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1、1,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。,点火系的作用： 产生电火花，适时点燃混合气,点火系的分类：,传统点火系 利用触点的闭合和打开来控制点火线圈一次电流的通断，完成点火。 电子点火系 利用半导体器件作为开关控制点火线圈一次电流的通断，完成点火。 微机控制点火系 由发动机ECU根据各传感器输入的信息依照发动机的点火次序适时控制各火花塞完成点火。,2,4.1 传统点火系统 4.2 普通电子点火系统 4.3 微机控制电子点火系统 4.4 微机控制无分电器点火系统 4.5 点火系统的使用与检测,本章提纲：,1、能产生足以击穿火花
2、塞间隙的电压 （1525kV） 2、火花应具有一定的能量（5080J） 3、点火时间应适应发动机的工况（最佳点火时间）,发动机对点火系的要求：,3,4.1.1 传统点火系的组成及工作原理,4.1 传统点火系统,1、组成,传统点火系,电源,断电器 接通或切断点火线圈一次电路 配电器 将点火线圈产生的高压电按气 缸的工作顺序送往各缸火花塞 电容器 减小断电器触点分开时的火 花，提高二次电压 点火提前机构 随发动机转速、负荷和 汽油辛烷值的变化而改变点火提前角。,点火开关 接通或断开电源电路,点火线圈 将12V低压电变为1525KV高压电。,分电器,火花塞 将高压电引入气缸燃烧室，产生电火 花来点燃
3、混合气,4,分电器：适时控制初级电路通断，按顺序分配火花到各缸,电源：供给电能,点火线圈：将低压电变为高压电。,点火开关：控制电路通电。,火花塞：将高压电引入气缸并产生火花点燃混合气。,5,2、工作原理,利用电磁感应原理(一次线圈通电,在线圈铁心中形成磁场,一次电流被切断,使磁场迅速消失, 在一次和二次线圈中均产生感应电动势,二次线圈匝数多,可感应较高的电压)，把12V低压电经点火线圈和断电器转变为15-25KV的高压电，由分电器按一定规律送入各缸火花塞，击穿其电极间隙而点燃混合气。,低压电路中一次电流回路,二次线圈中高压电流回路,6,初级电路接通，点火线圈积蓄能量；,初级电路切断，点火线圈产
4、生次级高压。,次级高压加到火花塞上，击穿火花塞间隙，点燃混合气。,传统点火系点火过程：,接通、切断，必须自动完成。由谁控制？ 断电器凸轮在分电器轴的驱动下旋转，交替将触点闭合或打开来自动接通、切断初级电路。,7,8,一次电流的值为Ip时触点断开，触点打开瞬间的一次电流称为一次断电电流。一次绕组存储的磁场能与之有关(4-5,-式)；,触点闭合后，一次电流按指数规律增长，并逐渐趋于极限值(4-4式,图4-4a)；,(4-4),(4-5),(4-6),9,若略去热损失，触点打开前一次线圈中存储的磁场能将全部转变为触点打开后两电容（P69图4-2）中存储（一、二次绕组对电容的充电过程）的电场能，列方程
5、可得二次电压最大值；,(4-11),10,由（式4-11、12）知，当点火线圈结构一定时，二次电压的最大值与一次断电电流成正比，并随两电容的增大而减小;,此外，二次电压上升时间对火花塞的工作能力影响极大,电压上升的时间越短损失越少,用于点火的能量就越多。,(4-12),若考虑热损失和磁损失，则,11,4.1.2 影响二次电压的因素,发动机转速 二次电压最大值随发动机转速升高而降低（P73）（是发动机高速时容易断火的原因）。超过某极限转速发动机不能保证可靠点火。 发动机的气缸数 二次电压的最大值将随发动机气缸数的增加而降低。触点闭合时间缩短,一次断电流减小。 火花塞积碳 积碳层相当于一分路电阻，
6、使二次电路形成闭合回路，产生泄露电流，消耗部分电磁能，使U2max降低。可在中心杆上端预留附加间隙来避免积碳影响。,发动机转速、气缸数和火化塞积炭影响:,12,触点间隙和电容的影响:,电容 U2max随一次电容C1和二次电容C2的减小而增高（4-14式），但不能过小。一般两电容均处于某一范围内最佳。 触点间隙（一般为0.35-0.45mm) 指断电器触点臂顶块位于凸轮最高位置时触点之间的距离. 间隙增大U2max降低，间隙减小U2max提高，但不能过小。 点火线圈的温度 点火线圈过热(R增大) Ip减小，使二次电压降低。,13,1、点火线圈（组成:一次绕组、二次绕组和铁心）,4.1.3 传统点
7、火系统的构造(点火线圈、分电器、火花塞),14,1）开磁路式点火线圈,其铁心用0.30.5mm厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级绕组和次级绕阻。次级绕阻居内，通常用直径为0.060.10mm的漆包线绕1100026000匝；初级绕阻居外，通常用0.51.0mm的漆包线绕230370匝。,15,当一次电流流过一次绕组时，使铁心磁化。由于磁路的上下部分都是从空气中通过的，一次绕组在铁心中产生的磁通需经壳体内的导磁钢套形成回路，铁心自身未构成回路，所以称为开磁路式点火线圈。磁路的磁阻大，磁通损失大，转换效率低（约60%）；,16,2）闭磁路式点火线圈,闭磁路式点火线圈在“日”字形或“口”字型铁心内绕有一
8、次绕组，磁路中只设有一个微小的气隙，在一次绕组的外面绕有二次绕组，磁力线经铁心构成闭合磁路。 优点：漏磁少，磁阻小，能量损失小，能量变换率高。可使点火线圈小型化。在电子点火系统中广泛采用。,17,2、分电器 主要由断电器、配电器、电容器和点火提前机构等组成。,18,19,见教材P76图4-11,20,1）断电器 由触点副和凸轮组成,凸轮的凸角数与气缸数相等。其作用是用来接通和断开一次电路.触点闭合,一次绕组中有电流流过,当凸轮旋转使凸角顶开触点时一次电路被切断。,21,2）配电器 由配电器盖和分火头组成。配电器盖内有旁电极(数目与气缸数相等),分火头旋转时,它上面的导电片轮流和各旁电极相对,将
