10汽油机点火系(4).ppt

第八章汽油机点火系 第1节概述第2节传统点火系的组成与工作原理第3节点火提前第4节传统点火系主要元件结构第5节半导体点火系第6节微机控制点火系 第1节概述 1 点火系的应用对象汽油机和其他气体燃料发动机2 功能能在规定的时刻 按发动机的点火顺序供给火花塞以足够能量的高压电 使其两电极间产生电火花 点燃混合气 使发动机做功 3 点火过程在火花塞的两个电极之间加上直流电压时 电极之间的气体便发生电离现象 随着电极间的电压升高 气体电离的程度不断增强 当电压增长到一定值时 火花塞两电极间的间隙被击穿而产生电火花 击穿电压一般在15 20kV 第1节概述 4 分类 1 传统点火系 2 半导体点火系 3 微机控制点火系 4 磁电机点火系 以蓄电池或发电机为电源 提供12V 24V或6V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 再经过配电器分配到各缸火花塞 使火花塞两电极之间产生电火花 点燃混合气 传统点火系正逐渐被半导体点火系和微机点火系所取代 第1节概述 4 分类 1 传统点火系 2 半导体点火系 3 微机控制点火系 4 磁电机点火系 也以蓄电池或发电机为电源 由点火线圈和半导体三极管的作用 将电源的低压电转变为高压电 是目前国内外汽车上广泛应用的点火系 第1节概述 4 分类 1 传统点火系 2 半导体点火系 3 微机控制点火系 4 磁电机点火系 由点火线圈和微机装置产生的点火信号 将电源的低压电转变为高压电 它还可以进一步取消分电器 由微机系统直接进行高压电的分配 是现代最新型的无分电器点火系 微机控制的点火系已广泛应用于各种高级轿车上 第1节概述 4 分类 1 传统点火系 2 半导体点火系 3 微机控制点火系 4 磁电机点火系 它由磁电机内的永久磁铁和电磁线圈的作用产生高压电 而不需要另设低压电源 在发动机中 高转速范围内 磁电机点火系可以产生较高的高电压 使发动机工作可靠 但低速产生的电压低 不利于发动机起动 磁电机点火系多用于高速满负荷的赛车发动机 以及某些不带蓄电池的摩托车 1 组成2 工作原理3 几个元件的作用 传统点火系主要由电源 点火开关 点火线圈 断电器 配电器 电容器 火花塞 高压导线 阻尼电阻等组成 第2节传统点火系的组成与工作原理 传统点火系示意图 传统点火系的组成 传统点火系的点火线路 电源是蓄电池 其电压为12V或24V 由点火线圈和断电器共同产生高压10000V以上 分初级回路和次级回路 点火线圈实际上是一个变压器 主要由初级绕组 次级绕组和铁芯组成 断电器是一个凸轮操纵的开关 断电器凸轮由发动机配气凸轮驱动 并以同样的转速旋转 即曲轴齿轮每转两圈 凸轮轴转一圈 为了保证曲轴转两圈各缸轮流点火一次 断电器凸轮的凸棱数一般等于发动机的气缸数 断电器的触点与点火线圈的初级绕组串联 用来切断或接通初级绕组的电路 第2节传统点火系的组成与工作原理 1 组成2 工作原理3 几个元件的作用 传统点火系的工作原理 传统点火系的工作原理 触点闭合 触点断开 1 电容器与断电器触点并联当触点断开时 有两个作用 保护触点 自感电流向电容器充电 防止触点烧损 加速断电 提高次级电压 2 附加电阻与点火线圈初级绕组串联作用是调节初级电流大小 维持初级电流基本稳定 附加电阻的特点是温度愈高 电阻愈大 所以又叫热敏电阻 第2节传统点火系的组成与工作原理 1 组成2 工作原理3 几个元件的作用 传统点火系的组成 第3节点火提前 1 点火时刻点火时刻是用点火提前角来表示的 为了使发动机具有较好的性能 点火不能在压缩终了时进行 而必须有一定的提前 点火提前角 是指从火花塞电极间跳火开始 到活塞运行至上始点时的一段时间内曲轴转过的角度 第3节点火提前 2 点火提前角对发动机性能和排放的影响 1 对转矩的影响 2 对油耗的影响 3 对排放的影响 第3节点火提前 3 点火提前角的影响因素 1 负荷 2 转速 3 辛烷值 当发动机转速一定时 随着负荷的加大 节气门开度加大 进入气缸的可燃混合气量增多 压缩终了时的压力和温度增高 同时 残余废气在气缸内所占的比例减小 混合气燃烧速度加快 这时 点火提前角应适当减小 反之 发动机负荷减小时 点火提前角则应适当增大 第3节点火提前 3 点火提前角的影响因素 1 负荷 2 转速 3 辛烷值 当发动机节气门开度一定时 随着转速增高 燃烧过程所占曲轴转角增大 这时 应适当加大点火提前角 点火提前角应随转速增高适当加大 第3节点火提前 3 点火提前角的影响因素 1 负荷 2 转速 3 辛烷值 点火提前角还和汽油的抗暴性能有关 使用辛烷值高 抗暴性能好的汽油 点火提前角应较大 第3节点火提前 4 点火提前角的调节装置 1 负荷 2 转速 3 辛烷值 真空式点火提前调节装置 自动 离心式点火提前调节装置 自动 辛烷值校正器 手动 真空式点火提前装置 离心式点火提前装置 1 点火线圈2 分电器3 火花塞 功用 