第第1010章章 发动机点火系统发动机点火系统一、功用：按照一、功用：按照发动机各缸的点火次序，在一定的机各缸的点火次序，在一定的时辰供辰供应火花塞以能量足火花塞以能量足够的高的高压电，使火花塞两，使火花塞两电极之极之间产生足生足够强的的电火花，点燃被火花，点燃被紧缩的可燃混合气，从而使的可燃混合气，从而使发动机机作功。作功。二、分二、分类按照点火系的按照点火系的组成及成及产生高生高压电的方法不同，分的方法不同，分为：1 1、蓄、蓄电池点火系：蓄池点火系：蓄电池点火系池点火系由蓄由蓄电池或池或发电机供机供应12V12V或或24V24V的低的低压直流直流电，借点火，借点火线圈和断圈和断电器将低器将低压电转变为高高压电，再，再经过配配电器分配到各缸火花塞，使两器分配到各缸火花塞，使两电极极之之间产生火花，点燃可燃混合气。汽生火花，点燃可燃混合气。汽车普通普通为12V12V电源，源，由蓄由蓄电池供池供应低低压直流直流电，发电机机给蓄蓄电池充池充电。2 2、半、半导体点火系体点火系3 3、微机控制点火系、微机控制点火系4 4、磁、磁电机点火系。机点火系。 10.1 10.1 概述概述传统分电器式点火系传统分电器式点火系三、汽车发动机对点火系的要求三、汽车发动机对点火系的要求 1 1、迅速、迅速产生足以生足以击穿火花塞穿火花塞间隙的高隙的高电压151520kv20kv； 2 2、电火花火花应具具备足足够高的能量高的能量50 50 120mJ 120mJ； 3 3、点火、点火时辰辰应顺应发动机的工况。机的工况。 四、四、 点火系的特点点火系的特点 搭搭铁汽汽车发动机机点点火火系系线路路与与其其它它电器器设备线路路一一样，均均采采用用单线制制结合合，即即电源源的的一一个个电极极用用导线与与各各用用电设备相相联，而而另另一一个个电极极那那么么经过发动机机机机体体、汽汽车车架架和和车身身与与各各用用电设备相相联，称称为搭搭铁，相相当当于于接接地地。既既可可以以以以电源源的的负极极搭搭铁，也也可可以以以以电源源的的正正极极搭搭铁，汽汽车发动机机点点火火系系普普通通以以电源源的的负极极搭搭铁。此此时点点火火线圈圈的的线路路普普通通使使火火花花塞塞的的中中心心电极极为负极极，侧电极极为正正极极，由由于于电子子容容易易从从温温度度高高的的中中心心电极极向向温温度度低低的的侧电极极发射射高高压电流流方方向向从从正正极极流流向向负极极，因因此此，可可降降低低击穿穿电压1520%1520%左右。左右。一、点火线圈一、点火线圈 功用：将电源的低电压转变为高压电的升压变压器。功用：将电源的低电压转变为高压电的升压变压器。分类：分类： 开磁路点火线圈；开磁路点火线圈； 闭磁路点火线圈。闭磁路点火线圈。10.2 10.2 传统点火系点火系统组成与任成与任务原理原理 一一 、传统点火系统组成：、传统点火系统组成： 1 1、点火、点火线圈圈 1 1传统的开磁路点火的开磁路点火线圈的根本构造如圈的根本构造如图4-154-15所所示，主要由示，主要由铁心、心、绕组、胶木盖、瓷杯等、胶木盖、瓷杯等组成。成。n其铁心用其铁心用0.30.30.5mm0.5mm厚的硅钢片叠成，铁心厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级绕组和次级上绕有初级绕组和次级绕阻。绕阻。