9、点火线圈产生的高压电按气缸的工作顺序送往各缸的火花塞。,22,3）电容器 装于分电器壳体上.工作时要承受触点打开时一次绕组产生的 200-300V自感电动势,要求耐压为500V。,组成:,23,4）点火提前机构,真空提前机构:作用是随发动机负荷的变化自动改 变点火提前角 在发动机负荷(节气门开度)发生变化时，自动改变断电器触点与凸轮之间的相位关系，从而改变点火提前角。,离心提前机构:作用是根据转速的变化自动改变点 火提前角 在发动机转速变化时，利用离心力自动改变断电器凸轮与分电器轴之间的相位关系，从而改变点火提前角.,24,真空式提前装置,装于分电器壳体一侧。其结构如图:在外壳内固定有弹性金属
10、片制成的膜片，膜片中心一侧与拉杆固连，另一侧压有弹簧。拉杆由壳底座孔中伸出，与底板相连。当发动机负荷很小时,节气门开度小，节气门下方小孔处的真空度大，吸动膜片向右拱曲,拉杆4拉动活动底板带着断电器的触点副逆分电器轴旋转方向转动一定角度,使触点提前开启,点火提前角增大;,反之,膜片在弹簧作用下向左拱曲,使点火提前角自动减小。,25,其结构如图4-12所示。在分电器轴上固定有托板，两个重块分别套在托板的柱销上，重块的另一端由弹簧拉向轴心。拨板的两端有长形孔，套于离心块的销钉上。,离心式提前装置,凸轮的旋转是由分电器轴通过重块及销钉、拨板依次传动的。凸轮轴驱动的分电器轴由上半轴和下半轴两部分组成，两
11、者通过提前角调节器相连接。当发动机转速升高时，由于安装在分电器轴托板上的离心飞块的离心作用，使分电器上半轴顺着分电器的旋转方向相对下半轴偏转一定角度，使断电器触点提前断开，于是点火时刻被提前；反之，当发动机转速降低时，点火时刻被推后。,26,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,最佳点
12、火提前角 把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角.,最佳点火提前角对应最佳点火时刻.,27,。,最佳点火提前的影响因素: 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。 发动机转速一定时，负荷大，节气门开度大，进入的可燃混合气多，压缩终了的压力和温度增高，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，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大。 点火提前角还和汽油的辛烷值(抗爆性能)有关。,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
13、缩比、混合气成分、进气压力。,28,3、火花塞,作用：将点火线圈产生的高压电引入发动机燃烧室，在其电极间隙中产生电火花点燃混合气。,火花塞拧装于气缸盖的火花塞孔内，下端电极伸入燃烧室。上端连接分缸高压线。火花塞是点火系中工作条件最恶劣、要求高和易损坏部件。,29,1、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,火花塞的结构,30,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,31,32,火花塞的热特性（主
14、要取决于裙部的长度）：,500-600为火花塞裙部的自净温度(不积炭)，适当。 温度过高，形成炽热点火，损坏发动机。,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,33,火花塞使用中常见的故障,积炭,烧蚀,烧蚀,34,混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲击，要求火花塞必须有足够的机械强度。 火花塞承受高电压，要求它应有足够的绝缘强度，能承受30kv高压。 混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达15002200，进气时又突然冷却至5060，因此要求火花塞不但耐高温，而且能承受温度剧变，不
15、出现局部过冷或过热。 混合气的燃烧产物很复杂，含有多种活性物质，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐蚀。因此要求火花塞要耐腐蚀。 火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有合适的电极间隙。火花塞安装位置要合适，以保证有合理的着火点。火花塞气密性应当好，以保证燃烧室不漏气。,火花塞的工作条件及对其要求：,35,4.2 普通电子点火系统,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。 缺点：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易磨损；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
16、次级电压最大值的影响大，影响点火可靠性。 随着汽车技术的发展，汽油发动机有了新的发展趋势：向高转速，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。传统点火系统已经不适应现代汽车发展的要求.,4.2.1 概述,36,37,1、电子点火系统的优点,不存在触点氧化、烧蚀、变形、磨损等问题，不需经常维修和换件；可增大一次断电电流，提高二次电压； 电磁能量得到充分利用，高电压形成迅速，火花能量大； 减小了火花积炭的影响； 点火时间精确，混合气能得到完全燃烧，可以在稀混合气工况下照常点火； 对无线电干扰小，结构简单，重量轻，体积小，保养维修方便。,电子点火系统在改善电火花的性能、提高点火时间的控制精度和可靠性方面都得到了改善。,38,2、电子点火系统的分类,按储能方式分类 电感放电式电子点火系统、电容放电式电子点火系统 按信号发生器的原理分类 磁感应式、霍尔式、光电式 按初级电路（点火提前角）控制方式分类 普通电子点火系、微机控制点火系 按高压电的配电方式分类 有分电器点火系 无
