汽车结构+第10章_发动机点火系.ppt

汽车构造 电子教案第十章发动机点火系 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第2页 简介 汽油发动机工作时 吸入气缸中的可燃混合气在压缩行程终了时靠电火花点燃 使混合气燃烧产生强大的动力 推动活塞向下运动使发动机工作 在火花塞的两个电极之间加上直流电压 当电压增长到一定值时 火花塞两电极间的间隙被击穿所需要的电压 称为击穿电压 击穿电压的数值与电极间的距离 火花塞间隙 气缸内的压力和温度有关 电极间隙越大 缸内压力越高 温度越低 则击穿电压越高 为了使发动机在各种工况下均能可靠的点火 作用在火花塞间隙的电压应能达到15 20kV 为了适应发动机的工作 要求点火系能在规定的时刻 按发动机的点火次序供给火花塞以足够能量的高压电 使其两极间产生电火花 点燃混合气 使发动机工作 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第3页 1 传统点火系以蓄电池或发动机为电源 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 点燃混合气 2 半导体点火系它也以蓄电池和发电机为电源 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 3 微机控制的点火系由点火线圈和微机控制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 微机控制的点火系广泛应用于各种高级轿车上 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 在发动机中等转速和高转速范围内 可以产生较高的高压电 使发动机工作可靠 磁电机点火系多用于主要在高速 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 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第4页 负极搭铁 汽车发动机的点火系与汽车的其它电器设备一样 采用单线制连接 即电源的一个电极用导线与各用电设备的一个电极相连 而电源的另一个电极则通过发动机的机体 汽车车架和车身等金属构件与各用电设备的另一个电极相连 称为搭铁 其性质相当于一般电路中的接地 因为热的金属表面比冷的金属表面容易发射电子 发动机工作时 火花塞的中心电极较侧电极温度高 因而电子容易从中心电极向侧电极发射 使火花塞间隙处离子化程度高 火花塞容易跳火 击穿电压可降低15 20 因此 无论汽车的电系采用正极搭铁还是负极搭铁 点火线圈的内部连接或外部连接 均应保证点火瞬间火花塞中心电极为负 即火花电流应从火花塞的侧电极流向中心电极 由于电子设备在汽车上的广泛应用 目前国内 外汽车几乎都采用负极搭铁 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第5页 第一节传统点火系的组成 传统点火系的组成如图10 1所示 它由下面几部分组成 1 点火线圈 2 分电器 3 火花塞 由中心电极和侧电极组成 安装在发动机的燃烧室中 用来将高压电引入燃烧室 并提供一个跳火间隙 4 电源 点火系工作时所需要的电能 由蓄电池和发电机两个电源供给 5 点火开关 6 高压导线 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第6页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第7页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第8页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第9页 第二节点火系的工作过程 图10 3是点火系的工作示意图 点火线圈一次绕组的一端经点火开关3与蓄电池相连 另一端经分电器壳上的接线柱接断电器的活动触点臂 固定触点经过分电器壳体接地 电容器6并联在断电器触点之间 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第10页 工作过程 接通点火开关 当断电器触点闭合时 蓄电池的电流从蓄电池的正极出发 经点火开关 点火线圈的一次绕组 200 300匝的粗导线 断电器活动触点臂 触点 分电器壳体接地 流回蓄电池负极 图10 3a所示 由于回路中流过的是低压电流 