汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng).pptVIP

第8章汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng),8.1對點(diǎn)火系統(tǒng)的要求 8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),8.1對點(diǎn)火系統(tǒng)的要求,電火花點(diǎn)火是通過一整套電器設(shè)備的機(jī)件，在相勻_配合下，將汽車的低壓電變?yōu)楦邏弘?，利用裝在汽缸燃燒室內(nèi)的火花塞間隙放電，產(chǎn)生電火花，將可燃混合氣點(diǎn)燃作功，并能按發(fā)動(dòng)機(jī)工作的要求而自動(dòng)調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)間，使點(diǎn)火可靠、準(zhǔn)確。 點(diǎn)火系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)類型分為觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)、電子點(diǎn)火系統(tǒng)和微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)三種類型。 觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)是在1908年由美國人凱特林(Cartline)研制開發(fā)，首先于1910年用在凱迪拉克(Cadillac)汽車上。長期以來，汽車上一直采用觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)，因此又稱為傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)或蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)。1990年以前，我國生產(chǎn)的汽車上廣泛應(yīng)用的還是傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)，日前傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)己經(jīng)淘汰，現(xiàn)代汽車普遍采用電子點(diǎn)火系統(tǒng)和微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)。,下一頁,返回,8.1對點(diǎn)火系統(tǒng)的要求,點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)各種不同工況和使用條件下，均能保證可靠而準(zhǔn)確地點(diǎn)燃混合氣體。為此，點(diǎn)火裝置必須滿足以下三個(gè)要求。 (1)能產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的高電壓 (2)電火花應(yīng)具有足夠的能量 (3)點(diǎn)火時(shí)間應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況相適應(yīng),上一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),8.2.1傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)主要零部件構(gòu)造 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)主要由電源、點(diǎn)火開關(guān)、點(diǎn)火線圈、分電器、火花塞等組成，如圖8-1所示。 電源:電源為蓄電池和發(fā)電機(jī)，供給點(diǎn)火系統(tǒng)所需電能，標(biāo)稱電壓一般是12 V 點(diǎn)火開關(guān):點(diǎn)火開關(guān)的作用是接通或斷開點(diǎn)火系統(tǒng)初級電路。 點(diǎn)火線圈:點(diǎn)火線圈即變壓器，其功用是將蓄電池12 V的低壓電變?yōu)?5 20 kV的高壓電。 分電器:分電器的功用是接通和切斷低壓電路，使點(diǎn)火線圈及時(shí)產(chǎn)生高壓電，按發(fā)動(dòng)機(jī)各汽缸的點(diǎn)火順序送至火花塞;同時(shí)可調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間。,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),電容器:減小斷電器觸點(diǎn)的火花，防止觸點(diǎn)燒蝕，延長其使用壽命，同時(shí)加速點(diǎn)火線圈中磁通的變化速率，提高點(diǎn)火高電壓。 火花塞:其功用是將高壓電引入燃燒室產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合氣。 高壓導(dǎo)線:用以連接點(diǎn)火線圈至分電器中心電極和分電器旁電極至各缸火花塞。 1.點(diǎn)火線圈 (1)傳統(tǒng)點(diǎn)火線圈 點(diǎn)火線圈是利用電磁勻互感原理制成的。其結(jié)構(gòu)主要由硅鋼片疊成的鐵芯及鐵芯上的初級線圈和次級線圈、殼體及其外的附加電阻等組成。點(diǎn)火線圈有兩接線柱式和三接線柱式之分，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別如圖8-2所示。,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),(2)閉磁路點(diǎn)火線圈 閉磁路點(diǎn)火線圈早在1973年就在國外投入試用，現(xiàn)正在推廣之中。它與開磁路點(diǎn)火線圈不同，其結(jié)構(gòu)如圖8-4所示。 2.分電器 分電器由斷電器、配電器、電容器和點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)等組成，如圖8-7所示。