汽车点火系统资料PPT课件

第2章发动机的检测和诊断第5章点火系统的检测和诊断点火系统概述了传统点火系统的组成、工作原理和特点点火系统的分类点火系统的结构点火正时检测和点火系统主要部件的调整点火波形的检测和调整在19世纪80年代，由磁电机驱动的磁电式点火系统向点火线圈提供高电压，但由于其结构复杂和低速点火性能差，主要应用于小型发动机，如摩托车。20世纪初，出现了传统的点火系统，即在60年代出现了电子点火系统，在70年代初出现了非接触式电子点火系统。目前，它被广泛使用。20世纪70年代末，开始使用微型计算机来控制点火正时的电子控制系统。在汽油发动机中，气缸中的混合物由高压电火花点燃，产生电火花的功能由点火系统完成。2.点火系统将电源的低电压转换为高电压，然后根据发动机的点火顺序依次送到每个气缸，点燃压缩的混合气体。3.它能适应发动机工况和工况的变化，自动调节点火正时，实现可靠准确的点火。4.更换燃油或安装分配器时，也可以手动校准点火正时。点火系统的要求，无论是哪种类型的点火装置，都有相同的技术性能要求，即在发动机的各种工作条件和使用条件下，都要保证可靠、准确的点火。因此，应满足以下三个方面的要求：1 .应产生足以击穿火花塞间隙的高电压；2.火花应该有足够的能量；3.点火正时应适应发动机的工作条件；7.1.应产生足以击穿火花塞间隙的高电压；火花塞电极击穿产生火花所需的电压称为击穿电压。点火系统的次级电压必须高于击穿电压，以使火花塞跳动。传统电子点火装置产生的电压为15-20KV，电子点火系统可以达到20-30KV。火花应该有足够的能量。当发动机正常工作时，只需要1-5mJ的火花能量，因为混合气压缩结束时的温度接近其自燃温度。然而，当混合气过浓或过稀时，当发动机起动、怠速运转或节气门突然打开时，需要更高的火花能量。经济性和废气净化要求增加火花能量。电子点火系统通常应具有80-100兆焦耳的火花能量，并在启动时产生高于100兆焦耳的能量。点火正时应适应发动机的工作条件。实践证明，当最大燃烧压力出现在上止点后10-15时，发动机输出功率最大，相应的点火提前角为最佳点火提前角。影响最佳点火提前角的因素很多，主要包括(1)发动机转速(2)发动机负荷(3)汽油辛烷值。10，4，点火系统类型。点火系统根据电源不同可分为电池点火系统和磁电机点火系统。蓄电池点火系统可分为传统点火系统、电子点火系统、微机控制点火系统等。11，1。在传统的点火系统中，汽车上的电池或发电机为点火系统提供电能，机械触点控制点火时间，点火时间的调节采用机械自动调节机构，储能方式为感应储能。优缺点：传统点火系统结构简单，成本低。这是一种更早、更常见的点火系统。但是，点火系统工作可靠性差，点火条件受转速和接触技术条件影响很大，需要经常维护和调整。随着汽车技术的发展，传统的点火系统越来越不适应现代发动机的点火要求，正被新型电子点火系统所取代。传统点火系统的组成电源：电池2.点火线圈：为自耦变压器，将12V低压电转换为1520KV高压电。3.分配器：(1)信号发生器(断路器和电容器):产生点火信号。(2)分电器：点火线圈产生的高压根据发动机的工作顺序输送到每个气缸的火花塞。(3)点火提前机理：点火提前角随发电机转速、负荷和汽油辛烷值的变化而变化。火花塞：将高压引入气缸的燃烧室，产生电火花点燃混合气。5.点火开关：控制点火系统的主电路，也控制仪表电路、启动继电器电路等。6.高压导线：用于连接点火线圈与分电器的中心插孔、分电器旁的电极和各气缸的火花塞。7.附加阻力：在正常运行和起动期间提高点火性能。断路器10实际上是由凸轮操作的开关，并且主要由凸轮、活动触点和固定触点组成。断路器凸轮由发动机凸轮轴驱动，并以相同的速度旋转，即凸轮轴每旋转曲轴两圈旋转一次。为了确保每个气缸在曲轴每转两圈时点火一次，制动凸轮的凸角数量与发动机的气缸数量相同。断路器的触点与点火线圈的初级绕组串联，以接通或断开点火线圈的初级绕组电路。分配器由分配器盖和分配器头组成。分配器头安装在分配器轴上，并随轴旋转。