第10章 点火系统.ppt

第十章发动机点火系统 10 1概述 10 2传统点火系统组成与工作原理 10 3点火时刻 10 4传统点火系统主要元件的结构 10 7汽车电源 10 1概述 功用 按照发动机的点火顺序 在一定的时刻供给火花塞足够的能量的高压电 使其两极间产生点火花 点燃混合气使发动机做功 分类 蓄电池点火系统 半导体点火系统 微机控制点火系统 磁电机点火系统 传统蓄电池点火系统以蓄电池和发电机为电源 借点火线圈和断电器的作用 将电源提供的6V 12V或24V的低压直流电转变为高压电 再通过分电器分配到各缸火花塞 使火花塞两电极之间产生电火花 点燃可燃混合气 传统蓄电池点火系统由于存在产生的高压电比较低 高速时工作不可靠 使用过程中需经常检查和维护等缺点 目前正在逐渐被电子点火系统和微机控制点火系统所取代 蓄电池点火系统 电子点火系统以蓄电池和发电机为电源 借点火线圈和由半导体器件 晶体三极管 组成的点火控制器将电源提供的低压电转变为高压电 再通过分电器分配到各缸火花塞 使火花塞两电极之间产生电火花 点燃可燃混合气 与传统蓄电池点火系统相比具有点火可靠 使用方便等优点 是目前国内外汽车上广泛采用的点火系统 电子点火系统 微机控制点火系统与上述两种点火系统相同 也以蓄电池和发电机为电源 借点火线圈将电源的低压电转变为高压电 再由分电器将高压电分配到各缸火花塞 并由微机控制系统根据各种传感器提供的反映发动机工况的信息 发出点火控制信号 控制点火时刻 点燃可燃混合气 由微机控制系统直接将高压电分配给各缸 微机控制点火系统为目前最新型 广泛应用于中 高级轿车中 微机控制点火系统简图 磁电机点火系统由磁电机本身直接产生高压电 不需另设低压电源 与传统蓄电池点火系统相比 磁电机点火系统在发动机中 高转速范围内 产生的高压电较高 工作可靠 但在发动机低转速时 产生的高压电较低 不利于发动机起动 因此磁电机点火系统多用于主要在高速 满负荷下工作的赛车发动机 以及某些不带蓄电池的摩托车发动机和大功率柴油机的起动发动机上 在火花塞电极间加上高电压后 电极间的气体便发生电离现象 所加电压愈高 气体电离的程度愈高 当电压增高到一定值时 火花塞两极间的间隙被击穿而产生电火花 使火花塞两电极之间产生电火花所需要的最低电压 称为击穿电压 当火花塞间隙为0 5 1 0mm时 发动机冷起动时所需击穿电压约7000 8000V 实际工作电压一般在10000 15000V 击穿电压的高低与两电极之间的距离 火花塞间隙 气缸内压力和温度的大小有关 火花塞间隙愈大 气缸内气体压力愈高 温度愈低时 则击穿电压愈高 汽油机的点火机理 点火系统的基本要求 点火系统应在发动机各种工况和使用条件下保证可靠而准确地点火 为此点火系统应满足以下基本要求 1 能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压2 电火花应具有足够的点火能量 3 点火时刻应与发动机的工作状况相适应 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15 20 左右 点火系统的特点 回目录 一 组成 10 2传统点火系统组成与工作原理 点火系统 机械式触点点火系统 二 工作原理 触点闭合时 初级电路通电 电流从蓄电池的正极经点火开关 点火线圈的初级绕组 断电器触点 接地流回蓄电池的负极 为低压电路 触点断开时 在初级绕组通电时 其周围产生磁场 并由于铁芯的作用而加强 当断电器凸轮顶开触点时 初级电路被切断 初级电路迅速下降到零 铁芯中的磁通随之迅速衰减以至消失 因而在匝数多 导线细的次极绕组中感应出很高的电压 使火花塞两极之间的间隙被击穿 产生火花 点火系统的工作原理 初级电压 次级电压 发动机低速运转时 初级电流大 次极电压高 点火可靠 发动机高速运转时 初级电流小 次极电压低 容易失火 如果点火线圈按高速时设计 低速时初级电流过大 线圈初级绕组易过热 反之 按低速时设计 高速时易失火 点火不可靠 解决的办法是在低压电路中串联一个附加电阻 其电阻值随工作温度高低而变化 温度愈高 