发动机点火系统

1、发动机点火系统一、 概述发动机点火方式有炽热点火、 压缩着火与电火花点火三种, 柴油机用压缩着火， 汽油机一般采用电火花点火。1、对点火系统得要求点火系统应在发动机各种工况与使用条件下，保证可靠而准确得点火. 为此 , 点火装置应满足下列三个基本要求1。能产生足以击穿火花塞电极间隙得高压电实践证明,汽车发动机在满负荷低速时需81 0k V得高压,启动时则常需917k V得高压，正常点火一般在1 5 kV以上，为了保证点火可靠，考虑各种不同因素得影响，点火高电压必须有 一定得储量，所以点火装置产生得电压一般在1520kV之间，而且高电压得升值要快。2。火花塞应具有足够得能量要使混合气可靠点燃,

2、火花塞产生得火花应具有一定得能量，发动机正常工作时, 由于混合气压缩终了得温度已接近其自燃温度，因此所需得火花能量很小(15MJ。蓄电池点火系统能发出155 0 MJ得火花能量，足以点燃混合气。但在发动机启动、怠速运转以及节气门急剧打 开时 , 则需较高得火花能量。启动时 , 由于混合气雾化不良, 废气稀释严重, 电极温度低，故所需得点火能量最高。另外,为了提高发动机得经济性，当采用空燃比 ”=1、21、25得稀混合气时，由于稀混合气难于点 燃，也需增加火花能量。考虑上述情况，为了保证可靠点火，火花塞一般应保证有5 08 0 MJ得点火能量，启动时应产生大于100MJ得火花能量.3。点火时刻应

3、适应发动机得工作情况因为混得气在发动机得气缸内从开始点火到完全燃烧需要一定得时间 ( 千分之几秒) ， 所以 要使发动机产生最大得功率, 就不能在压缩行程终了活塞行至上止点才点火, 而就是需要适当提前一些。因为发动机气缸得多少， 负荷得大小 , 转速得变化， 燃油品质得不同， 即就是同一发动机由于工况与使用条件得不同等等, 都直接影响气缸内混得气得点火时间 , 为了使发动机能发出最大工功率 , 点火装置必需适应上述情况得变化实现最佳点火。2、点火系统得分类按照点火系统得组成与产生高压得方式不同 , 发动机得点火系统分为 : 传统点火系统、半导 体点火系统、微机控制点火系统以及磁电机点火系统。1

4、) 。传统点火系统2 ).半导体点火系统3)。微机控制点火系统4)磁电机点火系统二、传统点火系统组成与工作原理1、传统点火系统得组成传统点火系统主要由电源、点火开关、点火线圈、配电器、火花塞等组成, 如图93 所示(1 )电源 电源为蓄电池与发电机, 供给点火系统所需电能, 标称电压一般就是12V。(2) 点火开关 点火开关得作用就是接通或断开点火系统初级电路。(3)点火线圈点火线圈即变压器，其功用就是将蓄电池12V得低压电变为1520k V得高压电。(4) 配电器 配电器得功用就是接通与切断低压电路 , 使点火线圈及时产生高压电 , 按发动机各气缸得点火顺序送至火花塞；同时可调整点火时间。（

5、5）电容器减小断电器得火花， 防止触点烧蚀，延长其使用寿命，同时加速点火线圈中磁通得变化速率，提高点火高电压。（6）火花塞其功用就是将高压电引入燃烧室产生电火花，点燃混合气。（7）高压导线用以连接点火线圈至配电器中心电极与配电器旁电极至各缸火花塞。图93传统点火系统得组成1一点火开关2-电流表 3 -蓄电池 4 启动机 5 高压导线 6-阻尼电阻 7-火花塞 8 断电器 9 电容器10-点火线圈 1 1附加电阻1 2配电器2、传统点火系统得工作原理在传统点火系统中，由蓄电池或发电机供给12V得低压电，就是借点火线圈与断电器将其转变为高电压，再通过配电器分配到各缸火花塞 ，使其电极之间产生电火花

6、。 其工作原理如图9-4 所示。发动机工作时，断电器凸轮在配气凸轮轴得驱动下也随之旋转。凸轮旋转时，交替地将触 点闭合与打开。在点火开关（s W接通得情况下，当触点闭合时，初级绕组中有电流流过（初级电流I1用实线表示），电流从蓄电池正极一点火开关s点火线圈“ +开关”接线柱一附加电阻一 “开关”接线柱一点火线圈得初级绕组一 “”接线柱一断电器触点一搭铁一蓄电池负极。初级电流在线圈得铁芯中形成磁场，经过一定时间后，当凸轮将触点打开时，初级电路被切断，初级电流消失，它所形成得磁场也随之迅速变化 ，在两个绕组中都感应出电动势。由于次级绕组得匝数多，因而在次级绕组内就感应出 1520kV得电动势，它足

