汽車點火系統(tǒng)

第十章發(fā)動機點火系統(tǒng)第一節(jié)概述一、功用

汽油機在壓縮接近上止點時，可燃混合氣是由火花塞點燃的，從而燃燒對外作功。為了在氣缸中定時地產(chǎn)生高壓電火花，汽油機設置了專門的點火系統(tǒng)，簡稱發(fā)動機點火系。點火系統(tǒng)的基本功用是在發(fā)動機各種工況和使用條件下，在氣缸內適時、準確、可靠地產(chǎn)生電火花，以點燃可燃混合氣，使汽油發(fā)動機實現(xiàn)作功。二、類型

1．傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)2．半導體點火系統(tǒng)3．微機控制點火系統(tǒng)4．磁電機點火系統(tǒng)三、點火系統(tǒng)的基本要求

1．能產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的高電壓在火花塞電極間能產(chǎn)生火花時所需要的電壓，稱為擊穿電壓或稱為跳火電壓。擊穿電壓的影響因素包括：火花塞電極間隙和形狀；氣缸內混合氣的壓力與溫度；電極的溫度和極性，以及發(fā)動機的工作情況等。為了保證點火工作可靠，且在困難條件下點火，作用于火花塞兩電極間的電壓通常在20～30kV。2．火花產(chǎn)生足夠的點火能量要使混合氣可靠點燃，火花塞必須具有足夠的點火能量。在發(fā)動機正常工作時，電火花只要有0.01～0.03J的能量即可。但是在起動時，為保證可靠點火，火花塞的點火能量可達到0.1J。3．點火時刻應適應發(fā)動機的各種工況

發(fā)動機的點火時刻用點火提前角表示。點火提前角是指火花塞跳火時的曲柄位置與活塞上止點時曲柄位置的夾角。發(fā)動機不同轉速和負荷所要求的最佳點火提前角不同。點火系必須能自動調節(jié)點火提前角，使點火時間能適應發(fā)動機的各種工況。點火系統(tǒng)應在發(fā)動機各種工況和使用條件下保證可靠而準確地點火。為此，點火系統(tǒng)應滿足以下基本要求。第二節(jié)傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)一、組成蓄電池點火系主要由電源、點火開關、點火線圈、斷電器、配電器、電容器、火花塞、高壓導線、阻尼電阻等組成。

1)電源電源及點火開關，電源為蓄電池和發(fā)電機，標稱電壓多為12～14V，其作用是供給點火系統(tǒng)所需的電能。點火開關的作用是接通或斷開電源電路。(2)點火線圈點火線圈的功用是將12V的低壓電轉變?yōu)?～20kY的高壓電。(3)分電器分電器主要包括斷電器、配電器、電容器和點火提前機構等部分。

斷電器的作用是用來接通或切斷點火線圈一次電路。

配電器的作用是將點火線圈產(chǎn)生的高壓電按氣缸的工作順序送往各缸的火花塞。

電容器與斷電器觸點并聯(lián)，其作用是減小斷電器觸點分開時的火花，延長觸點的使用壽命，提高二次電壓。、

點火提前機構的作用是隨發(fā)動機轉速、負荷和汽油辛烷值的變化而改變點火提前角。(4)火花塞火花塞的作用是將高壓電引入氣缸燃燒室，產(chǎn)生電火花來點燃混合氣。二、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)工作原理二、傳統(tǒng)點火系統(tǒng)工作原理電源是蓄電池，其電壓為12V或24V，由點火線圈和斷電器共同產(chǎn)生高壓10000V以上。分初級回路和次極回路。點火線圈實際上是一個變壓器，主要由初級繞組，次極繞組和鐵芯組成。斷電器是一個凸輪操縱的開關。斷電器凸輪由發(fā)動機配氣凸輪驅動，并以同樣的轉速旋轉，即曲軸齒輪每轉兩圈，凸輪軸轉一圈，為了保證曲軸轉兩圈各缸輪流點火一次，斷電器凸輪的凸棱數(shù)一般等于發(fā)動機的氣缸數(shù)，斷電器的觸點與點火線圈的初級繞組串聯(lián)，用來切斷或接通初級繞組的電路

