第10章 點火系統(tǒng)

1、第第1010章章點火系統(tǒng)點火系統(tǒng) 主講教師：張主講教師：張 黎黎 驊驊 （一）、汽車電系特點 1、 低壓與直流： 汽車電壓有6V、12V、24V三種額定電壓，汽車采用直流電是因為需要蓄電池作為發(fā)動機電力啟動的電源。 2、 并聯(lián)與單線制： 3、 負極搭鐵： 蓄電池的負極與車體連接的為負極搭鐵。 4、 電子控制系統(tǒng)： 汽車線束是汽車電路的網絡主體，沒有線束也就不存在汽車電路。在目前，不管是高級豪華汽車還是經濟型普通汽車，線束編成的形式基本上是一樣的，都是由電線、聯(lián)插件和包裹膠帶組成。 汽車電線又稱低壓電線，它與普通家用電線是不一樣的。普通家用電線是銅質單蕊電線，有一定硬度。而汽車電線都是銅質多蕊軟

2、線，有些軟線細如毛發(fā)，幾條乃至幾十條軟銅線包裹在塑料絕緣管（聚氯乙烯）內，柔軟而不容易折斷。 在汽車電路圖上通常都標注出導線的顏色代號（用一個或兩個字母表示），汽車上導線的顏色一般都不一樣，常用的有單色和雙色兩種選用原則。如：紅色（R），黑色（B），白色（W），綠色（G），黃色（Y），黑白色（BW），紅黃色（RY）。其中雙色線中前一種為主色，后一種為輔色。 （1）、汽車電系中所用導線的截面積不得小于0.5mm2 。 （2）、標稱截面積大于1.5mm2 的導線只用單色線（但電源線可增加使用主色為紅色，輔色為白或黑色的兩種雙色線）。 （3）、高壓線的截面積約為1.5mm2 。EQ1090E汽車電路

3、圖點火系的組成能夠在火花塞兩電極間產生電火花的全部設備稱為發(fā)動機點火系。 點火系組成電源：蓄電池或發(fā)電機，其作用是供給點火系統(tǒng)低壓電能。 點火線圈：將12V的低壓電變成15-20KV的高壓電。分電器：包括斷電器、配電器、電容器和點火提前調節(jié)裝置。斷電器：接通與切斷初級電路，產生點火的信號。配電器：將點火線圈產生的高壓電，按照發(fā)動機的工作順序送至各缸火花塞。電容器：減小斷電器觸點火花，延長觸點使用壽命和提高次級電壓。點火提前調節(jié)裝置：隨發(fā)動機轉速、負荷和汽油辛烷值變化改變點火提前角。火花塞：將高壓電引入氣缸燃燒室產生火花點燃混合氣。附加電阻：用來改善點火性能和起動性能。點火開關：用來控制點火系統(tǒng)

4、初級電路，控制儀表電路、起動繼電器電路等。 點火系的組成分類與組成電源 產生高壓的方法 蓄電池點火系 蓄電池或發(fā)電機 點火線圈和斷電器 半導體點火系 蓄電池或發(fā)電機 點火線圈和半導體元件磁電機點火系 無 蓄電池點火系（1）低壓回路當觸點K閉合時，低壓電路（或初級電路）為：蓄電池正極點火開關附加電阻初級線圈斷電器活動觸點臂觸點分電器殼體搭鐵蓄電池負極 （2）高壓回路觸點K斷開，高壓電路為：次級線圈附加電阻蓄電池正極蓄電池搭鐵火花塞側電極火花塞中心電極高壓線配電器次級線圈 點火系工作原理1)觸點閉合時，初級電流增長。電流從蓄電池的正極經點火開關，點火線圈的初級繞組，斷電器觸點，接地流回蓄電池的負極

