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1、第一节 点火系统的作用和类型1.点火系的作用由于汽油自燃温度高，难以被压燃，因此汽油发动机设置了点火系，采用电火花点燃可燃混合气。点火系的作用是将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并按照发动机的作功顺序与点火时间的要求适时、准确地配送给各缸的火花塞，在其间隙处产生点火花，点燃气缸内的可燃混合气。（相关视频：第一集）2.点火系的分类汽车点火系按其组成和产生高压电的方式不同可分为传统点火系，电子点火系和计算机控制点火系三种类型。传统点火系是指初级电路的通断由断电器触电控制的点火系。传统点火系：结构简单，成本低廉，但故障率高，高速性能差，已逐步淘汰。电子点火系是指初级电路的通断由晶体管控制的点火系，
2、也称“晶体管点火系”或“半导体点火系”。电子点火系：具有高速性能好、点火时间精确、结构简单、质量轻、体积小等优点。它已经逐渐取代传统点火系。计算机控制点火系是指计算机根据各种传感器输入的信号，经过数学运算和逻辑判断，控制初级电流通断的点火系。计算机控制点火系是 最先进的点火系，应用越来越广泛。第二节 传统点火系1. 传统点火系的组成及工作原理传统点火系的组成如下图所示。主要由电源、点火线圈、分电器、点火开关、火花塞、附加电阻、高低压导线等组成。工作原理在传统点火系中，电源供给的低压直流电，经断电器和点火线圈转变为高压电，再经配电器分送到各缸火花塞，在 火花塞的电极间产生电火花，点燃可燃混合气，
3、使发动机工作。下图 是传统点火系的工作原理。接通点火开关，起动发动机，发动机开始工作。断电器的凸轮在发动机的凸轮轴的的驱动下不断旋转，凸轮旋转时交替地使断电器的触点断开和闭合。当断电器触点闭合时，接通了点火线圈初级绕组的电路，即初级电路，又称低压电路。流经初级电路的电流，称为初级的电流，其路径是 ：蓄电池“正极”电流表点火开关点火线圈“+开关”接线柱 附加电阻点火线圈“开关”接线柱点火线圈初级绕组点火线圈“”接线柱断电器触点搭铁蓄电池“负极”。如下触电闭合状态图所示。电流通过初级绕组时，在点火线圈的铁心中形成磁场。积蓄了磁场能。当分电器凸轮将触点顶开时，初级电路被切断，初级电流迅速下降，铁心中
4、的磁场也迅速消失，于是在点火线圈的次极绕组中感应出高压电动势。由于次极绕组是初级绕组的80100倍。所以其感应电动势可达1500020000V，配电器把高压电传送给工作缸火花塞，击穿火花塞的间隙，产生点火花。当火花塞的间隙被击穿时，在点火线圈次极绕组的电路中有电流通过，该电流称为次极电流。次极电流流经的电路，称为次极电路，也称高压电路，其路径是：点火线圈次级绕组点火线圈“开关”接线柱附加电阻点火线圈“+开关”接线柱 点火开关电流表蓄电池搭铁火花塞侧电极火花间隙火花塞中心电极高压导线配电器的旁电极分火头配电器的中央电极高压导线点火线圈次极绕组。如上触电断开状态图所示。发动机工作期间，断电器触点每
5、开、闭一次，上述过程将重复进行一次。因此，发动机每转两转，各缸按工作顺序轮流点火一次，点火开关断开后，初级电路切断，发动机熄火。2. 传统点火系主要部件的构造及作用点火线圈作用 ： 将电源提供的12V低压电转变成能击穿火花塞电极间隙的高压电。构造 ： 点火线圈是利用电磁感应原理制成的。点火线圈按其磁路结构形式的不同，一般分为开磁路式和闭磁路式两种。开磁路点火线圈点火线圈按冷却方式的不同分为沥青式和油浸式；按有无附加电阻分为带附加电阻和不带附加电阻型；按接线柱的多少分为两接线柱式和三接线柱试。下图为开磁路式点火线圈的内部结构。点火线圈主要由铁心初级绕组、次极绕组、胶木盖、瓷座、接线柱和外壳等组成
