第10章讲义发动机点火系统

第 10章 发动机点火系统一、功用： 按照发动机各缸的点火次序，在一定的时刻供给火花塞以能量足够的高压电，使火花塞两电极之间产生足够强的电火花，点燃被压缩的可燃混合气，从而使发动机作功。二 、分类 按照点火系的组成及产生高压电的方法不同，分为 ：1、 蓄电池点火系 ： 蓄电池点火系 由蓄电池或发电机供给12V或 24V的低压直流电，借点火线圈和断电器将低压电转变为高压电，再通过配电器分配到各缸火花塞，使两电极之间产生火花，点燃可燃混合气。汽车一般为 12V电源，由蓄电池供给低压直流电，发电机给蓄电池充电。2、半导体点火系3、微机控制点火系4、 磁电机点火系。 10.1 概述传统分电器式点火系三、 汽车发动机对点火系的要求1、迅速产生足以击穿火花塞间隙的高电压 15 20kv；2、电火花应具备足够高的能量 50 120mJ； 3、点火时刻应适应发动机的工况。 四、 点火系的特点搭铁 汽车发动机点火系线路与其它电器设备线路一样，均采用单线制联结，即电源的一个电极用导线与各用电设备相联，而另一个电极则通过发动机机体、汽车车架和车身与各用电设备相联，称为搭铁，相当于接地。既可以以电源的负极搭铁，也可以以电源的正极搭铁，汽车发动机点火系一般以电源的负极搭铁。此时点火线圈的线路一般使火花塞的中心电极为负极，侧电极为正极，由于电子容易从温度高的中心电极向温度低的侧电极发射（高压电流方向从正极流向负极），因此，可降低击穿电压1520%左右。（一）、点火线圈 功用：将电源的低电压转变为高压电的 升压变压器 。分类： 开磁路点火线圈；闭磁路点火线圈。10.2 传统点火系统组成与工作原理一 、 传统点火系统组成： 1、点火线圈 （ 1）传统的开磁路点火线圈的基本结构如图 4-15所示，主要由铁心、绕组、胶木盖、瓷杯等组成。n其铁心用 0.3 0.5mm厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级绕组和次级绕阻。n次级绕阻居内，通常用直径为 0.06 0.10mm的漆包线绕 1100026000匝；n初级绕阻居外，通常用 0.5 1.0mm的漆包线绕 230 370匝。附加电阻n 特点 :附加电阻也称热敏电阻，它由低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝制成，具有温度升高时电阻迅速增大、温度降低时电阻迅速减小。n 作用： 利用附加电阻特点自动调节初级电流，可以改善点火系的工作特性。附加电阻n 低速时： 初级电流增长时间长，电流大，附加电阻受热阻值增大，避免了初级电流过大， 防止点火线圈过热；n 高速时： 初级电流增长时间短，电流小，附加电阻温度较低，可使初级电流下降的少些，保证了发动机在高速工作时点火系统能供给较强的高压电而不止断火。所以转速变化时，附加电阻较好地解决了高速断火和低速点火线圈过热的矛盾，改善了点火性能。n 起动时 :由于蓄电池的端电压会急剧下降，致使初级电流减小，点火线圈不能供给足够的高电压和点火能量。为了克服这一影响，在起动时将附加电阻短路，以增大初级电流，提高次级电压和火花能量，从而改善了发动机的起动性能。基本工作过程： (视频 ) （二）高压回路：触点 K断开：次级线圈 附加电阻 蓄电池正极 蓄电池 搭铁 火花塞侧电极 火花塞中心电极 高压线 配电器 次级线圈。（一）低压回路：触点 K闭合时：蓄电池正极 点火开关 附加电阻 初级线圈 断电器活动触点臂 触点 分电器壳体搭铁 蓄电池负极。（ 2）闭磁路点火线圈n 闭磁路点火线圈的铁心是 “ 曰 ”字形或 “ 口 ” 字形，磁路中只设有一个微小的气隙，其磁路图 10-7所示 。闭磁路点火线圈漏磁少，磁阻小，变换效率高，可使点火线圈小型化。（ 二）、分电器组成： 断电器、配电器，电容器以及点火提前调节装置。作用： 接通与切断点火系统的初级电路，使点火线圈的次级绕组中 产生高电压 ； 将点火线圈产生的高压电 分配 到相应气缸的火花塞上。分电器的组成分电器的组成 分电器实物图1、 断电器作用： 周期性的接通断开一次绕组，使初级电流发生变化，在点火线圈中生成次级电压。结构： 片簧，活动触点，胶木，凸轮触点间隙： 两触点分开时的最大间隙称为触点间隙0.350.45mm凸轮棱数 =气缸数；凸轮轴转速 =配气凸轮轴转速 。 