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点火系统(中职)_图文

第四节 汽油机点火装置
主 要 内 容
? 一、概述
? 二、传统点火系的结构与原 理 ? 三、晶体管点火装置简介


?



汽油发动机的点火系统是将蓄电池戒发电机供给的 低压电变成高压电(15-20kV ),并根据发动机各汽缸的 工作顺序和点火时间的要求,适时,准确地点燃各缸的 可燃混合气,使发动机运转。

点火系统是发动机的重要组 成部分,其工作状况的好坏对发 动机的工作有十分重要的影响, 为此要求点火系统必须能在各种 工况下准确可靠地点燃混合气。

一、发动机对点火系统的要求
? 便击穿火花塞的间隙,点燃混合气; ? 2、要有足够的点火能量,以维持火花塞产 生的电火花,火花能量越大,混合气容易被点燃, 发动机的着火性能就越好; ? 3、点火时刻能随发动机的工况变化而自动 调节,最佳点火时刻是使混合气燃烧产生的最高 压力出现在上止点后10o~15o,此时发动机发出 的功率最大。

1、能产生足够高的电压(20KV以上),以

二、点火系统的发展历程

1. 传统点火系统(1908年)
传统点火系统也称蓄电池点火系统、触点式点火系统。通过机械凸轮 接通和断开触点,使点火线圈的初级电流间歇流动,从而在点火线圈次级 产生点火高压。

2.无触点电子点火系统(70年代)
在无触点电子点火系统中,用信号发生器取代凸轮触点机构,利用电 子控制的方法使点火线圈的初级电流间歇流动,从而在点火线圈次级产生 点火高压。

在电控电子点火系统中,电控点火提前装置取代了传统的点火提前机 构(真空及离心提前机构),并开始利用发动机电子控制单元控制点火提 前角。

3.电控电子点火系统(80年代)

4.无分电器点火系统(现代)
无分电器点火系统简称DLI(Distributor-less Ignition)系统。该系 统使用多个点火线圈,直接向火花塞输送高电压,取消了机械式分电器 结构,沿用了发动机电子控制单元控制点火提前角的方法。

三、点火系统的分类
? 点火系统的分类方法很多,丌同的分类方法,可得 到丌同的点火系统名称。我们按点火系统的结构和发展 过程分为以下三种类型:

①传统点火系统 ②有分电器的电子点火系统 ③无分电器的电子点火系统

有触点 无触点 光电式 磁感应式 霍尔效应式

? 蓄电池点火系统的结构及工作原理
蓄电池点火装置主要由电源、点火开关、点火线圈、分 电器、火花塞及高低压导线等组成。
火花塞 蓄电池 分电器

点火开关 点火线圈

1、点火线圈
点火线圈的作用是将电源的低电压(12V)转 换成高电压(20~30KV)。

? 点火线圈实质上是一个升压变压器,它由铁心、低压绕组 和高压绕组等组成。

按磁路的结构形式不同,可分为开磁路式点火线圈和闭磁路式点火线圈。

1)开磁路式点火线圈

2)闭磁路式点火线圈

与开磁路点火线圈相比,闭磁路点火线圈具有漏磁少、转换效率高、体 积小、重量轻、铁心裸露易于散热等优点,故已在高能电子点火系中广泛 应用。

2、分电器
传统点火系统采 用有触点的分电器,

配电器盖 分火头

它由断电器、配电器、
电容器和点火提前装 置等组成,分电器轴 由发动机曲轴直接或 间接驱动。

断电器
真空点火 提前装置

电容器

离心点火 提前装置

⑴ 断电器
? 断电器由断电触点和凸轮组成,串联在点火线圈的初级电路中。

凸轮的 凸角数与发 动机的气缸 数相等

触点

凸轮

⑵ 配电器
? 配电器装在断电器的上方,它由分电器 盖和分火头组成,分火头插装在凸轮的顶端, 不凸轮一起转动,将点火线圈送来的高压电 分送到各缸的火花塞。

⑶ 点火提前装置
? 实践表明,发动机的活塞在上止点后 12o 时爆发压力达到最大值,发
动机的工作状况(功率、燃油及排放等)最佳。而混合气从开始点燃到混合 气完全燃烧、混合气的温度和压力达到最大值需要一定的时间,为此应提前 点火。

提前点火用点火提前角来衡量,即从 开始点火到活塞运动到上止点这段时间内, 曲轴转过的角度称为点火提前角。点火提 前装置有离心式和真空式二种。

⑷ 电容器 ? 电容器不断电器的触 点并联,用来减小触点 分开时在触点间形成的 火花,延长触点的使用 寿命,减少对电子设备 的干扰,并提高次级电 压。

3、火花塞
高压电极 瓷绝缘体 金属杆 火花塞由中心电极、侧 电极、钢壳、瓷绝缘玻璃组成。 在中心电极和侧电极之间形成 一个可以被高压击穿的间隙 (0.6 ~0.9mm ,电子点火间 隙1.0 ~1.2mm)。 壳 体 导体玻璃 绝缘体裙部 中心电极 侧电极