5、，為低壓電路。 2)觸點斷開時，產生次級電壓。在初級繞組通電時，其周圍產生磁場，并由于鐵芯的作用而加強。當斷電器凸輪頂開觸點時，初級電路被切斷，初級電路迅速下降到零，鐵芯中的磁通隨之迅速衰減以至消失，因而在匝數(shù)多，導線細的次極繞組中感應出很高的電壓，使火花塞兩極之間的間隙被擊穿，產生火花。 分電器(1)斷電器(2)配電器(3)電容器(4)各種點火提前調節(jié)裝置斷電器功用：功用：周期地接通和斷開初級電路，使初級電路發(fā)生變化以便在點火線圈中感應生成次級電壓。斷電器主要部分是一對鎢質的觸點。凸輪的棱數(shù)等到于氣數(shù)。凸輪的軸由發(fā)動機曲軸通過配氣機構的凸輪軸上的齒輪驅動，其轉速與配氣凸輪軸相等，而為曲軸轉速

6、的一半。活動觸點用導線與點線圈上的初級線圈接線柱和電容器相連。固定觸點接地。斷電器凸輪在按圖中箭頭所示方向旋轉的過程中，每當一個凸棱頂起頂塊使觸點分開的瞬間，次級電路中產生的電壓最高。配電器即應在此時將次級電路接通，使相應的氣缸立即點火。配電器功用：功用：將點火線圈中產生的高壓電，按照發(fā)動機工作次序輪流分配到各汽缸的火花塞上。組成：分電器蓋，分火頭點火提前點火時刻對發(fā)動機性能影響很大，從火花塞點火到氣缸內大部分混合氣燃燒，并產生很高的爆發(fā)力需要一定的時間，雖然這段時間很短，但由于曲軸轉速很高，在這段時間內，曲軸轉過的角度還是很大的。若在壓縮上止點點火，則混合氣一面燃燒，活塞一面下移而使氣缸容積

7、增大，這將導致燃燒壓力低，發(fā)動機功率也隨之減小。因此要在壓縮接近上止點點火，即點火提前。把火花塞點火時，曲軸曲拐位置與活塞位于壓縮上止點時曲軸曲拐位置之間的夾角稱為點火提前角。 點火提前角的變化當發(fā)動機轉速一定時，隨著負荷的加大，節(jié)氣門開大，進入氣缸的可燃混合氣量增多，壓縮終了時的壓力和溫度增高，同時，殘余廢氣在氣缸內所占的比例減小，混合氣燃燒速度加快，這時，點火提前角應適當減小。反之，發(fā)動機負荷減小時，點火提前角則應適當增大。 當發(fā)動機節(jié)氣門開度一定時，隨著轉速增高，燃燒過程所占曲軸轉角增大，這時，應適當加大點火提前角。點火提前角應隨轉速增高適當加大。 另外，點火提前角還和汽油的抗暴性能有關

8、，使用辛烷值高，抗暴性能好的汽油，點火提前角應較大。 點火提前調節(jié)方法（原理）點火提前調節(jié)裝置調節(jié)方法：調節(jié)方法：觸點不動使凸輪相對于其軸旋轉方向過一個角度 當凸輪不動使觸點相對于凸輪逆旋轉方向轉過一個角度分類分類離心式點火提前調節(jié)裝置真空式點火提前調節(jié)裝置離心式點火提前調節(jié)裝置組成：組成：重塊、帶孔撥板、銷釘工作原理：工作原理：發(fā)動機不工作時，彈簧將兩重塊的小端向內拉攏到圖中虛線所示位置。當曲軸的轉速達到來200-400R/MIN后，重塊離心力克服彈簧拉力向外甩出。轉速達1500r/min時，此時兩個重塊上的銷在長方孔的外緣上，重塊便不能繼續(xù)向外甩，點火提前角也就不再繼續(xù)增加。真空式點火提前

9、調節(jié)裝置小負荷工作時（a圖），節(jié)氣門開度小，其后真空度大，將膜片和拉桿向右吸一段距離。此時，底板和觸點在頂桿帶動下相對凸輪逆時針旋轉一個角度，實現(xiàn)點火提前。全負荷工作時（b圖），真空度減小，膜片向左拱曲，提前角自動減小。零負荷工作時（c圖），節(jié)氣門近乎全閉，真空度幾乎為零，彈力作用下提前角減小或不提前。此時怠速，不需要提前。點火線圈（變壓器）點火線圈把電源的低壓電轉變成火花塞點火所需要的高壓電。按其鐵芯結構型式有兩種： 開磁路點火線圈：開磁路點火線圈采用柱形鐵芯，其上下兩端沒有連接在一起，磁力線通過空氣形成磁回路。閉磁路點火線圈：閉磁路點火線圈的鐵芯用“口”字形或“日”字形的鐵片疊制而成。磁路