所以称这条电路为低压电路或一次电路 电流通过点火线圈一次绕组时 在一次绕组的周围产生磁场 并由于铁心的作用而加强 当断电器凸轮顶开触点时 一次电路被切断 一次电流迅速下降到零 铁心中的磁场随之迅速衰减以至消失 因此在匝数多 15000 23000匝 导线细的二次绕组中感应出很高的电压 称为高压电 二次绕组中产生的高压电 作用在火花塞的中心电极和侧电极之间 当高压电超过火花塞间隙的击穿电压时 火花塞的间隙被击穿 产生电火花 点燃混合气 一次绕组中电流下降的速率越高 铁心中磁通的变化率越大 二次绕组中产生的电压越高 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第11页 点火线圈二次绕组中的感应电压称为二次电压 其中通过的电流为二次电流 二次电流流过的电路 称为二次电路或高压电路 当断电器触点被顶开时 二次电路中分火头恰好对准分电器盖上的旁电极 如图10 3b所示 二次电流从点火线圈的二次绕组 经蓄电池正极 蓄电池 接地 火花塞的侧电极 中心电极 高压导线 配电器流回点火线圈的二次绕组 在断电器触点分开的瞬间 点火线圈铁心中的磁通迅速变化时 由于互感作用在二次绕组中产生高压电的同时 在一次绕组中还产生自感电压和电流 在触点分开 一次电流迅速下降的瞬间 自感电流与原一次电流的方向相同 作用于触点之间 其电压高达200 300V 为了消除自感电压和电流的不利影响 在断电器触点间并联有电容器 当断电器触点分开瞬间 自感电流向电容器充电 可以减小触点间的火花 加速一次电流和磁通的衰减 从而提高了二次电压 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第12页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第13页 第三节点火时刻 发动机工作时点火时刻对发动机的性能有很大影响 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第14页 由于混合气燃烧有一定的速度 即从火花塞间隙出现火花 到燃烧室中的混合气大部分燃烧完毕 气缸内的压力上升到最高值 是需要一定时间的 虽然这段时间很短 不过千分之几秒 但由于发动机转速很高 在这样短的时间内曲轴却转过较大的角度 若恰好在活塞到达上止点时点火 混合气开始燃烧时活塞已开始向下运动 使气缸容积增大 燃烧压力降低 发动机功率下降 如图10 5a所示 若点火过早 则活塞正在向上止点运动过程中 混合气开始燃烧 气缸内气体压力迅速升高 而且气体压力作用的方向与活塞运动的方向相反 因此在示功图上出现了套环 如图10 5b所示 此时 发动机有效功率减小 发动机功率也将下降 因此 应当在活塞到达压缩行程上止点之前点火 使气体压力在活塞达到上止点后10 15 时达到最高值 这样混合气燃烧产生的热能 在作功行程中得到充分利用 可以提高发动机的功率 如图10 5c所示 点火提前角 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第15页 点火提前角 提前点火的角度 称为点火提前角 即火花塞间隙跳火时曲轴的曲拐所在位置 与压缩行程终了活塞到达上止点时曲拐位置之间的夹角 发动机工作时最佳的点火提前角不是固定值 它随很多因素而改变 影响点火提前角的主要因素是 1 发动机的转速2 混合气的燃烧速度 混合气的燃烧速度又与混合气的成分 发动机的结构 燃烧室的形状 压缩比等 及其它一些因素有关 3 所用汽油的抗爆性 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第16页 点火线圈 点火线圈是用来将电源的低压电转变为高压电的基本元件 它由一次绕组 二次绕组和铁心等组成 常用的点火线圈分为两种形式 1 开磁路点火线圈2 闭磁路点火线圈 第四节传统点火系主要元件的结构 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第17页 1 开磁路点火线圈 开磁路点火线圈的结构如图10 6所示 点火线圈的铁心由若干片涂有绝缘漆的硅钢片叠成 二次绕组和一次绕组都套装在柱形铁心上 两个绕组连同铁心侵渍石蜡和松香的混合物后装入外壳2中 并支承在磁质绝缘座7上 二次绕组的一端与一次绕组的一端焊接在一起 焊点在点火线圈内部 二次绕组的另一端接在胶木盖12中央的高压线接头11上 一次绕组的两端分别与低压接线柱1和10相接 在外壳内充填的防潮的胶状绝缘物或变压器油之后 用胶木盖盖好 