分電器是點(diǎn)火系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、功能最多的一個(gè)設(shè)備。它的殼體9由鑄鐵制成，下部壓有石墨青銅襯套，分電器軸裝在機(jī)油泵的頂端，利用速比為1:1的螺旋齒輪由凸輪軸經(jīng)機(jī)油泵軸驅(qū)動(dòng)。軸在襯套內(nèi)旋轉(zhuǎn)，用油杯7進(jìn)行潤滑。,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),3.火花塞 火花塞的構(gòu)造如圖8-13所示。中心電極用鎳鉻合金制成，具有良好的耐高溫、耐腐蝕性能。導(dǎo)體玻璃起密封作用?；鸹ㄈ拈g隙多為0.60.8 mm，但當(dāng)采用電子點(diǎn)火時(shí)，間隙可增大至1.01.2 mm 火花塞的熱特性是指火花塞瓷絕緣管的熾熱端將熱傳導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的能力。實(shí)踐證明，火花塞絕緣體裙部保持在500-600時(shí)，落在絕緣體上的油滴能立即燒去。這個(gè)不形成積炭的溫度，稱為火花塞的自凈溫度。低于這個(gè)溫度時(shí)，火花塞因積炭而漏電，導(dǎo)致不點(diǎn)火;高于這個(gè)溫度時(shí)，又容易產(chǎn)生熾熱點(diǎn)火引起爆燃，甚至在進(jìn)氣行程中燃燒，產(chǎn)生化油器回火現(xiàn)象。因此火花塞的熱特性必須與發(fā)動(dòng)機(jī)相適應(yīng)。,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),火花塞還可按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類，有標(biāo)準(zhǔn)型(即普通型)、短座型、半導(dǎo)體型、測溫型、電阻型、防干擾型、多極型、空氣滑動(dòng)型、屏蔽型、電極縮入型、防水型、絕緣體突出型、細(xì)電極型、錐座型和沿面跳火型等。圖8-17為其中的幾種結(jié)構(gòu)類型。 8.2.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)是利用電磁感應(yīng)原理，把來自蓄電池或發(fā)電機(jī)的12 V低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)?5 20 kV的高壓電，并按一不定期規(guī)律送入各缸火花塞，擊穿其電極間隙點(diǎn)燃混合氣。其工作原理如圖8-18所示。,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，斷電器凸輪在配氣凸輪軸的驅(qū)動(dòng)下而旋轉(zhuǎn)交替將觸點(diǎn)閉合或打開。接通點(diǎn)火開關(guān)后，在觸點(diǎn)閉合時(shí)初級線圈內(nèi)有電流流過，并在線圈鐵芯中形成磁場。觸點(diǎn)打開時(shí)，初極電流被切斷，使磁場迅速消失。此時(shí)，在初級線圈和次級線圈中均產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)熱。由于次極圈匝數(shù)多，因而可感應(yīng)出高達(dá)1520 kV的高電壓。該高電壓擊穿火花塞間隙，形成火花放電，點(diǎn)燃混合氣的工作過程可分為三個(gè)階段。 1.斷電器觸點(diǎn)閉合，初級電流按指數(shù)規(guī)律增長 2.斷電器觸點(diǎn)打開 3.火花塞電極間隙被擊穿，產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合氣,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),8.2.3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作特性與影響次級電壓的因素 1.傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作特性 點(diǎn)火系統(tǒng)發(fā)生的最大電壓隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為它的工作特性。 根據(jù)推導(dǎo)可知，點(diǎn)火線圈次級電壓的最大值可表示為,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),2.影響次級電壓的因素 (1)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽缸數(shù)的影響 次級電壓的最大值將隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的升高、汽缸數(shù)Z的增多而降低。因發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)增多，凸輪每轉(zhuǎn)一周觸點(diǎn)閉合與打開的次數(shù)越多，于是觸點(diǎn)的閉合時(shí)間縮短，導(dǎo)致初級斷電電流IP明顯減小，如圖8-21所示。 (2)火花塞積炭的影響 次級電壓在火花塞積炭時(shí)將顯著下降。積炭層的存在，相當(dāng)于給火花塞電極間并聯(lián)一個(gè)分路電阻;如圖8-23所示，次級電路閉合，在次級電壓還未上升到火花塞擊穿電壓時(shí)，就通過積炭層漏電，使次級電壓下降，造成點(diǎn)火困難。,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),(3)電容器及線路分布電容的影響 U2max隨電容器的電容量C1和點(diǎn)火線路的分布電容量C2的減小而增高。實(shí)際上不可能減小很多。 (4)觸點(diǎn)間隙的影響 觸點(diǎn)間隙的大小是否合適，將影響次級電壓，如圖8-26所示。 斷電器觸點(diǎn)間隙過大，觸點(diǎn)將被凸輪過早頂開，使閉合時(shí)間明顯縮短，即閉合角變小，觸點(diǎn)閉合時(shí)間b也減小，因此IP減小，所以U2max降低。 若斷電器觸點(diǎn)間隙過小，觸點(diǎn)則會(huì)延遲頂開，使閉合時(shí)間長，閉合角變大。