分电器盖具有中心电极和多个侧电极，侧电极的数量等于发动机气缸的数量，侧电极通过高压线与每个火花塞连接。点火系统可以通过点火线圈5和断路器10将12V低压电转换成20kV高压电，然后通过分配器1将它们分配到每个气缸的火花塞。点火线圈5实际上是一个自耦变压器，它将穿过火花塞间隙所需的低电压变为高电压，并且主要由初级绕组、次级绕组和铁芯组成。点火线圈的初级绕组5的一端通过点火开关6与蓄电池连接，另一端与活动触点7连接。固定触点8通过断路器外壳接地，电容器9并联在断路器触点之间。打开点火开关6。当断路器触头7闭合时，低压初级电流(流入初级绕组的电流被称为初级电流)从电池的正极通过点火开关6流回电池的负极，到达点火线圈的初级绕组5(240-370匝粗导线)，到达断路器触头臂7，触点8接地。由于低压电流在电路中流动，该电路被称为低压电路或初级侧电路。当初级绕组通电时，在其周围产生磁场。当断路器凸轮推动可动触点7(图b)打开时，初级侧电路被切断，初级电流迅速下降到零，铁芯中的磁通量迅速衰减，并且在次级绕组头4上感应出高电压，导致火花塞的两个电极之间的间隙被破坏并产生火花。二、传统点火系统的工作原理。17.点火线圈次级绕组中的感应电压称为次级电压，流经次级绕组的电流称为次级电流。次级电流流经的电路称为次级电路或高压电路。当发动机工作时，在断路器触点7和8分离的时刻，次级侧电路中的点火头3正好与侧电极对准。次级电流从点火线圈的次级绕组4、蓄电池的正电极、蓄电池、接地火花塞侧电极11、下一个火花塞中心电极11上的高压线、分配器侧电极2、分配器头3、分配器中心电极1和点火线圈的次级绕组4流出(由于高压电流是点火线圈中的次级感应电流，其方向与原始低压电流相反)。传统点火系统的工作原理，2.火花塞积碳对二次电压的影响如果化油器调节不当或润滑油过多，会在火花塞绝缘体上形成积碳，相当于火花塞电极之间并联一个分流电阻。在火花塞损坏之前，次级电路将形成闭合电路，导致泄漏，降低次级电压和点火性能。在严重情况下，不能形成火花，点火能力将会丧失。补救措施：当积碳严重时，不能点火。可以采用吊火的方法，即拉出高压线，使高压线与火花塞之间保持3 4 mm的间隙，这样在二次电压上升时不会发生泄漏。当二次电压上升到一定值时，火花塞间隙和附加间隙将同时被击穿，火花塞通常能跳出火海。这种方法只能暂时补救，不能长时间使用，从而增加了点火线圈的负担。二是传统点火系统的工作特点和影响二次电压的因素。第三，发动机气缸数对二次电压的影响。最大次级电压随着气缸数量的增加而降低。为了提高多缸高速发动机传统点火系统的可靠性，可以通过增加初级开启电流和延长触点闭合时间来改善点火特性。4.接触间隙对二次电压间隙的影响过大，二次电压下降，主要是由于闭合时间短。如果间隙太小，二次电压也会因为严重的接触火花而降低。国产汽车触点的最大间隙为0.35 0.45毫米5。电容对二次电压的影响电容越小，二次电压越高。事实上，电容不能太小。电容器应与点火线圈相匹配，取0.150.35uF，分布电容能起到抗干扰作用。6.点火线圈温度对二次电压的影响通常，点火线圈的温度不得超过80度。附加电阻，也称为热敏电阻，由低碳钢线、镍铬线或纯镍丝制成，具有温度升高时电阻迅速增大，温度下降时电阻迅速减小的特点。附加电阻的作用：在正常运行和起动过程中提高点火性能。当发动机工作时，附加电阻的特性可以用来自动调节初级电流，以改善点火系统的工作特性。当发动机低速工作时，一次电流长时间增大，电流很大，并且由于加热，附加电阻器的电阻值增大(承受电压降)，从而避免了过大的一次电流，并防止点火线圈过热。当发动机高速工作时，一次电流增长时间短，电流小，附加电阻温度低，电阻值低(承受电压降)，可以降低一次电流，保证点火系统在发动机高速工作时能提供强大的高压电力并保持点火。因此，当转速变化时，附加电阻可以更好地解决高速失火和低速点火线圈过热之间的矛盾，提高点火性能。