《汽车发动机构造与维修_教学课件 ppt 作者 主编 石社轩 副主编 王中雅 张宏阁 第5章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车发动机构造与维修_教学课件 ppt 作者 主编 石社轩 副主编 王中雅 张宏阁 第5章（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汽油机点火系,目录,5.1 概述,点火系统是汽油发动机独有的一个系统，点火系统的电路通断控制先后有机械触点控制、晶体管控制和微处理器控制控制等几种形式。随着点火控制方式的进化，控制的精度越来越高，点火能量也越来越大。点火系统技术变迁是新技术在发动机上应用的一个缩影。,点火系发展历史:,十九世纪八十年代，出现磁电机为电源的点火系 二十世纪初，出现传统点火系，即以蓄电池和发电机为电源的点火系 二十世纪六十年代，出现电子点火系 二十世纪七十年代初出现无触点的电子点火系。目前，使用广泛 二十世纪七十年代末开始使用微机控制点火时刻的电子控制系统。,5.1 概述,5.1.1 点火系统的作用,点火系统的基本
2、功用是根据发动机的运行状况，以准确的时刻产生足够能量的电火花点燃气缸内的混合气。,汽车发动机对点火系的要求,（1）迅速产生足以击穿火花塞间隙的高电压（2）电火花应具备足够高的能量（3）点火时刻应适应发动机的工况说明：点火时刻由点火提前角表示。当发动机的转速或负载发生变化时，可以通过点火提前机构进行自动调节。,说明：点火能量不足时，会使发动机启动 困难，发动机的动力性下降，油耗和排 污增加，甚至于发动机不能工作。起动时，通常电火花至少应具有0.1 焦耳的能量，发动机正常工作时，电火 花只要有0.010.05焦耳的能量就可以 点燃混合气。,5.1.1 点火系统的作用,5.1.2 点火系统的类型,汽
3、油机点火系统按采用的电源不同，可分为蓄电池点火系和磁电机点火系两大类。车用汽油发动机均采用蓄电池点火系统。,按对点火提前角的控制方式不同，车用汽油机的点火系统可分三种类型：传统点火系统、普通电子点火系统和电控点火系统。,目录,5.2.1 普通电子点火系的组成及工作原理,普通电子点火系主要由电源、点火开关、点火线圈、点火信号发生器、电子点火器、分电器、高压线及火花塞等组成。,普通电子点火系的组成,5.2.2 点火线圈,点火线圈是为点燃发动机气缸内可燃混合气提供点火能量的执行部件。点火线圈的作用是将汽车电源提供的12V低压电转变为能击穿火花塞电极间隙的1520kV的高压直流电。按磁路的结构形式不同
4、，点火线圈可分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种。,1.点火线圈的结构,5.2.2 点火线圈,1.点火线圈的结构,（1）开磁路点火线圈,开磁路点火线圈结构示意图,5.2.2 点火线圈,1.点火线圈的结构,（2）闭磁路点火线圈,点火线圈磁路,5.2.2 点火线圈,2. 点火线圈的检修,（1）外观检查 （2）绝缘性能的检查 （3）绕组电阻的检查 （4）附加电阻器的检查 （5）点火线圈性能的检查,5.2.3 点火信号发生器,点火信号发生器是电感储能式普通电子点火系统中的重要元件，一般安装在分电器内，其功用是产生控制电子点火器的脉冲信号。按其结构和工作原理不同，点火信号发生器可分为电磁式、霍尔式和光
5、电式三种类型。,5.2.3 点火信号发生器,1. 电磁式点火信号发生器,在电磁式电子点火系统中，点火信号发生器利用电磁感应原理产生触发电子点火器的信号，所以称之为电磁感应式点火信号发生器。,电磁式电子点火系统的组成图,5.2.3 点火信号发生器,电磁式点火信号发生器主要由永久磁铁、转子、铁芯、感应线圈等组成。,点火信号波形,结构,工作原理,电磁式点火信号发生器,1. 电磁式点火信号发生器,5.2.3 点火信号发生器,霍尔式电子点火系统的主要标志就是点火信号发生器利用霍尔效应原理产生点火信号，国产的桑塔纳、奥迪、捷达、红旗等轿车均都曾经用此类型点火系统。,霍尔式电子点火系统,2. 霍尔式点火信号
