汽車電氣系統(tǒng)項目四：點火系統(tǒng)的檢修

1、 項目四項目四點火系統(tǒng)的檢修點火系統(tǒng)的檢修汽油機汽缸內(nèi)的混合氣是點燃還是壓燃？汽油機汽缸內(nèi)的混合氣是點燃還是壓燃？第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、點火系統(tǒng)的功能一、點火系統(tǒng)的功能 汽缸內(nèi)的混合氣是電火花點燃。產(chǎn)生電火汽缸內(nèi)的混合氣是電火花點燃。產(chǎn)生電火花的電壓，是高壓還是低壓？花的電壓，是高壓還是低壓？ 將蓄電池（或發(fā)電機）供給的低壓電轉(zhuǎn)變將蓄電池（或發(fā)電機）供給的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，并按照發(fā)動機的作功順序與點火時為高壓電，并按照發(fā)動機的作功順序與點火時刻的要求，適時準確地將高壓電送至各缸的火刻的要求，適時準確地將高壓電送至各缸的火花塞，點燃汽缸內(nèi)的混合氣?；ㄈ?，點燃汽缸內(nèi)的混合氣。 概括為：概括

2、為：產(chǎn)生電火花、控制點火提前角、產(chǎn)生電火花、控制點火提前角、分配電火花。分配電火花。點火系的發(fā)展源于汽車的發(fā)展點火系的發(fā)展源于汽車的發(fā)展 傳統(tǒng)點火傳統(tǒng)點火 電電子子點點火火有配電器微機控制點火有配電器微機控制點火傳感器傳感器-ECU-ECU-點火控制器點火控制器- -點火線圈點火線圈- -配電器配電器- -火花塞火花塞 無配電器無配電器微機控制同時點火（點火線圈分配式）微機控制同時點火（點火線圈分配式）傳感器傳感器-ECU-ECU-點火控制器點火控制器- -點火線圈點火線圈-火花塞火花塞微機控制單獨點火方式微機控制單獨點火方式傳感器傳感器-ECU-ECU-點火控制器點火控制器- -點火線圈點火

3、線圈- -火花塞火花塞二、發(fā)動機對點火系統(tǒng)的要求二、發(fā)動機對點火系統(tǒng)的要求（一）產(chǎn)生足以擊穿火花塞間隙的電壓（一）產(chǎn)生足以擊穿火花塞間隙的電壓 實踐證明：實踐證明：發(fā)動機滿負荷、低轉(zhuǎn)速需發(fā)動機滿負荷、低轉(zhuǎn)速需U Uj j=8=810kv10kv；發(fā)動機起動時，發(fā)動機起動時， U Uj j =17 =1720kv20kv；考慮：考慮： 余量、絕緣、成本余量、絕緣、成本 設(shè)計設(shè)計 U Uj j = 25kv = 25kv；U Uj j的高低取決于下列因素的高低取決于下列因素：1.1.電極間隙和形狀電極間隙和形狀2.2.氣缸內(nèi)混合氣壓力和溫度氣缸內(nèi)混合氣壓力和溫度3.3.電極溫度電極溫度4.4.作用

4、火花塞高壓電極性作用火花塞高壓電極性5.5.發(fā)動機工況發(fā)動機工況（高速、低速、加速）（高速、低速、加速）（二）電火花應(yīng)具有足夠的能量（二）電火花應(yīng)具有足夠的能量 發(fā)動機正常工作，火花能量?。喊l(fā)動機正常工作，火花能量?。?1 15mJ5mJ可靠點火：可靠點火：505080mJ80mJ可靠起動：可靠起動： 100mJ100mJ焦耳焦耳 = = 電壓電壓電流電流時間時間（J J） （V V） （A A） （S S） （三）點火時刻應(yīng)適應(yīng)發(fā)動機工況（三）點火時刻應(yīng)適應(yīng)發(fā)動機工況 1.1.點火時刻點火時刻點火時機點火時機轉(zhuǎn)速、負荷、汽油辛烷值；轉(zhuǎn)速、負荷、汽油辛烷值；2.2.最佳點火時機最佳點火時機 混