当发动机起动时，蓄电池的端电压将急剧下降，导致一次电流下降，点火线圈不能提供足够的高电压和点火能量。为了克服这种影响，在起动过程中，附加电阻器短路，以增加初级电流、次级电压和火花能量，从而改善发动机的起动性能。22，5，附加电阻，23，5，附加电阻，24，2。电子点火系统、蓄电池或发电机为点火系统提供电能。晶体管控制点火正时。点火正时由机械调节机构或电子调节机构调节。储能方式包括感应储能和电容储能。特点：电子点火系统点火电压和点火能量高，受发动机工况和使用条件影响小，结构简单，运行可靠，维护和调整工作量小，节约燃料，减少污染，应用日益广泛。(1)感应能量测试，26，电子点火系统的分类，2。按信号发生器类型分类(1)磁感应类型；(2)厅式；(3)光电型；(4)电磁振荡型。点火系统主要由与点火相关的各种传感器、电子控制器(电子控制计算机)、点火电子元件(点火器)、点火线圈、分电器、火花塞等组成。如图所示。传感器用于连续检测与点火相关的发动机工况信息，并将检测结果输入电子控制器，作为计算和控制点火正时的依据。每种车型使用的传感器的类型、数量、结构和安装位置不同，但它们的功能相似。微机控制电子点火系统中使用的传感器主要有：1)曲轴位置传感器：检测两个信号：曲轴角度(或发动机转速)，检测发动机转速信号曲轴参考位置(点火参考传感器，活塞上止点位置):检测参考气缸活塞上止点位置信号(凸轮轴位置传感器)。29，2)空气流量计(进气管负压传感器)检测进气量信号；3)冷却液温度传感器：检测水温信号；4)氧传感器：检测空燃比的浓和稀信号；5)节气门位置传感器：检测节气门开度和加速度信号；6)车速传感器：检测车速信号；7)空档开关：检测变速器的空档信号；8)点火开关：检测点火状态或启动状态信号；9)空调开关：检测空调是开还是关；10)电池：检测电池电压信号；11)空气温度传感器：检测进气温度信号；12)爆震传感器：检测爆震信号。电控单元的控制计算机俗称电子控制单元，是点火控制系统和燃油喷射控制系统的核心。其功能是接收来自相关传感器的上述信号，并根据特定程序进行判断和计算后，向点火电子元件输出最佳点火提前角和初级电路导通时间的控制信号。在现代发动机集中控制系统中，点火系统只是电子控制器的一个子系统。电子控制器由中央处理器、存储器、输入输出接口、总线和电源电路组成。点火器是综合控制的执行机构之一。点火器的功能是根据电子控制单元的指令，通过内部大功率三极管的通断来控制一次电流的通断，完成点火。不同发动机的点火器结构不同。一些点火器具有恒流控制、关闭角度控制、气缸识别、点火监控等功能。除了接通和断开初级电路的功能之外。一些发动机没有点火器，控制主电路的大功率三极管位于控制器(电子控制单元)内。与微机控制电子点火系统配套的点火线圈是一种特殊的高能点火线圈，一般采用闭合磁路，能量损耗小，外部电磁干扰小。分电器的微机控制点火系统的分电器结构因发动机类型不同而有很大差异。由分配器和凸轮轴位置传感器组成。目前，许多汽车发动机取消了由微型计算机控制的无分电器点火系统。带有分配器(间接点火系统)的微机控制点火系统仍保留分配器，称为间接点火系统。在该系统中，点火线圈的高电压通过分配器分配，即由分配器头和分配器盖组成的分配器，该分配器根据点火顺序及时地将高电压分配到每个气缸，使得每个气缸的火花塞依次点火。2)无分电器点火系统(直接点火系统)在该系统中，点火线圈上的高压线直接连接到火花塞。在工作过程中，点火线圈产生的高电压直接传送到每个火花塞。微型计算机根据每个传感器输入的信息和发动机的点火顺序控制每个气缸火花塞的点火。，36，2。微机控制点火系统的分类，根据是否保留传统的分电器(本质上是分电器)可分为两类：1)带分电器的点火系统；2)点火模式无分电器点火系统同时点火模式单独点火模式，37，双缸同时点火，38，丰田汽车微机控制系统，39，第3节，点火系统主要部件结构，1。传统分销商的构成：1 .分销商2。断路器3。电容器4。点火提前调节机构，40岁，经销商，41、分配器，分配器安装在断路器上方，由分配器