6、发生器,5.2.3 点火信号发生器,霍尔效应式点火信号发生器由分电器轴带动的触发叶轮、永久磁铁、霍尔元件等组成。,触发叶片进入空气隙,2. 霍尔式点火信号发生器,触发叶片离开空气隙,霍尔式点火信号传感器的结构,5.2.3 点火信号发生器,光电式电子点火系统主要由蓄电池、点火开关、点火线圈、点火控制器、光电式点火信号发生器和分电器等组成。,3. 光电式点火信号发生器,光电式点火信号发生器的结构图,5.2.4 电子点火器,电子点火器的功用是控制点火线圈一次绕组回路的接通或断开。电子点火器组装在一个小盒内，安装在分电器外部，其内部电路多种多样。,发动机电子点火器的内部电路图,5.2.4 电子点火器,
7、意大利SGSTHOMSON公司生产的L497集成块组成电子点火电路功能除基本点火控制外，还具有一次电流上升率控制、闭合角控制、停车断电保护、一次电流限制和过电压保护功能。,5.2.5 分电器,分电器只是用点火信号发生器代替了断电器，分电器内仍保留有传统的配电器、机械离心式点火提前角自动调节器和真空式点火提前角自动调节器。,分电器的组成图,分电器主要由配电器、离心式点火提前角调节器和真空式点火提前角调节器等组成。,5.2.5 分电器,1. 配电器,配电器的功用是按点火顺序将点火线圈产生的高压电输送给各缸的火花塞。配电器主要由分电器盖和分火头组成。,5.2.5 分电器,2. 离心式点火提前角调节器
8、,离心式点火提前角调节器的功用是根据发动机转速的变化自动调节点火提前角。离心式点火提前角调节器安装在分电器内的底板下部。,离心式点火提前角调节器的结构图,5.2.5 分电器,3. 真空式点火提前角调节器,真空式点火提前角调节器安装在分电器壳外侧，其功用是根据发动机负荷的变化自动调节点火提前角。,（a）负荷减小时 （b）负荷增大时 真空式点火提前角调节器的工作原理图,5.2.6 火花塞,1. 火花塞的构造,火花塞的功用是将点火线圈产生的高压电引入燃烧室，并在电极间产生电火花以点燃混合气。火花塞主要由中心电极、侧电极、壳体和瓷绝缘体等组成。,火花塞的构造图,5.2.6 火花塞,2.火花塞的热特性,
9、发动机工作时，火花塞绝缘体裙部的温度对其工作性能有很大的影响。 温度过低，落在火花塞绝缘体裙部上的汽油或润滑油容易形成积炭，导致火花塞漏电而不跳火； 温度过高，则容易引起发动机早燃和爆震。 火花塞绝缘体裙部温度保持500700时，既能使落上的油粒立即燃烧，又不至于引起发动机早燃和爆震，该温度称为火花塞的自洁温度。,火花塞绝缘体裙部的温度取决于其受热情况和散热条件。火花塞绝缘体裙部越长，受热面积大而传热距离长，工作时温度就高；火花塞绝缘体裙部短，则受热面积小而传热距离短，工作温度低。国产火花塞的热特性就是用火花塞绝缘体裙部长度标定的热值来表示，火花塞的热值代号由1到11，热值代号为13的称热型火
10、花塞，热值代号为46的称中型火花塞，热值代号为711的称冷型火花塞。,5.2.7 普通电子点火系统的维护与故障诊断,2.火花塞的热特性,5.2.7 普通电子点火系统的维护与故障诊断,1. 使用与维护注意事项,普通电子点火系统的使用与维护应注意以下几点： 1）电子点火系统使用高能点火线圈，不能用普通的点火线圈代替。 2）电子点火系统的分火头及高压线接头都具有高压阻尼电阻，以防无线电干扰，不能用普通件来代替。 3）清洗发动机时必须在发动机熄火时进行。 4）连接或断开点火系统的线路，或连接检测仪表时，应在发动机熄火状态下进行。 5）当点火系统有故障，由其他车辆拖行时，须将点火控制器的插头拔下。,5.