5、合氣完全燃燒后的氣缸最大壓力，應(yīng)出混合氣完全燃燒后的氣缸最大壓力，應(yīng)出現(xiàn)在活塞壓縮上止點后，曲軸轉(zhuǎn)角的現(xiàn)在活塞壓縮上止點后，曲軸轉(zhuǎn)角的101015150 0 。點火過早點火過早爆燃、油耗爆燃、油耗功率功率，易損機件。，易損機件。點火過遲點火過遲壓力降低、功率壓力降低、功率，發(fā)動機過熱。，發(fā)動機過熱。點火順序點火順序氣缸設(shè)計的工作順序；氣缸設(shè)計的工作順序； 3.3.最佳點火提前角最佳點火提前角 發(fā)動機功率最大，油耗最低時的點發(fā)動機功率最大，油耗最低時的點火提前角?；鹛崆敖?。 影響最佳點火提前角的因素：影響最佳點火提前角的因素：（1 1）發(fā)動機轉(zhuǎn)速）發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n nnn， 。（但增量應(yīng)不同）（但

6、增量應(yīng)不同）n n低時，隨著低時，隨著n n ，增量應(yīng)該大增量應(yīng)該大 。 （溫度低、擾流差，燃燒速度慢）（溫度低、擾流差，燃燒速度慢） n n高時，隨著高時，隨著nn ，增量應(yīng)增量應(yīng)減小。減小。（壓力大、溫（壓力大、溫度高、擾流強度高、擾流強- -燃燒速燃燒速度快；）度快；）（2 2）發(fā)動機負荷）發(fā)動機負荷（節(jié)氣門開度）（節(jié)氣門開度）怠速：怠速： 節(jié)氣門全閉，點火提前角不變。節(jié)氣門全閉，點火提前角不變。 小負荷：小負荷： 節(jié)氣門略開，殘存廢氣多，燃燒速度慢，節(jié)氣門略開，殘存廢氣多，燃燒速度慢，點火提前角應(yīng)增大。點火提前角應(yīng)增大。大負荷：大負荷： 節(jié)氣門開度大，殘存廢氣少，燃燒速度快，節(jié)氣門開度

7、大，殘存廢氣少，燃燒速度快，點火提前角應(yīng)減小。點火提前角應(yīng)減小。 （3 3）汽油辛烷值）汽油辛烷值 汽油辛烷值越高，抗爆性越好，初始點火汽油辛烷值越高，抗爆性越好，初始點火提前角應(yīng)該相應(yīng)增大。提前角應(yīng)該相應(yīng)增大。（轉(zhuǎn)動分電器外殼）（轉(zhuǎn)動分電器外殼）氣缸壓縮比；氣缸壓縮比；均會影響點火提前角均會影響點火提前角微機控制點火。微機控制點火?；旌蠚獬煞?；混合氣成分；進氣溫度、壓力；進氣溫度、壓力； 火花塞電極數(shù)量；火花塞電極數(shù)量；分分電電器器點點火火線線圈圈火火花花塞塞點點火火開開關(guān)關(guān)第二節(jié)第二節(jié) 傳統(tǒng)觸點式點火系統(tǒng)傳統(tǒng)觸點式點火系統(tǒng)一一 、點火系統(tǒng)組成、點火系統(tǒng)組成電電源源電路連接電路連接二、高壓電

8、的產(chǎn)生二、高壓電的產(chǎn)生（ 打開點火開關(guān)）打開點火開關(guān)）（一）觸點閉合，初級繞組（一）觸點閉合，初級繞組N1N1電路接通電路接通電流通路：電流通路： 蓄電池蓄電池+ +點火開關(guān)點火開關(guān)初級繞組初級繞組N1N1斷電斷電器觸點器觸點搭鐵搭鐵蓄電池蓄電池- -； 初級繞組通過電流且增長，引起初級繞組通過電流且增長，引起磁場變化，在初級繞組中產(chǎn)生自感磁場變化，在初級繞組中產(chǎn)生自感電動勢，由于其方向與電流方向相電動勢，由于其方向與電流方向相反，阻礙初級繞組電流增長，使磁反，阻礙初級繞組電流增長，使磁場變化速率低，在次級繞組中產(chǎn)生場變化速率低，在次級繞組中產(chǎn)生互感電動勢大約為互感電動勢大約為2000V200

9、0V。 （二）觸點張開，初級繞組（二）觸點張開，初級繞組N1N1電路切斷電路切斷 初級電流消失，引起磁場變化，在初級電流消失，引起磁場變化，在初級繞組中產(chǎn)生自感電動勢，由于阻礙初級繞組中產(chǎn)生自感電動勢，由于阻礙初級電流消失，磁場變化率低，在次級初級電流消失，磁場變化率低，在次級繞組中產(chǎn)生互感電動勢大約為繞組中產(chǎn)生互感電動勢大約為4000V4000V。 提問：提問： 觸點張開與觸點閉合時相比，次級觸點張開與觸點閉合時相比，次級繞組中產(chǎn)生的互感電動勢為什么會高？繞組中產(chǎn)生的互感電動勢為什么會高？ 自感電動勢自感電動勢e eL L的危害：的危害： 1.1.擊穿斷電器觸點間隙，產(chǎn)生電擊穿斷電器觸點間隙