并加以密封 附加电阻8接在低压接线柱9和10之间 在有些汽车上使用的点火线圈不带附加电阻 没有接线柱9 接线柱10直接经点火开关接电源 还有些汽车使用的点火线圈上虽无附加电阻 但接线柱10通过一根专用的附加电阻线接电源 如东风EQ1090E汽车用DQ125型点火线圈 在接线柱10上还接有一根导线 导线的另一端接在起动机的附加电阻短路接线柱上 以便在起动发动机时将附加电阻短路 改善起动时的点火性能 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第18页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第19页 2 闭磁路点火线圈 开磁路点火线圈采用柱形铁心 一次绕组在铁心中产生的磁通 通过导磁钢套3 图10 6 形成磁回路而铁心上部和下部的磁力线从空气中穿过 磁路的磁阻大 泄露的磁通量多 磁路损失大 转换效率低 闭磁路点火线圈 将一次绕组和二次绕组都绕在口字形或日字形铁心上 如图10 7所示 初级绕组在铁心中产生的磁通 通过铁心形成闭合回路 因此泄露的磁通量和磁路损失大大减少 点火线圈的转换效率高 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第20页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第21页 分电器 图10 8所示为FD642型分电器的构造 分电器由下面几部分组成 1 断电器2 配电器3 电容器4 点火提前调节装置 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第22页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第23页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第24页 1 断电器 断电器的功用是周期地接通和切断点火线圈的一次电路 使一次电流发生变化 以便在点火线圈的二次绕组中产生高压电 断电器的构造如图10 9所示 断电器是由一对钨质的断电器触点和断电器凸轮组成 固定触点与支架3 固定在活动底板上 活动触点固定在活动触点臂上 活动触点臂的另一端有孔套装在销轴12上 并由卡簧限位使活动触点可以绕销轴转动 触点臂的中部固定着夹布胶木顶块11 触点臂弹簧片13的弹力使活动触点与固定触点保持闭合 并将胶木顶块压向凸轮 断电器凸轮的凸角数与发动机气缸数相等 凸轮的轴通过离心点火提前调节器 与分电器轴相连 分电器轴由发动机的曲轴 通过配气机构的凸轮轴上的齿轮驱动 其转速与配气凸轮轴的转速相等 为曲轴转速的一半 四冲程发动机 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第25页 续 活动触点经触点臂 触点臂弹簧片和连接导线 与分电器壳上的接线柱和电容器相连 固定触点则通过支架 断电器底板和分电器壳 与发动机机体相连而接地 当断电器凸轮旋转时 每当凸轮的一个凸角顶起顶块使触点分开的瞬间 二次电路中产生的电压最高 配电器此刻将二次电路接通 使相对应气缸中的火花塞间隙跳火 点燃混合气 断电器触点分开时 其触点间的最大间隙称为触点间隙 触点间隙一般规定为0 35 0 45mm 触点间隙过小 触点间易出现火花 使一次电路断电不良 并使触点氧化和烧蚀 触点间隙过大 将使触点闭合时间缩短 一次电流减小 二次电压降低 所以 从结构上必须保证触点间隙的大小可以调整 为此 旋松图中的固定螺钉4 转动偏心调整螺钉5时 可以使固定触点移动 改变与活动触点之间的间隙 将触点间隙调整为规定值后 再将固定螺钉旋紧 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第26页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第27页 2 配电器 配电器用来将点火线圈中产生的高压电 按发动机各气缸的工作次序轮流分配到各缸的火花塞 它主要由胶木制成的分电器盖1和分火头2 图10 8 组成 配电器盖上有一个深凹的中央高压线插孔 以及若干个深凹的分高压线插孔 各高压插孔的内部都嵌有铜套 分火头套在凸轮轴的延伸部分上 此延伸部分为圆柱形 但其侧面铣切出一个平面 分火头孔内的形状与之符合 借此保证分火头与凸轮同步旋转 并使分火头与分电器盖上的旁电极保持正确的相对位置 