10、閉合，導磁能力強，能量損失小，主要用于電子點火系。 開磁路線圈（常用）鐵芯最內層次級繞組中間層初級繞組最外層外殼附加電阻火花塞功用：是將點火線圈式磁電機所產生的脈沖高壓電引進燃燒室，并在其兩個電極間產生電火花以點燃混合氣?；鸹ㄈ麖澢膫入姌O9焊接在金屬殼體的底端，借此直接搭鐵。剛玉陶瓷（氧化鋁含量90%以上）的絕緣體2固定在殼體內并加以密封（目前大多數(shù)采用局部高頻加熱的辦法進行機械鉚邊的密封工藝，而在絕緣體下部與殼體間則采用紫銅墊圈7密封）。中心電極6裝入絕緣體的中心孔內，其內用密封劑密封。高壓導線接頭套接在螺母1的上端。電極材料一般都用鎳錳合金絲制成。為提高火花塞的使用壽命與化學腐蝕性能，目

11、前多采用鎳錳硅鉻合金作為電極材料。火花塞火花塞絕緣體裙部（指紫銅墊圈以下的絕緣體錐形部分）與燃燒的氣體接觸而吸收大量的熱。吸入的熱量通過紫銅墊圈傳給殼體，然后散入大氣和傳給氣缸蓋。試驗表明，要使發(fā)動機正常工作，火花塞絕緣體裙部的溫度應保持在500600攝氏度以上（該溫度稱為火花塞的“自凈溫度”）。若溫度低度于此值，落在絕緣體裙體部的油粒便不能立即燃燒掉，形成積炭而引起漏電，將導致火花塞兩電極間不能發(fā)生火花或火花微弱；但絕緣體裙部溫度也不能超過800900攝氏度。溫度若超過此值時，則混合氣與這樣熾熱的絕緣體接觸時，可能在火花塞產生火花之前就自行著火（熾熱點火），從而引起發(fā)動機早燃，發(fā)生化油器回火

12、現(xiàn)象。火花塞的分類 冷型：絕緣體裙部長度h=8mm； 熱型：h=11mm和h=14mm； 普通型：h=16mm和h=20mm火花塞跳火間隙火花塞電極間跳火間隙對火花塞的工作有很大影響。間隙過小，則火花微弱，并且容易因產生積炭而漏電：間隙過大，所需擊穿電壓增高發(fā)動機不易起動，且在高轉速時容易發(fā)生“缺火”現(xiàn)象。故火花塞中心電極與側電極之間的間隙應適當。目前我國蓄電池點火系使用的火花塞間隙一般為0.6-0.8mm。高能電子點火系達到1.01.2mm。傳統(tǒng)點火系的缺點觸點易燒蝕，斷電器壽命短火花塞易積炭，點火不可靠高速易缺火半導體點火系利用了一些半導體元件替代了蓄電池點火系中的斷電器，產生脈沖信號點火

13、 霍爾傳感器霍爾效應：當電流垂直于磁場方向通過導體時，在垂直于磁場和電流的導體的兩個端面之間出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象就稱為霍爾效應。該電勢差稱為霍爾電壓?；魻栐c磁場隔開時，不產生霍爾電壓，傳感器無信號輸出，此時放大器接通，初級電路導通。當磁力線穿過霍爾元件時，產生霍爾電壓，傳感器信號輸出，放大器截止，初級電路斷開，次級繞組產生高壓，火花塞點火。由霍爾傳感器、點火控制器、點火線圈、配電器、火花塞組成磁電感應式發(fā)動機轉動，磁感應信號發(fā)生器發(fā)出交變電動勢，通過晶體管使初級電路接通。電動勢交變時，通過晶體管作用，初級電路斷開，次級繞組產生高壓，使火花塞跳火。電動勢變化時，三極管兩端電壓變化，三極管會導通或