6、。为了减少涡流和磁路损失，铁心由若干层涂有绝缘漆的硅钢片叠成，包在硬纸做成的绝缘套管内。套管外面有用直径为0.060.10mm的漆包线分层绕制的次极绕组，绕组匝数为1100026000匝。每层绕组之间都用绝缘纸隔开，最外层的绝缘纸层数较多。再用同样方法将初级的绕组绕在次极绕组的外边。初级的绕组因通过的电流较大。所以一般用0.51.0mm的漆包线绕制，匝数约为230380匝；绕组绕好后在真空中浸以石蜡和松香的混合物，以增强绝缘性。外壳与绕组之间装有导磁用的钢套。钢套作用是减小磁阻，并使初级绕组的热量易于散出。两个绕组连同铁心浸渍石蜡和松香的混合物后装入外壳中，并支于瓷质绝缘座上。为加强绝缘防止潮
7、气浸入，利于散热，在外壳内填满沥青或变压器油，前者称为干式点火线圈。后者称为油浸式点火线圈。点火线圈上端装有胶木盖，用开密封点火线圈内部，并可防止高压电击穿刺激绕组的绝缘层，向外壳放电。点火线圈的胶木盖上装有与点火开关，分电器连接的低压接柱。两接柱点火线圈的低压接柱上分别标有“+”、“-”标记。三接柱点火线圈的低压接柱上分别标有“开关”、“+开关”“-”标记，并在“开关”和“+开关”接柱上接有附加电阻。胶木盖的中央是高压线查座。周围较高，以防高压电在接柱间放电。点火线圈的初级绕组两端分别接“+”（或开关）和“-”接线柱，次极绕组的一端接初级绕组，另一端接高压插座。闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈和
8、开磁路点火线圈相比，其铁心不是条形的，而是“曰”字形或“口”字形。铁心磁化后，其磁感应线经铁心构成闭合磁路。如下图所示。由于闭磁路点火线圈漏磁小，磁路的磁阻小，能量损失小，所以能量转换率高达75%，因此称高能点火线圈。而开磁路点火线圈的能量转换率只有60%。另外，由于闭磁路的铁心导磁能力强，可在较小的磁动势下产生较强的磁场。因而能有效地减少线圈匝数，使点火线圈小型化。其体积小，可直接装在分电器上，不仅结构紧凑，并可有效地降低次极电容，故在无触点半导体点火系中广泛使用下图为闭磁路点火的结构，它由E字形的硅钢片叠成，绕组是绕在E字形钢片的中间的“-”指上，初级绕组在里边，次级绕组在初级绕组的外面，
9、外面用环氧树脂密封，取消了金属外壳，这样易于散热。（2）附加电阻作用 ： 减小低速时的初级电流，防止点火线圈过热，改善高速时点火特性。点火线圈附加电阻一般用直径0.4mm左右的低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝。绕成螺旋管形，夹在两块磁板之间，用螺栓固定在点火线圈的安装保持架上，在常温20?C时，阻值一般为1.251.80。附加电阻是热敏电阻，当电阻上流过的电流大，使温度升高时，其阻值随之变大；当电阻上流过的电流变小，使温度降低时，其阻值随之变小。（3）点火开关作用 ： 控制点火系低压电路的通断，控制发动机的起动和熄火。结构 ： 点火开关外形各异，但一般为圆柱形，一端有钥匙插孔。另一端是接线柱，一般分、
10、0、档，0档为断开位置，档是发动机正常工作位置，档是起动位置，档是辅助电器位置。（4）分电器作用 ： 主要由断电器、配点器、点火提前机构和电容器组成。断电器的作用是在发动机凸轮轴驱动下，准时接通和切断点火线圈初级电流，使点火线圈及时产生高压电；配点器的作用是按点火顺序将高压电分送至各缸火花塞；点火提前机构的作用是实现对点火时间的调整：电容器的作用是减小断电触点火花。提高点火线圈次极高压。结构 ： 分电器又称断电一配点器，壳体一般由铸铁制成，下部压有石墨青铜衬套，分电器轴由凸轮轴驱动。分电器轴在衬套内旋转，用油杯进行润滑。分电器由断点器、配点器、电容器、离心点火提前结构、真空点火提前机构和辛烷值