n次级绕阻居内，通常次级绕阻居内，通常用直径为用直径为0.060.060.10mm0.10mm的漆包线绕的漆包线绕11000110002600026000匝；匝；n初级绕阻居外，通常初级绕阻居外，通常用用0.50.51.0mm1.0mm的漆包线的漆包线绕绕230230370370匝。匝。附加电阻附加电阻n特点特点:附加电阻也称热敏电阻，它由低碳钢丝、镍附加电阻也称热敏电阻，它由低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝制成，具有温度升高时电阻迅速增铬丝或纯镍丝制成，具有温度升高时电阻迅速增大、温度降低时电阻迅速减小。大、温度降低时电阻迅速减小。n作用：利用附加电阻特点自动调理初级电流，可作用：利用附加电阻特点自动调理初级电流，可以改善点火系的任务特性。以改善点火系的任务特性。附加电阻附加电阻n低速时：初级电流增长时间长，电流大，附加电阻受低速时：初级电流增长时间长，电流大，附加电阻受热阻值增大，防止了初级电流过大，防止点火线圈过热阻值增大，防止了初级电流过大，防止点火线圈过热；热；n高速时：初级电流增长时间短，电流小，附加电阻温高速时：初级电流增长时间短，电流小，附加电阻温度较低，可使初级电流下降的少些，保证了发动机在度较低，可使初级电流下降的少些，保证了发动机在高速任务时点火系统能供应较强的高压电而不止断火。高速任务时点火系统能供应较强的高压电而不止断火。所以转速变化时，附加电阻较好地处理了高速断火和所以转速变化时，附加电阻较好地处理了高速断火和低速点火线圈过热的矛盾，改善了点火性能。低速点火线圈过热的矛盾，改善了点火性能。n起动时起动时: :由于蓄电池的端电压会急剧下降，致使初级由于蓄电池的端电压会急剧下降，致使初级电流减小，点火线圈不能供应足够的高电压和点火能电流减小，点火线圈不能供应足够的高电压和点火能量。为了抑制这一影响，在起动时将附加电阻短路，量。为了抑制这一影响，在起动时将附加电阻短路，以增大初级电流，提高次级电压和火花能量，从而改以增大初级电流，提高次级电压和火花能量，从而改善了发动机的起动性能。善了发动机的起动性能。根根本本任任务务过过程程：( (视视频频) )二高二高压回路：回路： 触点触点K K断开：次断开：次级线圈圈附加附加电阻阻蓄蓄电池正极池正极蓄蓄电池池搭搭铁火花塞火花塞侧电极极火花塞中心火花塞中心电极极高高压线配配电器器次次级线圈。圈。一低一低压回路：回路： 触点触点K K闭合合时：蓄：蓄电池池正极正极点火开关点火开关附加附加电阻阻初初级线圈圈断断电器活器活动触点臂触点臂触点触点分分电器器壳体搭壳体搭铁蓄蓄电池池负极。极。2 2闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈n闭磁路点火磁路点火线圈圈的的铁心是心是“曰曰字形或字形或“口字口字形，磁路中只形，磁路中只设有一个微小的气有一个微小的气隙，其磁路隙，其磁路图10-710-7所示所示 。闭磁磁路点火路点火线圈漏磁圈漏磁少，磁阻小，少，磁阻小，变换效率高，可使效率高，可使点火点火线圈小型化。圈小型化。 二、分电器组成：断成：断电器、配器、配电器，器，电容器以及点火提早容器以及点火提早调理安装。理安装。作用：作用：接通与切断点火系接通与切断点火系统的初的初级电路，使点火路，使点火线圈的次圈的次级绕组中中产生高生高电压；将点火将点火线圈圈产生的高生的高压电分配到相分配到相应气缸的气缸的火花塞上。火花塞上。 