點火系統(tǒng)__汽車電氣設(shè)備-第一講

1、第第5章章 點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)5.1 點火系統(tǒng)概述點火系統(tǒng)概述5.1.1點火系統(tǒng)基本組成點火系統(tǒng)基本組成 汽油發(fā)動機(jī)汽油發(fā)動機(jī)點火系統(tǒng)的作點火系統(tǒng)的作用是適時地為用是適時地為發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)已壓縮的可燃已壓縮的可燃混合氣提供足混合氣提供足夠能量的電火夠能量的電火花，使發(fā)動機(jī)花，使發(fā)動機(jī)能及時、迅速能及時、迅速地起動并連續(xù)地起動并連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)。圖圖5-1 點火系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)點火系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)5.1.2汽油發(fā)動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)（正常著車）的必備條件汽油發(fā)動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)（正常著車）的必備條件 為使汽油發(fā)動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)（正常著車），必須具備為使汽油發(fā)動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)（正常著車），必須具備“有油、有油、有電、有壓

2、縮有電、有壓縮”這三個基本條件。這三個基本條件。（1）進(jìn)入氣缸的可燃混合氣濃度必須適宜，既不能太濃，也）進(jìn)入氣缸的可燃混合氣濃度必須適宜，既不能太濃，也不能太稀。不能太稀。（2）點火系統(tǒng)必須在正確的點火時刻進(jìn)行點火，且電火花要）點火系統(tǒng)必須在正確的點火時刻進(jìn)行點火，且電火花要足夠強(qiáng)烈。足夠強(qiáng)烈。（3）在壓縮行程接近終了時，燃燒室內(nèi)要有較高的壓縮壓力。）在壓縮行程接近終了時，燃燒室內(nèi)要有較高的壓縮壓力。5.1.3對點火系統(tǒng)的基本要求對點火系統(tǒng)的基本要求 點火系統(tǒng)性能好壞對發(fā)動機(jī)的工作有十分重要的影響。點火系統(tǒng)性能好壞對發(fā)動機(jī)的工作有十分重要的影響。點火系統(tǒng)應(yīng)在發(fā)動機(jī)各種工況和使用條件下保證可靠而

3、準(zhǔn)確點火系統(tǒng)應(yīng)在發(fā)動機(jī)各種工況和使用條件下保證可靠而準(zhǔn)確地點火。地點火。 為此，對點火系統(tǒng)有下列要求：為此，對點火系統(tǒng)有下列要求：（1）點火系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的高電壓。）點火系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的高電壓。 能夠擊穿火花塞電極間隙，在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的能夠擊穿火花塞電極間隙，在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的最低電壓，稱為火花塞擊穿電壓。汽車在行駛中，發(fā)動機(jī)在滿最低電壓，稱為火花塞擊穿電壓。汽車在行駛中，發(fā)動機(jī)在滿載低速時需載低速時需810kV的高壓電，正常點火一般均在的高壓電，正常點火一般均在15kV以上，以上，起動時可達(dá)起動時可達(dá)19kV。 為保證點火可靠，點火系

4、統(tǒng)所能產(chǎn)生的最高電壓必須總是為保證點火可靠，點火系統(tǒng)所能產(chǎn)生的最高電壓必須總是高于火花塞的擊穿電壓?？紤]各種不利因素的影響，通常將點高于火花塞的擊穿電壓?？紤]各種不利因素的影響，通常將點火裝置的設(shè)計能力控制在火裝置的設(shè)計能力控制在30kV以內(nèi)。以內(nèi)。（2）電火花應(yīng)具有足夠的點火能量。）電火花應(yīng)具有足夠的點火能量。 發(fā)動機(jī)正常工作時，因混合氣壓縮終了的溫度已接近其自發(fā)動機(jī)正常工作時，因混合氣壓縮終了的溫度已接近其自燃溫度，這時所需電火花能量為燃溫度，這時所需電火花能量為15mJ即可點火。但在發(fā)動即可點火。但在發(fā)動機(jī)起動、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)以及節(jié)氣門急劇打開時，則需較高的電火花機(jī)起動、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)以及節(jié)氣門急劇

