汽油機點火系統(tǒng)

1、汽油機點火系統(tǒng) 第1頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3.1 概述3.1.1 點火系的功用 在汽油發(fā)動機中，氣缸內(nèi)的混合氣是由高壓電火花點燃的，而產(chǎn)生電火花的功能是由點火系來完成的。點火系的功用是：點火系將電源的低電壓變成高電壓，再按照發(fā)動機點火順序輪流送至各氣缸，點燃壓縮混合氣；并能適應(yīng)發(fā)動機工況和使用條件的變化，自動調(diào)節(jié)點火時刻，實現(xiàn)可靠而準(zhǔn)確的點火；還能在更換燃油或安裝分電器時進(jìn)行人工校準(zhǔn)點火時刻。第2頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3.1.2 發(fā)動機對點火系的要求1、能產(chǎn)生足以擊穿火花塞間隙的電壓 （810kV）2、火花應(yīng)具有一定的能量

2、（5080mJ）3、點火時間應(yīng)適應(yīng)發(fā)動機的工況（最佳點火時間） 第3頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3.1.3 汽油機點火系的分類 1、傳統(tǒng)點火系統(tǒng) 簡單便宜，故障功率高，高速性能差；2、普通電子點火系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，高速性能好；3、微機控制點火系統(tǒng) 點火時間控制精確。1、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)2、普通電子點火系統(tǒng)3、微機控制點火系統(tǒng)已淘汰正在淘汰正在廣泛應(yīng)用第4頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3.2 傳統(tǒng)點火系的組成與工作原理3.2.1 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成第5頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 傳統(tǒng)點火系主要由電源

3、（蓄電池、發(fā)電機）、點火開關(guān)、點火線圈、分電器（斷電器、配電器、電容器）、火花塞、高壓導(dǎo)線、附加電阻等組成。第6頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3.2.2 傳統(tǒng)點火系基本工作原理初級電路（低壓）次級電路（高壓）第7頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 傳統(tǒng)點火系基本工作原理 1、初級電路接通，初級電流按指數(shù)規(guī)律增長（20ms達(dá)最大值），點火線圈積蓄能量；第8頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 傳統(tǒng)點火系基本工作原理 2、觸點分開，次級繞組中因電磁感應(yīng)產(chǎn)生高壓電 當(dāng)觸點分開，初級電路切斷，電流迅速下降為0，在初級繞組和次級繞組中

4、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 初級線圈匝數(shù)少：200300V 自感 次級線圈匝數(shù)多：1520KV 互感第9頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 第10頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 傳統(tǒng)點火系基本工作原理 3、火花塞電極間隙被擊穿，產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。 觸點循環(huán)接通與斷開，次級繞組中不斷產(chǎn)生高壓電，火花塞不停跳火，發(fā)動機不停地工作。電容放電 電流大，時間短；電感放電 電流小，時間較長 第11頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3.2.3 傳統(tǒng)式點火系統(tǒng)的工作特性一、點火系統(tǒng)的工作特性1、概念 點火系統(tǒng)次級電壓最大值U2max隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速

5、或分電器軸轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。第12頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 2、結(jié)論二次電壓隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的升高而降低。發(fā)動機的轉(zhuǎn)速越高，觸點閉合時間也越短，二次電壓就越低；但發(fā)動機轉(zhuǎn)速過低，觸點打開慢，反而使二次側(cè)電壓降低。由于二次電壓隨轉(zhuǎn)速升高而降低，所以發(fā)動機在高速時容易斷火。只有nnmax, 才能保證可靠點火。第13頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 二、影響次級電壓最大值的因素 1發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響 次級電壓隨轉(zhuǎn)速升高而降低的現(xiàn)象，是發(fā)動機高速時容易斷火的原因。 2發(fā)動機氣缸數(shù)的影響 次級電壓的最大值將隨發(fā)動機氣缸數(shù)的增加而降低。 這是因為凸輪的凸角數(shù)

6、與氣缸數(shù)相同， 發(fā)動機的氣缸數(shù)越多， 凸輪每轉(zhuǎn)一周觸點閉合與打開的次數(shù)就越多， 觸點閉合時間縮短，次級電壓最大值下降。 第14頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3火花塞積炭的影響 當(dāng)積炭渣存在于火花塞絕緣體時， 相當(dāng)于在火花塞電極之間并聯(lián)了一 個電阻 Rj，使次級電路閉合，于是在次級 電壓還未上升到火花塞擊穿電壓時，就通過積炭 產(chǎn)生漏電，使次級電壓下降，造成點火困難。第15頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 當(dāng)火花塞由于積炭嚴(yán)重，而不能跳火時，可用“吊火”的方法臨時補救。即拔出高壓線 使它與火花塞間保留34mm 的附加間隙，如圖 所示，使次級電壓上