分分分分电电器的器的器的器的组组成成成成 分分电器器实物物图 1 1、断、断电器器 作用：周期性的接作用：周期性的接通断开一次通断开一次绕组，使初使初级电流流发生生变化，在点火化，在点火线圈中生成次圈中生成次级电压。构造：片簧，活构造：片簧，活动触点，胶木，凸触点，胶木，凸轮触点触点间隙：两触点隙：两触点分开分开时的最大的最大间隙称隙称为触点触点间隙隙 0.35 0.350.45mm0.45mm 凸凸轮棱数棱数= =气缸数；凸气缸数；凸轮轴转速速= =配气凸配气凸轮轴转速速 。 触点触点间隙隙过小，触点小，触点间易易出出现火花而使初火花而使初级电路断路断电不良，甚至触点不良，甚至触点烧蚀；触点触点间隙隙过大，那么触点大，那么触点闭合合时间缩短，使初短，使初级电流流减小，次减小，次级电压降低，高速降低，高速时容易缺火。容易缺火。调整：可旋整：可旋转偏心偏心调理螺理螺钉1 1来来调整触点整触点间隙，首先，隙，首先，要松开固定托板要松开固定托板3 3的螺的螺钉2 2。1、调理螺钉 2、固定螺钉，3、托板 4、活动触点臂，5、销钉 6、片簧。组成成: :分分电器盖、分火器盖、分火头。作用作用: : 将高将高压电按点火按点火顺序分配至火花序分配至火花塞。塞。2 2、配电器、配电器 配配电器器配配电器器3、电容器、电容器作用作用: :与断电器并联与断电器并联 当触点断开时，当触点断开时，减小触点间的电减小触点间的电火花，防止触点火花，防止触点烧蚀。同时吸引烧蚀。同时吸引初级绕组的自感初级绕组的自感电动势，使初级电动势，使初级电流迅速切断，电流迅速切断，提高次级电压。提高次级电压。1-金属箔 2-盖板 3-外壳 4-绝缘纸 4 4、点火提早安装、点火提早安装作用：作用： 实现点火提早，必需在紧缩行程未到达上质点位实现点火提早，必需在紧缩行程未到达上质点位置时，使触点分开。置时，使触点分开。方法：方法： 1. 1.触点不动，使凸轮相对轴向转一个角度；触点不动，使凸轮相对轴向转一个角度； 2. 2.凸轮不动，使触点相对凸轮转一个角度。凸轮不动，使触点相对凸轮转一个角度。安装：安装： 1. 1.离心式点火提早调理安装；离心式点火提早调理安装； 2. 2.真空式点火提早调理在安装；真空式点火提早调理在安装； 3. 3.辛烷值校正器。辛烷值校正器。点火提早角点火提早角 点火提早角是从点火提早角是从发发出出电电火花到上止点火花到上止点间间的曲的曲轴转轴转角。其数角。其数值值应视应视燃料性燃料性质质、转转速、速、负负荷、荷、过过量空气系数等很多要素而定。量空气系数等很多要素而定。1 1、点火提早角过大早；、点火提早角过大早；2 2、点火提早角过小晚、点火提早角过小晚3 3、点火提早角最正确。、点火提早角最正确。过过大，那么大部分混合气在大，那么大部分混合气在紧缩过紧缩过程中熄程中熄灭灭，活塞上行所耗，活塞上行所耗费费的的紧缩紧缩功添加，功添加，发动发动机容易机容易过热过热，有效功率下降，任，有效功率下降，任务务粗爆程度添加。同粗爆程度添加。同时时由于混合气的由于混合气的压压力力过过高，末端混合气熄高，末端混合气熄灭灭前的温度前的温度较较高，爆燃高，爆燃倾倾向加向加大。大。为为最正确最正确值时值时，最高，最高压压力出如今上止点后适宜的角度内，示功力出如今上止点后适宜的角度内，示功图图面面积积最大，完成的循最大，完成的循环环功最多，功最多，发动发动机的机的动动力性、力性、经济经济性最好。性最好。过过小，那么熄小，那么熄灭灭延伸到膨延伸到膨胀过胀过程，熄程，熄灭灭最高最高压压力和温度下降，力和温度下降，传热损传热损失增多，排气温度升高，功率下降，耗油量增多。