汽油機點火系統(tǒng)

汽油機點火系統(tǒng)

第1頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

§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)可靠而準確的點火；還能在更換燃油或安裝分電器時進行人工校準點火時刻。第2頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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（8～10kV）2、火花應(yīng)具有一定的能量（50～80mJ）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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

§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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

傳統(tǒng)點火系主要由電源（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、高壓導線、附加電阻等組成。第6頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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達最大值），點火線圈積蓄能量；第8頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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產(chǎn)生感應(yīng)電動勢初級線圈匝數(shù)少：200—300V自感次級線圈匝數(shù)多：15—20KV互感第9頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

第10頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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)速或分電器軸轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。第12頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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n<nmax,才能保證可靠點火。第13頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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)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。

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3．火花塞積炭的影響

當積炭渣存在于火花塞絕緣體時，相當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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

當火花塞由于積炭嚴重，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3～4mm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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

結(jié)論

當觸點間隙大時，觸點閉合角盧變小，如圖使Ip減小，U2max下降。觸點間隙小時，β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)定進行調(diào)整。第18頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

當火花塞由于積炭嚴重，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3～4mm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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

5．電容的影響

U2max隨C1、C2的減小而增高，但實際上當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

嚴重時，初級電流下降速率減慢，U2max

也要下降，一般C1

取0.15～0.25μF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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

6．點火線圈溫度的影響使用中當點火線圈過熱時，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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、點火系統(tǒng)性能的改善

1．增大初級斷電電流的機械方法

（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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

（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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

§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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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)過程中反復地控制著觸點的關(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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、觸點間隙的調(diào)整

觸點間隙在0.35~0.45mm之間。調(diào)節(jié)螺釘

固定螺釘

第27頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，導電片將中央高壓電引入旁電極，和旁電極之間有0.25～0.8mm的間隙。分缸線現(xiàn)在多為阻尼線。分火頭

分電器蓋

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2、工作第29頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

第31頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

四、真空調(diào)節(jié)器

1、組成

真空調(diào)節(jié)器主要由膜片、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)動機負荷變化時，自動調(diào)節(jié)點火提前角。第32頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.3.3火花塞一、火花塞的工作條件及對其要求1、受高壓燃氣沖擊及發(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?shù)碾姌O間隙和安裝位置，氣密性要良好。第37頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

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4、鋼質(zhì)殼體（六角形）5、內(nèi)墊圈（密封導熱）6、密封墊圈7、中心電極導電桿8、火