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1、第十章 汽油机点火系,概 述,传统点火系,电子点火系,微机控制点火系,10.1 概 述,二、分类: 传统点火系 电子点火系 磁电机点火系 微机控制点火系,在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。 一、功用:将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并按发动机的作功顺序和点火时间要求，配送至各缸的火花塞，在其间隙处产生火 花，点燃可燃混合气。并能适应发动机工况和使用条件的变化，自动调节点火时刻，实现可靠而准确的点火；还能在更换燃油或安装分电器时进行人工校准点火时刻。,1. 电源；,2.点火开关；,3.点火线圈；,断电器,4.分电器;, 配电器, 电容器
2、, 点火提 前调节装置,5.火花塞。,一、组成,10.2 传统点火系,接触式断电点火系统.mpg,二、工作原理,点火系统将12v或24v的低压电转变为1000v以上的高压电是由点火线圈和断电器共同完成的，并由配电器分配到各缸火花塞。,点火线圈,配电器,断电器,火花塞,点火系初次级电路.MPG,点火系高、低压电路,四缸点火演示简图,电容器的作用 当点火线圈铁心中的磁通发生变化时，不仅在次级绕组中产生高电压（互感电压），同时也在初级绕组中产生自感电压和电流，初级线圈产生的自感电动势为200-300V 。该电压可在断开的触点间产生强烈的火花，这不仅使触点烧蚀，使用寿命缩短，还使初级电路断电不良，使初
3、级电流的变化率下降，铁芯中磁通的变化率下降，导致次级线圈中感应的电压降低。为消除其不利影响，在断电器触点间并联一电容器。当触点断开时，初级线圈中的感应电流向电容充电，当充电电压达到一定时，电容器立即反方向向初级线圈放电，使初级线圈中电流消失速度加快，导致铁芯中磁通的变化率增大，因而提高了次级线圈所产生的电压并保护了断电器触点.,附加电阻作用 附加电阻为热敏电阻，具有温度升高时阻值变大，温度降低时阻值变小的特点。附加电阻具有改善发动机点火性能和启动性能的作用：当发动机低转速工作时，触点闭合时间长使初级电流增大，附加电阻的阻值因本身温度升高而增大，因而使初级电流减小，点火线圈不致过热；当发动机转速
4、升高时，初级电流减小，附加电阻的阻值因温度降低而减小，故又使初级电流下降较少。这样附加电阻就起了保持初级电流基本稳定的作用。 在启动发动机时，通过启动机的电流极大，使蓄电池端电压急剧下降，此时，为保证初级电流的必要强度，可将附加电阻短路，使初级电流由蓄电池直接进入初级线圈。,1.点火线圈 2.附加电阻 3.断电器触点 4.蓄电池 5.起动机 6.附加电阻短路接线柱 7.起动机开关接触盘 8起动继电器触点 9.点火开关,图中，当点火开关9处于接通位置且断电器触点3闭合时，初级电流经附加电阻2进入初级绕组。 起动发动机时，驾驶员接通起动开关8，起动机电磁开关的线圈通电，在起动机的主电路接通之前，电
5、磁开关的接触盘7先将附加电阻短路，接线柱6与蓄电池4接通，于是附加电阻短路，使初级电流由蓄电池直接进入初级绕组。,三、点火时刻,1、点火提前角的概念：,火花塞点火时，曲轴位置与活塞位于压缩上止点时曲轴位置之间的夹角称为点火提前角。,2、原因,点火时刻过迟：混合气开始燃烧时活塞已下行一段距离，则P、发动机N。,点火时刻过早：则气体压力作用的方向与活塞运动的 方向相反，使P、发动机N。,点火时刻正好：这样混合气燃烧时产生的热量，在作功行程中得到最有效的利用，可以提高发动机的功率。,若恰好在活塞到达上止点时点火，混合气开始燃烧时，活塞已开始向下运动，使气缸容积增大，燃烧压力降低，发动机功率下降。因此