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第28页 续 从点火线圈高压线插空中引出的高压线 插入分电器盖的中央插孔中 中央插孔的下部装有炭精制成的中心触点 并借助弹簧力与分火头上的铜片紧密接触 由旁电极引出的高压线 应按发动机的工作次序分别接各缸火花塞的中心电极 其接线方法是 首先让第一缸的活塞处于压缩行程终了时的上止点位置 使断电器触点处于刚刚分开的状态 此时分火头的铜片恰好与分电器盖上的某一旁电极接通 将该旁电极引出的高压线接到第一缸火花塞 其它各旁电极上的高压线 应按分火头的旋转方向和发动机的工作次序 分别接其它各缸火花塞 因此 发动机工作时 分火头随着断电器凸轮同步旋转 分火头上铜片的外端依次与各缸旁电极接通 将高压电分配到各缸的火花塞 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第29页 3 电容器 发动机点火系使用的电容器通常是纸制的 电容器的极片是两条狭长的金属箔 将两条狭长且很薄的绝缘纸与极片交错排列卷成圆柱形 在浸渍蜡绝缘介质后 装如圆桶形的金属外壳中 加以密封 一个极片与金属外壳在内部接触 另一个极片与引出壳外的导线相连 如图10 10所示 从图10 8可以看出 安装电容器时 将电容器23的引线与断电器接线柱25相接 电容器的外壳固定在分电器壳上 并经壳体接地 使电容器与断电器触点并联 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第30页 4 点火提前调节装置 为了实现点火提前 应在活塞到达压缩行程上止点之前 就使凸轮将断电器触点顶开 从断电器触点分开 火花塞间隙跳火时的曲轴的曲拐所在的位置 到活塞到达上止点时曲拐所转过的角度越大 则点火提前角越大 因此 改变断电器触点分开的时刻 即可以改变点火提前角 实现点火提前调节的方法有两种 一是断电器触点不动 将断电器的凸轮相对于分电器轴 顺着旋转方向转过一个角度 改变触点与凸轮之间的相对位置 可以使点火提前角增大 如图10 11b所示 另一种方法是保持断电器凸轮不动 将断电器的底板连同触点 相对于断电器凸轮及分电器轴 逆着旋转方向转过一个角度 改变触点与凸轮之间的相对位置 也可以使点火提前角增大 如图10 11c所示 图10 11 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第31页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第32页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第33页 1 离心式点火提前角调整装置 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第34页 2 真空点火提前调节装置 在发动机负荷 即节气门开度 变化时 该装置自动地调节点火提前角 它用改变断电器触点与凸轮之间相位关系的方法 在发动机负荷增大时自动地减小点火提前角 其工作原理如图10 13所示 真空点火提前调节装置位于分电器外壳的侧面 调节装置的外壳3固定在分电器的外壳上 其内腔被膜片7分割成两个气室 左气室通大气 右气室为真空室 借真空连接管接到化油器下体节气门旁的专用通气孔上 拉杆8固定在膜片的中央 另一端有孔 套在断电器底板的销钉上 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第35页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第36页 示例 真空点火提前调节装置有多种形式 图10 14是用于夏利轿车分电器的双膜片式真空点火提前调节装置 调节装置的真空室分为主膜片室和副膜片室两个部分 发动机怠速运行时副膜片起作用 发动机正常运行时两个膜片共同起作用 调节点火提前角 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第37页 续 发动机怠速运行时 节气门接近关闭 接主真空室的通气孔位于节气门的前方 真空度几乎为零 主膜片室内的压力接近大气压力 不起真空点火提前调节作用 但此时进气支管的负压经真空管8作用于副膜片室 副膜片在负压的作用下向右拱曲 并通过拉杆拉动断电器底板逆着凸轮旋转方向转过一个角度 使点火提前角加大 但是 当膜片轴移动到与主膜片体接触时 膜片的移动被限位 同时 副膜片室的负压也将主膜片吸向副膜片室一侧 于是又将副膜片轴推回 点火提前角被适当减小 