任务4点火系统ppt课件

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1、第一节 概述,1、点火系的功用 点火系的作用是将汽车的低压电变为高压电，并适时送到点火缸火花塞，击穿火花塞间隙，点燃混合气，使发动机做功。,1、传统点火系,2、电子点火系,2：点火系的分类,3、微机控制点火系,概况,3、发动机对点火系的要求,1、能产生足以击穿火花塞间隙的电压 （810kV） 2、火花应具有一定的能量（5080mJ）且持续时间不少于500微秒 3、点火时间应适应发动机的工况（最佳点火时间）1-3-4-2、1-2-4-3、1-5-3-6-2-4,4.1.1 影响击穿电压的因素,火化塞电极间隙的大小 气缸内混合气的压力和温度 电极的温度和极性 发动机的工作情况,4.1.3 点火时刻

2、适应发动机工况变化,影响最佳点火提前的因素有： 转速 负荷 起动和怠速 汽油的辛烷值 压缩比 混合气成分 进气压力,最佳点火时刻 从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力需要一定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。 若在压缩上止点点火，则混合气一面燃烧，活塞一面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率也随之减小。因此最佳点火时刻应在活塞接近压缩行程上止点前。,点火时刻对发动机性能的影响,4.1.2传统点火系统,1.传统点火系统组成与工作原理 1）传统点火系统的组成 传统点火系统主要由电源（蓄电池和发电机）、点火开关、

3、点火线圈、分电器、火花塞、附加电阻和高低压导线等组成。如下图：,1）电源：提供点火系统工作时所需的能量，由蓄电池和发电机构成 2）点火开关：用来控制点火系统初级电路、仪表电路以及启动机继电器电路的开与闭 3）点火线圈：相当于自耦变压器，用来将电源供给的12V、24V或6V的低压直流电转变为15-20KV的高压直流电。,4）分电器：由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等组成。它用来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压电，并按发动机要求的点火时刻与点火顺序，将点火线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花塞上。 5）火花塞：由中心电极和侧电极组成，安装在发动机

4、的燃烧室中，用来将点火线圈产生的高压电引入燃烧室，点燃燃烧室内的可燃混合气体。 6）附加电阻：改善点火性能和启动性能。,4.2 传统点火系的组成和工作原理,4.2.1 组成 蓄电池 点火开关 点火线圈 断电配电器 电容器 高压阻尼线 火化塞,4.2.2传统点火系的工作原理,利用电磁感应原理，把来自蓄电池或发电机的12V低压电转变为15-20KV的高压电，并按顺序送入各缸火花塞，击穿其电极间隙点燃混合气。,4.2.2传统点火系的工作原理,1）断电器触点闭合、初级电流增长的过程 点火系统的初级电路包括蓄电池、点火线圈初级绕组、附加电阻、分电器的断电触点及电容器。当触点闭合时，点火线圈初级绕组中有电

5、流通过，流过初级绕组的电流称为初级电流。如果触点不分开，经过约20ms，初级电流将达到最大稳定值。其电路是低压电路，其电路是蓄电池正极电流表点火开关S附加电阻点火线圈初级绕组N1断电器触点K搭铁蓄电池负极。,初级电流增长时，不仅在初级绕组N1中产生自感电动势，而且同时在次级绕组N2中产生互感电动势，为1.5-2KV，不能击穿火花塞间隙。,2）断电器触点断开、次级绕组产生高压电的过程 当断电器凸轮顶开触点K时，初级电路被切断，初级电流迅速下降到零，铁芯中磁通随之迅速衰减至消失，因而在匝数多（15000-23000）导线细的次级绕组N2中感应很高的电压，使火花塞电极之间的间隙被击穿，产生火花。初级

6、绕组中电流下降的速率越大，铁芯中磁通的变化越大，从而次级绕组中的感应电压也越高。,发动机工作时，在断电器触点分开瞬间，次级电路中分火头恰好与侧电极对准。高压电路在触点打开瞬间以点火线圈次级绕组为高压电源，以火花塞电极间隙为负载，其回路为：点火线圈次级绕组+接线柱附加电阻点火开关电流表蓄电池搭铁火花塞旁电极、中心电极配电器旁电极分火头点火线圈次级绕组-接线柱（断电器凸轮转一周，曲轴转两周）各缸按点火顺序轮流点火一次。,2.传统点火系统主要元件的结构 1）点火线圈 按磁路结构形式的不同，分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈。 （1）开磁路点火线圈 开磁路点火线圈主要由铁芯、初级绕组、次级绕组、胶木盖