6、，应提前点火，即在活塞到达压缩行程上止点之前火花塞跳火，使燃烧室内的气体压力在活塞到达压缩行程上止点后1012时达到最大值。这样混合气燃烧时产生的热量，在作功行程中得到最有效的利用，可以提高发动机的功率。但是，若点火过早，则活塞还在向上止点移动时，气缸内压力已达到很大数值，这时气体压力作用的方向与活塞运动的方向相反，在示功图上出现了套环，此时，发动机有效功减小，发动机功率也将下降。,3、影响因素：,当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发
7、动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大。实现装置：离心点火提前调节装置 当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。实现装置：真空点火提前调节装置 汽油辛烷值汽油辛烷值高，抗爆性好。因此，燃用低辛烷值汽油时，应将点火提前角减小。汽油品质改变时，点火提前角的调整由分电器的辛烷值选择器来实现。除此之外，点火提前角还与排气净化、混合气成分、发动机压缩比、发动机水温等诸多因素有关。因此，单靠离心调节机构或真空调节机构是不能满足要求的，必须有一种更为先进的控制手段，这就是微机控制电子点火系。,四、主要部件,1、分电器,构造
8、：包括配电器、断电器、电容器、点火提前调节装置等,功用： 接通和切断初级线圈电路，并按各缸的工作顺序将高压电适时送至各缸火花塞。,分电器的组成, 构造：,（1）配电器, 作用：将点火线圈中产生的高压电，按发动机各缸的工作顺序轮流分送到各缸火花塞。,电容器.MPG,（2）电容器,功用：在点火线圈初级电路断开时，减小触点间产生的电火花，防止触点烧损，并可加速点火线圈中的磁通变化率，提高点火电压,（3）断电器, 功用,接通和切断初级绕组的电路，使其电流发生变化，以便在次 级绕组中 产生高压 电。, 构造,固定 触点,凸轮,弹簧片,真空提前 调节机构,弹簧,触点系统.MPG,离心点火提前调节装置 真空
9、点火提前调节装置,（4）点火提前调节装置,点火提前角调节方法,离心点火提前调节装置,发动机工作时，它利用改变断电器凸轮与分电器轴之间的相对位置的方法，在发动机转速变化时自动地调节点火提前角。发动机工作时，当曲轴的转速达到200400r/min (开始转速因车型而不同)后，重块的离心力克服弹簧拉力的作用向外甩开。此时，两重块上的销钉推动拨板连同凸轮，顺着旋转方向相对于分电器轴转过一个角度，将触点提前顶开，点火提前角加大。随发动机转速升高，点火提前角不断加大。,真空点火提前调节装置,在发动机工作时，它随着负荷(节气门开度)的变化，自动调节点火提前角，它是利用改变断电器触点与凸轮之间相位关系的方法进
10、行调节的，在发动机负荷增大时自动地减小点火提前角。发动机小负荷运行时，节气门开度小，节气门后方的真空度大，并从小孔经真空连接管作用于调节装置的真空室，使膜片右方真空度增大，在大气压力的作用下，膜片克服弹簧张力向右拱曲，并带动拉杆向右移动。与此同时，断电器底板连同触点，相对于凸轮逆着旋转方向转过一个角度，使点火提前角加大。发动机转速一定时，节气门后方的真空度只取决于节气门的开度。节气门开度越小(负荷越小)，节气门后方的真空度越大，点火提前角也越大。,2、点火线圈,功用：变低压为高压 。,开磁路点火线圈,分类：,闭磁路点火线圈,点火线圈.MPG,3、火花塞,功用：,产生电火花，点燃混合气 。,主要
11、由外壳、电极（中心电极和 侧电极）、绝缘体、接线柱等组成。,构造：,分类：,热型 中型 冷型,电极间隙：,中心电极,侧电极,电极间隙,指的是中心电极与侧电极之间的间隙。,电极间隙过小：火花微弱，并且容易因产生积碳而漏电； 电极间隙过大：所需的击穿电压增高，发动机不易启起动，且在高速时易发生“缺火。,一般的电极间隙为：0.60.8,现代的汽车甚至采用1.01.2，可以改善排气净化。,10.3 电子点火系,1. 触点易烧蚀； 2. 随气缸数和转速的增加，次级电压下降； 3. 点火能量的提高受限； 4. 易产生积碳，使次极电压降低。,2、类型,1、传统点火系的不足,有触点电子点火系;,无触点电子点火