11、2.7 普通电子点火系统的维护与故障诊断,2. 故障诊断,点火系统故障是汽油机比较常见的故障，点火系统发生故障时一般比较突然，原因也比较复杂。按故障现象不同可将点火系统故障分为两类：发动机不能起动和发动机工作异常。,目录,5.3.1 电控点火系统的功能,电控点火系统（ESA系统）是现代汽车发动机集中控制系统中的一个子系统，通常与电控燃油喷射系统共用传感器和ECU，同组成发动机电控系统。,电控点火系统的功能包括点火提前角控制、通电时间（闭合角）控制和爆燃控制三个方面。,点火提前角定义当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定时，汽油机功率和耗油率随点火提前角的改变而变化。对应于发动机每一工况
12、都存在一个最佳点火提前角。适当点火提前角，可使发动机每循环所做的机械功最多（ 曲线阴影部分）点火提前角过大，易爆燃；点火提前角过小，排气温度升高，功率降低。,1. 点火提前角控制,5.3.1 电控点火系统的功能,5.3.1 电控点火系统的功能,1. 点火提前角控制,发动机起动后处于怠速工况以外的其他工况时，ECU根据发动机的转速信号和负荷信号（单位转数的进气量或基本喷油量）确定基本点火提前角，不同转速和负荷时的基本点火提前角数值存储在ECU内的存储器中。,（1）怠速工况基本点火提前角的确定,怠速运转时基本点火提前角的确定,5.3.1 电控点火系统的功能,1. 点火提前角控制,发动机起动后处于怠
13、速工况以外的其他工况时，ECU根据发动机的转速信号和负荷信号确定基本点火提前角，不同转速和负荷时的基本点火提前角数值存储在ECU内的存储器中。,（2）非怠速工况基本点火提前角的确定,（a）按喷油量和转速确定 （b）按进气量和转速确定 基本点火提前角控制模型图,5.3.1 电控点火系统的功能,1. 点火提前角控制,不同的发动机控制系统中，对点火提前角的修正方法是不同的，主要有以下两种：1）修正系数法； 实际点火提前角=基本点火提前角点火提前角修正系数2）修正点火提前角法。,（3）发动机起动后对点火提前角的修正方法,点火提前角常用的计算方法：实际点火提前角初始点火提前角基本点火提前角修正点火提前角
14、实际点火提前角基本点火提前角点火提前角修正系数,5.3.1 电控点火系统的功能,2）修正点火提前角法,5.3.1 电控点火系统的功能,1. 点火提前角控制,发动机起动后正常运转时，对点火提前角的修正项目也随发动机而异，主要修正项目有以下三种：1）冷却液温度修正，冷却液温度修正又可分为暖机修正和过热修正；2）怠速稳定修正；3）空燃比反馈修正。,（4）起动后点火提前角的修正项目,（1）水温修正,水温修正又可分为暖机修正和过热修正。 暖机修正：暖机过程中，随冷却水温的提高，点火提前角应适当减小。暖机修正控制信号：冷却液温度传感器信号、进气管绝对压力传感器信号或空气流量计信号、节气门位置传感器信号（I
15、DL信号） 过热修正：冷却液温度过高时，点火提前角应适当增大。过热修正控制信号：冷却液温度传感器信号、节气门位置传感器信号（IDL信号）,暖机修正,过热修正,5.3.1 电控点火系统的功能,ECU根据实际转速与目标转速的差来修正点火提前角，低于目标转速，应增大点火提前角，反之，推迟点火提前角。 怠速稳定修正控制信号：发动机转速信号（Ne信号）、节气门位置传感器信号（IDL信号）、车速传感器信号（SPD信号）、空调开关信号（A/C信号）,（2）怠速稳定修正,5.3.1 电控点火系统的功能,由于空燃比反馈控制系统，是根据氧传感器的反馈信号调整喷油量的多少来达到最佳空燃比控制的，所以这种喷油量的变化
16、必然带来发动机转速的变化。为了稳定发动机转速，点火提前角需根据喷油量的变化进行修正。,（3）空燃比反馈修正,5.3.1 电控点火系统的功能,5.3.1 电控点火系统的功能,2. 通电时间控制,在电感储能式点火系统中，点火线圈一次绕组回路接通后，其一次电流是按指数规律增长的，必须有足够的通电时间才能使一次电流达到饱和。,点火提前角的空燃比反馈修正曲线,5.3.1 电控点火系统的功能,3. 爆燃控制,爆燃是汽油机工作时的一种不正常燃烧现象，轻微的爆燃，可使发动机功率上升，油耗下降，但爆燃严重时，气缸内发出特别尖锐的金属敲击声，且会导致发动机过热，功率下降，耗油率上升，成为汽油机运行中最有害的一种故障现象。,5.3.2 电控点火系统的基本原理,1. 基本组成,电控点火系统主要由电源、点火开关、传感器、ECU、点火器、点火线圈、分电器（有分电器电控点火系统）、火花塞等组成。,电控点火系统的基本组成图,5.3.2 电控点火系统的基本原理,2. 基本工作原理,
