點(diǎn)火系概述.doc

第八章 點(diǎn)火系一、概述（圖8-1） 汽油機(jī)在壓縮接近上止點(diǎn)時(shí)，可燃混合氣是由火花塞點(diǎn)燃的，從而燃燒對(duì)外作功，為此，汽油機(jī)的燃燒室中都裝有火花塞?；鸹ㄈ幸粋€(gè)中心電極和一個(gè)側(cè)電極，兩電極之間是絕緣的。當(dāng)在火花塞兩電極間加上直流電壓并且電壓升高到一定值時(shí)，火花塞兩電極之間的間隙就會(huì)被擊穿而產(chǎn)生電火花，能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花所需要的最低電壓稱為擊穿電壓；能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系同汽車上的其它電器設(shè)備一樣采用單線制連接，即一端搭鐵 單線制 正極搭鐵舊車 負(fù)極搭鐵新車無(wú)論是正極搭鐵還是負(fù)極搭鐵，均應(yīng)保證點(diǎn)火瞬間火花塞中心電極為負(fù)，因?yàn)?，熱的金屬表面比冷的金屬表面容易發(fā)射電子，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，火花塞的中心電極較側(cè)電極溫度高。點(diǎn)火系按照組成和產(chǎn)生高壓電方法不同，可以分為 分類與組成 電源 產(chǎn)生高壓的方法1蓄電池點(diǎn)火系 蓄電池或發(fā)電機(jī) 點(diǎn)火線圈和斷電器2半導(dǎo)體點(diǎn)火系 蓄電池或發(fā)電機(jī) 點(diǎn)火線圈和半導(dǎo)體元件3磁電機(jī)點(diǎn)火系 無(wú)二、蓄電池點(diǎn)火系的組成與工作原理1組成（圖8-2）蓄電池點(diǎn)火系主要由電源、點(diǎn)火開關(guān)、點(diǎn)火線圈、斷電器、配電器、電容器、火花塞、高壓導(dǎo)線、阻尼電阻等組成。2工作原理(圖8-3)電源是蓄電池，其電壓為12 V 或24 V ，由點(diǎn)火線圈和斷電器共同產(chǎn)生高壓10000 V 以上。分初級(jí)回路和次極回路。點(diǎn)火線圈實(shí)際上是一個(gè)變壓器，主要由初級(jí)繞組，次極繞組和鐵芯組成。斷電器是一個(gè)凸輪操縱的開關(guān)。斷電器凸輪由發(fā)動(dòng)機(jī)配氣凸輪驅(qū)動(dòng)，并以同樣的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，即曲軸齒輪每轉(zhuǎn)兩圈，凸輪軸轉(zhuǎn)一圈，為了保證曲軸轉(zhuǎn)兩圈各缸輪流點(diǎn)火一次，斷電器凸輪的凸棱數(shù)一般等于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)，斷電器的觸點(diǎn)與點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組串聯(lián)，用來(lái)切斷或接通初級(jí)繞組的電路。觸點(diǎn)閉合時(shí)，初級(jí)電路通電，電流從蓄電池的正極經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)，點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組，斷電器觸點(diǎn)，接地流回蓄電池的負(fù)極，為低壓電路(圖8-4)。觸點(diǎn)斷開時(shí)，在初級(jí)繞組通電時(shí)，其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，并由于鐵芯的作用而加強(qiáng)。當(dāng)斷電器凸輪頂開觸點(diǎn)時(shí)，初級(jí)電路被切斷，初級(jí)電路迅速下降到零，鐵芯中的磁通隨之迅速衰減以至消失，因而在匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)的次極繞組中感應(yīng)出很高的電壓，使火花塞兩極之間的間隙被擊穿，產(chǎn)生火花。初級(jí)繞組中電流下降的速度愈大，鐵芯中磁通的變化就愈大，次極繞組中的感應(yīng)電壓也就愈高。初級(jí)電路為低壓電路，次極電路為高壓電路。在斷電器觸點(diǎn)分開瞬間，次極電路中分火頭恰好與側(cè)電極對(duì)準(zhǔn)，次極電路從點(diǎn)火線圈的次極繞組，經(jīng)高壓導(dǎo)線，配電器，火花塞側(cè)電極，蓄電池流回次極繞組。3幾個(gè)元件的作用電容器與斷電器觸點(diǎn)并聯(lián)當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí)，有兩個(gè)作用（1） 保護(hù)觸點(diǎn)，自感電流向電容器充電，防止觸點(diǎn)燒損。（2） 加速斷電，提高次極電壓。當(dāng)點(diǎn)火線圈鐵芯中的磁通發(fā)生變化時(shí)，不僅在次極繞組中產(chǎn)生高壓電（互感電壓），同時(shí)也在初級(jí)繞組中產(chǎn)生自感電壓和電流，在觸點(diǎn)分開，初級(jí)電流下降瞬間，自感電流與原初級(jí)電流方向相同，其感應(yīng)電壓高達(dá)300V左右，在觸點(diǎn)間產(chǎn)生強(qiáng)烈火花，使觸點(diǎn)迅速燒損。影響斷電器正常工作。