7、升過程中 不發(fā)生 泄漏，當(dāng)次級電壓上升到一定值后，將火花塞間隙與附加間隙同時擊穿，則火花塞便能正常 跳火，但這種方法只能應(yīng)急。第16頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 4觸點間隙的影響 在使用中觸點間隙大小是否合適，將影響 U2max值。第17頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 結(jié)論 當(dāng)觸點間隙大時，觸點閉合角盧變小，如圖 使 Ip減小， U2max下降。 觸點間隙小時，角增大，Ip 增大，故 U2max可以提高。 但是如果間隙太小，會使觸點分開 時，火花加強而扎下降緩慢，反而會降低次級電壓。因此，觸點間隙應(yīng)按制造廠規(guī)定進(jìn)行調(diào) 整。第18頁，共45頁

8、，2022年，5月20日，0點20分，星期五 當(dāng)火花塞由于積炭嚴(yán)重，而不能跳火時，可用“吊火”的方法臨時補救。即拔出高壓線 使它與火花塞間保留34mm 的附加間隙，如圖 所示，使次級電壓上升過程中 不發(fā)生 泄漏，當(dāng)次級電壓上升到一定值后，將火花塞間隙與附加間隙同時擊穿，則火花塞便能正常 跳火，但這種方法只能應(yīng)急。第19頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 5電容的影響 U2max隨 C1、C2的減小而增高，但實際上當(dāng) C1 過小時，起不到滅弧作用，觸點分開時將產(chǎn)生較強的火花，消耗一部分初 級線圈中的磁場能量，從而降低了 U2max 火花 嚴(yán)重時，初級電流下降速率減慢，U2m

9、ax 也要下降， 一般 C1 取 0.150.25F 為宜。 次級分布電容 C2 也有同樣影響，但受結(jié)構(gòu)限制，C2 不可能過小。 為了避免無線電干擾， 有時在點火裝置中有屏蔽，此時 C2 將有所增加。第20頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 6點火線圈溫度的影響 使用中當(dāng)點火線圈過熱時，由于初級繞組的電阻值增大(銅有正的溫度系數(shù))，初級電流 減小，從而使 U2max降低。 點火線圈過熱的原因有：夏季天氣炎熱、發(fā)動機過熱、調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電壓過高，使初級電 流增大等。 第21頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 三、點火系統(tǒng)性能的改善 1增大初級斷電電流的機械

10、方法 （1）改善凸輪外形； （2）采用雙觸點斷電器。 2增大初級斷電電流的電方法 初級電流的增長率與R/L與有關(guān)，R/L大，初級電流增長率大。 若R過大，能達(dá)到的最大初級電流小； 若L過小，磁場能量小，次級電壓?。?因此，R/L大小要合適， R/L =1.26。 第22頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 （1）初級電路中串入附加電阻 附加電阻也稱熱敏電阻，具有溫度升高時電阻迅速增大、溫度降低時電阻迅速減小的特點。利用附加電阻這一特點自動調(diào)節(jié)初級電流，可以改善點火系的工作特性。發(fā)動機在任何轉(zhuǎn)速下Ip保持恒定；存儲能量恒定次級線圈U2max恒定；缺點： 電流上升速度慢、點火電

11、壓低（滿足高速時）（2）采用延長閉合角的電路 上述方法可以相對改善傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作特性，但作用有限，難以滿足高速、高壓縮比多缸發(fā)動機的要求。第23頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3.3 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造3.3.1 分電器的構(gòu)造斷電器配電器離心調(diào)節(jié)器真空調(diào)節(jié)器電容器第24頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 斷電器 真空調(diào)節(jié)器 離心 調(diào)節(jié)器 配電器 電容器 第25頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 一、斷電器1、組成 斷電器主要由凸輪、觸點副、固定底板、活動底板等組成。 2、工作 斷電器的凸輪在旋轉(zhuǎn)過程中反復(fù)地控制著