失增多，排气温度升高，功率下降，耗油量增多。2 2、转速速 n n紊流紊流，火，火焰速度大体与焰速度大体与转速成正速成正比添加，因此以秒比添加，因此以秒计的的熄熄灭过程程缩短，但由于短，但由于循循环时间亦亦缩短，普通短，普通熄熄灭过程相当的曲程相当的曲轴转角添加，角添加，应该相相应加大加大点火提早角而安装离心点火提早角而安装离心调理点火提早器。理点火提早器。转速速添加添加时，火焰速度亦添，火焰速度亦添加，爆燃加，爆燃倾向减小。向减小。3 3、负荷荷 转速一定，速一定，PePe时，进入气缸的新入气缸的新颖混合气量混合气量 而剩余而剩余废气量根本不气量根本不变，故，故。由于剩余。由于剩余废气气对熄熄灭反响起妨碍作用，反响起妨碍作用，使使UmUm。为保保证熄熄灭过程程在上止点附近完成，需增在上止点附近完成，需增大点火提早角，靠真空提大点火提早角，靠真空提早点火安装来早点火安装来调理。理。 当当负荷荷混合气数混合气数量量混合气稀混合气稀释程度程度起火界限更窄，起火界限更窄，火焰速度火焰速度熄熄灭恶化。当化。当负荷荷气缸的温度气缸的温度+ +压力力 爆燃的爆燃的倾向向 。 (1)(1)离心点火提早离心点火提早调理器理器作用作用: :在转速变化时，利用离心力自动使信号发生器提早产生在转速变化时，利用离心力自动使信号发生器提早产生点火信号来调理点火提早角。点火信号来调理点火提早角。离心点火提早角调理安装离心点火提早角调理安装 离心点火提早安装就是为实现这一功能而设置的。断电离心点火提早安装就是为实现这一功能而设置的。断电凸轮套在调理器横板上，该调理器横板既随分电器轴一同转凸轮套在调理器横板上，该调理器横板既随分电器轴一同转动，又可相对该轴发生摆动，其摆角是经过离心块感应发动动，又可相对该轴发生摆动，其摆角是经过离心块感应发动机转速来调理的。机转速来调理的。当当nn；当当nn。 发动机要求 触点不动：使凸轮相对于触点不动：使凸轮相对于 轴顺旋转方向转过一个角度轴顺旋转方向转过一个角度，这样，在活塞尚未到达，这样，在活塞尚未到达上止点时假定点火提早角上止点时假定点火提早角调理安装不任务时，点火提调理安装不任务时，点火提早角为零断电器触点即分早角为零断电器触点即分开，使点火提早图开，使点火提早图b b。a a a a点火提早角点火提早角点火提早角点火提早角为为零零零零 b b b b转动转动凸凸凸凸轮轮使点火提早角增大使点火提早角增大使点火提早角增大使点火提早角增大1-1-1-1-触点触点触点触点 2- 2- 2- 2-凸凸凸凸轮轮 3- 3- 3- 3-凸凸凸凸轮轴轮轴 4- 4- 4- 4-断断断断电电器底板器底板器底板器底板 点火提早角点火提早角点火提早角点火提早角(2)(2)真空式点火提早角调理安装真空式点火提早角调理安装作用：作用： 随发动机负荷的变化节气门开度变化自动的调随发动机负荷的变化节气门开度变化自动的调节点火提早角节点火提早角任务原理：任务原理： 凸轮不动，使触点连同固定托板相对于凸轮凸轮不动，使触点连同固定托板相对于凸轮逆旋转方向转过一个角度逆旋转方向转过一个角度，使点火也提早图，使点火也提早图c c。1-触点 2-凸轮 3-凸轮轴 4-固定盘三、火花塞三、火花塞作用作用: :将高将高压电引引进发动机熄机熄灭室，在室，在电极极间构成构成火花，以点燃可燃混火花，以点燃可燃混合气。合气。火花塞火花塞拧装于气缸盖的装于气缸盖的火花塞孔内，下端火花塞孔内，下端电极伸入熄极伸入熄灭室。