使点火提前角约为5 保证发动机怠速时稳定运行 发动机小负荷运行时 节气门开度增大 接主膜片室的吸气孔处于节气门的后方 使主膜片室内的负压增加 于是主膜片室和副膜片室共同作用 拉动断电器底板逆着凸轮旋转方向转过一个角度 使点火提前角加大 提前量的大小取决于节气门的开度 并由主 副真空室中的限位块限位 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第38页 3 点火提前角的手动调节 为了适应燃油品质变化或发动机技术状况变化时 改变点火提前角的要求 可以旋松分电器总成的固定螺钉 将分电器的外壳相对于分电器轴 顺着凸轮旋转方向 减小点火提前角 或逆着凸轮旋转方向 增大点火提前角 转动 以改变点火提前角 为了在调整时能看到调整的角度 有些分电器的下部还装有指针和刻度盘 可以指示分电器壳体转过的角度 为辛烷值选择器 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第39页 火花塞的结构 火花塞的结构如图10 17所示 弯曲的侧电极9焊接在金属的火花塞壳体5的底端 借此直接搭铁 氧化铝的质量分数为90 以上的陶瓷绝缘体2固定在壳体内并加以密封 绝缘体下部与壳体之间装有紫铜密封垫圈 中心电极11装入绝缘体的中心孔内 其间用密封剂6密封 高压导线接头套接在接线螺母1的上端 电极材料一般采用镍锰合金或镍锰硅合金 火花塞绝缘体紫铜垫圈8以下的锥形部分10 称为火花塞的绝缘体裙部 绝缘体裙部在发动机工作时直接与燃烧的气体接触 从而吸收大量的热 吸入的热量经紫铜垫圈 壳体传递到气缸盖并散入大气 试验表明 发动机工作时火花塞绝缘体裙部的温度若保持在500 600 C左右时 落在绝缘体裙部的油粒能立即被烧掉 不容易产生积炭 这个温度称为火花塞的自净温度 当裙部温度低于自净温度时 火花塞容易产生积炭 使点火不可靠 甚至不能着火 若裙部温度高于自净温度 混合气与炽热的绝缘体接触时 可能在火花塞间隙跳火之前就自行着火 称为炽热点火 从而出现早燃 爆燃 化油器回火等不正常的燃烧现象 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第40页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第41页 火花塞的类型 无论哪一种类型发动机的火花塞 其绝缘体裙部的温度都应保持在自净温度的范围内 但随着各种发动机气缸中的热状况的不同 可以采用不同的火花塞 1 冷型火花塞 图10 19a 具有高压缩比的高速发动机 燃烧过程中气缸内气体温度高 散热慢 为了保持火花塞绝缘体裙部温度适宜 火花塞的裙部应做得短些 以减少吸热面积和缩短散热途径 这种绝缘体裙部短的火花塞 称为冷型火花塞 2 热型火花塞 图10 19c 用于低压缩比且转速比较低的发动机上的火花塞 其绝缘体裙部应做得长些 使裙部吸收热量较多而传热较慢 这种火花塞称为热型火花塞 3 普通型火花塞 图10 19b 裙部长度介于上面两种火花塞之间的火花塞 火花塞中心电极与侧电极之间的间隙应适当 目前 传统点火系火花塞的间隙一般为0 6 0 8mm 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第42页 第五节电子点火系 传统点火系存在很多缺点 近年来 汽车向多缸 高速方向发展 同时人们力图通过改善混合气的燃烧状况来减少排气污染 以及燃用稀混合气以达到节约燃油的目的 这些都要求点火装置能够提供足够的二次电压 火花能量和最佳的点火时刻 现行点火装置已不能适应这一要求 采用电子点火系可以提高发动机的动力性 经济性 并减少排气污染 在国内 外汽车上已得到广泛应用 目前使用的半导体点火系 分为两种类型 一 触点式电子点火系二 无触点电子点火系 二者的比较 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第43页 传统点火系电子点火系 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 因而断电器触点的使用寿命短 2 在火花塞积炭时 因火花塞漏电而二次电压升不上去 不能可靠地点火 3 点火线圈产生的高压电随发动机转速的升高和气缸数的增多而下降 1 可以改善发动机的高速性能 2 在火花塞积炭时仍有较强的跳火能力 可以减小触点火花 延长触点的使用寿命 3 可以取消触点进一步改善点火性能 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第44页 