汽车拖拉机学第二册底盘构造与车辆理论 李玖哲第9章 点火系统.ppt

汽车拖拉机学,第九章汽油机点火系统,张黎骅,AUTOMOBILEANDTRACTOR,9.1概述9.2蓄电池点火系9.3半导体点火系9.4小结,主要内容,对点火系统的要求,1.能产生足以击穿火花塞间隙的高压电。,2.火花塞应具有足够的能量。,3.点火时刻应适应发动机的工作情况。,击穿电压：火花塞能产生火花的电压。正常情况下，击穿电压为1520kV。,影响因素：火花塞间隙、汽缸混合气的压力和温度、电极的形状、温度和极性；以及发动机的工作状况。,火花塞应保证5080MJ的点火能量。,影响因素：转速、负荷、起动及怠速、压缩比、混合气成分、进气压力等。,点火系统的分类,1、蓄电池点火系统,3、微机控制点火系统,2、半导体点火系统,4、磁电机点火系统,按照点火系统的组成和产生高压的方式不同，,9.2蓄电池点火系,能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系。,点火系工作原理,（1）触点闭合时，初级电流增长。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。（2）触点断开时，产生次级电压。(3)电容放电和电感放电，使火花塞两极之间的间隙被击穿，产生火花。,蓄电池点火系,（1）低压回路当触点K闭合时，低压电路（或初级电路）为：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）高压回路触点K断开，高压电路为：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,分电器,断电器配电器电容器各种点火提前调节装置,断电器,周期地接通和断开初级电路，使初级电路发生变化以便在点火线圈中感应生成次级电压。,配电器,功用：将点火线圈中产生的高压电，按照发动机工作次序轮流分配到各汽缸的火花塞上。组成：分电器盖，分火头,点火提前角,把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角。,点火提前角的变化,（1）当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，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。,（2）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。,（3）另外，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。,点火提前调节方法（原理）,点火提前调节装置,调节方法：触点不动使凸轮相对于其轴旋转方向过一个角度当凸轮不动使触点相对于凸轮逆旋转方向转过一个角度,分类：离心式点火提前调节装置真空式点火提前调节装置,离心式点火提前调节装置,组成：重块、带孔拨板、销钉,发动机不工作时，弹簧将两重块的小端向内拉拢到图中虚线所示位置。当曲轴的转速达到来200400r/min后，重块离心力克服弹簧拉力向外甩出。转速达1500r/min时，此时两个重块上的销在长方孔的外缘上，重块便不能继续向外甩，点火提前角也就不再继续增加。,真空式点火提前调节装置,小负荷工作时（a图），节气门开度小，其后真空度大，将膜片和拉杆向右吸一段距离。此时，底板和触点在顶杆带动下相对凸轮逆时针旋转一个角度，实现点火提前。全负荷工作时（b图），真空度减小，膜片向左拱曲，提前角自动减小。零负荷工作时（c图），节气门近乎全闭，真空度几乎为零，弹力作用下提前角减小或不提前。此时怠速，不需要提前。,点火线圈（变压器）,点火线圈把电源的低压电转变成火花塞点火所需要的高压电。按其铁芯结构型式有两种：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，导磁能力强，能量损失小，主要用于电子点火系。,火花塞,功用：是将点火线圈式磁电机所产生的脉冲高压电引进燃烧室，并在其两个电极间产生电火花以点燃混合气。,SparkPlugs,火花塞,火花塞绝缘体裙部（指紫铜垫圈以下的绝缘体锥形部分）与燃烧的气体接触而吸收大量的热。吸入的热量通过紫铜垫圈传给壳体，然后散入大气和传给气缸盖。,（1）,（2）,试验表明，要使发动机正常工作，火花塞绝缘体裙部的温度应保持在500600以上（该温度称为火花塞的“自净温度”）。若温度低度于此值，落在绝缘体裙体部的油粒便不能立即燃烧掉，形成积炭而引起漏电，将导致火花塞两电极间不能发生火花或火花微弱；但绝缘体裙部温度也不能超过800900。温度若超过此值时，则混合气与这样炽热的绝缘体接触时，可能在火花塞产生火花之前就自行着火（炽热点火），从而引起发动机早燃，发生进气管回火现象。,火花塞的分类,冷型：绝缘体裙部长度A小于8mm。普通型：绝缘体裙部长度A在1114mm之间。热型：绝缘体裙部长度A在1620mm。,所谓热值是指火花塞吸热与散热的平衡性能。,火花塞跳火间隙,火花塞电极间跳火间隙对火花塞的工作有很大影响。间隙过小，则火花微弱，并且容易因产生积炭而漏电。间隙过大，所需击穿电压增高发动机不易起动，且在高转速时容易发生“缺火”现象。故火花塞中心电极与侧电极之间的间隙应适当。目前我国蓄电池点火系使用的火花塞间隙一般为0.6-0.8mm。高能电子点火系达到1.0-1.2mm。,传统点火系的缺点,触点易烧蚀，断电器寿命短火花塞易积炭，点火不可靠高速易缺火,9.3半导体点火系,半导体点火系的优点,1.初级电流不经过触电。2.电磁能量得到充分的利用，点火能量大。3.点火时间精确。4.能适应高速汽油机的要求。,利用了一些半导体元件替代了蓄电池点火系中的断电器，产生脉冲信号点火。,分类：,有触电的半导体点火系统,无触点半导体点火系统,磁电感应式,发动机转动，磁感应信号发生器发出交变电动势，通过晶体管使初级电路接通。电动势交变时，通过晶体管作用，初级电路断开，次级绕组产生高压，使火花塞跳火。,电动势变化时，三极管两端电压变化，三极管会导通或截止。,由传感器、点火控制器、点火线圈、配电器、火花塞组成,感应式点火系统工作原理,感应式点火系统工作原理,低压回路传感器输出信号高于一定值时（C点电位P点电位）：三极管VT1截止，VT2导通，VT3截止，VT4导通，VT5导通，接通点火线圈初级电路低压回路：蓄电池正极点火开关初级线圈三极管VT5的集电极发射极搭铁蓄电池负极高压回路传感器输出信号低于一定值时（C点电位P点电位）：三极管VT1导通，VT2截止，VT3导通，VT4截止，VT5截止，切断点火线圈初级电路，次级线圈感应高压，击穿火花塞间隙，点燃混和气高压回路：次级线圈电阻R8蓄电池正极蓄电池负极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,霍尔传感器,霍尔效应：当电流垂直于磁场方向通过导体时，在垂直于磁场和电流的导体的两个端面之间出现电势差的现象就称为霍尔效应。该电势差称为霍尔电压。霍尔元件与磁场隔开时，不产生霍尔电压，传感器无信号输出，此时放大器接通，初级电路导通。当磁力线穿过霍尔元件时，产生霍尔电压，传感器信号输出，放大器截止，初级电路断开，次级绕组产生高压，火花塞点火。,由霍尔传感器、点火控制器、点火线圈、配电器、火花塞组成,9.4微电脑点火系统的主要优点,在各种工况下，可自动获得最佳的点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放性及稳定性均处于最佳。在整个工作过程中，均可对点火线圈初级电路的通电时间和电流进行控制，不仅提高了点火的可靠性，而且可有效地减少电能消耗，防止点火线圈烧损。采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获得最佳的燃烧过程。,电控点火的类型,有分电器电控点火系统：由分电器将点火线圈高压电按发火顺序依次传给