14、截止。由傳感器、點火控制器、點火線圈、配電器、火花塞組成感應式點火系統(tǒng)工作原理感應式點火系統(tǒng)工作原理 （2）電控點火系統(tǒng)的主要優(yōu)點 在各種工況下，可自動獲得最佳的點火提前角，使發(fā)動機的動力性、經濟性、排放性及穩(wěn)定性均處于最佳。在整個工作過程中，均可對點火線圈初級電路的通電時間和電流進行控制，不僅提高了點火的可靠性，而且可有效地減少電能消耗，防止點火線圈燒損。采用爆燃控制功能后，可使點火提前角控制在爆燃的臨界狀態(tài)，以此獲得最佳的燃燒過程。 （3）電控點火系統(tǒng)的類型1）有分電器電控點火系統(tǒng)由分電器將點火線圈高壓電按發(fā)火順序依次傳給各缸火花塞，只有一個點火線圈2）無分電器電控點火系統(tǒng)利用電子分火控制

15、技術將點火線圈高壓電直接傳給各缸火花塞，有多個點火線圈起動系工作過程使發(fā)動機從靜止狀態(tài)過渡到工作狀態(tài)的全過程，叫發(fā)動機的起動。完成起動所需要的裝置叫起動系第11章 起動系起動條件起動轉矩：能夠使曲轉旋轉的最低轉矩稱為起動轉矩，起動轉矩必須克服壓縮阻力和內磨擦阻力矩。起動阻力矩與發(fā)動機壓縮比、溫度、機油粘度等有關。 起動轉速：能使發(fā)動機起動的曲軸最低轉速稱為起動轉速，在020時，汽油機的起動轉速為3040 r/min，柴油機的起動轉速為150300r/min。 起動方式人力起動：起動最為簡單，只須將起動手搖柄端頭的橫銷嵌入發(fā)動機曲軸前端的起動爪內，以人力轉動曲軸。 電動機起動：電動機起動是用電動

16、機作為機械動力，當將電動機軸上的齒輪與發(fā)動機飛輪周緣的齒圈嚙合時，動力就傳到飛輪和曲軸，使之旋轉。電動機本身又用蓄電池作為電源。 起動機起動機一般由三部分組成： (1)直流串激式電動機，其作用是產生轉矩。 (2)傳動機構(或稱嚙合機構)，其作用是：在發(fā)動機起動時，使起動機驅動齒輪嚙入飛輪齒環(huán)，將起動機轉矩傳給發(fā)動機曲軸；而在發(fā)動機起動后使驅動齒輪打滑與飛輪齒環(huán)自動脫開。 (3)控制裝置(即開關)用來接通和切斷起動機與蓄電池之間的電路。在有些汽車上，還具有接入和隔除點火線圈附加電阻的作用。 直流電動機常采用串激直流電動機，其特點是低速時轉矩很大，隨轉速n，轉矩T，這一特征非常適合發(fā)動機起動的要求

17、。 汽油機用起動機：功率為1.5kw ，電壓為12v ；柴油機用起動機：功率為5kw，電壓為24v 。直流電動機1電樞：電樞在磁力作用下旋轉，帶動起動小齒輪旋轉。2.磁極 磁極由鐵心和激磁繞組構成，其作用是在電動機中產生磁場，。磁極一般是4個，由4個激磁繞組形成兩對磁極，并兩兩相對，常見的激磁繞組一般與電樞繞組串聯(lián)在電路中，故被稱為串激式直流電動機。 3.電刷和電刷架 電刷與電刷架的作用是將電流引入電樞，使電樞產生連續(xù)轉動。 4.外殼 4.外殼由低碳鋼卷制而成，或由鑄鐵鑄造而成。電動機主要結構操縱機構 起動機電磁操縱機構主要由吸引線圈、保持線圈、驅動杠桿、起動開關接觸片等組成。 離合機構起動機中裝有離合機構。在起動時，它保證起動機的動力能夠通過飛輪傳遞給曲軸；起動完畢，發(fā)動機開始工作時，立即切斷動力傳遞路線，使發(fā)動機不可能反過來通過飛輪驅動起動機以高速旋轉。 滾柱式離合機構是常用的離合機構傳動機構 工作示意圖傳動機構滾 柱 式 單 向離合器結構傳動機構 單向滾柱式離合器的工作原理起動原理起動時，接通起