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1、第十章第十章节发动机点火系机点火系第一节 概述一、点火系一、点火系统的功用的功用 点火系点火系统的基本功用是在的基本功用是在发动机各种工况和使用条机各种工况和使用条件下，在气缸内适件下，在气缸内适时、准确、可靠地、准确、可靠地产生生电火花，以火花，以点燃可燃混合气，使点燃可燃混合气，使发动机作功。机作功。点火系点火系统的的类型型按按组成和成和产生高生高压电方式的不同可分方式的不同可分为传统蓄蓄电池点火系池点火系统、电子点火系子点火系统、微机控、微机控制点火系制点火系统和和磁磁电机点火系机点火系统。传统蓄蓄电池点火系池点火系统以蓄以蓄电池和池和发电机机为电源，借点火源，借点火线圈和断圈和断电器的
2、作用，将器的作用，将电源提供的源提供的6V、12V或或24V的低的低压直流直流电转变为高高压电，再通，再通过分分电器分配到各缸火器分配到各缸火花塞，使火花塞两花塞，使火花塞两电极之极之间产生生电火花，点燃可燃混合气。火花，点燃可燃混合气。电子点火系子点火系统：以蓄：以蓄电池和池和发电机机为电源，借点火源，借点火线圈和由半圈和由半导体器件体器件(晶体三极管晶体三极管)组成的点火控制器将成的点火控制器将电源提供的低源提供的低压电转变为高高压电，再通，再通过分分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之极之间产生生电火花，点燃可火花，点燃可燃混合气。特点是点火可靠、使用方便
3、，是目前国内外汽燃混合气。特点是点火可靠、使用方便，是目前国内外汽车上广泛采用上广泛采用的点火系的点火系统。微机控制点火系微机控制点火系统：以蓄：以蓄电池和池和发电机机为电源，借点火源，借点火线圈将圈将电源的低源的低压电转变为高高压电，再由分，再由分电器将高器将高压电分配到各缸火花塞，并由微机分配到各缸火花塞，并由微机控制系控制系统根据各种根据各种传感器提供的反映感器提供的反映发动机工况的信息，机工况的信息，发出点火控制出点火控制信号，控制点火信号，控制点火时刻，点燃可燃混合气。它刻，点燃可燃混合气。它还可以取消分可以取消分电器，由微机器，由微机控制系控制系统直接将高直接将高压电分配分配给各缸
4、。各缸。磁磁电机点火系机点火系统由磁由磁电机本身直接机本身直接产生高生高压电，不需另，不需另设低低压电源。与源。与传统蓄蓄电池点火系池点火系统相比，磁相比，磁电机点火系机点火系统在在发动机中、高机中、高转速范速范围内，内，产生的高生的高压电较高，工作可靠。但在高，工作可靠。但在发动机低机低转速速时，产生的高生的高压电较低，不利于低，不利于发动机起机起动。点火系点火系统的基本要求的基本要求能能产生足以生足以击穿火花塞两穿火花塞两电极极间隙的隙的电压（击穿穿电压火花塞火花塞击穿穿电压的大小与的大小与电极之极之间的距离的距离(火花塞火花塞间隙隙)、气缸内的、气缸内的压力和温度、力和温度、电极的温度、
5、极的温度、发动机的工作状况等因素有关。通常，火花塞的机的工作状况等因素有关。通常，火花塞的击穿穿电压为78kV，发动机冷起机冷起动时达达19kV。为了使了使发动机在各种不同的工况下均能可靠地点火，要求火花塞机在各种不同的工况下均能可靠地点火，要求火花塞击穿穿电压应在在1520kV。电火花火花应具有足具有足够的点火能量的点火能量混合气混合气压缩时的温度接近自燃温度，因此所需的火花能量的温度接近自燃温度，因此所需的火花能量较小小(15mJ)，传统点火系点火系统的火的火花能量花能量(1550mJ)，足以点燃混合气。但在起，足以点燃混合气。但在起动、怠速以及突然加速、怠速以及突然加速时需要需要较高的点
