《汽车电器》第4章点火系统(上)

汽车电器设备

第四章点火系

点火系第一节概述第二节点火系的任务原理第三节点火系的构造第四节电磁感应式电子点火系第五节霍尔效应式电子点火系第六节光电式电子点火系第七节电容储能式电子点火系第八节点火系的缺点诊断与维修第九节点火系的运用与维护第十节计算机控制点火系〔本节留待电控课讲〕第四章点火系点火系是汽油发动机正常任务所必需的电器系统之一，对本章内容来说，在学习了解传统点火系的分电器、点火线圈、火花塞的等各组成部件的构造、原理根底上，整体把握普通电子点火系的任务原理，掌握磁感应式和霍尔式普通电子点火系的任务过程。第一节概述一、点火系的作用二、发动机对点火系的要求三、点火系的分类一、点火系的作用在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动机点火顺序轮番送至各气缸，点燃紧缩混合气；并能顺应发动机工况和运用条件的变化，自动调理点火时辰，实现可靠而准确的点火；还能在改换燃油或安装分电器时进展人工校准点火时辰。第一节概述二、发动机对点火系的要求1.点火安装应能产生足以击穿火花塞间隙的高压电〔正常任务时普通为10KV，低温起动时普通需求19KV以上〕，普通最高电压达20—30KV。2.电火花应具有足够的点火能量，普通发动机正常任务时需0.01—0.05J，低温起动时需0.10J。3.能根据发动机工况的变化提供最正确的点火时辰，以使发动机产生最大的功率〔包括点火顺序和点火时机〕。※为了保证在上止点后6-10°曲轴转角时气缸中出现最高压力，点火提早角应能随曲轴转速和发动机负荷变化。4.在特殊运用条件下(热带、寒带、潮湿及空气稀薄地域)行驶时，点火系统必需可靠地任务。第一节概述第一节概述三、点火系的分类1.按点火系储存能量的方式分〔1〕电感储能式〔点火能量以磁场能方式储存在点火线圈中〕。〔2〕电容储能式〔点火能量以电场能的方式储存在储能电容中〕。2.按点火信号发生器的原理分〔1〕磁感应式〔如日本丰田车系〕〔2〕霍尔效应式〔如德国群众车系〕〔3〕光电式〔如日本日产车系〕。第一节概述三、点火系的分类3.按初级电路控制方式分〔1〕传统点火系—蓄电池点火系。〔2〕电子点火系—运用于化油器式发动机。〔3〕计算机控制点火系—广泛运用于电控发动机的点火系。4.按高压电的配电方式分〔1〕机械配电点火系〔有分电器〕。〔2〕计算机配电点火系〔无分电器〕。阐明：电感储能式中电磁感应式和霍尔效应式运用广泛。有分电器点火系在中低档车中运用广泛，无分电器点火系在中高档车中运用广泛。1.组成：汽车用汽油发动机中，点火系普通是由电源(蓄电池或发电机)、点火开关、点火线圈、分电器、点火控制器、火花塞、高压线等部件组成。第二节点火系的任务原理一、点火系的组成及功用2.功用(1)电源(2)点火开关(3)点火线圈(4)分电器(5)点火控制器(6)火花塞(7)高压线第二节点火系的任务原理一、点火系的组成及功用1.构造图第二节点火系的任务原理2.任务原理第二节点火系的任务原理初级电流普通为7-8A，初级电压为12V，点火时，初级自感电动势为200-300V，次级电压普通为30KV。第三节点火系的构造主要总成(1)分电器(2)点火控制器(3)点火线圈(4)火花塞第三节点火系的构造一、分电器分电器是由配电器、信号发生器和机械式点火提早角调整机构组成。第三节点火系的构造一、分电器1.配电器〔1〕组成：配电器盖和分火头〔2〕作用：按发动机的点火顺序，将高压电分配到各缸火花塞上。〔3〕构造：1〕分电器盖：由耐高温、高压的胶木制成，上有中央高压线插孔、分缸高压线插孔、炭柱、弹簧等。2〕分火头：绝缘体和导电片。导电片距旁电极间有0.2-0.8mm间隙分电器盖分火头电容器真空提早角调理安装断电器第三节点火系的构造分电器盖分火头电容器真空提早角调理安装断电器一、分电器2.信号发生器〔1〕类型：电磁感应式、霍尔式及光电式〔2〕作用：以电磁感应式为例。当分电器轴转动时，带动转子旋转，这样在信号发生器的感应线圈中便产生电磁脉冲信号，此信号传送给点火控制器。