触点式电子点火装置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 减小了触点电流 可以减小触点火花 延长触点寿命 配用高匝数比的点火线圈 还可以增大一次电流 提高二次电压 改善点火性能 电子半导体点火装置工作时 流过触点的电流是三极管的基极电流 它是一次电流的1 5 1 10 可以减小触点火花 延长触点使用寿命 但是 这种点火系还是利用触点开闭的作用产生点火信号 控制点火系的工作 因此它克服不了触点式点火装置的固有缺点 例如 高速时触点臂振动 触点分开后不能及时闭合 顶推触点臂的凸轮或顶块磨损时 会改变点火时刻 触点污染时不能可靠地点火等 目前触点式半导体点火装置已很少使用 一 触点式电子点火系 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第45页 工作原理 图10 21是触点式电子点火装置的工作原理 它将一只高反压的晶体三极管串联在点火线圈的一次电路中 控制一次电路的通断 断电器的触点串联在三极管的基极电路中 用触点开闭时产生的点火信号控制三极管的导通与截止 从而控制点火系统的工作 图中电阻R1 R2是三极管的偏置电阻 用来控制三极管的基极电流 电容器C的作用是使触点分开瞬间一次绕组中产生的自感电压旁路 防止三极管VT在截止时被自感电压损坏 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第46页 工作过程 接通点火开关S 当断电器触点闭合时 接通了三极管的基极电路 使三极管饱和导通 并接通点火线圈的一次电路 其路径为 三极管的基极电流从蓄电池 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 搭铁流回蓄电池 负极 点火线圈一次绕组的电流从蓄电池 正极 点火开关S 一次绕组N1 附加电阻Rf 三极管VT的发射极e 集电极c 搭铁流回蓄电池 负极 使点火线圈的铁心中积蓄了磁场能 当断电器触点分开时 三极管的基极电路被切断 于是三极管VT截止 切断点火线圈一次绕组的电路 一次电流迅速下降到零 在点火线圈的二次绕组中产生高压电 在火花塞间隙中跳火 使混合气点燃 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第47页 二 无触点电子点火系 无触点电子点火系 简称无触点点火系 它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 在点火系工作时 与触点有关的故障都不可能发生 无触点点火系一般由传感器 点火控制器 点火线圈 配电器 火花塞等组成 国内 外汽车上使用的无触点点火装置 按所使用的传感器形式不同分为 1 磁脉冲式2 霍尔效应式3 光电式 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第48页 1 磁脉冲式无触点点火装置 无触点式电子点火系统的组成如图10 22所示 主要由点火信号发生器 传感器 3 点火控制器4 点火线圈5 分电器2 火花塞1等组成 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第49页 1 传感器 磁感应式点火信号发生器是依靠电磁感应原理制成的 它一般安装在分电器的内部 由信号转子和感应器两部分组成 如图10 24所示 信号转子6由分电器轴驱动 其转速与分电器轴相同 感应器固定在分电器底板上 由永久磁铁5 铁心4和绕在铁心上的传感线圈3组成 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第50页 当转子旋转时 转子凸齿与线圈铁心之间的空气间隙不断地改变 穿过线圈铁心中的磁通也不断地变化 根据电磁感应原理 当穿过线圈的磁通发生变化时 线圈中将产生感应电动势 感应电动势的大小与磁通变化率成正比 其方向则是阻碍磁通的变化 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第51页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第52页 2 点火控制器 点火控制器用来将传感器输入的脉冲信号整形 放大 转变为点火控制信号 经开关型大功率晶体三极管 控制点火线圈一次电路的通 断和点火系的工作 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第53页 