同時(shí)使初級(jí)電流的變化率下降，次極繞組中感應(yīng)的電壓下降?；鸹ㄈg隙中的火花變?nèi)酰y以點(diǎn)燃混合氣。 在觸點(diǎn)閉合時(shí)，初級(jí)電流增長(zhǎng)的過(guò)程中，初級(jí)繞組中也有自感電流產(chǎn)生，其方向與初級(jí)電流方向相反，使初級(jí)電流的增長(zhǎng)速度減慢，次極繞組產(chǎn)生的電壓下降。 附加電阻與點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組串聯(lián) 附加電阻與點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組串聯(lián)其作用是調(diào)節(jié)初級(jí)電流大小，維持初級(jí)電流基本穩(wěn)定。 附加電阻的特點(diǎn)是溫度愈高，電阻愈大，所以又叫熱敏電阻。 次極電壓的大小與初級(jí)電流的大小有關(guān)，初級(jí)電流愈大，鐵芯中的磁場(chǎng)愈強(qiáng)，當(dāng)觸點(diǎn)分開時(shí)磁通的變化率就愈大，感應(yīng)的次極電壓也愈高。因此，應(yīng)盡可能增大流過(guò)初級(jí)繞組中的電流。但是，在斷電器觸點(diǎn)閉合以后，初級(jí)電流是按指數(shù)規(guī)律由零開始逐漸增大的，需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后，才能達(dá)到歐姆定律得出的穩(wěn)定值。 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，觸點(diǎn)閉合時(shí)間短，初級(jí)電路斷開時(shí)電流小，感應(yīng)的次極電壓低；反之發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，觸點(diǎn)閉合時(shí)間長(zhǎng)，初級(jí)斷開時(shí)電流大，感應(yīng)的次極電壓高。如果點(diǎn)火線圈按照發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)，則低速時(shí)初級(jí)電流過(guò)大，容易使點(diǎn)火線圈過(guò)熱；如果點(diǎn)火線圈按照發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)，則高速時(shí)初級(jí)電流過(guò)小，而次極電壓過(guò)低，不能保證可靠點(diǎn)火。 附加電阻就是解決這一矛盾的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，初級(jí)電流加大，附加電阻的電阻值隨其溫度升高而增大，使初級(jí)電流減小，點(diǎn)火線圈不致過(guò)熱。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，初級(jí)電流減小，附加電阻的電阻值隨其溫度降低而減小。 起動(dòng)中，將附加電阻短路，以保證初級(jí)電流的必要強(qiáng)度。三、點(diǎn)火提前1為什么要點(diǎn)火提前 點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響很大，從火花塞點(diǎn)火到氣缸內(nèi)大部分混合氣燃燒，并產(chǎn)生很高的爆發(fā)力需要一定的時(shí)間，雖然這段時(shí)間很短，但由于曲軸轉(zhuǎn)速很高，在這段時(shí)間內(nèi)，曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度還是很大的。若在壓縮上止點(diǎn)點(diǎn)火，則混合氣一面燃燒，活塞一面下移而使氣缸容積增大，這將導(dǎo)致燃燒壓力低，發(fā)動(dòng)機(jī)功率也隨之減小。因此要在壓縮接近上止點(diǎn)點(diǎn)火，即點(diǎn)火提前。把火花塞點(diǎn)火時(shí)，曲軸曲拐位置與活塞位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)曲軸曲拐位置之間的夾角稱為點(diǎn)火提前角。2 點(diǎn)火提前的影響因素最佳的點(diǎn)火提前角隨許多因素變化，最主要的因素是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和混合氣的燃燒速度，混合氣的燃燒速度又和混合氣的成分、燃燒室形狀、壓縮比等因素有關(guān)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，隨著負(fù)荷的加大，節(jié)氣門開大，進(jìn)入氣缸的可燃混合氣量增多，壓縮終了時(shí)的壓力和溫度增高，同時(shí)，殘余廢氣在氣缸內(nèi)所占的比例減小，混合氣燃燒速度加快，這時(shí)，點(diǎn)火提前角應(yīng)適當(dāng)減小。反之，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷減小時(shí)，點(diǎn)火提前角則應(yīng)適當(dāng)增大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度一定時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速增高，燃燒過(guò)程所占曲軸轉(zhuǎn)角增大，這時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速增高適當(dāng)加大。