觸點閉合時，初級電路通電，電流從蓄電池的正極經(jīng)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，為低壓電路

觸點斷開時，在初級繞組通電時，其周圍產(chǎn)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(chǎn)生火花。

幾個元件的作用電容器與斷電器觸點并聯(lián)當觸點斷開時，有兩個作用:（1）保護觸點，自感電流向電容器充電，防止觸點燒損。（2）加速斷電，提高次極電壓。當點火線圈鐵芯中的磁通發(fā)生變化時，不僅在次極繞組中產(chǎn)生高壓電（互感電壓），同時也在初級繞組中產(chǎn)生自感電壓和電流，在觸點分開，初級電流下降瞬間，自感電流與原初級電流方向相同，其感應電壓高達300V左右，在觸點間產(chǎn)生強烈火花，使觸點迅速燒損。影響斷電器正常工作。同時使初級電流的變化率下降，次極繞組中感應的電壓下降。火花塞間隙中的火花變弱，難以點燃混合氣。

附加電阻與點火線圈初級繞組串聯(lián)

附加電阻與點火線圈初級繞組串聯(lián)其作用是調節(jié)初級電流大小，維持初級電流基本穩(wěn)定。

附加電阻的特點是溫度愈高，電阻愈大，所以又叫熱敏電阻。發(fā)動機轉速高時，觸點閉合時間短，初級電路斷開時電流小，感應的次極電壓低；反之發(fā)動機轉速低時，觸點閉合時間長，初級斷開時電流大，感應的次極電壓高。如果點火線圈按照發(fā)動機高速時設計時，則低速時初級電流過大，容易使點火線圈過熱；如果點火線圈按照發(fā)動機低速時設計時，則高速時初級電流過小，而次極電壓過低，不能保證可靠點火。

附加電阻就是解決這一矛盾的。當發(fā)動機轉速降低時，初級電流加大，附加電阻的電阻值隨其溫度升高而增大，使初級電流減小，點火線圈不致過熱。當發(fā)動機轉速升高時，初級電流減小，附加電阻的電阻值隨其溫度降低而減小。起動中，將附加電阻短路，以保證初級電流的必要強度

第三節(jié)點火提前

1．為什么要點火提前

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(chǎn)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。

2．火提前的影響因素

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。最佳的點火提前角隨許多因素變化，最主要的因素是發(fā)動機轉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。

3．

點火提前角調節(jié)裝置

離心式點火提前調節(jié)裝置

真空式點火提前調節(jié)裝置

第四節(jié)主要元件結構述分電器

點火線圈

火花塞

分電器組成:分電器是由斷電器、配電器、電容器和點火提前調節(jié)裝置組成.功用:1、接通或斷開初級電路

2、將點火線圈產(chǎn)生的高壓電按照發(fā)動機分配給各缸火花塞

3、根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷自動調節(jié)點火時刻

1、斷電器斷電器的功用是周期地接通和斷開初級電路，使初級電流發(fā)生變化，以便在點火線圈中感應生成次極電壓。斷電器的觸點間隙一般為0.35～0.45mm，可以通過調整固定觸點的位置來改變觸點間隙。2、配電器配電器的功用是將點火線圈中產(chǎn)生的高壓電，按照發(fā)動機的工作順序輪流分配到各氣缸的火花塞上

3、電容器

電容器與斷電器觸點并聯(lián)，其功用是在點火線圈初級電路斷開時，減小觸點間產(chǎn)生的電火花，防止觸點燒損，并可加速點火線圈中的磁通變化率，提高點火電壓

4、點火提前調節(jié)裝置

點火提前調節(jié)裝置位于分電器下部，由離心式點火提前調節(jié)裝置和真空式點火提前調節(jié)裝置組成。

真空式點火提前調節(jié)裝置點火線圈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。

火花塞

功用：將高壓電引入燃燒室產(chǎn)生火花并點燃混合氣。自凈溫度>500～600℃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<800～900℃,