10、，產(chǎn)生電火花，燒蝕觸點；火花，燒蝕觸點； 2.2.阻礙初級繞組電流消失，使阻礙初級繞組電流消失，使磁通變化速率降低，次級繞組產(chǎn)生的磁通變化速率降低，次級繞組產(chǎn)生的高壓電降低；高壓電降低；斷電器觸點閉合時，電容器被短路；斷電器觸點閉合時，電容器被短路；電容器與斷電器觸點并聯(lián)；電容器與斷電器觸點并聯(lián)；（三）設(shè)置電容器協(xié)助點火線圈產(chǎn)生高壓電（三）設(shè)置電容器協(xié)助點火線圈產(chǎn)生高壓電 觸點張開時，電容器吸收自感電動勢，觸點張開時，電容器吸收自感電動勢，加速初級電流消失，提高磁場變化率，在次加速初級電流消失，提高磁場變化率，在次級繞組中產(chǎn)生互感電動勢大約為級繞組中產(chǎn)生互感電動勢大約為20000V20000V

11、。點火系統(tǒng)的工作過程可分三個階段：點火系統(tǒng)的工作過程可分三個階段：初級繞組電路接通；初級繞組電路接通；初級繞組電路切斷；初級繞組電路切斷； 擊穿火花塞間隙，點燃混合氣；擊穿火花塞間隙，點燃混合氣；說明：說明： 點火線圈次級繞組點火線圈次級繞組N2”+”N2”+”點火開點火開關(guān)關(guān)蓄電池蓄電池搭鐵搭鐵火花塞火花塞高壓線高壓線配配電器電器點火線圈次級繞組點火線圈次級繞組N2”-”N2”-”3.3.高壓電流通路高壓電流通路 曲軸轉(zhuǎn)速越高，曲軸轉(zhuǎn)速越高，初級繞組通電時間越初級繞組通電時間越短，磁通變化率越低，短，磁通變化率越低，次級繞組產(chǎn)生的高壓次級繞組產(chǎn)生的高壓電也就越低。電也就越低。 轉(zhuǎn)速過低，高壓

12、轉(zhuǎn)速過低，高壓電也越低。電也越低。 三、使用因素對高壓電的影響三、使用因素對高壓電的影響（一）發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速（一）發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速 曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，分電器軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由配電器按曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，分電器軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，由配電器按照點火順序?qū)⒏邏弘娝椭粮鞲谆鸹ㄈ鹨淮?。照點火順序?qū)⒏邏弘娝椭粮鞲谆鸹ㄈ鹨淮巍?同一點火同一點火線圈，用于線圈，用于4 4缸和缸和6 6缸發(fā)動缸發(fā)動機時，極限機時，極限轉(zhuǎn)速不同。轉(zhuǎn)速不同。 （二）發(fā)動機氣缸數(shù)（二）發(fā)動機氣缸數(shù) 氣缸數(shù)越多，初級繞組通電時間越短，磁通變氣缸數(shù)越多，初級繞組通電時間越短，磁通變化率越低，次級繞組產(chǎn)生的高壓電也就越低?；试降?，次級繞組產(chǎn)生的高壓電也就越低。

13、（三）火花塞積炭（三）火花塞積炭正常時：正常時： 火花塞中火花塞中心電極與旁電心電極與旁電極間電阻值很極間電阻值很大大，U2U2未達到未達到UjUj時，電極間時，電極間隙不會擊穿。隙不會擊穿。 積炭時：積炭時：（竄油、混合氣濃）（竄油、混合氣濃）檢查：檢查： 在火花塞電極間并聯(lián)一個積炭電阻在火花塞電極間并聯(lián)一個積炭電阻RjRj- -能能量泄漏、失火。量泄漏、失火。 高壓電路斷開間隙高壓電路斷開間隙3 34mm4mm“吊火吊火”能否長期能否長期“吊火吊火”使用使用 ？ （四）點火線圈溫度（四）點火線圈溫度環(huán)境溫度升高；環(huán)境溫度升高；發(fā)動機過熱；發(fā)動機過熱；調(diào)節(jié)電壓過高；調(diào)節(jié)電壓過高； 均會導(dǎo)致點