上端室。上端衔接分缸高接分缸高压线。火。火花塞是点火系中任花塞是点火系中任务条件最条件最恶劣、要求高劣、要求高和易和易损坏部件。坏部件。火花塞要求火花塞要求1 1混合气熄混合气熄灭时，火花塞下部将接受高，火花塞下部将接受高压燃气的冲燃气的冲击，要求火花塞必需有足要求火花塞必需有足够的机械的机械强度。度。2 2火花塞接受着交火花塞接受着交变的高的高电压，要求它，要求它应有足有足够的的绝缘强度，能接受度，能接受30kv30kv高高压。3 3混合气熄混合气熄灭时，熄，熄灭室内温度很高，可达室内温度很高，可达1500150022002200，进气气时又忽然冷却至又忽然冷却至50506060，因此要求火，因此要求火花塞不但耐高温，而且能接受温度花塞不但耐高温，而且能接受温度剧变，不出，不出现部分部分过冷或冷或过热。4 4混合气的熄混合气的熄灭产物很复物很复杂，含有多种活性物，含有多种活性物质，如，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐极腐蚀。因此要。因此要求火花塞要耐腐求火花塞要耐腐蚀。5 5火花塞的火花塞的电极极间隙影响隙影响击穿穿电压，所以要有适宜的，所以要有适宜的电极极间隙。火花塞安装位置要适宜，以保隙。火花塞安装位置要适宜，以保证有合理的有合理的着火点。火花塞气密性着火点。火花塞气密性该当好，以保当好，以保证熄熄灭室不漏气。室不漏气。 1-1-接线螺母接线螺母2-2-绝缘体绝缘体3-3-接线螺杆接线螺杆4-4-垫圈垫圈5-5-火花塞壳体火花塞壳体6-6-密封剂密封剂7-7-密封垫圈密封垫圈8-8-紫铜垫圈紫铜垫圈9-9-侧电极侧电极10-10-绝缘体裙部绝缘体裙部11-11-中心电极中心电极n组成：火花塞主要由接成：火花塞主要由接触触头、瓷、瓷绝缘体、中心体、中心电极、极、侧电极和壳体等极和壳体等部分。部分。n要求要求: :电极普通采用耐极普通采用耐高温、耐腐高温、耐腐蚀的的镍锰合合金金钢或或铬锰氮、氮、钨、镍锰硅等合金制成，也有硅等合金制成，也有采用采用镍包包铜资料制成，料制成，以提高散以提高散热性能。火花性能。火花塞塞电极极间隙多隙多为0.60.60.7mm0.7mm，电子点火其子点火其间隙可增大至隙可增大至1.01.01.2mm1.2mm。火花塞的火花塞的热特性特性 1 1、自、自净温度：能使落在温度：能使落在绝缘体上的油滴立刻体上的油滴立刻烧掉，不致构成掉，不致构成积炭，炭，绝缘体裙部体裙部应坚持的温度持的温度500500700C700C。假假设温度低于自温度低于自净温度，就能温度，就能够使油使油雾聚聚积成油成油层，引起，引起积炭而不能跳火；炭而不能跳火；假假设温度温度过高，例如超越高，例如超越850850，会构成，会构成炽热点，点，发生外表点生外表点火，使火，使发动机蒙受机蒙受损坏。坏。火花塞裙部的任火花塞裙部的任务温度取决于火花塞温度取决于火花塞热特性和特性和发动机气缸的机气缸的任任务温度。温度。2 2、火花塞、火花塞热特性特性: :指火花塞指火花塞发火部位的火部位的热量向量向发动机冷却系机冷却系统分分发的性能。的性能。影响火花塞影响火花塞热特性的主要要素：特性的主要要素： 火花塞裙部的火花塞裙部的长度。度。