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1、“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设电气设备构造与维修第 1 页汽车电器设备构造与维修汽车电器设备构造与维修 教案教案任课教师：刘高俊任课教师：刘高俊任课时间：任课时间：2017 年年 9 月月“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设2第三章 点火系教学目的教学目的：使学生了解和掌握点火系的作用及其要求、常见点火电路的组成及工作原理；点火各主要零部件的结构、原理、检修；点火系常见故障的诊断与排除。教学重点教学重点：典型点火的组成与工作原理；主要零部件的结构、原理、检修。教学难点教学难点：点火系常见故障的诊断与排除方法。3-1 概述概述一、点火系的作用及分
2、类：1作用：提供电火花，点燃可燃混合气。2分类： 按初级电路通断的控制方式分：传统点火系、半导体点火系（也称晶体管点火系或电子点火系） 、计算机控制点火系按点火系电源分：磁电机点火系、蓄电池点火系按点火系储存能量的方式分：电感放电式、电容放电式按点火信号产生的方式分：磁感应式、光电式、振荡式、霍尔效应式3点火系的发展情况：1886 年使用磁电机点火系（至今仍应用在一些摩托车上） ；1908 年使用蓄电池点火系；60 年代使用晶体管点火系（有触点） ；70 年代无触点电子点火系；70 年代末微机控制点火时刻的电子点火系。二、对点火系的基本要求： 1能产生足以击穿火花塞间隙的电压：（1）击穿电压：
3、在火花塞电极间产生火花时需要的电压（2）影响击穿电压的主要因素：火花塞电极间隙的大小：电极间隙越大，则击穿电压越高气缸内混合气的压力和温度：混合气的压力越高，或温度越低，则击穿电压越高“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设3电极温度：电极温度越高，则击穿电压越高电极极性：点火瞬间火花塞中心电极为负（可降低击穿电压）发动机的工作情况：击穿电压随发动机的转速、负荷、点火提前角、混合气浓度而变化2电火花要有足够的能量：正常情况下为 5080mJ（起动时大于 100 mJ）3点火时间应适应发动机的工作情况：（1）点火顺序与发动机的工作顺序（作功顺序）一致（2）要有最佳的点火时刻点火
4、时刻用点火提前角表示。点火提前角：从点火开始到活塞运行至上止点时曲轴所转过的角度点火提前角过大（点火过早）：发动机功率下降，油耗增加，引起爆燃，机件易损坏点火提前角过小（点火过迟）：发动机功率下降，油耗增加，发动机过热，排气冒黑烟最佳点火提前角：发动机能发出最大的功率或油耗最小时的点火提前角影响最佳点火提前角的主要因素影响最佳点火提前角的主要因素：（a）转速：最佳点火提前角随转速的升高而增大（b）负荷：最佳点火提前角随负荷的增加而减小（c）起动及怠速：点火提前角减小（甚至不提前点火）（d）汽油的辛烷值（汽油的牌号）：汽油的辛烷值增大，则最佳点火提前角可适当增加（e）压缩比：压缩比增大，最佳点火
5、提前角可适当减小“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设4（f）混合气的浓度：混合气过浓或过稀时，应增加点火提前角3-2 半导体（电子）点火系一、半导体点火系的组成：P120 图 3-1电源、点火开关、信号发生器、点火控制器、分电器、点火线圈、高压线、火花塞等组成（1）电源：蓄电池、发电机。为点火系提供电能（2）信号发生器（传感器）：将曲轴转角（或活塞上止点位置）转换成电信号（3）点火控制器（点火模块）：控制点火线圈的初级绕组电流的通断配电器：将高压电按点火顺序分配给各缸火花塞（4）分电器 点火提前机构：自动调节点火提前角（点火时间）（5）点火线圈：将低压电转换成高压电（6）
