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1、Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统学习目标 q理解汽油机对点火系统的基本要求。q掌握点火系统的组成与结构。q掌握微机点火系统的工作原理。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1 概述6.1.1 点火系统的作用6.1.2 点火系统的分类6.1.3 发动机点火系统的基本要求Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.1 点火系统的作用在汽油发动机中，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。 点火系将电源的低电压变成高电压，再按 照发动机点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混 合
2、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。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.1 点火系统的作用1990年以前，我国生产的汽车上广泛应用的 还是传统点火系，电子点火系的推广使用才刚刚 开始。随着汽车电器逐步电子化，传统点火装置 已无法适应现代高速发动机的点火需求，终将被 电子点火装置取代，进而向微机控制的电子自动 点火系发展。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.2 点火系统的分类Automobile Electrics第6章 汽油
3、机的点火系统6.1.2 点火系统的分类1、 磁电机点火系 其低压电流是自己产生的，且其点火线 圈、断电器和配电器组合为一整体。 由于它的结构复杂，低速点火性能不好 ，主要用于没有蓄电池的情况。多用于小 型二冲程发动机，如拖拉机的启动汽油机 、摩托车、飞机发动机及小型固定式汽油 机等。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.2 点火系统的分类2、传统点火系 汽车上的蓄电池或发电机向点火系提供电能，机械 触点控制点火时刻，点火时刻的调节采用机械式自动 调节机构，储能方式为电感储能。 传统点火系结构简单，成本低，是一种应用较早、 较普遍的点火系。 但该点火系工作可靠性
4、差，点火状况受转速、触点 技术状况影响较大，需要经常维修、调整。随着汽车 技术的发展，传统点火系越来越不适应现代发动机对 点火的要求，正日趋被新的电子点火系所取代。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.2 点火系统的分类3、电子点火系 蓄电池或发电机向点火系提供电能，晶体管控 制点火时刻，点火时刻的调节采用机械式调节机 构或电子调节机构，储能方式有电感储能和电容 储能两种。 电子点火系的点火电压和点火能量高，受发动 机工况和使用条件的影响小，结构简单，工作可 靠，维护、调整工作量小，节约燃油，减小污染 ，应用日益广泛。Automobile Electrics第
5、6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求总的要求是点火系统应在发动机各种不同工况和使 用条件下、保证可靠而准确地点燃混合气。 1、能产生足以击穿火花塞间隙的电压 点燃混合气的电火花是由于气体的电离作用产生的 。只有当火花塞电极间有足够高的电压，产生强大的电 场。使气体中的离子和电子加速，具有较大的动能，撞 击中性分子，发生冲击电离，并引起连锁反应，加之阴 极热电子发射，从而产生大量的离子和自由电子时才能 形成火花。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求火花塞电极之间产生电火花所需的最低电压称为 击穿电压。 击穿电压
6、与火花塞电极间隙、混合气的压力与温 度、电极的形状和温度，以及发动机的工作情况等 因素有关。 击穿电压应大于15kVAutomobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求2、火花应具有足够大的点火能量 当高压电在电极间隙跳火时，其电能变成热能，点燃 混合气。要使混合气可靠点燃火花塞产生的火花具有 一定的能量。试验证明，在一定范围内，随着火花能量 的增大，其着火性能越好。 点燃混合气所必须的最低能量，与混合气的成分、温 度、火花塞电极间隙及电极形状等有关。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本
7、要求发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度已接近其自燃温度，所需的火花能量很小(1 5mJ)。在混合气过浓或过稀时，都必须有较高的火花能量。在发动机起动、怠速、加速和节 气门急剧打开时，也都需要较高的火花能量。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求尤其在起动时，由于混合气雾化不良，废气 稀释严重，电极温度低，需要的点火能量最大。 考虑上述情况、为了保证可靠点火一般应保证 有50一80mJ的点火能量。现代发动机为了提高其 经济性，采用稀薄混合气，同时为了达到排气净 化的要求，都迫切需要提高点火能量。目前采用 的高能点火装置，一般点
8、火能量都要求超过80 100mJ。 Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求3、点火时刻应适应发动机的工作状况 首先，点火系统应按发动机的工作顺序点火 ，如东风EQl090型、解放CAl091型汽车装用的六 缸发动机，点火顺序为153624，北京 BJ2020型汽车四缸发动机的点火顺序为l24 3。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求其次，必须在最佳的时刻进行点火。最佳 点火时刻是以发动机获得最大功率、最小燃料 消耗量和减少有害气体的排放等来衡量的。实验证明：如果点火时刻