11、选择器等构件组成。断电器由断电器底板，固定触点及支架、活动触点及触电臂、压簧和凸轮轴等组成，安装在分电器壳体内部的上方。断点器触点（俗称“白金” ）由坚硬而耐高温的钨合金制成，其中固定触点固定在托板上，由偏心调整螺钉调整其位置，并用紧固螺钉固定活动底板上。活动触点装在活动触点臂的一端，臂的另一端有孔，绝缘地套在销轴上，使活动触点与壳体绝缘，并经片状弹簧与绝缘接线柱相连通。在触点臂的中部固定着夹布胶木顶块，靠片簧簧压紧在断点凸轮上。两触点断开时的最大间隙称为触点间隙。一般为0.350.45mm。凸轮为钢质整体，上部呈正多边形，凸轮的边数等于发动机的气缸数，下部呈长方形。长方形拨板上有两个对称长孔
12、，套装在离心点火提前机构两个离心重块的销头上，通过离心重块由分电器轴驱动，对四种程发动机而言，发动机曲轴与分电器轴的转速比为2：1，即曲轴转两圈，分电器轴转一圈，所有缸各点火一次。ii配电器由分火头，分电器盖组成。分电器盖用胶木粉在钢膜中加热压制而成，具有良好的耐高压电和耐热性能。盖内周围有与发动机气缸数相同的旁电板，它们和盖上的旁电板插孔相通，插孔用来安插分缸高压线。盖的中间有中央高压线插孔，在孔中有中心电极、弹簧和碳精柱，碳精柱弹性地压在分火头的导电片上，分电器盖用两个弹性夹固定在分电器壳体上。分火头由胶木制成，其顶部为一导电铜片，分火头装于断电器凸轮的顶端。当其旋转时，其上的导电片在距离
13、电极0.250.8mm的间隙处掠过。当断电器触点张开时，导电片对准盖内某一旁电极，高压电便由中心电极经带弹簧的碳精柱、导电片跳到旁电极，再经分缸高压线送到火花塞，由于高压从分火头导电片向旁电极跳火时，产生电火花，会对无线电产生干扰。因此，有的分火头内装置有几千欧姆的阻尼电阻或在分火头尖端熔着一种特殊陶瓷，以抑制对无线电的干扰。电容器电容器并联在断电器触点两端，装在分电器的壳体上，其容量一般在0.150.35uF之间；耐交流电压500v，且一分钟内无击穿现象，并且不低于500M的绝缘电阻。点火提前机构点火提前机构包括离心提前机构、真空提前机构和辛烷值选择三部分。 离心提前机构离心提前机构是利用离
14、心原理，根据发动机转速的变化而自动改变点火提前角的装置。离心提前机构通常装在断电器固定底板的下部，其结构如下图所示。在分电器轴上固定有托板，两个离心块分别套在托板的柱销上，可绕柱销转动。离心块的另一端由弹簧拉向轴心，凸轮及拨板制成一体，凸轮活络地套在轴上，其拨板的长方形孔套在离心块的销钉上，受离心块驱动。当分电器轴转动时。离心块上的销钉即通过拨板带动凸轮转动，轴的上端装有限为螺钉，紧固后仍有一定的轴向间隙，以保证凸轮能和轴做相对转动。离心提前机构的工作情况是。当发动机转速升高时，离心块的离心力逐渐增大、自某一转速开始。离心块的离心力便克服弹簧拉力，便离心块向外甩开，离心块上的销钉便推动拨板带着
15、凸轮轴沿原来旋转的方向相对轴转过一个角度，使凸轮提前顶开触点，点火便提前一个角度，转速越高离心力越大，点火提前角也就越大。反之，点火提前角越小。离心块上有两个直径一样的弹簧，其弹性不一样。低速时，只有细弹簧起作用，转速高时两个弹簧同时起作用。离心提前机构一般在发动机400500r/mm时开始工作，当离心块甩到孔的极限位置时，点火提前角达到最大。 真空提前机构真空提前机构是随发动机负荷的大小自动改变点火提前角的装置，它装在分电器外壳的外侧。主要由外壳、膜片、弹簧、拉杆和支架等部件组成。其内部结构如下图所示。真空提前机构内的膜片，将其分成两个腔室，位于分电器壳体一侧的腔室与大气相通，另一个腔室用管子与化油器节气门的小孔连接，膜片中心固装着拉杆，拉杆的一端固装一销钉。断电器活动底板就套装在拉杆的销钉上，因此拉杆运动可带动断电器活动底板转动，转动的最大角度由固定底板的长形槽孔限制。平时用膜片在弹簧的作用下拱向分电器壳体一侧，并通过拉杆带动断电器活动底板处于某一位置。真空提前机构的工作情况如图所示。当发动机负荷小时。节气门下方的