7、以击穿火花塞得电极间隙， 产生火花点燃混合气。高压电流（I2用虚线箭头表示）得回路为：次级绕组一 “开关”接线柱一附加电阻一 “ +开 关"接线柱一点火开关一电流表一蓄电池一搭铁一火花塞旁电极、中心电极一配电器（旁电极、 分火头）一次级绕组.配电器轴每转一圈，各缸按点火顺序轮流点火一次。由上述可知，在点火系统中有两个电路：初级电流I1流经得电流为低压电路，而高压电流 I2流经得电路为高压电路.发动机工作时，上述过程周而复始得重复着，若要停止发动机得工作，只要断开点火开关，切断初级电路即可。图9 -4传统点火系统得工作示意图3、传统点火系统各组件得构造1) .点火线圈点火线圈就是将电源

8、得低压电转变为高压电得基本元件。常用得点火线圈分为开磁路点火 线圈与闭磁路点火圈两种形式。(1)开磁路点火线圈开磁路点火线圈就是利用电磁互感原理制成得.其结构主要由硅钢片叠成得铁芯上得初级 线圈与次级线圈、壳体及其外得附加电阻等组成。开磁路点火线圈有两接线柱式与三接线柱式 之分(图9 6)。(a )两接线柱(b)三接线柱式图9 6 开磁路点火线圈1瓷杯2-铁芯3初级绕组4-次级绕组5钢片 6外壳 7- “一”接线柱 8 胶木盖 9高压线接柱1 0 “+”或开关接线柱 1 1 - “针关”接线柱12-附加电阻图9-7开磁路点火线圈得磁路1磁力线2铁芯3初级绕组4-次级绕组5-导磁钢片(2)闭磁路

9、点火线圈闭磁路点火线圈，将初级绕阻与次级绕组都绕在口字形或日字形得铁芯上。初级绕组在铁芯中产生得磁通，通过铁芯构成闭合磁路。图98就是闭合磁路点火线圈及磁路示意图(a)(b) (c)图98闭磁路点火线圈及磁路示意图(a)日字形铁芯得点火线圈(b)日字形铁芯得磁路(c ) 口字形铁芯得磁路1-铁芯 2 低压接线柱 3 高压插孔4 初级绕组 5 -次级绕组闭磁路点火线圈得优点就是漏磁少，磁路得磁阻小，因而能量损失小，能量变换率高，可达75%(开磁路式点火线圈只有6 0%。并且闭磁路式点火线圈采用热固性树脂作为绝缘填充物，外壳以热熔性塑料注塑成型，其绝缘性、密封性均优于开磁式点火线圈.体积小，可直接

10、装在配电器盖上，不仅结构紧凑，又省去了点火线圈与配电器之间得高压导线，并可使次级电容减小，故已在电子点火系统中广泛采用.2)。配电器配电器由断电器、 配电器、电容器与点火提前机构等组成， 如图9 9所示.配电器得壳体 由铸铁制成，下部压有石墨青铜衬套，配电器轴装在机油泵得顶端，利用速比1：1得斜齿轮由凸 轮轴经机油泵驱动。轴在衬套内旋转，用油杯进行润滑。图9 9配电器原结构（a）整体构造（b ）内部构造1配电器盖2一分火头3-凸轮 4-触点及断电器底板总成5电容器6轴节 7-油杯 8一真空提前机构 9配电器壳体 10活动底板 11 一偏心螺 钉 12固定触点与支架 13-活动触点臂14-接线柱

11、 1 5拉杆 1 6膜片 1 7 - 真空提前机构外壳1 8 -弹簧 19 螺母2 0-触点臂弹簧片2 1一油毡及夹圈（1）断电器（2）配电器3）、电容器4）、点火提前机构配电器上装得随发动机转速与负荷得变化而自动改变提前角得离心提前机构与真空提前 机构。1）离心提前机构2）真空提前机构5）、火花塞火花塞得功用就是将点火线圈产生得脉冲高压电引入燃烧室，并在其两个电极之间产生电火花，以点燃可燃混合气。火花塞得结构如图9-1 5所示，在钢质体壳得内部固定有高氧化铝陶瓷绝缘体，在绝缘体中心孔得上部有金属杆，杆得上端有接线螺母，用来接高压导线，下部装有中心电极。金属杆与中心电极之间用导体玻璃密封，铜制

12、内垫圈起密封与导热作用。体壳得上 部有便于拆装得六角平面，下部有螺纹以便旋装在发动机气缸盖内，体壳下端固定有弯曲得侧电极.三、 点火提前1为什么要点火提前点火时刻对发动机性能影响很大，从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧, 并产生很高得爆发力需要一定得时间 , 虽然这段时间很短, 但由于曲轴转速很高, 在这段时间内 , 曲轴转过得角度还就是很大得。 若在压缩上止点点火， 则混合气一面燃烧, 活塞一面下移而使气缸容积增大,这将导致燃烧压力低, 发动机功率也随之减小。因此要在压缩接近上止点点火，即点火提前 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得夹角称为点火提前角(sp