雖說對增大斷電電流有利，但由于觸點(diǎn)不能明顯分離，容易產(chǎn)生火花，而目持續(xù)時(shí)間也長。這樣既損耗了大部分的電磁能，又造成磁通變化率減小，同樣使次級電壓降低。,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),(5)其他因素的影響 影響次級電壓的因素還有N1的電感、繞組的匝數(shù)比N2/N1次級電路搭鐵極性、點(diǎn)火線圈工作時(shí)混合氣的溫度、混合氣成分、汽缸進(jìn)氣壓力以及空氣溫度、濕度等。 8.2.4點(diǎn)火提前角及其影響因素 1.最佳點(diǎn)火和點(diǎn)火提前角 發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的混合氣必須在最有利的時(shí)刻進(jìn)行點(diǎn)火，才能使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大的功率和獲得最好的經(jīng)濟(jì)性?；旌蠚庠谄變?nèi)燃燒需要一定的時(shí)間，大約為幾毫秒，要求在活塞未到上止點(diǎn)以前的某一有利時(shí)刻點(diǎn)火，待混合氣充分燃燒產(chǎn)生出最大爆發(fā)壓力時(shí)，正好全力推動(dòng)活塞下行做功，這個(gè)有利的提前點(diǎn)火時(shí)刻稱為最佳點(diǎn)火。,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),通常把發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出功率最大和油耗最小時(shí)的點(diǎn)火提前角稱為最佳點(diǎn)火提前角，從圖8-28可知，偏離最佳點(diǎn)火提前角的任何一側(cè)，都使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性(Ne)和經(jīng)濟(jì)性(ge)下降。 2.影響最佳點(diǎn)火提前角的因素 (1)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對點(diǎn)火提前角的影響 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，最佳點(diǎn)火提前角越大。這是因?yàn)檗D(zhuǎn)速越高，在同一時(shí)間內(nèi)活塞移動(dòng)的距離越大，曲軸轉(zhuǎn)角也就加大。如果混合氣的燃燒速率不變，則最佳點(diǎn)火提前角應(yīng)按線性增加。但當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，混合氣的壓力溫度增高，擾流也增強(qiáng)，使燃燒速度隨之加快，因此，最佳點(diǎn)火提前角應(yīng)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高而增大，但不是線性的。,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),為使最佳點(diǎn)火提前角隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高而增大，由分電器中的離心點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)進(jìn)行點(diǎn)火提前角的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 離心點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)的自動(dòng)調(diào)節(jié)工作如圖8-29所示。 (2)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化對點(diǎn)火提前角的影響 在同轉(zhuǎn)速下，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增大，最佳點(diǎn)火提前角將隨之減小。這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大即節(jié)氣門開度大時(shí)，吸入汽缸的混合氣量增多，壓縮行程終了時(shí)的壓力和溫度增高，使燃燒速度加快，這就必須相應(yīng)減小點(diǎn)火提前角，發(fā)動(dòng)機(jī)才不致產(chǎn)生爆震。反之，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷減小時(shí)，點(diǎn)火提前角就應(yīng)適當(dāng)增大。裝在分電器上的真空提前機(jī)構(gòu)就是按此原理自動(dòng)調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角的。真空提前機(jī)構(gòu)工作原理圖如圖8-31所示。,上一頁,下一頁,返回,8.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng),(3)燃油品質(zhì)改變對點(diǎn)火提前角的影響 由內(nèi)燃機(jī)原理知，爆震使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，油耗增加，發(fā)動(dòng)機(jī)過熱等對發(fā)動(dòng)機(jī)極為有害。汽油的抗爆能力，用辛烷值表示。辛烷值高的汽油不易產(chǎn)生爆燃，其點(diǎn)火提前角可增大些，在燃用低辛烷值的汽油時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小點(diǎn)火提前角。 (4)其他因素對點(diǎn)火提前角的影響 除上述幾種因素外，混合氣成分、殘余廢氣、進(jìn)氣壓力和壓縮比等因素均對最佳點(diǎn)火提前角有影響。,上一頁,返回,圖8-1傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成,返回,圖8-2點(diǎn)火線圈,返回,圖8-4閉磁路點(diǎn)火線圈結(jié)構(gòu),返回,圖8-7 FD632分電