9、适当，燃烧最大 压力出现在上止点后1015时，发动机产 生的功率最大。 Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求在发动机气缸内，混合气从开始点火到完 全燃烧需要一定的时间(约千分之几秒)，为了 使活塞在压缩终了时，混合气能得到较充分的 燃烧，使发动机能发出最大功率，点火时间不 应在压缩行程终了，而应当适当提前一些点火 。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求如果点火过迟，即在活塞到达上止点时才点 火，则混合气边燃烧，活塞边下行，即燃烧过 程是在容积增大的情况下进行，而使气缸
10、的压 力降低，发动机功率下降。同时由于炽热的气 体与气缸壁的接触面积增大，热传导损失增大 。导致发动机过热，耗油量增大。 Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求如果点火过早，由于混合气的燃烧完全是 在压缩行程中进行，气缸内压力急剧上升，在 活塞到达上止点之前即达到最大压力，给正在 上升的活塞一个很大的阻力，阻止活塞向上运 动，不仅使发动机功率下降，燃料消耗增加， 还会引起爆燃，加速运动机件和轴承的损坏。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求因此，发动机应在最有利的时刻进行
11、点火。点火 时刻是用点火提前角来表示的。 点火提前角是指从火花塞电极间跳火开始，到活 塞运行至上止点为止的一段时间内曲轴转过的角度 ，以表示。 通常把发动机发出功率最大和油耗最小时的点火 提前角称为最佳点火提前角。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.1.3 发动机点火系统的基本要求不同发动机的最佳点火提前角各不相同，并且 同一发动机在不同工况和使用条件下的最佳点火提 前角也不相同。最佳点火提前角不仅与压缩比和火 花塞型号及数量等结构因素有关，而且与发动机转 速、负荷、混合气的成分、进气压力、冷却水温及 汽油的辛烷值等使用因素有关。因此，点火系统必 须具备根据上述
12、工况参数的变化而自功调节点火提 前角的能力，使发动机工作时的点火时刻始终处于 最佳点火提前角的状态。 Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.2 传统点火系统的组成及其工作原理q6.2.1 传统点火系统的组成。q6.2.2 传统点火系统的基本工作原理。q6.2.3 传统点火系统的主要部件。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.2.1 传统点火系统的组成传统点火系统的组成如图所示。 它主要由蓄电池、点火开关、点火线圈、 分电器和火花塞等组成。蓄电池供给点火系统所需电能；点火开关接通或断开点火系统电源；点火线圈储存点火能量，并将蓄电池电压
13、转变为点火高压；Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.2.1 传统点火系统的组成分电器由断电器、配电器和点火提前机构等部分组成 。u（1）断电器的作用是接通或切断点火线圈初级电路 ；u（2）配电器的作用是将点火线路产生的点火高压， 按照发功机的工作顺序输送至各缸火花塞；u（3）点火提前机构的作用是随发动机转速、负荷和 汽油辛烷值变化调节点火提前角。火花塞将点火高压引入气缸燃烧室,并在电极间产生 电火花，点燃可燃混合气。 Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.2.1 传统点
14、火系统的主要部件1、点火线圈 其实质是自藕变压器，点火线圈储存点火能 量，并将蓄电池电压转变为点火高压. 其内部装有两个线圈，其中一个匝数较少， 线径较粗的叫初级线圈；另一个匝数较多，线径 较细的叫次级线圈，每当初级线圈中电流中断时 ，铁芯磁通急剧下降，次级线圈便互感而产生高 压电供给火花塞，产生电火花，使混合气点着。 Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.2.3 传统点火系统的主要部件Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.2.3 传统点火系统的主要部件点火线圈按磁路结构形式的不同，一股 分为开磁路和闭磁路两种。开磁路点火线圈 在传统
15、点火系统中被广泛采用；闭磁路点火 线圈则多用于电子点火系统和微机控制的点 火系统中。 Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.2.3 传统点火系统的主要部件1）开磁路点火线圈 传统的开磁路点火线圈的基本结构如图所示 。主要由铁心、绕组、附加电阻等组成。 铁心上分层绕有次级绕组，初级绕组分层绕 在次级绕组外面。Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.2.3 传统点火系统的主要部件附加电阻也称热变电阻，具有温度升高时电阻迅 速增大，温度降低时电阻迅速减小的特点。发动机 工作时利用附加电阻这一特点自动调节初级电流 ，可以改善点火系统的工作特性。
16、 当发动机起动时，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 高压电和点火能量，为了克服这一影响，在起动时 将附加电阻短路，以增大初级电流，提高次级电压 和火花能量，从而改善了发动机的起动性能。 Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统附加电阻Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统附加电阻Automobile Electrics第6章 汽油机的点火系统6.2.3 传统点火系统的主要部件（2）闭磁路点火线圈 闭磁路点火线圈的结构如和传统的开磁 路点火线圈相比，其铁心不是条形，而是“曰 ”字形或“口”字形，铁心内绕有初级绕组，在 初级绕组外面绕有次级绕组，其铁心构成闭 合磁路。为了减少磁滞现象，常设
