汽油机点火系统

汽油机点火系统

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§3.1概述

3.1.1点火系的功用

在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。点火系的功用是：点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动机点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气；并能适应发动机工况和使用条件的变化，自动调节点火时刻，实现可靠而准确的点火；还能在更换燃油或安装分电器时进行人工校准点火时刻。第2页，共45页，2023年，2月20日，星期二

3.1.2发动机对点火系的要求1、能产生足以击穿火花塞间隙的电压（8～10kV）2、火花应具有一定的能量（50～80mJ）3、点火时间应适应发动机的工况（最佳点火时间）第3页，共45页，2023年，2月20日，星期二

3.1.3汽油机点火系的分类

1、传统点火系统简单便宜，故障功率高，高速性能差；2、普通电子点火系统

结构简单，体积小，重量轻，高速性能好；3、微机控制点火系统点火时间控制精确。1、传统点火系统2、普通电子点火系统3、微机控制点火系统已淘汰正在淘汰正在广泛应用第4页，共45页，2023年，2月20日，星期二

§3.2传统点火系的组成与工作原理3.2.1传统点火系统的组成第5页，共45页，2023年，2月20日，星期二

传统点火系主要由电源（蓄电池、发电机）、点火开关、点火线圈、分电器（断电器、配电器、电容器）、火花塞、高压导线、附加电阻等组成。第6页，共45页，2023年，2月20日，星期二

3.2.2传统点火系基本工作原理初级电路（低压）次级电路（高压）第7页，共45页，2023年，2月20日，星期二

传统点火系基本工作原理1、初级电路接通，初级电流按指数规律增长（20ms达最大值），点火线圈积蓄能量；第8页，共45页，2023年，2月20日，星期二

传统点火系基本工作原理

2、触点分开，次级绕组中因电磁感应产生高压电当触点分开，初级电路切断，电流迅速下降为0，在初级绕组和次级绕组中产生感应电动势初级线圈匝数少：200—300V自感次级线圈匝数多：15—20KV互感第9页，共45页，2023年，2月20日，星期二

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传统点火系基本工作原理

3、火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气。

触点循环接通与断开，次级绕组中不断产生高压电，火花塞不停跳火，发动机不停地工作。电容放电电流大，时间短；电感放电电流小，时间较长

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3.2.3传统式点火系统的工作特性一、点火系统的工作特性1、概念

点火系统次级电压最大值U2max随发动机转速或分电器轴转速的变化关系。第12页，共45页，2023年，2月20日，星期二

2、结论二次电压随发动机转速的升高而降低。发动机的转速越高，触点闭合时间也越短，二次电压就越低；但发动机转速过低，触点打开慢，反而使二次侧电压降低。由于二次电压随转速升高而降低，所以发动机在高速时容易断火。只有n<nmax,才能保证可靠点火。第13页，共45页，2023年，2月20日，星期二

二、影响次级电压最大值的因素

1．发动机转速的影响

次级电压随转速升高而降低的现象，是发动机高速时容易断火的原因。2．发动机气缸数的影响次级电压的最大值将随发动机气缸数的增加而降低。这是因为凸轮的凸角数与气缸数相同，发动机的气缸数越多，凸轮每转一周触点闭合与打开的次数就越多，触点闭合时间缩短，次级电压最大值下降。

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3．火花塞积炭的影响

当积炭渣存在于火花塞绝缘体时，相当于在火花塞电极之间并联了一个电阻Rj，使次级电路闭合，于是在次级

电压还未上升到火花塞击穿电压时，就通过积炭产生漏电，使次级电压下降，造成点火困难。第15页，共45页，2023年，2月20日，星期二

当火花塞由于积炭严重，而不能跳火时，可用“吊火”的方法临时补救。即拔出高压线使它与火花塞间保留3～4mm的附加间隙，如图所示，使次级电压上升过程中

不发生泄漏，当次级电压上升到一定值后，将火花塞间隙与附加间隙同时击穿，则火花塞便能正常跳火，但这种方法只能应急。第16页，共45页，2023年，2月20日，星期二

4．触点间隙的影响

在使用中触点间隙大小是否合适，将影响U2max值。第17页，共45页，2023年，2月20日，星期二

结论

当触点间隙大时，触点闭合角卢变小，如图使Ip减小，U2max下降。触点间隙小时，β角增大，Ip增大，故U2max可以提高。但是如果间隙太小，会使触点分开时，火花加强而扎下降缓慢，反而会降低次级电压。因此，触点间隙应按制造厂规定进行调整。第18页，共45页，2023年，2月20日，星期二

当火花塞由于积炭严重，而不能跳火时，可用“吊火”的方法临时补救。即拔出高压线使它与火花塞间保留3～4mm的附加间隙，如图所示，使次级电压上升过程中

不发生泄漏，当次级电压上升到一定值后，将火花塞间隙与附加间隙同时击穿，则火花塞便能正常跳火，但这种方法只能应急。第19页，共45页，2023年，2月20日，星期二