常用火花塞的结构类型

常见的火花塞

多极 火花 塞

“V” 型电极 火花塞

改善点 火性能

为使落在绝缘 体上的油滴立即烧 去,火花塞工作时 的温度达500oC~ 750oC,(该温度称 为“自净温度”)。

温度过低, 使火花塞产生 油污染。

温度过高, 将产生炽热点火。

温度过低, 使火花塞积炭。

为了适应不同发动机的需要,火花塞因下部的形状和绝缘 体裙部长度的不同有多种形式。
绝缘体的裙 部长,受热面 积大,散热困 难,裙部温度 高,这种火花 塞称为“热” 型火花塞,适 用于压缩比小、 转速低的小功 率发动机。 绝缘体 的裙部短, 受热面积小, 散热容易, 称为“冷” 型火花塞, 适用于压缩 比大、转速 高的大功率 发动机。

裙部长度与热值的关系

火花塞的型号编制规则
根据我国现行火花塞产品型号编制方法QC/T430-2005的规定,国产 火花塞型号由以下几部分组成。

火花塞的选用
火花塞热值根据发动机及汽车设计、试验结果而定,在各车型的说明 书中都对此作了明确规定。 火花塞的热特性选用是否合适,其判断方法是:若火花塞经常由于积 炭而导致断火,说明火花塞偏冷,热值选用过高;若经常发生炽热点火而 引发早燃,则说明火花塞偏热,热值选用过低。

二、传统点火系统的工作原理

当断电器的触点断 开时,点火线圈产生高 压。

点火系统的工作过程分为以下三个阶段:
? 1、初级电路导通,点火能量储存

在这一阶段, 初级电流产生的磁 场能量积蓄在点火 线圈中,此时虽然 在次级绕组中也产 生一电压(约1.5~ 2kv),但不能使火花 塞跳火。

2、初级电路截止,次级电路产生高压

?

当凸轮顶开断 电器的触点时,初 级绕组中的电流突 然降为零,在次级 绕组中产生高压 (15 ~20kv)。

3、火花塞间隙击穿,产生电火花

?

通过配电器,按发动机的点火顺序作用在火花塞电极间隙内, 产生电火花,在触点张开的瞬间引燃混合气。

晶体管点火装置简介
由于传统点火系统制约了汽油发动机性能的提高,20世纨60年代, 出现了有触点的晶体管点火系统, 20世纨60年代末期,无触点的晶体 管点火系统推广应用;1976年,美国通用公司首次将微处理器应用于点 火系统。

? 一、电子点火系统的分类

①有分电器的电子点火系统

②无分电器的电子点火系统

有触点 无触点 光电式 磁感应式 霍尔效应式

二、有分电器的电子点火系统
? 有分电器的电子点火系统又称 “半导体/晶体管点火系统 ” , 根据它的发展历程,可分为有触点式和无触点式二种。

? 1、有分电器有触点式电子点火系统

有触点式电子点 火系统又称 “ 晶体管 辅助点火系统 ”,它 保留了传统点火系统 中的断电器触点。

2、有分电器无触点式电子点火系统
? 无触点式电子点火系统用电子控制点火模块替代断电器的触点, 点火信号由曲轴位置传感器提供。

三、无分电器的电子点火系统

无分电器的电子点火系统也称直接点火系统、微机控 制的点火系统,它取消了传统点火系统的分电器和断电器, 使点火系统的结构大大简化,而且提高了点火系统工作的 可靠性,消除了由分电器盖和分火头之间的火花造成的无 线电干扰和能量损耗。因此,无分电器的电子点火系统在 现代汽车上得到广泛的应用。 无分电器的电子点火系统的工作原理同无触点的有 分电器电子点火系统相似,只是由电子高压分配替代机 械的高压分配。

四、点火提前角
? ? 发动机在各种丌同的工况下运行时,需要点火控制系统相应地提供一

个最佳的点火提前角,以获得最大的功率和最佳的经济效益。
电子点火系统的点火提前角,是由计算机根据发动机转速传感器和节 气门位置传感器送来的信号,计算出最佳点火提前角,并进行控制。

?

发动机的最佳点火提前按下式计算:

? 实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前

角+修正点火提前角

知识回顾:分电器工作过程

知识回顾:火花塞

知识回顾:点火系

知识回顾:点火装置工作原理


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