电阻值愈大 从而满足高低速时的初级电流大小的要求 起动时 起动电机工作使蓄电池端电压急剧下降 初级电流大幅度减小 次级电压降低 起动后 起动电机不再工作 初级电流恢复 次级电压升高 为使起动时点火可靠 如图所示 起动时起动继电器触点8闭合 起动机电磁开关的线圈通电 电磁开关触盘7接通附加电阻短路接线柱6 附加电阻短路初级电流增大 次级电压升高 具有附加电阻的点火线圈接线示意图 1 点火线圈 2 附加电阻 3 断电器触点 4 蓄电池 5 起动机 6 附加电阻短路接线柱 7 起动机开关接触盘 8 起动继电器触点 9 点火开关 回目录 作用 实现点火提前 必须在压缩行程未到达上止点位置时 使触点分开 10 3点火时刻 点火提前的影响因素 发动机转速与点火提前角成正比 转速越快点火提前角越大 混合气的燃烧速度 发动机负荷与点火提前角成反比 负荷越大点火提前角越小 汽油的抗暴性能抗暴性越好 点火提前角适当增大 实现点火提前角调节的方法有两种 1 触点不动 使凸轮相对于其轴顺旋转方向转过一个角度 2 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 自动调节装置 离心式点火提前调节装置真空式点火提前调节装置 手动调节装置 辛烷值校正器 点火提前角调节装置 点火提前角调节方法 1 触点 2 断电器凸轮 3 分电器轴 4 断电器底板 10 4传统点火系统主要元件的结构 分电器点火线圈火花塞 一 分电器 功用 1 接通或断开初级电路 2 将点火线圈产生的高压电按照发动机分配给各缸火花塞 3 根据发动机转速和负荷自动调节点火时刻分电器的组成 断电器配电器电容器点火提前调节装置 分电器实物图 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触点间隙 0 35 0 45mm可以通过调整固定触点的位置来改变触点间隙 配电器 功用 将点火线圈产生的高压电按点火顺序分配给各缸火花塞组成 分火头分电器盖 电容器 在点火线圈初级电路断开时 减小触点间产生的电火花 防止触点烧损 并可加速点火线圈中的磁通变化率 提高次级电压 点火电压 与断电器触点并联 作用 连接 二 点火线圈 作用 把电源的低压电转变成火花塞点火所需要的高压电 组成 初级绕组 次级绕组 铁芯分类 开磁路点火线圈 开磁路点火线圈采用柱形铁芯 其上下两端没有连接在一起 磁力线通过空气形成磁回路 闭磁路点火线圈 闭磁路点火线圈的铁芯用 口 字形或 日 字形的铁片叠制而成 磁路闭合 开磁路线圈 开磁点火线圈 高压接线头 附加电阻接头 铁芯 初级绕组 次级绕组 外壳 上盖 初级接线柱 闭磁路点火线圈 特点 形成闭合的磁路 减少磁通损失 提高次级电压 开磁路 闭磁路点火线圈外形 日 字形铁心的磁路 口 字形铁心的磁路 点火线圈的磁路 1 铁心 2 低压路点火线圈外形 3 高压插孔 4 初级绕组 5 次级绕组 6 磁力线 7 导磁钢套 三 火花塞 将点火线圈产生的高压电引进然烧室 并在电极间产生电火花点燃 镍锰硅铬合金 作用 电极材料 火花塞间隙 火花塞间隙一般在0 5 1 0毫米之间过大 击穿电压高 不易启动 高转速时易缺火过小 火花微弱 易产生积炭而漏电 火花塞的散热 热特性自净温度 500 600 若低于此温度 则容易产生积碳 使火花塞裙部绝缘性能下降 使点火不可靠 裙部发黑 当温度高达800 900 C时 可能产生灼热表面点火 裙部发灰白色 火花塞的类型 热型 群部长 散热慢 适用于压缩比低的发动机 H 16或20mm中型 转速较低的发动机 H 11或14mm冷型 裙部短 散热快 适用于压缩比高的发动机 H 8mm 常见故障 烧蚀 烧蚀 积炭 回目录 10 7汽车电源 1 发动机起动或低速运行时 发电机不发电或电压很低 起动机 点火系统及其他用电设备所需要的电能 全部由蓄电池供给 2 发动机正常运行时 发电机向点火系统及其他用电设备供电 并同时向蓄电池充电 3 汽车的用电设备用电量过大 超过发电机的供电能力时 蓄电池和发电机共同向点火系统及其他用电设备供电 汽油发动机汽车一般为12V电源 柴油发