〔3〕阐明：关于三种信号发生器构造、原理等内容将在后面的几节中详细引见。第三节点火系的构造分电器盖分火头电容器真空提早角调理安装断电器3.机械式点火提早角调理机构〔1〕点火提早角：从开场点火到活塞到达上止点这段时间，用曲轴转角来表示，这个曲轴转角称为点火提早角。或者说，在活塞到达上止点前，提早点火的时间用曲轴转角来表示，这个曲轴转角称为点火提早角。〔2〕对点火时辰要求：实际证明，气缸内气体最高压力出如今活塞到达上止点后10°-15°时，发动机的功率最大，热能利用率最高。所以，最正确点火时辰是在活塞到达上止点前的某一时辰。第三节点火系的构造3.机械式点火提早角调理机构〔3〕影响可燃混合气熄灭速度的要素1〕当气缸内的温度、压力高时，混合气熄灭速度就快，点火提早角就应该小。2〕当转速一定时，随着负荷的增大，进入气缸的可燃混合气的增多，紧缩终止时的压力和温度增高，熄灭速度加快，点火提早角应适当减小；反之，发动机负荷减少时，点火提早角该当增大。3〕当负荷一定，发动机转速升高时，一样时间内曲轴将转过较大的转角，应适当增大点火提早角。否那么，点火过晚，熄灭会延续到做功过程的后期，熄灭热能利用率低，使发动机功率下降。因此点火提早角应随发动机转速的提高而增大。第三节点火系的构造〔4〕离心式调理器1)作用：随转速变化改动提早角大小。转速高，点火应早，但此时混合气压力和温度高，扰流才干加强，熄灭速度快。故低速时提早角增量应大，高速时增量应小。2)构造：两块离心块，两只弹簧，与凸轮相连的拨板，托板等。3)任务过程：4)特点：低速时只细簧任务，调整量大，高速时粗簧也任务，刚度大，调整量小。3.机械式点火提早角调理机构第三节点火系的构造〔5〕真空式调理器1)作用：随发动机负荷变化改动点火提早角。负荷增大时，减小提早角；反之添加提早角。2)构造：外壳、膜片、弹簧、拉杆和真空管等。3.机械式点火提早角调理机构3)任务过程：发动机负荷小时，节气门开度也小，节气门下方及管道的真空度增大，真空吸力吸引膜片向右弯曲，经过拉杆拉动活动板(信号发生器的信号线圈位于活动板上)逆着分电器轴旋转的方向相对转子转动一个角度，实现提早点火，即点火提早角增大。反之，当负荷增大时，点火提早角减小。第三节点火系的构造4)特殊工况控制：发动机起动或怠速时，虽熄灭速度慢，但因转速低，熄灭时间只占很小的曲轴转角，假设过早点火，能够会呵斥曲轴反转景象，此时点火提早角应很小或为零。为此，真空管接自节气门的上方，起动时此处真空度几乎为零。真空孔开在节气门轴的上方第三节点火系的构造作用：是控制点火系初级电路的导通与截止，内部为集成电路，全密封构造，其外形如下图。二、点火控制器第三节点火系的构造三、点火线圈的构造分类1)按有无附加电阻分：带附加电阻型和不带附加电阻型2)按接线柱数量不同分：两柱式和三柱式3)按性能分：普通点火线圈和高能点火线圈4)按磁路构造分：开磁路和闭磁路点火线圈第三节点火系的构造三、点火线圈的构造1.开磁路点火线圈〔1〕构造：初级绕组(0.5-1.0高强度漆包线200匝〕、次级绕组〔0.06-0.10mm漆包线2万匝〕、铁芯接线柱、附加电阻、中央高压线插孔、导磁钢套、胶木盖等(2)作用：将电源电压变为15-20KV高电压(3)原理：与自耦变压器类似第三节点火系的构造〔4〕附加电阻的作用1)资料：用低碳钢制成(热敏电阻)2)特点：阻值随温度上升而添加。20℃时电阻为1.27-1.7Ω3)位置：点火开关与点火线圈之间4)作用：改善点火性能。①低速时通电时间长，阻值增大，限制电流，防止线圈过热②高速时通电时间短，阻值减小，保证电流，防止缺火5)两柱式点火线圈普通用附加电阻线，直接衔接点火开关和点火线圈第三节点火系的构造2.闭磁路点火线圈(1)构造：用带气隙的“日〞形或“口〞形铁芯。初级绕组230-370匝，0.5-1.0mm漆包线绕制，次级绕组11000-26000匝，0.06-0.10mm漆包线绕制。(2)特点：漏磁小，转换效率高(从60%提到70%)，无外壳，无绝缘盖，故易散热、构造简单、体积小、质量轻。

