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1、汽车发动机构造与维修专业资料第一节 点火系的作用及分类一、点火系作用 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毕的。 点火系的作用是将低压电变成高压电,按照发动机的作功顺序与点火时间的规定,适时、精确地配送给各缸火花塞，产生电火花，点燃混合气。 二、点火系规定 保证在发动机多种工况和使用条件下可靠、精确的点火。1.能产生足以击穿火花塞间隙的电压UJ（击穿电压) 一般来说，电极间隙愈大、气缸内混合气压力愈高、温度愈低,击穿电压愈高。此外,发动机的转速、功率、压缩比以及点火时刻等因素也影响击穿电压的高下。为了保证点火的可靠性,点火系必须有一定的次级电压储
2、藏。但过高的次级电压,将导致绝缘困难,使成本提高。 老式点火系一般要提供0V0V的高电压。2电火花应具有足够的能量 发动机正常工作时所需电火花能量很小(3mJ）,但在起动、怠速、加速、大负 荷等工况时需要较高的电火花能量,点火系一般提供0m80m的火花能量。3点火时间应适应发动机的工作状况 点火系应按发动机的工作顺序进行点火 六缸:1-2 四缸:1-34-2或-2-4-3 在最有利的时刻点火 点火提前角:指从点火开始到活塞运营至上止点时的这段时间内曲轴所转过的角度。 点火过早、点火过迟都会使发动机功率下降。点火提前角过大(即点火过早),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
3、，在活塞达到上止点之前即达到较大压力，给正在上升的活塞一种很大的阻力制止活塞向上运动，不仅使发动机功率下降，油耗增长,还会引起爆燃,加速机件损坏。 点火提前角过小(即点火过迟）,在活塞达到上止点时才点火，则混合气边燃烧，活塞边下行，即燃烧过程是在容积增大的状况下进行的,不仅导致燃烧压力减少、发动机功率下降,还会引起发动机过热、油耗增长。 实践证明,燃烧最大压力出目前上止点后1015时,发动机的输出功率最大，此时所相应的点火提前角为最佳点火提前角。 最佳点火提前角重要与发动机转速、负荷等有关。 (1)发动机转速 同一负荷下，发动机转速越高,最佳点火提前角应越大。低转速时,点火提前角增大发动机转速
4、上升快,高转速时,点火提前角增大转速上升慢;起动或怠速时，点火提前角应很小或不提前。转速变化时点火提前角的调节由分电器的离心调节机构来实现。(2)发动机负荷 同一转速下，随着发动机负荷的增大,最佳点火提前角减小。负荷变化时点火提前角的调节由分电器的真空调节机构来实现。 （3）汽油辛烷值 点火提前较小,不易产生爆燃。汽油辛烷值高，抗爆性好。因此,燃用低辛烷值汽油时，应将点火提前角减小。汽油品质变化时,点火提前角的调节由分电器的辛烷值选择器来实现。 除此之外，点火提前角还与排气净化、混合气成分、发动机压缩比、发动机水温等诸多因素有关。 三、点火系分类 点火系按采用的电源不同，可分为蓄电池点火系和磁
5、电机点火系两大类。蓄电池点火系按与否采用电子元件控制可分为老式点火系和电子点火系。1老式点火系 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。老式点火系构造简朴，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差,点火状况受转速、触点技术状况影响较大,需要常常维修、调节。随着汽车技术的发展，老式点火系越来越不适应现代发动机对点火的规定，正日趋被新的电子点火系所取代。.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
6、。汽配人网：,受发动机工况和使用条件的影响小，构造简朴,工作可靠,维护、调节工作量小,节省燃油，减小污染，应用日益广泛。 汽车发动机向三高（高压缩比、高转速、高可靠性）,三低(低油耗、低排放、低噪声)方向发展,老式的点火系将逐渐被电子点火系所取代。第二节 老式点火系的构成及工作原理一、构成 1电源：提供低压直流电（两个电源)。2点火开关:控制低压电路的通断。点火线圈:变压(初级绕组、次级绕组）。4分电器:断电、配电、调节点火时间。 .火花塞:引入高压电，产生电火花。6.附加电阻短接装置:起动时将附加电阻短接,增大初级电流,增强起动点火花能量。二、工作原理:1.一种原理:以电磁感应(互感）理论为
7、基本。2.二个电路: 断电器触点闭合低压电路(初级电路） 断电器触点断开高压电路（次级电路）3.三个阶段(正常工作）： 触点闭合、初级电流增长过程 低压电路: 蓄电池或发电机“+”点火开关“O”档附加电阻点火线圈初级绕组断电器活动触点固定触点搭铁蓄电池或发电机“”。 产生反向自感电动势和500V的互感电动势。不产生电火花,积聚磁场能。触点闭合时，电路简图如下： 触点断开、次级绕组产生高压电过程 高压电路:点火线圈次级绕组“+” 附加电阻点火开关蓄电池或发电机火花塞侧电极分电器盖分火头点火线圈次级绕组“”。 产生同向自感电动势和15000V0V的互感电动势。 击穿火花塞间隙,形成电火花过程 起动
8、时电路短接附加电阻，电路稍有不同。 课后小结： 本课在理解点火系作用的基本上,分析其使用规定;汽配人网：，熟悉老式点火系的各构成构造、特点,并重点简介点火系的工作原理。 课后习题： 1、简述点火系的作用。 、为保证使用可靠,点火系应满足哪些基本规定?3、简述老式点火系的工作过程。 4、点火过早过迟有何危害? 第二节 无触点电子点火系学时:学时授课内容:二、霍尔式电子点火系统目的规定：1、理解霍尔效应工作原理;2、掌握霍尔信号发生器构造和工作原理； 重、难点：1、霍尔信号发生器;2、桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统;3、霍尔式电子点火系统电路原理图。教学措施：运用多媒体，辅助实物,以课堂讲授为主，
