点火系,作用: 根据发动机的工作需要,及时点燃气缸内的混合气 分类: 传统,普通电子,微型机控制电子 电控燃油点火系统组成: 电池,发电机,点火线圈,分电器,火花塞和电子控制系统教学目标 1熟悉各类型点火系统的组成与工作原理; 2熟悉点火系统主要元件的功用、结构与原理; 教学内容 一、概述 二、普通电子点火系统 三、电控点火系统,一、概述 1.点火系统的功用 基本功用是产生电火花点燃气缸内的混合气 要求必须及时、可靠地点火 点火系统点燃混合气的时间一般用点火提前角表示 点火提前角是指某气缸的从火花塞跳火到该气缸活塞运动至压缩上止点时曲轴转过的角度 汽油机最佳的点火时间应保证缸内最高压力点出现压缩上止点后10-15此时发动机的性能最好2.点火系统的类型 按所用电源不同可分为磁电机点火系统和蓄电池点火系统车用汽油发动机均采用蓄电池点火系统 按贮存能量的元件不同,可分为电感储能式点火系统和电容储能式点火系统车用汽油机的点火系统一般都属电感储能式点火系统 电感储能式将点火能量以磁场能量的方式储存在电感线圈中 按对点火提前角的控制方式不同,可分传统点火系统、普通电子点火系统和电控电子点火系统传统点火系统 传统点火系统又称机械触点式点火系统,它利用机械触点控制点火提前角,并利用机械离心装置和真空装置对点火提前角进行自动调节。
传统点火系统的结构简单、成本低,在汽油机上应用最早 由于机械触点的存在,导致其点火能量低、工作可靠性差、对火花塞积炭敏感、对无线电干扰大,已不能适应现代汽车发展的要求,传统点火系统已逐渐被淘汰传统点火系统,普通电子点火系统 功能和工作原理与传统点火系统基本相同,只是控制点火提前角的元件用电子点火器取代了断电器,它利用晶体管的导通和截止来控制点火线圈一次绕阻回路的通断,而晶体管的导通与截止则用点火信号发生器产生的信号来控制 普通电子点火系统仍保留了机械离心式和真空式点火提前角自动调节装置 电感储能式普通电子点火系统,按点火信号发生器的结构原理不同,又分为电磁式、霍尔式和光电式三种类型电控点火系统 由ECU来控制和修正点火提前角,完全取消机械装置,甚至可取消分电器,成为全电子点火系统 电控点火系统除点火提前角控制功能外,还具有爆燃控制、通电时间控制等功能二、普通电子点火系 普通电子点火系统基本组成 电源为蓄电池或发电机,向点火系统提供点火能量 点火开关接通或断开电源电路 电子点火器内的大功率晶体管与点火线圈的一次绕组串联,并与电源、点火开关和搭铁构成点火线圈一次绕组的低压回路 点火信号发生器安装在分电器总成内,点火信号发生器的转子由分电器轴驱动。
分电器、高压线、火花塞,1点火信号发生器 2电子点火器 3点火开关 4点火线圈 5火花塞,普通电子点火系统基本组成 发动机工作时,点火信号发生器产生脉冲信号输送给电子点火器,脉冲信号控制点火器内晶体管的导通与截止当输入点火器的脉冲信号使晶体管导通时,点火线圈一次绕组回路接通,贮存点火所需的能量;当输入点火器的脉冲信号使晶体管截止时,点火线圈一次绕组回路断开,二次绕组便产生高压,此高压经配电器和高压线送至火花塞,以便完成点火1点火信号发生器 2电子点火器 3点火开关 4点火线圈 5火花塞,二、普通电子点火系统 2.点火线圈,功用:将电源的低压电转变成高压电 组成:外壳、绕组、接线柱等 类型:开磁路、闭磁路两种2.点火线圈 两接线柱式和三接线柱式两种1绝缘座 2铁心 3一次绕组 4二次绕组 5导磁钢套 6外壳 7低压接线柱“” 8胶木盖 9高压接线桩 10低压接线柱“+”或“开关” 11低压接线柱“+开关” 12附加电阻器,a)二低压接线柱式 b)三低压接线柱式,3.