2 霍尔效应式无触点点火装置 霍尔效应式无触点点火装置 利用霍尔元件的霍尔效应制成传感器 产生点火信号 控制点火系的工作 它主要由霍尔分电器 点火控制器 点火线圈等组成 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第54页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第55页 光电效应式点火信号发生器是利用光电效应原理 以红外线或可见光光束进行触发的 主要由遮光盘 信号转子 1 遮光盘轴2 光源3以及光接收器 光敏元件 4等四部分组成 如图10 30所示 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第56页 3 霍尔分电器 装有霍尔传感器的分电器 称为霍尔分电器 其结构如图10 34所示 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第57页 半导体点火装置 在提高二次电压和点火能量 延长触点使用寿命等方面都是卓有成效的 但是 它们对点火时间的调节 与传统点火系一样 仍靠离心提前和真空提前两套机械式点火提前调节装置来完成 由于机械的滞后 磨损以及装置本身的局限性等许多因素的影响 它不能保证发动机的点火时刻总为最佳值 不是偏早就是偏迟 同时 点火线圈一次电路的导通时间受凸轮形状的限制 发动机低速时触点闭合时间长 一次电流大 点火线圈容易发热 高速时 触点闭合时间缩短 一次电流减小 二次电压降低 点火不可靠 微机控制的点火系 取消了机械式点火提前调节装置 由微机控制点火系随发动机工况的变化自动地调节点火提前角 使发动机在任何工况下均在最佳的点火时刻点火 此外 它还能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 第六节微机控制点火系 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第58页 微机控制点火系的组成 微机控制点火系一般由传感器 微机控制器和点火控制器 点火线圈等组成 用微机控制点火正时 形成微机控制点火系统 由于微机具有响应速度快 运算和控制精度高 抗干扰能力强等优点 通过微机控制点火提前角要比机械式的离心提前机构和真空提前机构的精度高得多 如图10 35中的曲线2所示 并且微机控制点火系统可以通过各种传感器感知多种因素对点火提前角的影响 便发动机在各种工况和使用条件下的点火提前角都与相应的最佳点火提前角比较接近 还不存在机械磨损等问题 克服了离心提前机构和真空提前机构的缺陷 使点火系统的发展更趋完善 发动机的性能得到进一步改善和更加充分的发挥 因此 微机控制点火系统是继无触点的普通电子点火系统之后 点火系统发展的又一次飞跃 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第59页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第60页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第61页 1 奥迪200型轿车发动机微机控制点火系 奥迪200型轿车5缸涡轮增压型发动机 采用机械式 K型 燃油喷射系 图10 37是微机控制点火系的组成 1 传感器 在发动机工作时不断地检测反映发动机工作状况的信息 并输入控制器 作为控制系统进行运算和控制的依据或基准 2 微机控制器 微机控制器是控制系统的中枢 也称为电脑 在发动机工作时 它根据各传感器输入的信号 计算最佳点火提前角和一次电路的导通 并产生点火控制信号控制点火系工作 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第62页 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第63页 2 无分电器点火系 简介无分电器点火系的工作过程无分电器点火系的电路原理 2020 3 15 哈尔滨工业大学 威海 第64页 无分电器点火系的工作过程 无分电器点火系一般采用闭磁路双点火线圈 即每个点火线圈二次绕组的两端均作为高压输出端 分别接两个汽缸的火花塞 使两个汽缸的火花塞串联工作 例如 图10 44所示奥迪V6发动机的点火系 将三个双点火线圈装成一体 成为点火线圈组件 每个点火线圈有两个高压输出端 它们按点火顺序分别接1 6 2 4 3 5缸的火花塞 发动机工作时 当第