6、火花塞：产生电火花（7）附加电阻：改善起动和高速时的点火性能（起动时附加电阻被短路）二、工作原理：图 3-21发动机的曲轴转动时，信号发生器产生点火脉冲信号，控制点火控制器的功率三极管的导通与截止。当功率三极管导通时，初级电路（低压电路）接通：蓄电池正极电流表点火开关附加电阻初级绕组点火控制器的功率三极管搭铁蓄电池负极 （图中实线所示）电流通过初级绕组，使铁芯磁化，产生磁场。2当功率三极管截止时，则初级电路断开，初级电流及其产生的磁场迅速消失，于“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设5是在次级绕组中产生很高的感应电动势（高压电） 。3配电器将高压电分配给各缸火花塞，击穿火花
7、塞的间隙，产生电火花，点燃可燃混合气。此时接通次级电路（高压电路）：点火线圈的次级绕组附加电阻点火开关电流表蓄电池正极蓄电池负极搭铁火花塞侧电极火花塞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的次级绕组 （图中虚线所示）三、半导体点火系主要元件的构造：（一）点火线圈：利用电磁感应原理1.普通点火线圈（开磁路点火线圈）：图 3-3（1）分类：按冷却方式分：沥青式（在外壳内填满沥青，也称为干式点火线圈干式点火线圈）油浸式（即在外壳内填满变压器油）按有无附加电阻分为：带附加电阻型、不带附加电阻型按接线柱的多少分为：两接线柱式、三接线柱式（2）组成： 主要由初级绕组
8、、次级绕组、铁芯组成、外壳、接线柱等组成结构特点：结构特点：铁芯是条形的，由很多层硅钢片叠成的。次级绕组匝数多（110002600 匝） 、线细（0.060.10mm） ，绕在铁芯上（里层） 。其一端与初级绕组的一端焊在一起，另一端接在点火线圈的中央高压线插孔上。初级绕组匝数少（230380 匝） 、线粗（0.51.0mm） ，绕在次级绕组上（外层）“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设6其一端接在“开关”接线柱（该接线柱与起动机一接线柱相连，起动时将附加电阻短路） ，另一端接在“一”接线柱上。2.闭磁路点火线圈：图 3-5其特点是其铁心为“日”字形或“口”字形 3.点火线
9、圈的型号：QCT73-93汽车电气设备产品型号编制方法 变型代号 设计序号 用途代号 电压等级代号 产品代号 DQ 表示点火线圈线圈 DQG 表示干式点火线圈DQD 表示电子点火系用点火 （应注意点火线圈的接线）如：（EQ1090 汽车）DQ125额定电压 12V、六缸发动机用、第 5 次设计的普通点火线圈。（神龙富康 988 汽车）DQG1211额定电压 12V、四缸发动机用、第 11 次设计的干式点火线圈。（二）分电器：图 3-7“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设71构造：（1）配电器：由分火头、分电器盖组成分电器盖中间有中央高压线插孔，周围有旁插孔（与气缸数目相同
10、）分火头：顶部压装一导电铜片，与分电器盖的旁电极之间有 0.250.8mm 的间隙分火头由分电器驱动（2）离心提前机构：图 3-8 转速升高时：点火提前角增大随发动机转速的变化而自动改变点火提前角转速降低时：点火提前角减小（3）离心提前机构：图 3-9负荷增大时：点火提前角减小随发动机负荷的变化而自动改变点火提前角 负荷减小时：点火提前角增大发动机怠速时：点火提前角减小（或基本不提前）2分电器的型号：变型代号 设计序号结构代号 缸数代号产品代号：FD有触点分电器FDW无触点分电器如：FD642六缸用、拉圆心式（拉断电器底板） 、第 2 次设计的分电器。“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发
11、展示范学校”建设8FDW465四缸用、无触点、第 5 次设计的分电器。（三）火花塞：1对火花塞的要求：P1252结构：P128 图 3-12火花塞的电极间隙：一般为 0.70.9mm（电子点火系 1.01.2mm） 。可通过弯曲侧电极来调整。3火花塞的热特性：指火花塞绝缘体裙部吸收的热量与其散发热量的平衡情况。（1）火花塞的“自洁温度”：火花塞绝缘体裙部的温度应保持在 500700温度过低：火花塞因积炭引起漏电，不能点火或火花微弱。温度过高：易引起早燃、爆燃、化油器回火等现象。（2）根据其热特性，火花塞可分为： “热型”火花塞 “冷型”火花塞 中型火花塞4常用火花塞的类型：图 3-145火花塞
