《汽车发动机构造a-第七章点火系7(2015年版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车发动机构造a-第七章点火系7(2015年版)（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本章内容,一、点火系概述 二、传统点火系的结构和工作原理,三、蓄电池点火系主要元件,第7章 汽油机点火系,第7章 汽油机点火系 7.1. 概述,一、点火系的任务 二、点火系的分类 三、点火系的组成 四、电火花的产生,定义：能够按时在火花塞两电极之间产生电火花的全部装置,一、点火系的任务,点火系的任务，就是定时将蓄电池或发电机输出的低压电，经点火线圈变为高压电，再由分电器按照发动机的点火顺序，轮流配送给火花塞点火，从而点燃混合气。,1、能产生足以击穿火花塞间隙的电压 （810kV，一般为30 kV ） 2、火花应具有一定的能量（5080mJ） ，起动时应可以达到100mJ。 3、点火时间应适应发
2、动机的工况（最佳点火时间） 4、点火电压上升快（减少泄漏）、点火持续时间长,二、发动机对点火系的要求,蓄电池点火系,触点寿命短,高速时易缺火等,火花塞积碳后点火不可靠,对点火时刻控制不精确,三、点火系的分类,汽油发动机点火系有四种类型：,磁电机点火系,摩托车点火系,1、传统点火系（机械式点火系）,化油器式发动机多采用。具有结构简单、制造容易、工作可靠、维修方便、成本低等优点。,2、电子点火系（晶体管点火系）,某些轿车和小型汽车采用。与传统点火系不同之处在分电器元件，以导磁转子代替凸轮、电磁传感器代替触电和电容器，加以电子控制的逻辑电路。,微机控制点火系统原理图,3、微机控制点火系,丰田4A-G
3、E发动机TCCS点火系统,1）、有分电器点火系统,终端能量输出级,火花塞,双点火线圈,电控单元,2）、无分电器式点火系,特点：由微机系统直接将点火线圈产生的高压电送往各缸的火花塞。,有同时点火和单独点火两种形式。,优点：点火提前角控制更精确；火花塞跳火能量大；能耗小、免维护等。,四、点火系的组成,点火系一般由点火线圈、分电器、火花塞、电源以及点火开关等组成。,点火开关,蓄电池,起动机,高压线,火花塞,配电器,断电器,电容器,附加电阻,点火线圈,分电器,7.2.传统点火系的结构和工作原理,二、工作原理,当断电器触点组闭合时，低压电路导通，初级绕组通以初级电流，产生磁场。当断电器凸轮顶开触点臂而使
4、触点组分开时，低压电路断开，初级电流为零，这样，由于初级绕组中电流的变化引起磁通量的变化，从而在线圈较密的次级绕组中产生很高的感应电动势，使火花塞两电极间隙处的气体被击穿，产生火花,点火系的工作过程,初级电压,分电器壳体,点火系的工作过程,次级电压,断电器触点闭合时，初级电流并不立即达到欧姆定律所指的稳定值（I=V/R），而是经过一定时间后才能达到。因此，初级电流的高低与断电器触点的闭合时间有关。蓄电池点火系发动机转速愈高，次极电压愈低，就是因为转速升高后，断电器触点闭合时间缩短，初级电流减小，导致初始磁通量减小，断电器触点断开时引起的磁通量变化率减小，次级绕组中产生的感应电动势降低。,为什么
5、转速愈高，次极电压愈低？,断电器触点旁一般并联一只电容器，其作用是消除自感电流的不利影响。当断电器触点分开时，自感电流向电容器充电，加速初级电流和磁通的衰减，并且减小了触点间的火花，避免触点烧蚀；当断电器触点闭合时，电容器放电，初级电流增大。即作用是消除自感电流不利影响，提高次极电压；避免触点烧蚀。,电容器有什么作用,发动机低速运转时，初级电流大，次极电压高，点火可靠；发动机高速运转时，初级电流小，次极电压低，容易失火。如果点火线圈按高速时设计，低速时初级电流过大，线圈初级绕组易过热；反之，按低速时设计，高速时易失火，点火不可靠。解决的办法是：点火线圈按高速时设计，在低压电路中串联一个附加电阻