另外，點(diǎn)火提前角還和汽油的抗暴性能有關(guān)，使用辛烷值高，抗暴性能好的汽油，點(diǎn)火提前角應(yīng)較大。3 點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置：離心式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置 真空式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置：辛烷值校正器四、蓄電池點(diǎn)火系主要元件1分電器（圖8-5）功用：接通或斷開初級(jí)電路 將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電按照發(fā)動(dòng)機(jī)分配給各缸火花塞 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻組成：分電器是由斷電器、配電器、電容器和點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置組成。斷電器的功用是周期地接通和斷開初級(jí)電路，使初級(jí)電流發(fā)生變化，以便在點(diǎn)火線圈中感應(yīng)生成次極電壓。斷電器的觸點(diǎn)間隙一般為0.350.45 mm，可以通過(guò)調(diào)整固定觸點(diǎn)的位置來(lái)改變觸點(diǎn)間隙（圖8-6）。配電器的功用是將點(diǎn)火線圈中產(chǎn)生的高壓電，按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序輪流分配到各氣缸的火花塞上（圖8-7）。 電容器與斷電器觸點(diǎn)并聯(lián)，其功用是在點(diǎn)火線圈初級(jí)電路斷開時(shí)，減小觸點(diǎn)間產(chǎn)生的電火花，防止觸點(diǎn)燒損，并可加速點(diǎn)火線圈中的磁通變化率，提高點(diǎn)火電壓。點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置位于分電器下部，由離心式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置（圖8-8）和真空式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置（圖8-9）組成。2點(diǎn)火線圈（圖8-10）點(diǎn)火線圈把電源的低壓電轉(zhuǎn)變成火花塞點(diǎn)火所需要的高壓電。按其鐵芯結(jié)構(gòu)型式有兩種：開磁路點(diǎn)火線圈：開磁路點(diǎn)火線圈采用柱形鐵芯，其上下兩端沒(méi)有連接在一起，磁力線通過(guò)空氣形成磁回路。閉磁路點(diǎn)火線圈：閉磁路點(diǎn)火線圈的鐵芯用“口”字形或“日”字形的鐵片疊制而成。磁路閉合。3火花塞（圖8-11） 功用：將高壓電引入燃燒室產(chǎn)生火花并點(diǎn)燃混合氣。 自凈溫度5006000C以上，裙部溫度，若低于此溫度，落在絕緣體裙部的油粒便不能立即燃燒掉，形成積炭而引起漏電。 熾熱點(diǎn)8009000C,溫度若太高，則混合氣與這樣熾熱的絕緣體接觸時(shí)，可能在火花塞產(chǎn)生火花之前就自行著火，從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)早燃，發(fā)生化油器，回火現(xiàn)象。 不同發(fā)動(dòng)機(jī)使用的火花塞裙部受熱是不一樣的，就要求絕緣體裙部長(zhǎng)度不同，根據(jù)裙部長(zhǎng)度不同，又把火花塞分成冷型（裙部長(zhǎng)度等于8mm）；中 型（裙部長(zhǎng)度等于11mm和14mm）；熱型（裙部長(zhǎng)度等于16mm和20mm）（圖8-12）。五、半導(dǎo)體點(diǎn)火系蓄電池點(diǎn)火系工作時(shí)，斷電器觸點(diǎn)分開瞬間，會(huì)在觸點(diǎn)處產(chǎn)生火花，燒損觸點(diǎn)。當(dāng)火花塞積炭時(shí)，易漏電，次極電壓上不去，不能可靠地點(diǎn)火，產(chǎn)生高速缺火現(xiàn)象。半導(dǎo)體點(diǎn)火系克服了這些缺點(diǎn)，具有較強(qiáng)地跳火能力，使點(diǎn)火可靠。半導(dǎo)體點(diǎn)火系分為半導(dǎo)體輔助點(diǎn)火系，無(wú)觸點(diǎn)半導(dǎo)體點(diǎn)火系和計(jì)算機(jī)控制的半導(dǎo)體點(diǎn)火系三大類（圖8-13）。半導(dǎo)體點(diǎn)火系的工作原理與蓄電池點(diǎn)火系工作原理基本相同，只是半導(dǎo)體點(diǎn)火系與蓄電池點(diǎn)火系產(chǎn)生高壓的方法不同，它利用了一些半導(dǎo)體元件替代了蓄電池點(diǎn)火系中的斷電器，產(chǎn)生脈沖信號(hào)點(diǎn)火（圖8-14）。例如，在無(wú)觸點(diǎn)半導(dǎo)體點(diǎn)火系中使用了點(diǎn)火發(fā)生器（傳感器）代替了