13、ark a d v a n c e angle )。2. 点火提前得影响因素最佳得点火提前角随许多因素变化，最主要得因素就是发动机转速与混合气得燃烧速度 ,混合气得燃烧速度又与混合气得成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。当发动机转速一定时, 随着负荷得加大, 节气门开大, 进入气缸得可燃混合气量增多 , 压缩终了时得压力与温度增高， 同时 , 残余废气在气缸内所占得比例减小， 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.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

14、速增高适当加大.另外 , 点火提前角还与汽油得抗暴性能有关, 使用辛烷值高, 抗爆性能好得汽油 , 点火提前角应较大。 ,. 点火提前角调节装置自动调节装置 : 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 : 辛烷值校正器四、电子点火系1、半导体点火系概述蓄电池点火系工作时, 断电器触点分开瞬间， 会在触点处产生火花， 烧损触点 . 当火花塞积炭时，易漏电，次极电压上不去, 不能可靠地点火，产生高速缺火现象。半导体点火系克服了这些缺点 , 具有较强地跳火能力，使点火可靠。半导体点火系统大体分为以下3 类 :1、由电磁、红外或霍尔元器件构成得非接触式断电器组成得点火系统称为无触点点

15、火器, 其放大电路又分晶体管电路与电容放电电路两种2、ECU (Elect r o nic Control Uni t)控制得点火系由ECU中得微处理 器根据曲轴转角传感器得信号确定点火时刻，因而它没有断电器，只有分电器，根据e CU送来得信号直接控制点火线圈初级电路得通断。3、无分电器点火系统(Di s tribu tor-Les s Ignition) 就是当前最先进得点火系统，曲轴传感器送来得不仅有点火时刻信号, 而且还有气缸识别信号， 从而使点火系统能向指定得汽缸在指定得时刻送去点火信号， 这就要求每缸配有独立得 点火线圈，但如果就是六缸机则1,6缸、2 , 5缸与3,4缸分别共用一个

16、点火线圈，即共有三个点火线圈 , 显然每一个点火线圈点火时, 总有一个缸就是空点火，检测时应注意到这一点。无触点点火系统能使用低阻抗电感线圈 , 从而大幅度提高初级电流, 使次级电压高达30kV 以上，增强点火能量以提高点燃稀混合气得能力，在改善燃料经济性得同时也降低排气污染。无分电器点火系统完全就是电子器件而无机械运动部件, 彻底解决了凸轮与轴承磨损以及触点烧蚀间隙失调而引起得一系列故障.2、信号发生器(传感器)半导体点火系得工作原理与蓄电池点火系工作原理基本相同 , 只就是半导体点火系与蓄电池点火系产生高压得方法不同，它利用了一些半导体元件替代了蓄电池点火系中得断电器， 产生脉冲信号点火。

17、 例如 , 在无触点半导体点火系中使用了点火发生器 (传感器 )代替了断电器 , 常用得传感器有霍尔式、电磁式与光电式.1、 霍尔式传感器: 由信号盘叶片、永久磁铁、霍尔芯片及霍尔传感器槽等构成。当叶片从槽中移出时, 点火线圈初级线圈由导通状态变为断路状态, 使次级线圈产生高电压。2、电磁式传感器: 由转子与线圈组成. 转子固定在分电器轴上, 线圈固定在分电器壳体上 永久磁铁得磁力线经转子、 线圈、 托架构成封闭回路 , 转子旋转时, 由于转子凸起与托架间得磁隙不断变化 , 通过线圈得磁通也不断变化，线圈中便产生感应电压, 并以交流形式输出。在实用结构中，常将发动机转速与曲轴位置传感器一同装于

18、分电器上, 使用复合转子与耦合线圈。3. 光电式传感器: 主要由发光二级管、 光敏二级管、 遮光盘与控制电路组成。 发光二级管与光敏二级管位置相对，分别位于遮光盘两侧。遮光盘固定在凸轮轴上, 与凸轮轴一同旋转 当遮光盘挡住发光二级管得光线时, 光敏二级管截止, 控制电路输出低电平。 当缝隙对准发光二级管与光敏二级管时，光线照射到光敏二极管上, 控制电路输出高电平。凸轮轴转一周，由3 6 0条缝隙所控制得电路将输出360个脉冲信号，此信号作为向电脑输入得转速信号。3、电子点火器电子点火器就是电子点火系得核心，其基本作用就是将点火脉冲发生器得信号放大 ，以 控制初级回路得通断状态.此外,有些系统还对初级回路得闭与角与初级电流进行控制，并设有初级回路自动切断功能，以防止点火线圈在停车时长期通电而损坏。 图8 2 2就是一个简 化得电子点火器得内部原理图。此电路与电磁式传感器配合使用。主要包括四个部分：稳压部分A脉冲整形部分 日通电角控制部分C、复合管输出级 D。A ；B： C ：D电子点火器原理图To Cad图 8-2 2现在