12、觸點的關(guān)閉、通斷初級電流。電容器和觸點是并聯(lián)的，其任務(wù)是給初級感應(yīng)反電勢形成回路，減輕觸點的燒蝕，加快初級電流的通斷速率。固定底板 活動底板 觸點副 凸輪 第26頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3、觸點間隙的調(diào)整 觸點間隙在0.350.45mm之間。調(diào)節(jié)螺釘 固定螺釘 第27頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 二、配電器 1、組成 由分電器蓋和分火頭組成，分火頭裝分電器凸輪軸上，導(dǎo)電片將中央高壓電引入旁電極，和旁電極之間有0.250.8mm的間隙。 分缸線現(xiàn)在多為阻尼線。分火頭 分電器蓋 第28頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星

13、期五 2、工作第29頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 三、離心調(diào)節(jié)器1、組成 離心調(diào)節(jié)器主要由離心塊、托板、撥板、彈簧等組成。 2、工作 托板固定在分電器軸上，兩個重塊分別套在托板的柱銷上，重塊的另一端由彈簧拉向軸心。信號發(fā)生器的轉(zhuǎn)子與撥板一起套在分電器軸上，撥板的兩端有長形孔，套于離心塊的銷釘上。在轉(zhuǎn)速變化時，利用離心力自動使信號發(fā)生器提前產(chǎn)生點火信號來調(diào)節(jié)點火提前角。分電器軸 撥板 離心快 托板 彈簧 第30頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 第31頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 四、真空調(diào)節(jié)器 1、組成 真空調(diào)節(jié)器主

14、要由膜片、拉桿、彈簧等組成。2、工作 屬片制成的膜片，膜片中心一側(cè)與拉桿固連，另一側(cè)壓有彈簧。拉桿由殼底座孔中伸出，與底板相連，拉動底板相對于軸產(chǎn)生角位移。在發(fā)動機負(fù)荷變化時，自動調(diào)節(jié)點火提前角。第32頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 五、電容器 電容器的作用是給初級感應(yīng)反電勢形成回路，減輕觸點的燒蝕，加快初級電流的通斷速率第33頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3.3.2 點火線圈 點火線圈由初級繞組、次級繞組和鐵心等組成。按磁路的結(jié)構(gòu)形式不同，可分為開磁路式點火線圈和閉磁路式點火線圈。 第34頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，

15、星期五 一、開磁路式點火線圈 1、結(jié)構(gòu) 由鐵芯、初級繞組、次級繞組、鋼套、絕緣蓋和絕緣座組成。 2、工作原理 初級繞組斷電時，在次級繞組產(chǎn)生高壓電，相當(dāng)于變升壓器，起升壓作用。 3、接線 中心為高壓接線柱，其余為低壓接線柱，分別為“”或“開關(guān)”（接點火開關(guān)）、“”（接斷電器）。第35頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 二、閉磁路式點火線圈 閉磁路點火線圈的鐵心是“曰”字形或“口”字形，磁路中只設(shè)有一個微小的氣隙，其磁路圖示 。 閉磁路點火線圈漏磁少，磁阻小，變換效率高，可使點火線圈小型化。第36頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 3.3.3 火花塞一

16、、火花塞的工作條件及對其要求1、受高壓燃?xì)鉀_擊及發(fā)動機振動，故應(yīng)有足夠的機械強度。2、受沖擊性高電壓作用，故應(yīng)有足夠的絕緣強度。3、應(yīng)能承受溫度的劇烈變化。4、火花塞的電極應(yīng)采用耐腐蝕材料。5、應(yīng)有適當(dāng)?shù)碾姌O間隙和安裝位置，氣密性要良好。第37頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 二、火花塞的結(jié)構(gòu)1、接線螺母2、高氧化鋁陶瓷絕緣體3、商標(biāo)4、鋼質(zhì)殼體（六角形）5、內(nèi)墊圈（密封導(dǎo)熱）6、密封墊圈7、中心電極導(dǎo)電桿8、火花塞裙部螺紋9、電極間隙10、中心電極和側(cè)電極11、型號12、去干擾電阻提高對點火系電磁干擾的抑制能力第38頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 三、 火花塞的熱特性火花塞裙部的溫度： 1、500700為自凈溫度，適當(dāng)。 2、溫度過高，形成熾熱點火，損壞發(fā)動機。決定受熱情況和散熱條件熱型：裙部較長，吸熱多，散熱難，溫度高冷型：裙部較短，吸熱少，散熱易，溫度低適用于大功率高壓縮比高轉(zhuǎn)速的發(fā)動機功率轉(zhuǎn)速和壓縮比較低的發(fā)動機第39頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 火花塞的散熱第40頁，共45頁，2022年，5月20日，0點20分，星期五 熱型和冷型火花塞第41頁，共45頁，2022年，5