7、、绝缘座等组成。,4.2.4 构造点火线圈,胶木盖中央突出部分为高压插孔，其余的接线柱为低压接线柱。为了减少涡流和磁滞损失，点火线圈的铁芯用0.3-0.5mm厚的硅钢片叠成，外面套有绝缘套管。铁芯上绕有初级绕组和次级绕组。初级绕组通常用直径为0.5mm-1.0mm的漆包线240-370匝；次级绕组通常用直径0.06-0.1mm的漆包线绕11000-30000匝。由于初级绕组中流过的电流较大，发热量大，所以绕在次级绕组绝缘层外面，有利于散热。当低压电流过初级绕组时，铁芯被磁化，其磁路如图4-3所示。由于磁路上下都暴露在空气中并未构成闭合磁路，所以称为开磁路点火线圈。,根据低压接线柱的数目不同，点

8、火线圈有两接线柱式和三接线柱之分。 三接线柱的点火线圈有附加电阻，这个电阻是具有正温度系数的热敏电阻，它与点火线圈的初级绕组串联，当其温度升高时电阻值迅速增大、温度降低时电阻值迅速减小。发动机工作时，利用附加电阻这一特点自动调节初级电流的大小，可以改善高速时的点火性能。,当发动机低速工作时，初级电流大（？），附加电阻受热量大，其阻值增大，避免了初级电流过大，防止了初级绕组过热；反之，当发动机高速工作时，初级电流小，附加电阻受热小，阻值减小，使初级电流增大，保证能产生足够的次级电压。 当发动机启动时，由于蓄电池的端电压会急剧下降，致使初级电流减小，点火线圈不能供给足够的高电压和点火能量。为了克服

9、这一影响，在启动时将附加电阻短路，使初级电流最大，提高次级电压和点火能量，改善发动机的启动性能。,两接线柱式点火线圈无附加电阻，而用一根导线接至点火开关。这根导线是一根热敏电阻线，被称为附加电阻线，阻值为 1.7欧姆，起附加电阻的作用。,开磁路点火线圈,2）闭磁路点火线圈 传统的开磁路点火线圈中，次级绕组在铁芯中的磁通通过导磁钢套构成回路，磁力线的上、下部分从空气中通过，磁路的磁阻大，磁通损失大，转换率低（60%）；闭磁路点火线圈“日”或“口”字形，铁芯内绕有初级绕组，在初级绕组外面绕有次级绕组，其铁芯构成闭合磁路，磁路中只设有一个微小的气隙。闭磁路点火线圈漏磁少，磁阻小，能量损失小，变换效率

10、高。,闭磁路点火线圈及其磁路,分电器的组成和工作原理,2）分电器 分电器由断电器、配电器、点火提前调节装置和电容器等组成，分电器由凸轮直接或间接控制。断电器控制点火线圈产生高压电，配电器将高压电分配到各缸缸线，点火提前调节装置随发动机转速、负荷等变化调节点火提前角。,1）断电器 断电器由活动触点、固定触点及凸轮等组成，其作用是周期性的接通和切断点火线圈低压电路。断电器触点由钨合金制成，固定触点经底板直接搭铁。活动触点与壳体之间是绝缘的，它通过触点臂，经触点弹簧片与分电器低压接线柱相通。活动触点臂有孔一端松套在活动底板的销轴上，通过触点臂弹簧片的弹力紧压在凸轮上。凸轮具有与发动机气缸数相通的凸角

11、，凸轮与拨板制成一体，装在分电器轴上，经离心重块由分电器轴驱动。旋动偏心螺钉即可改变固定触点的位置，从而可以调整断电器触点的间隙。触点之间的间隙一般为0.35-0.45mm。,第五节：分电器的组成和工作原理,一、分电器的主要组成：,1、断电器 2、 配电器 3、电容器 4、点火提前机构,2）配电器 配电器安装在断电器上方，由胶木质的分电器盖和分火头组成。配电器的作用是按发动机点火顺序，将高压电分配到各缸火花塞上。分火头插装在凸轮的顶端，和凸轮一起旋转，其上有金属导电片。分电器盖的中央有高压线插孔，其内装有带弹簧的炭柱，压在分火头导电片上。分电器盖的外围有与发动机气缸数相同的旁电极插孔，以安装分