5、打開時，則需較高的電火花能量。能量。 為保證發(fā)動機(jī)能在較高經(jīng)濟(jì)性和污染物排放指標(biāo)的基礎(chǔ)上為保證發(fā)動機(jī)能在較高經(jīng)濟(jì)性和污染物排放指標(biāo)的基礎(chǔ)上正常工作，其可靠的點火能量應(yīng)達(dá)到正常工作，其可靠的點火能量應(yīng)達(dá)到5080mJ，起動時應(yīng)產(chǎn)，起動時應(yīng)產(chǎn)生大于生大于100mJ的電火花能量。的電火花能量。（3）點火系統(tǒng)應(yīng)按照發(fā)動機(jī)的工作順序進(jìn)行點火。）點火系統(tǒng)應(yīng)按照發(fā)動機(jī)的工作順序進(jìn)行點火。 一般直列四缸發(fā)動機(jī)的點火順序為一般直列四缸發(fā)動機(jī)的點火順序為1342，直列六，直列六缸發(fā)動機(jī)的點火順序為缸發(fā)動機(jī)的點火順序為153624。但也有采用其他。但也有采用其他點火順序的，應(yīng)以制造廠商提供的技術(shù)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。點火順序的

6、，應(yīng)以制造廠商提供的技術(shù)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。（4）點火時刻應(yīng)適應(yīng)發(fā)動機(jī)各種工況的變化。）點火時刻應(yīng)適應(yīng)發(fā)動機(jī)各種工況的變化。 發(fā)動機(jī)的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速和燃油品質(zhì)等，都直接影響到氣缸內(nèi)發(fā)動機(jī)的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速和燃油品質(zhì)等，都直接影響到氣缸內(nèi)混合氣的燃燒速度。為使發(fā)動機(jī)輸出功率最大、油耗最小、排混合氣的燃燒速度。為使發(fā)動機(jī)輸出功率最大、油耗最小、排放污染物最少，點火系統(tǒng)必須能適應(yīng)各種工況的變化，在最有放污染物最少，點火系統(tǒng)必須能適應(yīng)各種工況的變化，在最有利的時刻點火（實現(xiàn)最佳點火）。利的時刻點火（實現(xiàn)最佳點火）。 點火時刻一般用點火提前角來表示，壓縮行程中，從點火點火時刻一般用點火提前角來表示，壓縮行程中，從點火開始到

7、活塞運(yùn)行到上止點時曲軸所轉(zhuǎn)過的角度，稱為點火提前開始到活塞運(yùn)行到上止點時曲軸所轉(zhuǎn)過的角度，稱為點火提前角。角。 如果點火提前角過大（即點火過早），混合氣的燃燒主要如果點火提前角過大（即點火過早），混合氣的燃燒主要在壓縮過程中進(jìn)行，氣缸壓力急劇上升，在活塞到達(dá)上止點之在壓縮過程中進(jìn)行，氣缸壓力急劇上升，在活塞到達(dá)上止點之前即達(dá)到較大壓力，給正在上升的活塞一個很大的阻力，會阻前即達(dá)到較大壓力，給正在上升的活塞一個很大的阻力，會阻止活塞向上運(yùn)動。這樣不僅使發(fā)動機(jī)功率下降，油耗增加，還止活塞向上運(yùn)動。這樣不僅使發(fā)動機(jī)功率下降，油耗增加，還會引起爆燃，加速機(jī)件損壞。會引起爆燃，加速機(jī)件損壞。 如果點火提

8、前角過小（即點火過遲），則混合氣邊燃燒，如果點火提前角過?。袋c火過遲），則混合氣邊燃燒，活塞邊下行，即燃燒過程是在容積增大的情況下進(jìn)行的，不僅活塞邊下行，即燃燒過程是在容積增大的情況下進(jìn)行的，不僅導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率下降，還會引起發(fā)動機(jī)過熱，油耗增加。導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率下降，還會引起發(fā)動機(jī)過熱，油耗增加。 一般把發(fā)動機(jī)發(fā)出最大功率或油耗最小時的點火提前角，一般把發(fā)動機(jī)發(fā)出最大功率或油耗最小時的點火提前角，稱為最佳點火提前角。發(fā)動機(jī)在不同工況和不同使用條件下最稱為最佳點火提前角。發(fā)動機(jī)在不同工況和不同使用條件下最佳點火提前角也不相同，影響最佳點火提前角的主要因素有：佳點火提前角也不相同，影響最佳點火提前