6、火能量。高的点火能量。为保保证可靠点火，一般可靠点火，一般应保保证5080mJ的点火能量，起的点火能量，起动时应能能产生大于生大于100mJ的点火能的点火能量。量。点火点火时刻刻应与与发动机的工作状况相适机的工作状况相适应首先首先发动机的点火机的点火时刻刻应满足足发动机工作循机工作循环的要求；其次可燃混合气在气缸内从开始点火到的要求；其次可燃混合气在气缸内从开始点火到完全燃完全燃烧需要一定的需要一定的时间(千分之几秒千分之几秒)，所以要使，所以要使发动机机产生最大的功率，就不生最大的功率，就不应在在压缩行程行程终了了(上止点上止点)点火，而点火，而应适当地提前一个角度。适当地提前一个角度。第二
7、第二节 蓄蓄电池点火系池点火系统的的组成及工作原理成及工作原理组成成 电源：源：主要包括蓄主要包括蓄电池及池及发电机，机，为系系统供供应12V、24V或或48V直流直流电； 点火开关及点火开关及电流表：流表：控制控制电路的通、断并指示路的通、断并指示电路的充、放路的充、放电的工作状的工作状态； 点火点火线圈：圈：通通过对初初级线圈中低圈中低压电的通、断控制，使次的通、断控制，使次级线圈中感圈中感应出用于点火的高出用于点火的高压电； 配配电器及断器及断电器：器：断断电器的作用是在适当的器的作用是在适当的时刻刻对初初级线圈圈实现断断电，以使次，以使次级线圈圈产生高生高压电；配；配电器的作用是将次器
8、的作用是将次级线圈圈产生的高生的高压电流，按照流，按照发动机的工作机的工作顺序分配到需要点序分配到需要点火的气缸的火花塞上；火的气缸的火花塞上； 高高压线及火花塞：及火花塞：传输高高压电并使高并使高压电能能击穿火花塞穿火花塞电极而极而释放出火花，以点燃混合气；放出火花，以点燃混合气； 点火提前点火提前调节装置装置 由离心和真空两套点火提由离心和真空两套点火提前前调整装置整装置组成，分成，分别安装在断安装在断电器底板的下方器底板的下方和分和分电器的外壳上，用来在器的外壳上，用来在发动机工作机工作时随随发动机工况的机工况的变化自化自动调整点火提前角。整点火提前角。 附加附加电阻：用以平衡点火阻：用
9、以平衡点火线圈内平均圈内平均电流的大流的大小小变化。化。传统点火系点火系统的的工作原理工作原理 当断当断电器触点断开后，初器触点断开后，初级电流下降的流下降的速率越高，次速率越高，次级绕组中中产生的感生的感应电压越越高，越容易高，越容易击穿火花塞穿火花塞间隙。隙。工作工作电路流程路流程 低低压电路：路：蓄蓄电池池电流表流表点火开关点火开关附加附加电阻阻初初级线圈圈断断电器器搭搭铁（接地）（接地）蓄蓄电池池 高高压电路：路：蓄蓄电池池电流表流表点火开关点火开关附加附加电阻阻次次级线圈圈分分电器器火花塞火花塞发动机机体机机体蓄蓄电池池第三第三节 点火点火时刻刻n点火提前角点火提前角：从点火：从点火
10、时刻起到活塞到达刻起到活塞到达压缩上止点，上止点，这段段时间内曲内曲轴转过的角度。的角度。n最佳点火提前角最佳点火提前角：能使：能使发动机机获得最佳得最佳动力性、力性、经济性和最佳排放性能的点火提性和最佳排放性能的点火提前角。前角。n影响因素影响因素：发动机的机的转速和混合气的燃速和混合气的燃烧速度。混合气的燃速度。混合气的燃烧速度又与混合气的速度又与混合气的成分、成分、发动机的机的结构及其他一些因素有关构及其他一些因素有关(如燃如燃烧室的形状、室的形状、压缩比等比等)。n当当节气气门开度一定开度一定时，随着，随着发动机机转速升高，速升高，应适当增大点火提前角，否适当增大点火提前角，否则燃燃烧
11、会延会延续到作功行程，使到作功行程，使发动机的机的动力性、力性、经济性下降。性下降。n当当发动机机转速一定速一定时，随着，随着负荷增加，荷增加，节气气门开度增大，开度增大，应适当减小点火提前角。适当减小点火提前角。反之，反之，发动机机负荷减小荷减小时，点火提前角，点火提前角应当加大。当加大。n最佳点火提前角最佳点火提前角还与所用汽油的抗爆性有关。与所用汽油的抗爆性有关。一、分一、分电器器分分电器由断器由断电器、配器、配电器、器、电容器和点火提前容器和点火提前调节装置等装置等组成。成。分分电器的基本构造器的基本构造分分电器盖：在分器盖：在分电器器总成的上部安装有分成的上部安装有分电器盖，其上装有