5．电容的影响

U2max随C1、C2的减小而增高，但实际上当C1过小时，起不到灭弧作用，触点分开时将产生较强的火花，消耗一部分初级线圈中的磁场能量，从而降低了U2max

火花

严重时，初级电流下降速率减慢，U2max

也要下降，一般C1

取0.15～0.25μF为宜。次级分布电容C2

也有同样影响，但受结构限制，C2

不可能过小。为了避免无线电干扰，有时在点火装置中有屏蔽，此时C2

将有所增加。第20页，共45页，2023年，2月20日，星期二

6．点火线圈温度的影响使用中当点火线圈过热时，由于初级绕组的电阻值增大(铜有正的温度系数)，初级电流减小，从而使U2max降低。点火线圈过热的原因有：夏季天气炎热、发动机过热、调节器调节电压过高，使初级电流增大等。第21页，共45页，2023年，2月20日，星期二

三、点火系统性能的改善

1．增大初级断电电流的机械方法

（1）改善凸轮外形；（2）采用双触点断电器。2．增大初级断电电流的电方法初级电流的增长率与R/L与有关，R/L大，初级电流增长率大。若R过大，能达到的最大初级电流小；若L过小，磁场能量小，次级电压小；因此，R/L大小要合适，R/L

=1.26。

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（1）初级电路中串入附加电阻附加电阻也称热敏电阻，具有温度升高时电阻迅速增大、温度降低时电阻迅速减小的特点。利用附加电阻这一特点自动调节初级电流，可以改善点火系的工作特性。发动机在任何转速下Ip保持恒定；存储能量恒定次级线圈U2max恒定；缺点：电流上升速度慢、点火电压低（满足高速时）（2）采用延长闭合角的电路

上述方法可以相对改善传统点火系统的工作特性，但作用有限，难以满足高速、高压缩比多缸发动机的要求。第23页，共45页，2023年，2月20日，星期二

§3.3传统点火系统主要部件的构造

3.3.1分电器的构造断电器配电器离心调节器真空调节器电容器第24页，共45页，2023年，2月20日，星期二

断电器

真空调节器

离心调节器

配电器

电容器

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一、断电器

1、组成断电器主要由凸轮、触点副、固定底板、活动底板等组成。

2、工作断电器的凸轮在旋转过程中反复地控制着触点的关闭、通断初级电流。电容器和触点是并联的，其任务是给初级感应反电势形成回路，减轻触点的烧蚀，加快初级电流的通断速率。固定底板

活动底板

触点副

凸轮

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3、触点间隙的调整

触点间隙在0.35~0.45mm之间。调节螺钉

固定螺钉

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二、配电器1、组成

由分电器盖和分火头组成，分火头装分电器凸轮轴上，导电片将中央高压电引入旁电极，和旁电极之间有0.25～0.8mm的间隙。分缸线现在多为阻尼线。分火头

分电器盖

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2、工作第29页，共45页，2023年，2月20日，星期二

三、离心调节器

1、组成

离心调节器主要由离心块、托板、拨板、弹簧等组成。2、工作托板固定在分电器轴上，两个重块分别套在托板的柱销上，重块的另一端由弹簧拉向轴心。信号发生器的转子与拨板一起套在分电器轴上，拨板的两端有长形孔，套于离心块的销钉上。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。分电器轴

拨板

离心快

托板

弹簧

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四、真空调节器

1、组成

真空调节器主要由膜片、拉杆、弹簧等组成。2、工作属片制成的膜片，膜片中心一侧与拉杆固连，另一侧压有弹簧。拉杆由壳底座孔中伸出，与底板相连，拉动底板相对于轴产生角位移。在发动机负荷变化时，自动调节点火提前角。第32页，共45页，2023年，2月20日，星期二

五、电容器

电容器的作用是给初级感应反电势形成回路，减轻触点的烧蚀，加快初级电流的通断速率第33页，共45页，2023年，2月20日，星期二

3.3.2点火线圈

点火线圈由初级绕组、次级绕组和铁心等组成。按磁路的结构形式不同，可分为开磁路式点火线圈和闭磁路式点火线圈。

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一、开磁路式点火线圈

1、结构由铁芯、初级绕组、次级绕组、钢套、绝缘盖和绝缘座组成。2、工作原理初级绕组断电时，在次级绕组产生高压电，相当于变升压器，起升压作用。3、接线中心为高压接线柱，其余为低压接线柱，分别为“＋”或“开关＋”（接点火开关）、“－”（接断电器）。

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二、闭磁路式点火线圈

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。第36页，共45页，2023年，2月20日，星期二

3.3.3火花塞一、火花塞的工作条件及对其要求1、受高压燃气冲击及发动机振动，故应有足够的机械强度。2、受冲击性高电压作用，故应有足够的绝缘强度。3、应能承受温度的剧烈变化。4、火花塞的电极应采用耐腐蚀材料。5、应有适当的电极间隙和安装位置，气密性要良好。第37页，共45页，2023年，2月20日，星期二

二、火花塞的结构1、接线螺母2、高氧化铝陶瓷绝缘体3、商标4、钢质壳体（六角形）5、内垫圈（密封导热）6、密封垫圈7、中心电极导电杆8、火花塞裙部螺纹9、