9、角的主要因素有：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。點火提前角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，但不是線發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。點火提前角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，但不是線性關(guān)系。性關(guān)系。發(fā)動機(jī)負(fù)荷。在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，發(fā)動機(jī)的點火提發(fā)動機(jī)負(fù)荷。在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，發(fā)動機(jī)的點火提前角應(yīng)隨發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增加而減小。前角應(yīng)隨發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增加而減小。起動及怠速。發(fā)動機(jī)起動和怠速時，要求點火提前角減小甚起動及怠速。發(fā)動機(jī)起動和怠速時，要求點火提前角減小甚至不提前點火。至不提前點火。汽油的辛烷值。隨著汽油辛烷值的增大，點火提前角可適當(dāng)汽油的辛烷值。隨著汽油辛烷值的增大，點火提前角可適當(dāng)增加。增加。發(fā)動機(jī)壓縮比。隨著發(fā)動機(jī)壓縮比的增高，點火提前角

10、可相發(fā)動機(jī)壓縮比。隨著發(fā)動機(jī)壓縮比的增高，點火提前角可相應(yīng)減小。應(yīng)減小。混合氣的濃度?；旌蠚獾臐舛戎苯佑绊懭紵俾?，當(dāng)過量空混合氣的濃度?；旌蠚獾臐舛戎苯佑绊懭紵俾?，當(dāng)過量空氣系數(shù)氣系數(shù) 時，燃燒速度最快，最佳點火提前角最小。時，燃燒速度最快，最佳點火提前角最小。過稀或過濃的混合氣，由于燃燒速率降低，故必須相應(yīng)增加點過稀或過濃的混合氣，由于燃燒速率降低，故必須相應(yīng)增加點火提前角。火提前角。9 . 08 . 05.1.4點火系統(tǒng)的發(fā)展歷程點火系統(tǒng)的發(fā)展歷程1. 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)傳統(tǒng)點火系統(tǒng) 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)也稱蓄電池點火系統(tǒng)、觸點式點火系統(tǒng)。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)也稱蓄電池點火系統(tǒng)、觸點式點火系統(tǒng)。這種點火系統(tǒng)

11、具有最基本的結(jié)構(gòu)，在該系統(tǒng)中，通過機(jī)械凸這種點火系統(tǒng)具有最基本的結(jié)構(gòu)，在該系統(tǒng)中，通過機(jī)械凸輪接通和斷開觸點，使點火線圈的初級電流間歇流動，從而輪接通和斷開觸點，使點火線圈的初級電流間歇流動，從而在點火線圈次級產(chǎn)生點火高壓，如圖在點火線圈次級產(chǎn)生點火高壓，如圖5-2所示。所示。圖圖5-2 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的斷電器觸點因為使用中會發(fā)生氧化、燒傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的斷電器觸點因為使用中會發(fā)生氧化、燒蝕，需要定期保養(yǎng)，且觸點的機(jī)械慣性大，響應(yīng)速度慢，因蝕，需要定期保養(yǎng)，且觸點的機(jī)械慣性大，響應(yīng)速度慢，因而性能不佳，已經(jīng)被新型點火系統(tǒng)取代。而性能不佳，已經(jīng)被新型點火系統(tǒng)取代。2.

12、無觸點電子點火系統(tǒng)無觸點電子點火系統(tǒng) 在無觸點電子點火系統(tǒng)中，用信號發(fā)生器取代凸輪觸點機(jī)在無觸點電子點火系統(tǒng)中，用信號發(fā)生器取代凸輪觸點機(jī)構(gòu)，利用電子控制的方法使點火線圈的初級電流間歇流動，從構(gòu)，利用電子控制的方法使點火線圈的初級電流間歇流動，從而在點火線圈次級產(chǎn)生點火高壓。而在點火線圈次級產(chǎn)生點火高壓。 圖圖5-3 無觸點電子點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無觸點電子點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.電控電子點火系統(tǒng)電控電子點火系統(tǒng) 在電控電子點火系統(tǒng)中，電控點火提前裝置取代了傳統(tǒng)在電控電子點火系統(tǒng)中，電控點火提前裝置取代了傳統(tǒng)的點火提前機(jī)構(gòu)（真空及離心提前機(jī)構(gòu)），并開始利用發(fā)動的點火提前機(jī)構(gòu)（真空及離心提前機(jī)構(gòu)），并開始利用發(fā)