第三节点火系的构造四、火花塞作用：将点火线圈产生的高压电引入熄灭室，并在其电极间产生电火花，点燃混合气第三节点火系的构造第三节点火系的构造1.火花塞的构造：(1)组成：壳体、金属杆、绝缘体、中央电极、侧电极和垫片。(2)电极间隙：指的是中心电极与侧电极之间的间隙。电极间隙过小：火花微弱，并且容易因产生积炭而漏电；电极间隙过大：所需的击穿电压增高，发动机不易起动，且在高速时易发生“缺火。普通的电极间隙为：0.6～0.8,现代的汽车甚至采用1.0～1.2，可以改善排气净化。中心电极侧电极电极间隙2.火花塞的热特性：(1)热特性概念：火花塞瓷绝缘体裙部的炽热端的热量向发动机冷却系分发的性能。(2)自洁温度：500-600℃过低—易产生积炭而呵斥火花塞漏电；过高—会引起可燃混合气自燃、爆震熄灭，甚至点燃进气冲程的可燃混合气而产生回火景象，呵斥发动机输出功率下降，甚至呵斥活塞顶烧熔。第三节点火系的构造(3)分类：A.热型火花塞—绝缘体裙部长(16-20mm)，适于低速、低紧缩比的小功率发动机B.规范型火花塞—绝缘体裙部长度为11-14mmC.冷型火花塞—绝缘体裙部短(<8mm)，适于高速高压大功率发动机第三节点火系的构造3.火花塞的类型(1)规范型火花塞其绝缘体裙部略缩人壳体端面，侧电极在壳体端面以外，运用最广泛的一种。(2)绝缘体突出型火花塞其绝缘体裙部较长，突出于壳体端面以外。它具有吸收热量大，抗污才干好的优点，且能直接遭到进气的冷却而降低温度，因此也不易引起炽热点火，故热顺应范围宽。(3)细电极型火花塞其电极很细，火花剧烈，点火才干好，在严寒季节也能保证发动机迅速可靠地起动。热顺应范围较宽，能满足多种用途。(4)锥座型火花塞其壳体和旋人螺纹制成锥形，因此不用垫圈也可保证良好密封，从而减少了火花塞体积，对发动机的设计更为有利。第三节点火系的构造3.火花塞的类型(5)多电极型火花塞侧电极普通为两个或两个以上，优点是点火可靠，间隙不需经常调整，故在电极容易烧蚀和火花间隙不能经常调整的一些汽油机上经常被利用到。(6)沿面跳火型火花塞即沿面间隙型火花塞，是一种最冷型火花塞，其中心电极与壳体端面之间的间隙是同心的。它必需与点火能量大、电压上升率快的电容储能式电子点火系统配合运用，可防止火花塞“炽热点火〞和电极“跨连〞景象，在油污情况下也能正常点火。缺陷是可燃气体不易接近电极，故在稀混合气情况下，不能充分发扬汽油机的功能。另外由于点火能量增大，中心电极容易烧蚀。第三节点火系的构造3.火花塞的类型(7)电阻型火花塞电阻型火花塞是在火花塞内装有5—10kΩ的电阻，可抑制点火系的电磁干扰。(8)屏蔽型火花塞屏蔽型火花塞是利用金属壳体把整个火花塞屏蔽密封起来，不仅可抑制电磁干扰，还可用于防水、防爆的场所。第三节点火系的构造第三节点火系的构造火花塞4.火花塞的规格型号：1)汉语拼音字母表示构造类型和主要尺寸(见P75表4-1)2)阿拉伯数字表示热值，自热至冷：1，2，3，4……表示3)汉语拼音字母表示的火花塞派消费品、构造特性、发火端特性、资料特性、技术需求。无字母者为普通型火花塞。第三节点火系的构造本次课程终了同窗们再见！电磁感应式电子点火系又称为磁脉冲式电子点火系。日本丰田汽车公司的大部分汽车都运用这种点火安装，国产的北京切诺基、解放CAl092、东风EQl090等多数汽车也运用这种点火安装，属于电感储能式电子点火系。第四节