14、火線圈過熱，使初級繞組均會導(dǎo)致點火線圈過熱，使初級繞組電阻增大，通過的電流減小，引起磁通變電阻增大，通過的電流減小，引起磁通變化速率降低，使次級繞組感應(yīng)電壓降低。化速率降低，使次級繞組感應(yīng)電壓降低。一般要求：一般要求：T80 T80 四、點火系統(tǒng)各部件構(gòu)造四、點火系統(tǒng)各部件構(gòu)造 （一）分電器（一）分電器 分電器蓋上制有高壓插孔；分電器蓋上制有高壓插孔；旁插孔數(shù)旁插孔數(shù)= =氣缸數(shù)氣缸數(shù) 配電方式配電方式分電器蓋，分火頭，分電器蓋，分火頭，膠木制成。膠木制成。 分火頭安裝在分火頭安裝在分電器軸頂端，并分電器軸頂端，并隨其轉(zhuǎn)動，其上導(dǎo)隨其轉(zhuǎn)動，其上導(dǎo)電片傳遞高壓電。電片傳遞高壓電。 （ 二二）點火

15、線圈）點火線圈開磁路開磁路閉磁路閉磁路（1 1）開磁路）開磁路磁阻大；磁阻大； 能量傳遞效能量傳遞效率低，僅率低，僅60%60%；條形鐵心上繞條形鐵心上繞2 2個線圈：個線圈：初級線圈初級線圈N1N1：線徑：線徑：0.50.51.0mm1.0mm；匝數(shù)：匝數(shù)：200200300300；阻值：阻值：1.21.21.81.8次級線圈次級線圈N2N2：線徑：線徑：0.060.060.10mm0.10mm；匝數(shù)：匝數(shù)：1200120020002000；阻值：阻值：5 K5 K1.結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式開磁路點火線圈應(yīng)用實例開磁路點火線圈應(yīng)用實例載貨車載貨車（2 2）閉磁路）閉磁路硅鋼片制成硅鋼片制成“日日”

16、字形，預(yù)留間隙字形，預(yù)留間隙-減小磁滯。減小磁滯。 磁阻小，能量傳遞磁阻小，能量傳遞效率高，可達效率高，可達75%75%。閉磁路點火線圈應(yīng)用實例閉磁路點火線圈應(yīng)用實例夏利轎車夏利轎車 （三）火花塞（三）火花塞 2.2.工作條件及要求工作條件及要求 1.1.作用作用 將高壓電引入燃燒室，在電極間將高壓電引入燃燒室，在電極間形成電火花，點燃混合氣。形成電火花，點燃混合氣。 （1 1）足夠的機械強度）足夠的機械強度 承受燃燒后的高壓承受燃燒后的高壓5.585.586.68Mpa6.68Mpa（606070kg/Cm70kg/Cm2 2）的沖擊。）的沖擊。 （2 2）絕緣性能要好，承受）絕緣性能要好，

17、承受30kV30kV高壓電。高壓電。 （3 3）承受溫度的反復(fù)變化）承受溫度的反復(fù)變化 高溫高溫1500150022002200，進氣冷卻溫度，進氣冷卻溫度50506060。 （4 4）耐腐蝕）耐腐蝕 高溫燃燒產(chǎn)物：臭氧、一氧化碳、氧化硫高溫燃燒產(chǎn)物：臭氧、一氧化碳、氧化硫等。等。 （5 5）適當?shù)拈g隙及正確安裝位置）適當?shù)拈g隙及正確安裝位置 3.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 鋼制殼體鋼制殼體 高氧化鋁陶瓷絕緣體；高氧化鋁陶瓷絕緣體；中心電極、側(cè)電極中心電極、側(cè)電極 鎳錳合金鎳錳合金 電極間隙：電極間隙： 傳統(tǒng)點火：傳統(tǒng)點火：0.60.60.7mm0.7mm 電子點火：電子點火：1.0 1.0 1.2mm1.2m