12、一个高器盖，其上装有一个高压线中心插座中心插座及若干个高及若干个高压线侧插座，在中心插座下面装有炭柱和插座，在中心插座下面装有炭柱和弹簧，以簧，以实现与断与断电凸凸轮顶部的分火部的分火头之之间的运的运动连接；接； 分分电器壳：分器壳：分电器器总成的大部分零件均安装在分成的大部分零件均安装在分电器壳体内，包括：断器壳体内，包括：断电器底版器底版总成、成、电容器、离心式点火提前装置、真空点火提前装置等；容器、离心式点火提前装置、真空点火提前装置等； 分分电器器轴：分：分电器器轴下端受到与凸下端受到与凸轮轴相相啮合的合的齿轮驱动，按相，按相应的正的正时要求，要求，通通过离心式点火提前装置离心式点火提
13、前装置驱动断断电器凸器凸轮旋旋转，实现对低低压断断电的控制，同的控制，同时也也驱动套在断套在断电凸凸轮上的分火上的分火头，完成，完成对高高压电的分配。的分配。第四第四节 传统点火系点火系统主要元件的主要元件的结构构分分电器的基本工作原理器的基本工作原理分分电器器轴通通过离心点火提前装置，离心点火提前装置，驱动断点器凸断点器凸轮转动，在适当，在适当时刻，凸刻，凸轮顶开断开断电器活器活动触点臂，并断开由触点臂，并断开由该触点控制的点火触点控制的点火线圈的低圈的低压电路，其路，其结果是在点火果是在点火线圈圈的高的高压电路中感路中感应出出约 15000V 的高的高压电，该高高压电经由分由分电器器轴驱动
14、的分火的分火头，将，将高高压电分配到相分配到相应的需要点火气缸的火花塞上，以的需要点火气缸的火花塞上，以实现发动机的正常工作。机的正常工作。断断电器器功用功用：周期地接通和切断点火：周期地接通和切断点火线圈初圈初级绕组的的电路，使初路，使初级电流和点火流和点火线圈圈铁心中心中的磁通的磁通发生生变化，以便在点火化，以便在点火线圈的次圈的次级绕组中中产生高生高压电。组成成：一：一对钨质的触点和断的触点和断电器凸器凸轮组成。断成。断电器凸器凸轮的凸棱数与的凸棱数与发动机气缸数相机气缸数相等。凸等。凸轮轴通通过离心点火提前离心点火提前调节器与分器与分电器器轴相相连。分。分电器器轴由由发动机的曲机的曲轴
15、通通过配气凸配气凸轮轴上的上的齿轮驱动，其，其转速与配气凸速与配气凸轮轴的的转速相等，速相等，为曲曲轴转速的一半速的一半（四冲程（四冲程发动机）。机）。配配电器器 功用：将点火功用：将点火线圈中圈中产生的高生的高压电，按，按发动机各气缸的工作次序机各气缸的工作次序轮流分配到各缸的火流分配到各缸的火花塞。花塞。 组成：分成：分电器盖与分火器盖与分火头。分火。分火头安装在断安装在断电器器轴上，与上，与轴一起旋一起旋转，分，分电器盖上有器盖上有中心中心电极和若干个极和若干个侧电极，极，侧电极的数目与极的数目与发动机气缸相等，机气缸相等，经高高压导线与各缸火与各缸火花塞相花塞相连。点火提前点火提前调节
16、装置装置点火提前角：从触点分开到活塞到达上止点点火提前角：从触点分开到活塞到达上止点这段段时间的曲的曲轴转角。角。调节点火提前角的点火提前角的方法有两种：方法有两种：保持触点不保持触点不动，将断，将断电器凸器凸轮相相对于分于分电器器轴顺旋旋转方向方向转过一个角度一个角度，凸，凸轮提提前将触点前将触点顶开，使点火提前。开，使点火提前。凸凸轮不不动(不改不改变凸凸轮与与轴的相的相对位置位置)，使断，使断电器触点相器触点相对于凸于凸轮逆着旋逆着旋转方向方向转过一个角度一个角度，也可使点火提前。，也可使点火提前。离心点火提前离心点火提前调节装置和装置和真空真空点火提前点火提前调节装置装置 （自学）（自
17、学）功用：功用：将将电源的低源的低压电转变为高高压电。组成：成：铁芯、接芯、接线柱、柱、导磁磁钢套、外壳、初套、外壳、初级线圈、次圈、次级线圈、高圈、高压线接接头、附加附加电阻等。阻等。开磁路点火开磁路点火线圈圈 点火点火线圈的圈的铁芯由若干片涂有芯由若干片涂有绝缘漆的硅漆的硅钢片叠成，二次片叠成，二次绕组和一次和一次绕组都套装在柱形都套装在柱形铁芯上。芯上。闭磁路点火磁路点火线圈圈 闭磁路点火磁路点火线圈将一次圈将一次绕组和二次和二次绕组都都绕在口字形或日子形在口字形或日子形铁芯上。初芯上。初级绕组在在铁芯中芯中产生的磁通，通生的磁通，通过铁芯形成芯形成闭合磁路，泄漏的磁通量和磁路合磁路，泄