电磁感应式电子点火系一、丰田(TOYOTA)汽车20R型发动机的点火安装组成：信号发生器、点火控制器、点火线圈、分电器和火花塞等1.信号发生器〔1〕功用：产生信号电压，输出给点火控制器，经过点火控制器来控制点火系的任务。〔2〕构造：信号发生器在分电器内，主要由转子、感应线圈和永久磁铁等组成。第四节

电磁感应式电子点火系一、丰田(TOYOTA)汽车20R型发动机的点火安装〔2〕构造：信号发生器的转子是由分电器轴带动的，转子上的凸齿数与发动机的气缸数相等。〔3〕任务原理：磁路为—永久磁铁N极→空气气隙→转子→空气气隙→铁心→永久磁铁S极。当发开任务时，分电器轴带动信号发生器的转子旋转，使转子与铁心之间的空气气隙发生有规律的变化，因此穿过感应线圈的磁通量也发生变化，从而在感应线圈中产生感应电动势。第四节

电磁感应式电子点火系原理：感应信号的大小与磁通变化率成正比，感应信号波形频率与分电器轴转速成正比，故可作为点火触发信号，其频率可作发动机转速信号。第四节

电磁感应式电子点火系第四节

电磁感应式电子点火系1〕当转子中的凸齿逐渐接近铁心时，磁通量逐渐添加，感应电势变化如下图。2)当转子凸齿与铁心对正时，穿过感应线圈的磁通量最大，此时感应线圈的感应电势为0；3)当转子的凸齿分开铁心时，磁通量逐渐减小，感应电势变化如下图。4)电动势由正脉冲转为负脉冲的过零点即触发点火信号〔相当于触点断开〕。5)可见，转子每转过一个凸齿，感应线圈中的感应电动势正好变化一个周期，即转子每转90°产生一个交变信号，转子每转一周，便产生四个交变信号，该信号输出给点火控制器，经过点火控制器来控制点火系的任务。(4)特点：发动机转速升高时，磁通变化率增大，感应电动势峰值也将增大。第四节

电磁感应式电子点火系磁感应式信号发生器原理第四节

电磁感应式电子点火系第四节

电磁感应式电子点火系(1)电路特点：VT1接成二极管，主要起温度补偿作用；VT2为触发管，起整形作用；VT3、VT4起放大作用；VT5为功放开关管；VD1、VD2高速限幅维护VT2；C1消除信号“毛刺〞防误触发。2.点火系的任务过程第四节

电磁感应式电子点火系(2)任务原理：1〕传感器无信号时，P点电位高，VT2导通，VT5亦导通。2〕传感器输出“+〞信号时，VT5导通。3〕传感器输出“-〞信号时，VT5截止，点火线圈产生高压电。第四节

电磁感应式电子点火系3．电路中其他元件的作用原理(1)VT1的温度补偿作用：VT1在电路中等效于二极管，利用VT1与VT2的型号一样、温度系数一样的特点，可对电路进展温度补偿。假设没有温度补偿作用，当温度升高时，VT2的开启电压降低，使VT2提早导通而截止滞后，从而导致点火滞后。将VT1与VT2并联后，温度升高时，由于VT1压降降低，使P点电位下降，那么正好补偿了温度升高对VT2的影响，使VT2的导通和截止时间与常温时一样。(2)稳压管VS1、VS2的作用：VS1和VS2反向串联，并与信号发生器的感应线圈并联，其作用是“削平〞在高速时感应线圈所产生的大信号波峰，维护VT1、VT2不受损害。第四节

电磁感应式电子点火系3．电路中其他元件的作用原理(3)稳压管VS3、VS4的作用：VS3的作用是稳定VT1和VT2的电源电压，VS4作用是维护VT5。(4)电容器C1和C2的作用：C1与信号发生器的感应线圈并联，可以保证信号电压平滑稳定，使点火时间准确无误，C2的作用是吸收瞬时过电压，维护VT1和VT2。(5)电阻R3的作用：电阻R3是正反响电阻，可加速VT2、VT5翻转。第四节

电磁感应式电子点火系磁感应式电子点火系第四节

电磁感应式电子点火系磁感应式电子点火系第四节

电磁感应式电子点火系磁感应式电子点火系原理第四节

电磁感应式电子点火系二、解放CA1092型汽车点火安装特点：也是采用的电磁感应式晶体管点火安装，分电器是无触点分电器(内部仍保管传统的配电器、机械式点火提早角调理机构)，用信号发生器代替了原CA141的断电器，点火线圈为公用的JDQl72型高能点火线圈。第四节

电磁感应式电子点火系1.信号发生器〔位于分电器内〕〔1〕分电器的构造〔2〕信号发生器的构造信号转子由分电器轴带动，随着发动机的任务而不停地转动，定子固定在分电器壳体内，在它上面装有永久磁铁，而在永久磁铁上面有感应线圈，定子和转子均有与气缸数相等的六个凸齿，信号发生器的磁路为：永久磁铁N极→定子→定子凸齿与转子凸齿之间的空气气隙→转子→感应线圈铁心(分电器轴)→导磁板→永久磁铁S极。二、解放CA1092型汽车点火安装第四节

电磁感应式电子点火系1.信号发生器〔位于分电器内〕〔3〕任务过程：当转子由分电器轴带动旋转时，转子凸齿与定子凸齿间的气隙将发生周期性的变化，使穿过感应线圈的磁通量也发生周期性的变化，于是在感应线圈中便会产生感应电动势。1〕转子转动时，当转子凸齿与定子凸齿对正时，磁阻最小，磁通量最大，磁通量变化率为0，那么感应线圈产生的电动势为0；2〕当转子凸齿在定子两个凸齿正中间时，磁阻最大，磁通量最小，磁通量变化率为0，那么感应线圈产