火花塞方式：火花塞方式： 冷型：裙部高度在冷型：裙部高度在8mm,8mm,能耐较强的热负荷；能耐较强的热负荷； 中型：裙部高度在中型：裙部高度在11mm11mm及及14mm, 14mm, 耐热才干普通；耐热才干普通； 热型：裙部高度在热型：裙部高度在16mm16mm及及20mm,20mm,适于低热负荷的发动机运用；适于低热负荷的发动机运用；10.3 10.3 电子点火系子点火系统n传统点火系点火系统的缺陷的缺陷: : n1)1)触点容易触点容易烧蚀。在。在传统点火系点火系统中，触点控制中，触点控制电流的通断。当触点断开瞬流的通断。当触点断开瞬间，触点，触点间易构成火花，易构成火花，将触点氧化、将触点氧化、烧蚀; ;加之触点反复加之触点反复开开闭，触点，触点顶块与凸与凸轮长期摩擦而磨期摩擦而磨损，触点，触点间隙隙变化，易化，易导致点致点火正火正时不不稳，影响点火系，影响点火系统的正常任的正常任务。n2 2由于受触点允由于受触点允许电流流强度的限制，普通不超越度的限制，普通不超越5A5A，因此二次，因此二次电压及火花能量的提高遭到限制。及火花能量的提高遭到限制。 n3)3)一次一次电流和二次流和二次电压的大小随的大小随发动机机转速的升高速的升高和气缸数的增多而下降，使多缸和气缸数的增多而下降，使多缸发 动机高速机高速时点火点火不可靠。不可靠。n4 4二次二次电压上升速率比上升速率比较慢，慢，对火花塞火花塞积炭和炭和污染染比比较敏感。敏感。n电子点火系统的优点电子点火系统的优点: : n1 1可以减少触点火花，防止触点烧蚀，延伸触点的运用可以减少触点火花，防止触点烧蚀，延伸触点的运用寿命寿命; ;有的还可以取消触点，因此抑制工与触点相关的一有的还可以取消触点，因此抑制工与触点相关的一切缺陷，改善了点火性能。切缺陷，改善了点火性能。n2 2可以不受触点的限制，增大一次电流，提高二次电压，可以不受触点的限制，增大一次电流，提高二次电压，改善发动机高速时的点火性能。普通传统点火系统的低压改善发动机高速时的点火性能。普通传统点火系统的低压电流不超越电流不超越5A5A，而电予点火系统可提高到，而电予点火系统可提高到7-8A7-8A，高电压普，高电压普通可达通可达3OkV3OkV。 n3 3由于二次电压和点火能量的提高，使其对火花塞积炭由于二次电压和点火能量的提高，使其对火花塞积炭不敏感，且可以加大火花塞电极间隙，点燃较稀的混合气，不敏感，且可以加大火花塞电极间隙，点燃较稀的混合气，从而有利于改善发动机的动力性、经济性和排气净化性能。从而有利于改善发动机的动力性、经济性和排气净化性能。 n4 4大大减轻了对无线电的干扰。大大减轻了对无线电的干扰。 n5 5构造简单，质量轻，体积小，运用和维修方便。构造简单，质量轻，体积小，运用和维修方便。 n 电子点火系统主要分为有触点式电子点火系统和无触电子点火系统主要分为有触点式电子点火系统和无触点点n式电子点火系统两大类。无论是哪一类电子点火系统，都式电子点火系统两大类。无论是哪一类电子点火系统，都是是n利用电子元件晶体三极管作为开关来接通或断开点火利用电子元件晶体三极管作为开关来接通或断开点火系系n统的一次电路，经过点火线圈来产生高压电。视频统的一次电路，经过点火线圈来产生高压电。视频思索题n画出传统点火系的电路原理图并阐明其任务原画出传统点火系的电路原理图并阐明其任务原理理n论述点火系统各主要部件的功能及其任务原理论述点火系统各主要部件的功能及其任务原理n论述无分电器点火系统的任务原理论述无分电器点火系统的任务原理n列表对比各点火系统的优缺陷列表对比各点火系统的优缺陷n论述电压调理器的任务原理论述电压调理器的任务原理