6、。其电阻值随工作温度高低而变化（温度愈高，电阻值愈大），高速时，初级电流通过时间较短，所以电阻器温度低，阻值较小，通过的电流强度大，可以增强高压火花。低速时电流通过时间长，电阻器温度高则电阻大，使电流强度减小，以免线圈过热，从而满足高低速时的初级电流大小的要求。,如何解决蓄电池点火系高、低速之间的矛盾,一、分电器 原理： 在发动机工作时接通与切断点火系统的初级电路，使点火线圈的次级绕组中产生高电压，并按发动机要求的点火时刻与点火次序，将点火线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花塞上。,第7章 汽油机点火系 7.3.蓄电池点火系主要元件,分电器实物图,分电器功用： （1）接通或断开初级电路 （2）
7、将点火线圈产生的高压电按照发动机分配给各缸火花塞 （3）根据发动机转速和负荷自动调节点火时刻,分电器组成,分电器的组成： 断电器 配电器 电容器 点火提前调节装置,断电器,触点间隙，一般规定0.350.45mm。,触点间隙过小，触点间易出现火花而使初级电路断电不良，甚至触点烧蚀,触点间隙过大，则触点闭合时间缩短，使初级电流减小，次级电压降低，高速时容易缺火。可旋转偏心调节螺钉1来调整触点间隙，首先，要松开固定托板3的螺钉2。,配电器的作用是将点火线圈中产生的高压电，按照发动机的工作次序轮流分配给各气缸的火花塞上。主要由胶木制成的分电器盖和分火头组成。,分电器盖中央插孔装有炭精制成的中心触头，弹
8、簧始终使其与分火头顶部的铜片接触。 分电器盖外围有与气缸数目相等的侧插孔，各嵌有铜套作为侧电极，在分火头旋转时导电片依次与个侧电极接通。,配电器,电容器,作用: 利用电容器的充放电消弱一次绕组中的自感电动势对产生高压电的影响. 连接： 与绕组并联,并联电容器,三、点火时刻,点火提前角：提前点火的角度。,最佳点火提前角：使发动机获得最佳的动力性、经济性和最佳排放时的点火提前角。,三、点火时刻,影响点火提前角的主要因素：,转速：节气门开度一定时，转速增加，点火提前角应增 大，反之减小。,负荷：转速一定时，负荷减少，点火提前角应增大， 反之减小。,点 火 提 前 角,把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活
9、塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角。,点火提前的影响因素,发动机转速,混合气的燃烧速度（燃烧室结构）,发动机负荷,汽油的抗暴性能（油料）,实际点火提前角的计算：,实际点火提前角,常为起动期间的点火提前角,由转速和负荷确定,暖机修正量 稳定怠速修正量 过热修正量 爆燃修正量 最大提前角控制 其他修正量,点火提前装置,作用： 实现点火提前，必须在压缩行程未到达上止点位置时，使触点分开。 方法： 1.触点不动、使凸轮相对相对轴向转一个角度 2.凸轮不动，使触点相对凸轮转一个角度,点火提前角的调节,1、方法,逆凸轮转向转动断电器底板连同触点,点火提前角的调节,2、装置,真空式点火提
10、前自动调节装置,（1）离心式点火提前装置 它是随着发动机转速的变化改变凸轮和轴的相位关系而调节点火提前角的。 托板7固定在分电器轴8上，重块4和10的大头端分别套在托板的两个轴销6上，两个重块的小头端与托板之间弹簧连接。,当托板随分电器轴旋转时，重块的离心力使小头端克服弹簧的拉力而绕大头端的轴销转过一个角度，通过柱销带动轴套，使断电器凸轮顺旋转方向转过这个角度，点火提前。,（2）真空式点火提前装置 它是随着发动机负荷（节气门开度）的变化改变触点与凸轮的相位关系而调节点火提前角的。,真空式点火提前装置内腔被膜片分割成两个腔，左室通大气，右室为真空室，借真空软管接到节气门旁的专用通气孔上。膜片与拉