把电源的低压电转变成火花塞点火所需要的高压电 分类 按其铁芯结构型式有两种 1 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 磁阻大 泄漏的磁通量多 磁路损失大 转换效率低 2 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 泄漏的磁通量和磁路损失大大减小 点火线圈的转换效率高 第4节传统点火系主要元件结构 开磁路点火线圈 闭磁路点火线圈 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组成 1 断电器 2 配电器 3 电容器 4 点火提前调节装置 5 驱动机构 第4节传统点火系主要元件结构 1 点火线圈2 分电器3 火花塞 分电器总成 断电器 配电器 第4节传统点火系主要元件结构 功用 将高压电引入燃烧室产生火花并点燃混合气 组成 由中心电极 侧电极 外壳和瓷绝缘体等组成 火花塞跳火间隙0 6 0 8mm分类 为了使火花塞的温度保持在自洁温度 500 600 范围内 必须使用不同类型的火花塞 1 热型 绝缘体裙部较长 吸收热量多而散热慢 用于低压缩比且转速比较低的发动机 2 冷型 绝缘体裙部较短 吸收热量少而散热快 用于高压缩比且转速比较高的发动机 3 普通型 介于热型和冷型之间 1 点火线圈2 分电器3 火花塞 火花塞 a 热型 b 普通型 c 冷型 火花塞的型式 第5节半导体点火系 1 概述2 触点式半导体点火系3 无触点半导体点火系 传统点火系的缺点 1 断电器触点分开时 在触点之间产生火花 使触点逐渐氧化 烧蚀 2 火花塞积炭时 因火花塞漏电而二次电压升不上去 不能可靠地点火 3 高速时容易出现缺火现象 半导体点火系的优点 1 可以改善发动机的高速性能 2 火花塞积炭时仍有较强的跳火能力 3 可以减小触点火花 延长触点的使用寿命 还可以取消触点进一步改善点火性能 分类 触点式和无触点式 第5节半导体点火系 1 概述2 触点式半导体点火系3 无触点半导体点火系 优点 利用晶体三极管的开关作用 代替断电器的触点控制点火线圈一次电路的通 断 由于流过触点的电流是三极管的基极电流 它只有一次电流的1 5 1 10 减少了触点电流 可以减小触点火花 延长触点寿命 缺点 仍利用触点的开闭作用产生点火信号 控制点火系的工作 因此克服不了触点式点火装置的故有缺点 如 高速时触点臂振动 触点分开后不能及时闭合 凸轮或顶块磨损回改变点火时刻 触点污染不能可靠工作 触点半导体点火系工作过程 1 三极管基极电流 蓄电池正极 点火开关S 点火线圈一次绕组N1 点火线圈的附加电阻Rf 三极管VT的发射极e 基极b 电阻R2 断电器触点K 蓄电池负极 2 一次绕组电流 蓄电池正极 点火开关S 点火线圈一次绕组N1 点火线圈的附加电阻Rf 三极管VT的发射极e 集电极c 蓄电池负极 第5节半导体点火系 1 概述2 触点式半导体点火系3 无触点半导体点火系 组成 传感器 点火控制器 点火线圈 配电器 火花塞分类 磁脉冲式 霍尔效应式 光电式优点 利用各种类型的传感器代替断电器的触点 产生点火信号 控制点火系的工作 因此 点火系工作时 与触点有关的故障都不可能发生 缺点 1 仍靠离心提前和真空提前两套机械式点火提前装置对点火时间进行调节 机械的滞后 磨损以及装置本身的局限性不能保证最佳的点火时刻 2 点火线圈一次电路的导通时间受转子凸轮形状和发动机转速的影响 磁脉冲式无触点点火电路原理 磁脉冲式传感器工作原理 磁脉冲式无触点点火装置 磁脉冲式传感器的构成 霍尔效应式无触点点火电路原理 霍尔传感器工作过程 霍尔分电器 1 概述2 微机控制点火系3 无分电器点火系 第6节微机控制点火系 微机控制点火系的优点 1 取消了机械式点火提前调节装置 微机控制点火系根据发动机的工况变化自动地调节点火提前角 2 自动地调节一次电路的导通时间 使高速时一次电路的导通时间延长 增大一次电流 提高二次电压 低速时一次电路导通时间适当缩短 限制一次电流的幅度 以防止点火线圈发热 分类 微机控制 有分电器 和无分电器 1 概述2 微机控制点火系3 无分电器点火系 第6节微机控制点火系 工作过程 1 各传感器分别将每一瞬间的发动机转速 负荷 冷却水温度 节气门状态以及是否发生爆燃等信号 经接口电路输入控制器 2 控制器根据发动机转速和负荷信号 按存储器中存放的程序以及与点火提前角和一次电路导通时间有关的数据 计算出与该工况对应的最佳点火提前角和一次电路导通时间 并根据冷却水的温度加以修正 3 根据计算结果和点火基准信号 向点火控制电路和点火线圈发出控制信号 接通点火线圈的一次电路 4 经过最佳的一次电路导通时间后 再发出控制信号切断点火线圈的一次电路 使一次电流迅速下降到零 在二次绕组中产生高压电 并经配电器送往火花塞 点燃混合气 控制点火提前角的Map图 微机控制点火系 微机控制点火系的组成 1 概述2 微机