12、的型号：QC/T 430-2005火花塞产品型号编制方法火花塞产品型号编制方法火花塞热值（P129 表表 3-3）单字母或双字母表示火花塞结构 类型、和要型式尺寸（表表 2）若干字母、数字表示火花塞 派生产品结构、发火端特性、 材料特性、技术要求（表表 1）“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设9（注：在火花塞热值数后出现紧相连的数字时，用连字符“”分隔）举例举例：示例 1：“A73”型火花塞即为螺纹旋入长度 12.7mm，壳体六角对边 16mm，热值代号 7，螺纹规格 M101，瓷绝缘体涂硅胶平座火花塞。示例 2：“DF7REC2”型火花塞即为螺纹旋入长度 19mm，壳体
13、六角对边16mm，热值代号 7，螺纹规格 M121.25，带电阻，NiCu 复合中心电极，快热结构，绝缘体突出型点火位置为 3mm 平座火花塞。示例 3：“VH6RLPPX4”型火花塞即为螺纹旋入长度 26.5mm，壳体六角对边14mm，热值代号 6，螺纹规格 M12X1.25，带电阻，中心电极和侧电极均为铂金，绝缘体突出型点火位置为 4mm，点火间隙为 1.1mm，整体接线螺杆平座型火花塞。（四）点火信号发生器：产生电压信号，触发点火控制器，使点火线圈的初级回路接通或断开。1.磁感应式（磁脉冲式）：（1）结构：P131 图 3-15 信号转子、传感线圈、铁心、永久磁铁点火信号发生器安装在分电
14、器内时：信号转子由分电器轴驱动点火信号发生器安装在飞轮壳上时：飞轮的齿圈作为信号转子（2）原理：图 3-15 利用电磁感应原理（3）工作特性：点火信号电压的大小随发动机转速的变化而变化。P141 图 4-29转速则点火信号电压（有的磁感应式半导体点火系省去离心式点提前机构）“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设10“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设11表表 2 火花塞特征代号火花塞特征代号2.霍尔效应式：（1）霍尔效应原理：P133 图 3-18 UHIBdRh（2）结构：图 3-19 霍尔触发器、信号转子、永久磁铁（3）工作原理：P134 图 3-
15、20通过霍尔元件的电流不变，用改变磁感应强度来产生脉冲电压信号。霍尔电压与转速无关，因此低速性能好。（4）霍尔集成电路的工作原理：图 3-21 将霍尔信号电压放大并转换为矩形脉冲矩形脉冲（方波）（方波）霍尔电压 霍尔系数通过霍尔元件的电流磁感应强度半导体基片的厚度“周口联营职业中专“国家中等职业教育改革发展示范学校”建设123.光电式：图 3-22（1）组成：光源（发光二检管） 、光接受器（光电二极管或三极管） 、遮光盘（2）工作原理：遮光转子旋转时，发光元件照射到光敏元件上的光线有规律地通断，使光敏元件产生点火信号电压脉冲。（五）点火控制器：1.功用：按照点火信号发生器的电压脉冲信号接通和断
16、开点火线圈的初级回路，使次级绕组产生高压。2.基本电路：P136 图 3-243.典型的点火控制器电路：（1）丰田汽车装用的点火控制器：图 3-25（2）CA1092 型汽车装用的点火控制器：图 3-26（3）奥迪、桑塔纳轿车使用的点火控制器：图 3-28四、半导体点火系主要元件的检修：（略）3-3 有分电器计算机控制点火系有分电器计算机控制点火系一、组成：低压电源、点火开关、微机控制单元 ECU（俗称电脑） 、点火控制器（又称点火模块） 、点火线圈、分电器、火花塞、高压线、传感器 二、工作原理：1.火花塞产生电火花的原理：P148 图 3-39（1）传感器向电控单元（ECU）输入相关信号（如水温、空气流量、节气门开度
