被切斷，一次繞組中的電流迅速下降為0，電流的變化引起點火線圈中磁通量的變化，磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于二次繞組的砸數(shù)多，電阻大，感應(yīng)電流通過二次繞組時產(chǎn)生很高的電壓。在斷電器觸點分開的瞬間，配電器的分火頭恰好轉(zhuǎn)到正對著分電器蓋上的與發(fā)火缸相對應(yīng)的旁電極的位置。高電壓經(jīng)旁電極送至各缸的火花塞，當(dāng)該電壓達到火花塞間隙的擊穿電壓時，火花塞間隙被擊穿，產(chǎn)生電火花，將可燃混合氣點燃。4、電容器的作用當(dāng)斷電器的活動觸點被斷電器的凸輪頂開時，一次電路被切斷，一次繞組中的電流迅速下降為0，引起其自身的磁通量的變化，產(chǎn)生自感電流，該電流與原一次電流的方向相同，其電壓高達300V左右，它將擊穿斷電器觸點之間的間隙，使觸點燒蝕，同時使一次電流的變化率下降，導(dǎo)致二次繞組中的電壓下降，火花塞的點火能量減小。因此：給斷電器并聯(lián)一個電容器，有兩個作用：（1）利用自感電流給電容器充電，減小斷電器觸點之間的火花，避免斷電器被燒蝕；（2）加速一次電流的衰減，提高二次電壓。附加電阻有何作用？當(dāng)發(fā)動轉(zhuǎn)速升高時，點火周期縮短，斷電器觸點閉合的時間縮短，由于一次繞組自感的阻礙作用，使一次斷開電流減小，使得感應(yīng)的二次電壓下降。當(dāng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速降低時，斷電器觸點閉合的時間延長，一次斷開電流增大，使得感應(yīng)二次電壓升高。為了改善點火系統(tǒng)的高速性能，在點火線圈一次繞組的電路中串聯(lián)一個附加電阻。該附加電阻為熱敏電阻，其電阻值隨溫度的升高而增大。發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時，由于觸點閉合時間長，一次電流大，附加電阻溫度高，電阻值增大，一次電流適當(dāng)減小，防止點火線圈過熱；發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，由于觸點閉合時間短，一次電流小，附加電阻溫度低，電阻值較小，一次電流適當(dāng)增大，改善點火系統(tǒng)的高速性能。10.3點火時刻（1）點火時刻對發(fā)動機功率的影響點火過遲、過早均會使發(fā)動機功率下降，油耗上升。點火過遲，使得大部分燃料在上止點以后燃燒，此時，活塞開始下行，缸內(nèi)的容積增大，使得缸內(nèi)的壓力下降很快，發(fā)動機的功率下降。點火過早，最高爆發(fā)壓力出現(xiàn)在上止點以前，使得缸內(nèi)的壓力在活塞還在繼續(xù)上行時已經(jīng)開始下降，導(dǎo)致發(fā)動機的作功能力下降。（2）點火提前角從火花塞跳火至活塞到達壓縮上止點，曲軸所轉(zhuǎn)過的角度。（3）最佳點火提前角能使發(fā)動機獲得最佳動力性、經(jīng)濟性和排放性時的點火提前角。（4）運行工況對點火提前角的影響點火提前角應(yīng)隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高而增大。點火提前角應(yīng)隨發(fā)動機負荷的增大而減小。（5）汽油的辛烷值對點火提前角的影響使用辛烷值高的汽油應(yīng)適當(dāng)增大點火提前角。10.4傳統(tǒng)點火系統(tǒng)主要元器件的結(jié)構(gòu)

點火線圈分電器火花塞點火線圈作用將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姺诸愰_磁路點火線圈：鐵心采用柱形閉磁路點火線圈：鐵心采用“口”形或“曰”形。

開磁路點火線圈

特點：產(chǎn)生的高壓電穩(wěn)定，但是磁路損失較大閉磁路點火線圈特點：

形成閉合的磁路，減少磁通損失，提高二次電壓。分電器

分電器的組成：

分電器軸

斷電器配電器電容器點火提前調(diào)節(jié)裝置分電器實物圖

斷電器

作用：

周期性的接通和斷開一次電路，使一次電流發(fā)生變化，在二次繞組中生成二次電壓觸點間隙：0.35—0.45mm配電器功用：

將點火線圈產(chǎn)生的高壓電按點火順序分配給各缸火花塞組成：

分火頭分電器蓋電容器作用:避免斷電器被燒蝕；加速一次電流的衰減，提高二次電壓。連接：

與斷電器并聯(lián)點火提前調(diào)節(jié)裝置作用：

自動調(diào)節(jié)點火提前角。調(diào)節(jié)點火提前角的方法：為了實現(xiàn)點火提前，必須在壓縮行程未到達上止點之前，使斷電器的觸點分開。有兩種方法：

1.保持斷電器的觸點不動，將斷電器的凸輪相對于分電器軸順著旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)一個角度。2.斷電器凸輪不動，將斷電器的觸點相對于斷電器的凸輪逆著旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一個角度。調(diào)節(jié)點火提前角的裝置

1.離心點火提前調(diào)節(jié)裝置

根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化來調(diào)整點火提前角。2.真空點火提前調(diào)節(jié)在裝置根據(jù)負荷的變化來調(diào)整點火提前角。3.辛烷值校正器離心點火提前調(diào)節(jié)裝置

作用：

根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化改變斷電器凸輪與分電器軸之間的相位關(guān)系組成：托板固定在分電器軸上，兩個重塊的大端松套在托板的兩個軸銷上，小端與托板之間用彈簧相連。與斷電器凸輪制成一體的軸套松套在分電器軸的上部，軸套的下端固定有帶孔的撥板，兩個長方孔分別套在兩個重塊的銷釘上。

工作原理：分電器的軸轉(zhuǎn)動時，托板隨之轉(zhuǎn)動，重塊的離心力使重塊小端向外甩開一定距離，同時兩重塊上的銷釘推動撥板連同凸輪順著旋轉(zhuǎn)方向相對于分電器軸轉(zhuǎn)過一個角度，將觸點提前頂開，點火提前角加大。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的升高點火提前角不斷加大，當(dāng)分電器的轉(zhuǎn)速超過某一值時，銷釘頂靠在長方孔的外緣上，重塊不能繼續(xù)向外甩開，點火提前角達到最大。發(fā)動機轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，點火提前角也不再增大。真空點火提前調(diào)節(jié)裝置作用：

根據(jù)發(fā)動機負荷的變化（節(jié)氣門開度變化）自動的調(diào)節(jié)點火提前角組成：

工作原理：發(fā)動機小負荷運行時，節(jié)氣門開度小，節(jié)氣門后方真空度大，膜片向右拱曲，并帶動拉桿向右移動。與此同時斷電器的底板連同斷電器，相對于凸輪逆著旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一個角度，使點火提前角增大。節(jié)氣門開度越小，節(jié)氣門后方的真空度越大，點火提前角也越大。發(fā)動機全負荷工作時，節(jié)氣門全開，節(jié)氣門后方的真空度不大，真空點火提前調(diào)節(jié)裝置不起作用。發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門幾乎關(guān)閉，此時真空連接管位于節(jié)氣門的上方，真空度幾乎為0，真空點火提前調(diào)節(jié)裝置不起作用。思考題1.什么是點火提前角？2.影響點火提前角的因素有哪些？3.怠速和全負荷時真空調(diào)