18、m 4.熱特性熱特性自凈溫度：自凈溫度：500500750750低于該溫度低于該溫度易積炭；易積炭；高于該溫度高于該溫度易熾點火（爆燃）；易熾點火（爆燃）；裙部長，吸熱多，散熱慢裙部長，吸熱多，散熱慢熱型；熱型；裙部短，吸熱少，散熱快裙部短，吸熱少，散熱快冷型；冷型；火花塞散熱能力火花塞散熱能力取決于絕緣體裙部長度；取決于絕緣體裙部長度；指火花塞散熱能力；指火花塞散熱能力； 熱特性標定熱特性標定我國用熱值標定：我國用熱值標定：1 1、2 2、3 3 低熱值（熱型）低熱值（熱型）低壓縮比、低壓縮比、低功率、低轉(zhuǎn)速發(fā)動機；低功率、低轉(zhuǎn)速發(fā)動機；4 4、5 5、6 6 中熱值（中型）中熱值（中型）7

19、 7、8 8、9 9 高熱值（冷型）高熱值（冷型） 高壓縮比、大功率、高轉(zhuǎn)速發(fā)動機；高壓縮比、大功率、高轉(zhuǎn)速發(fā)動機；第三節(jié)第三節(jié) 電子點火系統(tǒng)電子點火系統(tǒng)一、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)存在的不足一、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)存在的不足1.1.點火可靠性差點火可靠性差觸點氧化、燒蝕、跳振均導(dǎo)致接觸不良；觸點氧化、燒蝕、跳振均導(dǎo)致接觸不良；2.2.點火線圈產(chǎn)生次級電壓不穩(wěn)定點火線圈產(chǎn)生次級電壓不穩(wěn)定 轉(zhuǎn)速變化，影響觸點閉合時間，導(dǎo)轉(zhuǎn)速變化，影響觸點閉合時間，導(dǎo)致次級電壓不穩(wěn)定；致次級電壓不穩(wěn)定；3.3.點火能量低點火能量低觸點通過電流受限制；觸點通過電流受限制；4.4.對火花塞積炭敏感、干擾大對火花塞積炭敏感、干擾大二、電子

20、點火系統(tǒng)的組成二、電子點火系統(tǒng)的組成電源電源點火開關(guān)點火開關(guān)點火線圈點火線圈配電器配電器信號發(fā)生器信號發(fā)生器點火控制器點火控制器火花塞火花塞三、電子點火系統(tǒng)部件結(jié)構(gòu)與原理三、電子點火系統(tǒng)部件結(jié)構(gòu)與原理（一）磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)（一）磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)解放解放CA1092CA1092型汽車電子點火裝置型汽車電子點火裝置 同心線圈磁電式分電器同心線圈磁電式分電器偏置線圈磁電式分電器偏置線圈磁電式分電器集成磁電式分電器集成磁電式分電器點火控制器點火控制器1.1.磁感應(yīng)式信號發(fā)生器磁感應(yīng)式信號發(fā)生器 信號轉(zhuǎn)子信號轉(zhuǎn)子 凸齒數(shù)凸齒數(shù)= =氣缸數(shù)氣缸數(shù) 信號轉(zhuǎn)子安裝在分電信號轉(zhuǎn)子安裝在分電器軸頂端，隨軸

21、轉(zhuǎn)動的器軸頂端，隨軸轉(zhuǎn)動的同時，又能與軸作相對同時，又能與軸作相對運動運動（為什么？）（為什么？）（1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)傳感器頭傳感器頭固定在分電器外殼內(nèi)。固定在分電器外殼內(nèi)。鐵心鐵心感應(yīng)線圈感應(yīng)線圈導(dǎo)磁板導(dǎo)磁板永久磁鐵永久磁鐵（2 2）信號電壓的產(chǎn)生）信號電壓的產(chǎn)生 信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，鐵心信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，鐵心磁通發(fā)生變化，感應(yīng)線圈磁通發(fā)生變化，感應(yīng)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，其數(shù)值中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，其數(shù)值將隨轉(zhuǎn)速的升高而增大。將隨轉(zhuǎn)速的升高而增大。2.2.點火控制器控制過程點火控制器控制過程點火控制器點火控制器信號發(fā)生器信號發(fā)生器沈陽戰(zhàn)區(qū)沈陽戰(zhàn)區(qū) 汽車電工比武項目汽車電工比武項目CA1092CA1092 汽車汽車（二）霍爾式電子點火系統(tǒng)（二）霍爾式電子點火系統(tǒng) 硅片上方放置硅片上方放置一塊永久磁鐵，一塊永久磁鐵，與磁場垂直方向與磁場垂直方向通過電流，在其通過電流，在其側(cè)面可測量出電側(cè)面可測量出電壓壓U UH-H-霍爾電壓?；魻栯妷?。1.1.霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng) 2