12、缸高压线。分火头上的导电片离旁电极有0.2-0.8mm的间隙，当分火头旋转时，断电器触点打开，而此时分火头正好对准某一旁电极，于是高压电自导电片跳至其相对的旁电极，在按点火顺序将高压电经高压线送至各缸相应的火花塞。,分电器的离心提前装置,火花塞的结构,1、接线螺母 2、高氧化铝陶瓷绝缘体 3、商标 4、钢质壳体（六角形） 5、内垫圈（密封导热） 6、密封垫圈 7、中心电极导电杆 8、火花塞裙部螺纹 9、电极间隙 10、中心电极和侧电极 11、型号 12、去干扰电阻,提高对点火系电磁干扰的抑制能力,其他一些型式的火花塞,多极火花塞,改善点火性能,“V”型电极火花塞,火花塞的热特性,火花塞裙部的温

13、度： 1、500700为自净温度，适当。 2、温度过高，形成炽热点火，损坏发动机。,决定受热情况和散热条件,热型：裙部较长，吸热多，散热难，温度高 冷型：裙部较短，吸热少，散热易，温度低,适用于大功率高压缩比高转速的发动机,功率转速和压缩比较低的发动机,火花塞的型号,E,4,T,1989年标准：,1、表示火花塞结构类型和主要型式尺寸。 2、表示火花塞热值。 3、表示火花塞派生产品结构特征， 发火端特征材料特性及特殊技术要求。,1,2,3,火花塞使用中常见的故障,集炭,烧蚀,烧蚀,4.3 电子点火系,概述 1、传统点火系的优点：结构简单，成本低廉，工作比较可靠，发生故障易排除。 2、随着汽车技术

14、的发展，汽油发动机有了新的发展趋势：高转速，高压缩比，高性能，大功率方向发展，对排气净化，降低油耗也有新要求。 3、由于传统点火系固有的不可克服的缺点，不能适应新要求。 所以传统点火系已经被淘汰。,4.3.1传统点火系存在的问题,触点有机械惯性，高速易断火，不适合高速发动机。 断电器触点易烧蚀，可靠性差。 运动接触部分的机械磨损 次级电压的最大值随发动机转速的升高和气缸数的增加而下降，火花能量不易提高。 火花塞的积炭对次级电压最大值的影响大，影响点火可靠性。,4.3.3 电感式无触点普通电子点火系统,基本特点： 采用各种形式的点火信号发生器来代替断电器触点，信号发生器产生的触发或者控制点火信号

15、经过点火器内的电路，最后控制大功率三极管的导通或者截止，来达到控制点火线圈初级电路通断的目的。 按信号发生器的不同类型分类： 磁感应式、霍尔式、光电式、电磁振荡式,磁感应式电子点火系统,磁感应式电子点火系统的组成： 1、分电器：内装磁感应信号发生器、配电器、离心和真空提前机构。 2、点火器 3、点火线圈 4、火花塞,磁感应式电子点火系统,磁感应式电子点火系统工作原理（以丰田汽车磁感应式电子点火系统为例）,磁感应信号发生器的组成 磁感应信号发生器的工作原理 磁感应式电子点火系统的基本电路及工作原理,磁感应信号发生器的工作原理,磁感应信号发生器的组成,磁感应信号发生器的工作原理,传感线圈内的磁通及

16、感应电动势,传感线圈内的磁通及感应电动势,第七节 霍尔式无触点电子点火系,1、霍尔效应原理：如图410所示，当电流I通过放在磁场中的半导体基片（称为霍尔元件）且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直与电流和半导体基片的横向侧面上即产生一个电压，这个电压称为霍尔电压UH 霍尔电压UH的大小：,2、霍尔式信号发生器,1）霍尔信号发生器的基本结构：图411 a 触发叶轮： b 霍尔传感器： （由永久磁铁霍尔集成块组成）,2、霍尔式信号发生器,1）霍尔信号发生器的基本结构： 霍尔集成块：霍尔集成块包括霍尔元件和集成电路如图,霍尔信号发生器的工作原理,霍尔信号发生器的工作原理：,2）原理： 触发叶轮转动时，每当叶片进入空气隙，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，集成电路输出端三极管截止，信号发生器输出高电位； 当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁通通过霍尔集成块，构成回路，这时，霍尔集成块产生霍尔电压，集成电路输出端三极管导通，信号发生器输出低电位。 叶片不停的