12、系。,接通点火开关 SW，当断电器触点闭合时，三极管的基极电路被接通，使三极管饱和导通，接通了点火线圈的初级电路。 当断电器触点分开时，三 极管的基极电路被切断,三极 管由导通变为截止，切断了点 火线圈初级绕组的电路，初级 电流迅速下降到零，在点火线 圈次级绕组中产生高压电，击 穿火花塞间隙，点燃混合气。,一、有触点电子点火系,1、组成 由电源、点火开关、点火信号发生器（传感器）、点火控制器、点火线圈、分电器、火花塞等,二、无触点电子点火系,按传感器的形式不同可分为：,磁感应式(磁脉冲式),霍尔效应式,光电式等,2、工作原理 接通点火开关，当点火信号发生器（霍尔效应传感器）发出点火信号，输出具
13、有一定幅值的正脉冲时，就会触发点火控制器，使其中的功率三极管导通，于是点火线圈的初级电路接通。,3 、分类:按传感器的形式不同可分为：,磁感应式 (磁脉冲式),霍尔效应式,光电式,(1)磁脉冲式无触点点火装置,a.组成 由电源、点火开关、磁脉冲式点火信号发生器、点火控制器、点火线圈、分电器、火花塞等,信号转子上制有与发动机气缸数相同的凸齿，当转子转动时，凸齿交替在铁心旁扫过，使二者的气隙不断变化，则穿过线圈铁心中的磁通也不断变化。从而在线圈中产生感应电动势。,b.磁脉冲式点火信号发生器工作原理：,磁感应式传感器安装在分电器内，主要由分电器轴1、爪形转子2、传感线圈3、爪形定子4、塑性永磁片5、
14、导磁板6和底板7 等组成。,结构：,c.磁脉冲式点火控制器工作原理：,磁感应发生器产生的脉冲信号由、端输入，经内部电路，最后控制达林顿管Q 的导通和截止。,工作:,点火控制器,作用：将从点火信号发生器得到的信号整形、放大以控制点火线圈初级电路的通和断。,2、霍尔效应式无触点点火装置,组成：主要由霍尔分电器、点火控制器、点火线圈等。,主要由霍尔触发器、永久磁铁和带缺口的转子等组成。,1、永久磁铁 2、外加电流 3、霍尔电压 4、霍尔触发器 5、接触面 6、磁力线 7、剩余电子。,当电流I 通过放在磁场中的半导体基片（霍尔元件）且电流方向和磁场方向垂直时，则在垂直于电流和磁场的方向上产生一电压UH
15、 ,称为霍尔电压。,即：点火信号电压。,霍尔效应原理,工作原理,触发叶片进入空气隙中,触发叶片离开空气隙中,叶 片,集成块,永久磁铁,霍尔传感器,导板,二、微机控制的半导体点火系,1、组成,传感器,电控单元,点火模块,1. 组成 由蓄电池、发电机和调节器组成 蓄电池和发电机是并联连接配合工作 2. 功用 蓄电池：发动机起动或低速运行时，向起动机、点火系及其它用电设备供电 发电机：主要电源。汽车正常运转时，向除起动机外的全部用电设备供电，并向蓄电池供电 用电设备用电量过大时：超过发电机的供电能力，由蓄电池和发电机共同供电,10.4 汽车电源,一.铅蓄电池的结构 蓄电池由3只或6只单格电池串联而成
16、，每只单 格电池电压约为2V，串联成6V或12V以供汽车选用 蓄电池主要 由极板、隔 板、电解液 和外壳组成。 其结构如图：,第一节 蓄电池,极板 1.功用：极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充放电过程中，电能与化学能的相互转换依靠极板上的活性物质与电解液中的硫酸的化学反应来实现。 2.组成：分正、负极板两种，由栅架和活性物质组成. 栅架: 其作用是固结活性物质,一般由铅 锑合金铸成。 活性物质:正极板上的活性物质是二氧化 铅(PbO2) 呈深棕色；负极板上的活性物质 是海绵状的纯铅(Pb)，呈青灰色。将活性 物质调成糊状填充在栅架的空隙里并进行 干燥即形成极板。如右上图所示。,极板组:将正、负极板各一片浸入电解液中，可获得2V左右的电动势。为了增大蓄电池的容量，常将多片正、负极板分别并联，组成正、负极板组，如右下图所示。因为正极板的强度较低，所以在单格电池中，负极板总比正极板多一片。这样每片正极板都处于两片负极板之间，可以使正极板两侧放电均匀，避免极板拱曲。,隔板1.功用:插放在正、负极板之间，以防止正、负极板 互相接触造成短路。 2.特征