点火信号发生器 安装位置:分电器内 功用:产生控制电子点火器的脉冲信号 类型:电磁式、霍尔式和光电式三种 电磁式点火信号发生器,电磁式电子点火系统的组成图 1火花塞2点火信号发生器3点火线圈4点火开关 5蓄电池6电子点火器7分电器总成,电磁式点火信号发生器,a)结构b)工作原理c)点火信号波形 1感应线圈2永久磁铁3转子4铁心,霍尔式点火信号发生器,霍尔式电子点火系统的组成图 1蓄电池2点火开关3点火线圈4电子点火器5点火信号发生器6分电器7火花塞,霍尔式点火信号发生器,霍尔式点火信号发生器组成 1分火头与触发叶轮2霍尔元件3永久磁铁4线束,霍尔式点火信号发生器,霍尔式点火信号发生器的工作原理 )结构原理)叶片进入空气隙)叶片转过空气隙 1霍尔元件2触发叶轮叶片3永久磁铁4导磁板,光电式点火信号发生器,结构图 1分火头2发光二极管 3光敏晶体管4转子,原理图 1转子2转子轴 3发光二极管4光敏晶体管,4.电子点火器 安装位置:电子点火器组装在一个小盒内,安装在分电器外部。
功用:控制点火线圈一次绕组回路的接通或断开 类型:内部电路多种多样.,上海桑塔纳轿车发动机电子点火器内部电路,1点火信号发生器2电子点火器3点火开关 4点火线圈5火花塞,,上海桑塔纳轿车发动机电子点火器功能 基本点火控制:点火线圈一次绕组回路通断 一次电流上升率控制:控制点火线圈一次绕组回路中电流上升的速率 ,防止电流过小,保证点火能量 闭合角控制:控制点火线圈一次绕组的通电时间 停车断电保护:点火信号发生器输送给电子点火器的高电位时间超过设定值时,自动切断点火线圈一次绕组回路 过电压保护功能:对VT进行反向过电压保护 5.分电器 与传统点火系统中的分电器相比,普通电子点火系统中的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 组成: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分电器的组成,分电器配电器 功用: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 组成:主要包括分电器盖和分火头分电器离心式点火提前角调节器 功用:根据发动机转速的变化自动调节点火提前角 安装位置:离心式点火提前角调节器安装在分电器内 。
结构原理:,分电器真空式点火提前角调节器 功用:根据发动机负荷的变化自动调节点火提前角 安装位置:分电器外部 结构原理:,1分电器壳 2分电器活动底板 3信号发生器转子 4推杆 5膜片 6膜片回位弹簧 7真空管 8节气门,3、点火提前调节装置 实现点火提前角调节的方法有两种: (1)触点不动,使凸轮相对于其轴顺旋转方向转过一个角度,如图b所示使点火提前2)凸轮不动,使触点(连同固定托板)相对于凸轮逆旋转方向转过一个角度,使点火也提前触点处于分开位置时(点火开始)比较,当托板随分电器轴旋转时,重块的离心力使小头端克服弹簧3和9的拉力而绕大头端的轴销6转过一个角度,通过销钉5带动轴套11,使断电器凸轮1顺旋转方向转过这个角度,点火提前1)离心式点火提前装置 它是随着发动机转速的变化改变凸轮和轴的相位关系而调节点火提前角的托板7固定在分电器轴8上,重块4和10的大头端分别套在托板的两个轴销6上,两个重块的小头端与托板之间弹簧连接与断电器凸轮1制成一体的轴套11空套在分电器轴8的上部,轴套的下端面有带腰形孔的拨板2,套在重块4和10上的销钉5上2)真空式点火提前装置 它是随着发动机负荷(节气门开度)的变化改变触点与凸轮的相位关系而调节点火提前角的。
真空式点火提前装置3固定在分电器外壳1的侧面,其内腔被膜片7分割成两个腔,左室通大气,右室为真空室,借真空软管5接到节气门旁的专用通气孔上膜片与拉杆8连接成一体,拉杆与断电器底板连接;右室中安装弹簧4当节气门刚打开时,膜片右室感受到的进气管真空度减小,膜片向右移,推动断电器底板逆时针方向转动,点火提前 当节气门开度逐渐增大时,膜片左移,点火置后但当节气门开度处于怠速位置时,通气孔在节气门前方,,膜片右室真空度为零,点火提前角减至最小或为零点火提前角控制规律,点火正时提前角度并非固定不变,它必须随着发动机转速及发动机负荷的不同而变化 因为不论在任何转速下,汽缸内混合气燃烧所需的时间大约相同,因此点火正时必须随着发动机转速的提高而适度的提前 