18、漏的磁通量和磁路损失大大减少，点火失大大减少，点火线圈的圈的转化效率高。化效率高。二、点火二、点火线圈圈功用：功用：将点火将点火线圈或磁圈或磁电机机产生生的脉冲高的脉冲高压电引入燃引入燃烧室，并在室，并在其两个其两个电极之极之间产生生电火花。火花。工作条件及性能要求：工作条件及性能要求：（1）受到高）受到高压燃气冲燃气冲击，需要，需要有足有足够的机械的机械强度；度；（2）必）必须具有耐具有耐20000V电压的的绝缘强度；度；（3）受）受15002000燃气燃气加加热，必，必须具有良好的耐具有良好的耐热性及性及散散热性；性；（4）必）必须具有良好的密封性、具有良好的密封性、耐腐耐腐蚀性及性及电击
19、穿性能。穿性能。火花塞火花塞第五第五节 电子点火系子点火系统 优点点1)可以减少触点火花，避免触点可以减少触点火花，避免触点烧蚀，延，延长触点的使用寿命；有的触点的使用寿命；有的还可以取消触点，可以取消触点，因而克服了与触点相关的一切缺点，改善了点火性能。因而克服了与触点相关的一切缺点，改善了点火性能。2)可以不受触点的限制，增大初可以不受触点的限制，增大初级电流，提高次流，提高次级电压，改善，改善发动机高速机高速时的点火性的点火性能。一般能。一般传统点火系点火系统的低的低压电流不超流不超过5A，而，而电子点火系子点火系统可提高到可提高到78A，次次级电压可达可达30kV。3)由于次由于次级电
20、压和点火能量的提高，使其和点火能量的提高，使其对火花塞火花塞积炭不敏感，且可以加大火花塞炭不敏感，且可以加大火花塞电极极间隙，点燃隙，点燃较稀的混合气，从而有利于改善稀的混合气，从而有利于改善发动机的机的动力性、力性、经济性和排气性和排气净化性能。化性能。4)大大减大大减轻了了对无无线电的干的干扰。5)结构构简单，质量量轻，体，体积小，使用和小，使用和维修方便。修方便。目前，国内外汽目前，国内外汽车上使用的上使用的电子点火系子点火系统主要分主要分为有触点的有触点的电子点火系子点火系统和无触点的和无触点的电子点火系子点火系统两大两大类。无。无论是哪一是哪一类电子点火系子点火系统，都是利用，都是利
21、用电子元件子元件(晶体三极管晶体三极管)作作为开关来接通或断开点火系开关来接通或断开点火系统的初的初级电路，通路，通过点火点火线圈来圈来产生高生高压电。微机控制点火系微机控制点火系统 微机控制点火系微机控制点火系统可以通可以通过各种各种传感器感知多种因素感器感知多种因素对点火提前角的点火提前角的影响，使影响，使发动机在各种工况和使用条件下的点火提前角都与相机在各种工况和使用条件下的点火提前角都与相应的最佳点的最佳点火提前角比火提前角比较接近，并且不存在机械磨接近，并且不存在机械磨损等等问题，克服了离心点火提前，克服了离心点火提前调整装置和真空点火提前整装置和真空点火提前调整装置的缺陷，使点火系
22、整装置的缺陷，使点火系统的的发展更展更趋完善，完善，发动机的性能得到机的性能得到进一步改善和更加充分的一步改善和更加充分的发挥。型式：按是否配有分型式：按是否配有分电器分器分为有分有分电器微机控制点火系器微机控制点火系统和无分和无分电器微机器微机控制点火系控制点火系统两种。两种。 有分有分电器微机控制点火系器微机控制点火系统的的组成成 无分无分电器微机控制点火系器微机控制点火系统 思考思考题1.点火系点火系统的基本功用和基本要求有哪些？的基本功用和基本要求有哪些？2.试说明明传统点火系点火系统由哪些部分由哪些部分组成？各成？各组成部分的作用是什么？成部分的作用是什么？3.画出画出传统点火系点火系统线路路图，并指出高、低，并指出高、低压电路中路中电流流流流动的方向。的方向。4.汽汽车发动机的点火系机的点火系统为什么必什么必须设置真空点火提前和离心点火提前置真空点火提前和离心点火提前调节装置？它装置？它们是怎是怎样工作的？工作的？5.什么是点火提前角？影响点火提前角的因素有哪些什么是点火提前角？影响点火提前角的因素有哪些?