9、结合实习巩固所学内容。讲授重点内容提纲：第二节 无触点电子点火系二、霍尔式电子点火系统1系统构成及作用下面以桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统为例阐明其工作过程。如下图所示，重要由低压电源、点火线圈、点火控制器、分电器、火花塞等部分构成。各部件的重要作用是： 低压电源：为蓄电池或发电机电压，一般为12。 点火线圈：构造与自耦变压器相似，其功用是将214v的低压电转化为120kv的高压电。点火控制器：又称电子点火器、点火模块，重要是根据点火信号发生器产生的点火脉冲信号，接通和切断点火线圈初级绕组电路。分电器：又点火信号发生器、高压配电器和点火提前装置构成。 火花塞：其作用是产生电火花点燃可燃混合气。
10、点火开关：其功用是控制点火系统的初级电路,它一旦断开,发动机就会立即熄火。2重要部件及工作原理(1）霍尔效应式点火信号传感器 霍尔效应式点火信号传感器基本原理见下图7-1。当电流I通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时,在垂直于电流I和磁场B的半导体基片的横向侧面上产生一种与电流I和磁场强度成正比的电压UH，这个电压称为霍尔电压。式中:R霍尔系数； d半导体基片厚度。 运用霍尔效应制成的传感器或信号发生器的突出长处是:一是输出的电压信号近似于方波;二是输出电压高下于被测物体的转速无关。霍尔式传感器与磁感应式传感器不同的是需要外加电源。 霍尔元件事实上是一种霍尔集成块电路，内部原
11、理图见下图7-12所示。由于在霍尔元件上得到的霍尔电压一般为0V，因此必须将其放大整形后再输出给点火控制器。霍尔信号发生器位于分电器内，其构造见下图-13。重要由分电器轴带动的触发叶轮、永久磁铁、霍尔元件等构成。霍尔式分电器重要由霍尔传感器、点火提前调节装置、配电器等构成。霍尔传感器由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片、永久磁铁等构成。汽配人网：,分电器通过触发叶轮使霍尔集成电路的磁通发生变化，产生电压信号,供应点火控制器。与磁感应传感器不同的是，霍尔传感器需要一种输入电压。霍尔信号发生器工作原理图见下图7-14。 分电器轴带动触发叶轮转动,当叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍
12、尔元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路末级三极管截止,信号发生器输出高电位;当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压，集成电路末级三极管导通，信号发生器输出低电位。霍尔信号: 叶片不断的转动，信号发生器输出一种矩形波信号,作为控制信号给点火器。由点火器控制初级电路的通断。(2）点火控制器(点火模快) 桑塔纳轿车点火模快外形构造见下图。该电子点火模块为先进的混合集成电路，具有恒能点火（初级电流恒定75A)、闭合角控制、初级电流上升率控制、停车断电保护、过电压保护等功能。 (3）霍尔电子点火系(点火器内装专用点火集成块)原理图7-6:课后小结：、霍尔效应 当电流通过放在磁场中的
13、半导体基片,且电流方向和磁场B方向垂直时，在垂直于电流I和磁场B的半导体基片的横向侧面上产生一种与电流I和磁场强度成正比的电压UH,这个电压称为霍尔电压。 、霍尔式电子点火系由内装霍尔信号发生器的分电器、点火器、火花塞、点火线圈等构成。3、霍尔信号发生器工作原理。课后习题： 、何谓霍尔效应? 2、简述桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统工作过程。第三节无机械提前装置式电子点火系第四节 无分电器式电子点火系学时：学时 授课内容:无机械提前装置式电子点火系无分电器式电子点火目的规定：、理解无机械提前装置式和无分电器式电子点火系统的重要长处；2、掌握无机械提前装置式电子点火系的构造特点和工作原理；3、掌握
14、无分电器电控点火系统的两种形式的构造和工作过程。重、难点：1、无机械提前装置式电子点火系的构成； 2、无分电器电子点火系统的两种典型形式; 、点火提前角控制。教学措施:运用多媒体，辅助实物,以课堂讲授为主,结合实习巩固所学内容。讲授重点内容提纲: 无机械提前装置式电子点火系和无分电器式电子点火系有如下的特点: 在发动机的电子集中控制系统中,点火系统由微机控制称为微机控制点火系统。目前生产的大部分轿车都采用微机控制点火系统。该点火系统重要由传感器、电子控制器、点火控制器(点火器)、点火线圈和火花塞等构成。 在多种工况下,可自动获得最佳的点火提前角,使发动机的动力性、经济性、排放性及稳定性均处在最佳；而老式带机械式的真空、离心点火提前装置明显存在局限性，即点火提前角的调节不能满足发动机最佳点火的实际需要,此外，发动机转速、负荷以外的其他因素变化时,点火提前角不能作出相应的调节。在整个工作过程中，均可对点火线圈初级电路的通电时间和电流进行控制,不仅提高了点火的可靠性，并且可有效地减少电能消耗，避免点火线圈烧损。 采用爆燃控制功能后,可使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获得最佳的燃烧过程。此外,微机控制点火系统又分为分派式(有配电器)点火系统和直接式(无配电器)点火系统。分派式点火系统点火线圈产生的高压电由配电器按发动机作功顺序