此外由于发动机负荷的不同、造成汽缸内油气混合比和容积效率(发动机的吸气能力)的变化,影响了混合气燃烧速度及燃烧效率,因此点火正时的提前角度也必须配合改变以求最佳动力输出在低负荷时,进入汽缸內的混合气较弄,残留气体增加且容积效率较差,这将使汽缸內的压力降低,燃烧速度減慢,因此点火正时角度必须适当提前 传统点火正时提前裝置是装在分电器内,包括离心式点火提前装置及真空式点火提前装置,分別受发动机转速(转速越高离心力越大)及发动机负荷(进气歧管的真空度随发动机负荷而变化)控制,两种裝置的提前作用各自独立,而两者的提前角度相加即为点火正时的总提前角度。
6.火花塞 功用: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 安装位置:气缸盖上 结构:,7.维护与常见故障诊断 注意事项: 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 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 清洗发动机时必须在发动机熄火时进行 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 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7.普通电子点火系统维护与常见故障诊断 点火正时的检查与调整: 检查:经验方法检查,或正时灯检查 调整:松开分电器壳体夹板紧固螺钉,转动分电器壳体调整初始点火提前角调整后,拧紧夹板紧固螺钉7.普通电子点火系统维护与常见故障诊断 发动机不能起动故障诊断: 用分电器中央高压线试火:无火功火弱则故障在低压电路,正常则故障在高压电路 低压电路故障:依次检查电源、点火线圈、点火开关、线路、点火信号发生器或电子点火器有故障 高压电路故障:分高压线试火,火花正常检查点火正时、火花塞;若无火花或火花弱,检查分电器盖或分火头是否漏电7.普通电子点火系统维护与常见故障诊断 发动机工作异常: 发动机运转不均并有节奏振抖,冒“黑烟”并发出有节奏的“突突”声个别缸不工作(分电器盖、分高压线火花塞故障) 怠速工况发抖,加速有突爆声点火过早 发动机不易起动、加速无力、回火、温度过高点火过迟 发动机不易起动,怠速不稳易熄火,中、高速运转正常低速缺火(火花塞间隙过小) 5)发动机中、低速运转正常,而高速不稳,且排气管有“突突”声高速缺火(火花塞间隙过大),三、电控点火系统构造 电控点火系统的功能 电控点火系统的功能包括点火提前角控制、通电时间控制和爆震控制三个方面。
点火提前角: 从点火时刻起到活塞到达压缩上止点,这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角 最佳点火提前角的作用: 混合气从点燃、燃烧到烧完有一个时间过程,最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程这样效率最高,振动最小,温升最低 点火提前角控制不当的后果: 点火过早,会造成爆震,活塞上行受阻,效率降低,磨损加剧,这是应该防止的点火过迟,气体做功效率低,排气声大不论点火过早或过迟,都会影响转速的提升1.点火提前角控制 为什么要对点火提前角控制,为什么传统式的难以实现?,最佳点火角受很多因素影响,例如: 1、气缸内温度与压力越高燃烧越快,点火提前角要越小影响缸温缸压的因素有:发动机压缩比、气温、缸温、负荷车在气温变化的季节有不同表现正缘于此2 、影响点火提前量最大的因素是转速随着转速的上升,转过同样角度的时间变短,只有更大的提前角才能得到相应的提前时间3、汽油辛烷值也就是汽油牌号,越高抗爆震能力越强,相应允许更大的点火提前角90号、93号、97号无铅汽油,是指它们分别含有90、93、97的抗爆震能力强的“异辛烷”,也就是说分别含有10、7、3的抗爆震能。