触点间隙过小，触点间易出现火花而使初级电路断电不良，甚至触点烧蚀； 触点间隙过大，则触点闭合时间缩短，使初级电流减小，次级电压降低，高速时容易缺火。 调整： 可旋转偏心调节螺钉 1来调整触点间隙，首先，要松开固定托板 3的螺钉 2。1、 调节螺钉 2、 固定螺钉 ，3、托板 4、活动触点臂， 5、销钉 6、片簧。组成 :n 分电器盖、分火头。作用 :将高压电按点火顺序分配至火花塞。2、配电器 配电器配电器3、电容器作用 :（ 与断电器并联）当触点断开时，减小触点间的电火花，防止触点烧蚀。同时吸引初级绕组的自感电动势，使初级电流迅速切断，提高次级电压。 1-金属箔 2-盖板 3-外壳 4-绝缘纸 4、点火提前装置作用：实现点火提前，必须在压缩行程未到达上质点位置时，使触点分开。方法：1.触点不动，使凸轮相对轴向转一个角度；2.凸轮不动，使触点相对凸轮转一个角度。装置：1.离心式点火提前调节装置；2.真空式点火提前调节在装置；3.辛烷值校正器。点火提前角点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。其数值应视燃料性质、转速、负荷、过量空气系数等很多因素而定。1、点火提前角 过大（早）； 2、点火提前角 过小（晚）3、点火提前角 最佳。 过大，则大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞上行所消耗的压缩功增加，发动机容易过热，有效功率下降，工作粗爆程度增加。同时由于混合气的压力过高，末端混合气燃烧前的温度较高，爆燃倾向加大。 为最佳值时，最高压力出现在上止点后合适的角度内，示功图面积最大，完成的循环功最多，发动机的动力性、经济性最好。 过小，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，排气温度升高，功率下降，耗油量增多。2、转速n 紊流 ，火焰速度大体与转速成正比增加，因而以秒计的燃烧过程缩短，但由于循环时间亦缩短，一般燃烧过程相当的曲轴转角增加，应该相应加大点火提前角而装置离心调节点火提前器。转速增加时，火焰速度亦增加，爆燃倾向减小。3、负荷转速一定， Pe 时， 进入气缸的新鲜混合气量 而残余废气量基本不变，故 。因为残余废气对燃烧反应起阻碍作用，使 Um 。为保证燃烧过程在上止点附近完成， 需增大点火提前角， 靠真空提前点火装置来调节。当负荷 混合气数量 混合气稀释程度 起火界限更窄，火焰速度 燃烧恶化。当负荷 气缸的（温度 +压力） 爆燃的倾向 。(1)离心 点火提前 调节器作用 :在转速变化时，利用离心力自动使信号发生器提前产生点火信号来调节点火提前角。离心点火提前角调节装置离心点火提前装置就是为实现这一功能而设置的。断电凸轮套在调节器横板上， 该调节器横板既随分电器轴一同转动，又可相对该轴发生摆动， 其摆角是通过离心块感应发动机转速来调节的 。当 n ；当 n 。 发动机要求触点不动：使凸轮相对于 轴顺旋转方向转过一个角度 ，这样，在活塞尚未到达上止点时（假定点火提前角调节装置不工作时，点火提前角为零）断电器触点即分开，使点火提前（图 b）。a） 点火提前角为零点火提前角为零 b） 转动凸轮使点火提前角增大转动凸轮使点火提前角增大1-触点触点 2-凸轮凸轮 3-凸轮轴凸轮轴 4-断电器底板断电器底板 点火提前角点火提前角(2)真空式点火提前角调节装置作用：随发动机负荷的变化（节气门开度变化自动的调节点火提前角）工作原理：凸轮不动，使触点（连同固定托板）相对于凸轮逆旋转方向转过一个 角度 ，使点火也提前（图 c）。1-触点 2-凸轮 3-凸轮轴 4-固定盘（三）、火花塞作用 : 将高压电引进发动机燃烧室，在电极间形成火花，以点燃可燃混合气。 火花塞拧装于气缸盖的火花塞孔内，下端电极伸入燃烧室。上端连接分缸高压线。火花塞是点火系中工作条件最恶劣、要求高和易损坏部件。火花塞要求1混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲击，要求火花塞必须有足够的机械强度。2火花塞承受着交变的高电压，要求它应有足够的绝缘强度，能承受 30kv高压。3混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达 1500220