13、動機(jī)電子控制單元控制點火提前角。機(jī)電子控制單元控制點火提前角。圖圖5-4 電控電子點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電控電子點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.無分電器點火系統(tǒng)無分電器點火系統(tǒng) 無分電器點火系統(tǒng)簡稱無分電器點火系統(tǒng)簡稱DLI（Distributor-less Ignition）系）系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用多個點火線圈，直接向火花塞輸送高電壓，統(tǒng)。該系統(tǒng)使用多個點火線圈，直接向火花塞輸送高電壓，取消了機(jī)械式分電器結(jié)構(gòu)，沿用了發(fā)動機(jī)電子控制單元控制取消了機(jī)械式分電器結(jié)構(gòu)，沿用了發(fā)動機(jī)電子控制單元控制點火提前角的方法。點火提前角的方法。圖圖5-5 無分電器點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無分電器點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.1.5點火系統(tǒng)的分類點火系統(tǒng)的分類1.按照

14、點火能量的儲存方式分類按照點火能量的儲存方式分類電感儲能式電子點火系統(tǒng)（亦稱電感放電式電子點火系）。電感儲能式電子點火系統(tǒng)（亦稱電感放電式電子點火系）。在這類點火系統(tǒng)中，電火花的點火能量以磁場的形式儲存在在這類點火系統(tǒng)中，電火花的點火能量以磁場的形式儲存在點火線圈中。點火線圈中。電容儲能式電子點火系統(tǒng)（亦稱電容放電式電子點火系）。電容儲能式電子點火系統(tǒng)（亦稱電容放電式電子點火系）。在這類點火系統(tǒng)中，電火花的點火能量以電場的形式儲存在在這類點火系統(tǒng)中，電火花的點火能量以電場的形式儲存在專門的儲能電容器中。專門的儲能電容器中。2.按照點火信號發(fā)生原理分類按照點火信號發(fā)生原理分類電磁感應(yīng)式電子點火系

15、統(tǒng)（如一汽解放車系、豐田車系）。電磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)（如一汽解放車系、豐田車系）。霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)（如德國大眾車系）。霍爾效應(yīng)式電子點火系統(tǒng)（如德國大眾車系）。光電式電子點火系統(tǒng)（如日本日產(chǎn)車系）。光電式電子點火系統(tǒng)（如日本日產(chǎn)車系）。3.按初級電路的控制方式分類按初級電路的控制方式分類傳統(tǒng)點火系統(tǒng)。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)只在早期生產(chǎn)的汽車上使用，傳統(tǒng)點火系統(tǒng)。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)只在早期生產(chǎn)的汽車上使用，現(xiàn)已淘汰?，F(xiàn)已淘汰。電子點火系統(tǒng)。電子點火系統(tǒng)多應(yīng)用于采用化油器供油的電子點火系統(tǒng)。電子點火系統(tǒng)多應(yīng)用于采用化油器供油的發(fā)動機(jī)上，如解放發(fā)動機(jī)上，如解放CA1092、東風(fēng)、東風(fēng)EQ1091以及早期生產(chǎn)

16、的普以及早期生產(chǎn)的普通桑塔納、捷達(dá)、奧迪通桑塔納、捷達(dá)、奧迪100、紅旗等車型。、紅旗等車型。電控電子點火系統(tǒng)。目前，電控電子點火系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電電控電子點火系統(tǒng)。目前，電控電子點火系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電控發(fā)動機(jī)上?？匕l(fā)動機(jī)上。4.按照高壓電的配電方式分類按照高壓電的配電方式分類機(jī)械配電式點火系統(tǒng)（有分電器點火系統(tǒng)）。機(jī)械配電式點火系統(tǒng)（有分電器點火系統(tǒng)）。計算機(jī)配電式點火系統(tǒng)（無分電器點火系統(tǒng)）。計算機(jī)配電式點火系統(tǒng)（無分電器點火系統(tǒng)）。 在以上各種點火裝置中，相對于電容儲能式點火系統(tǒng)而在以上各種點火裝置中，相對于電容儲能式點火系統(tǒng)而言，電感儲能式點火系統(tǒng)應(yīng)用廣泛；而在電感儲能式點火系言，電感儲能式點火系統(tǒng)應(yīng)用廣泛；而在電感儲能式點火系統(tǒng)中，以電磁感應(yīng)式和霍爾效應(yīng)式點火系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛；統(tǒng)中，以電磁感應(yīng)式和霍爾效應(yīng)式點火系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛；對于高壓電的配電方式而言，有分電器點火系統(tǒng)在中低檔車對于高壓電的配電方式而言，有分電器點火系統(tǒng)在中低檔車型中應(yīng)用較多，無分電器點火系統(tǒng)在中高檔車型中應(yīng)用較多。型中應(yīng)用較多，無分電器點火系統(tǒng)在中高檔車型中應(yīng)用較