11、杆连接成一体，拉杆与断电器底板连接；右室中安装弹簧。当节气门开度增大时，膜片右室感受到的进气管真空度减小，弹簧力迫使膜片左移，推动断电器底板顺转动方向转动，点火推迟。,（3）辛烷值调整器,二、点火线圈 点火线圈是用来将电源的低电压转变为高压电的基本元件。 常用的点火线圈分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈。,开磁路点火线圈采用柱形铁芯，其上下两端没有连接在一起，磁力线通过空气形成磁回路。,闭磁路点火线圈的铁芯用“口“字形或“日“字形的铁片叠制而成。磁路闭合。,开磁路点火线圈实物,三、火花塞,功用： 将高压电引入燃烧室产生火花并点燃混合气。,热特性 工作温度：500600以上，800900 以下
12、热型火花塞：裙部长，散热慢。 冷型火花塞：裙部短，散热快。,电极材料：镍锰硅铬合金,火花塞选择依据： 火花塞选择的依据则是视发动机压缩比的高低。对高压缩比的高速发动机，燃烧气体温度高，为防止绝缘体裙部过热，应采用裙部较短的冷型火花塞；对低压缩比、长期在低速运转的发动机，为避免裙部积碳，影响点火性能，应采用裙部较长的热型火花塞。,多极火花塞,改善点火性能,“V”型电极火花塞,其他一些型式的火花塞,火花塞间隙：中心电极与侧电极之间的间隙。,火花塞间隙为什么不能过大或过小？,间隙过小，则火花微弱，并且容易产生积碳而漏电；间隙过大，所需击穿电压增高，发动机不易起动，而且在高速时容易发生“缺火”现象。,
13、火花塞使用中常见的故障,积炭,烧蚀,烧蚀,故障诊断与排除,（1）低压电路常见故障： 蓄电池存电不足； 线连接不良或错乱； 蓄电池搭铁不良； 分电器或霍尔传感器损坏； 点火开关损坏或接线不良； 晶体管点火控制单元损坏或接线不良。 低压电路故障的诊断方法大多采用电流表或电压表逐线检查来排除故障点。,（2）高压电路常见的故障： 高压线脱落或漏电； 分电器盖破裂击穿； 分电器分火头烧蚀破裂击穿； 火花塞电极间隙过大或过小； 火花塞积炭过多； 火花塞绝缘体损坏； 点火线圈损坏或接线脱落。 高压电路的故障大多采用高压试火法，即将分电器中心高压线或某缸高压线拔下，将线头放置距离缸体3-6mm处，起动发动机试
14、火，有火花且火花强烈，说明点火系工作正常。,3）.点火系不工作 （1）故障现象：打开点火开关，起动发动机，发动机无反应；高压试火，高压线无火花。 4）.点火时间过早 （1）故障现象：怠速运转不平稳，易熄火；加速时，发动机有严重的爆燃声。 （2）故障分析：该故障主要是点火正时调整失准或点火角度装配失准所致。 （3）排除方法：连好点火测试仪，调整点火提前角到规定值。 5）.点火过迟 （1）故障现象：消音器声响沉重、急加速化油器回火、发动机冷却液温度较高、汽车行驶无力。 （2）故障分析与诊断：点火角度不正确。 （3）排除方法：调整点火角度至规定值。,6）.火花塞故障 故障主要表现为：火花塞积炭、油污
15、和过热等现象。 火花塞积炭：绝缘体端部、电极及火花塞壳常覆盖着一层相当厚的黑灰色粉状柔软的积垢。 火花塞油污：故障现象：绝缘体端部、电极及火花塞壳覆盖一层机油。 火花塞过热：中心电极熔化，绝缘体顶部疏松、松软，绝缘体端大部分呈灰白色硬皮。 7）.发动机回火和放炮 如果发动既有回火又有放炮响声，且十分严重，则多属分缸高压线插错而引起的。如果现象不严重，却断续发生，似有规律，则多属分电器盖有裂纹，使缸间窜火造成的。点火提前角偏离正确位置过多时，也会引起回火或排气管放炮。,8）.发动机爆震和过热 发动机在大负荷中等转速时最容易出现爆震。在使用燃油牌号正确的情况下，爆震现象多数是因点火提前角过大造成的。 在爆震情况下，发动机会迅速升温。另一方面，点火提前角过于落后，点火太迟，发动机温度也会偏高。在不出现爆震的情况下，水温过高多数不是点火系引起的，但若伴有发动机无力，加速不灵敏时，则应检查点火提前角是否过小。,爆燃控制过程,发动机爆燃出现,
