10發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系-汽車構(gòu)造

10發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系-汽車(qìchē)構(gòu)造第一頁，共50頁。在壓縮行程上止點(diǎn)時(shí)，汽油機(jī)缸內(nèi)的可燃混合氣由火花塞點(diǎn)燃，因此，在汽油機(jī)的燃燒室中都裝有火花塞。火花塞有一個(gè)中心(zhōngxīn)電極和一個(gè)側(cè)電極，兩電極之間是絕緣的。當(dāng)在火花塞兩電極間加上直流電壓并且當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)，火花塞兩電極之間的間隙就會被擊穿而產(chǎn)生電火花，能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花所需要的最低電壓稱為擊穿電壓；能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系。第二頁，共50頁。第三頁，共50頁。10.1概述(ɡàishù)1、點(diǎn)火系統(tǒng)的功用在發(fā)動機(jī)各種工況和使用(shǐyòng)條件下，在燃燒室內(nèi)都能適時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣，使汽油機(jī)實(shí)現(xiàn)做功。2、點(diǎn)火系統(tǒng)的類型按其組成以及產(chǎn)生高壓電方法的不同分為：傳統(tǒng)蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)〔掌握〕半導(dǎo)體點(diǎn)火系統(tǒng)微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)第四頁，共50頁。〔1〕傳統(tǒng)蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)它由蓄電池或發(fā)電機(jī)提供6V、12V或24V的低壓直流電，通過點(diǎn)火線圈和斷電器將低壓電變成高壓電，再通過配電器按發(fā)動機(jī)的工作順序?qū)⒏邏弘娝椭粮鞲椎幕鸹ㄈ?，產(chǎn)生(chǎnshēng)電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。〔2〕半導(dǎo)體點(diǎn)火系統(tǒng)它由蓄電池或發(fā)電機(jī)提供低壓直流電，由點(diǎn)火線圈和點(diǎn)火控制器將低壓電變成高壓電。再通過分電器按發(fā)動機(jī)的工作順序?qū)⒏邏弘娝椭粮鞲椎幕鸹ㄈa(chǎn)生(chǎnshēng)電火花點(diǎn)燃可燃混合氣。第五頁，共50頁?！?〕微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)它由蓄電池或發(fā)電機(jī)提供(tígōng)低壓直流電，由點(diǎn)火線圈將低壓電變成高壓電。再通過分電器按發(fā)動機(jī)的工作順序?qū)⒏邏弘娝椭粮鞲椎幕鸹ㄈ?，產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。它還可以進(jìn)一步取消分電器，由微機(jī)系統(tǒng)直接進(jìn)行高壓電的分配?！?〕磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)它由磁電機(jī)本身直接產(chǎn)生高壓電，而無需另設(shè)低壓電源。發(fā)動機(jī)中、高速時(shí)，產(chǎn)生的高壓電較高，點(diǎn)火可靠，發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)，產(chǎn)生的高壓電較低，不利于發(fā)動機(jī)的起動，所以多用于賽車發(fā)動機(jī)及某些不帶蓄電池的摩托車和拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)上。第六頁，共50頁。3、點(diǎn)火系統(tǒng)(xìtǒng)的根本要求〔1〕能產(chǎn)生足以擊穿火花塞兩電極間隙的電壓兩電極的間隙越大，火花塞的擊穿電壓就越高。缸內(nèi)壓力越大或溫度越低，火花塞的擊穿電壓越高。兩電極的溫度越高，火花塞擊穿電壓越低。汽車起動時(shí)的擊穿電壓最高。汽車加速時(shí)的擊穿電壓也較高。發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，火花塞的擊穿電壓為7～8kV，發(fā)動機(jī)冷起動時(shí)達(dá)19kV。因此，為了使發(fā)動機(jī)在各種不同工況下均能可靠地點(diǎn)火，要求火花塞擊穿電壓應(yīng)在15～20kV。第七頁，共50頁?！?〕電火花應(yīng)具有足夠的點(diǎn)火能量混合氣壓縮時(shí)的溫度接近自燃溫度，因此所需的火花能量較小(1～5mJ)，傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的火花能量(15～50mJ)，足以點(diǎn)燃混合氣。但在起動、怠速以及突然加速(jiāsù)時(shí)需要較高的點(diǎn)火能量。為保證可靠點(diǎn)火，一般應(yīng)保證50～80mJ的點(diǎn)火能量，起動時(shí)的點(diǎn)火能量應(yīng)大于100mJ?！?〕點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)與發(fā)動機(jī)的工況相適應(yīng)負(fù)荷減小時(shí)，點(diǎn)火提前角增加；轉(zhuǎn)速增加時(shí)，點(diǎn)火提前角增加；第八頁，共50頁。4、點(diǎn)火系統(tǒng)的特點(diǎn)〔1〕采用單線制連接。電源的一個(gè)(yīɡè)電極用導(dǎo)線與各用電設(shè)備相連，而電源的另一個(gè)(yīɡè)電極那么通過發(fā)動機(jī)機(jī)體、汽車車架和車身等金屬構(gòu)件與各用電設(shè)備相連，稱為搭鐵。其性質(zhì)相當(dāng)于一般電路中的接地。搭鐵的可以是正極，也可以是負(fù)極?！?〕火花塞電流應(yīng)從側(cè)電極流向中心電極。第九頁，共50頁。10.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)組成與工作原理一、傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)由電源〔蓄電池和發(fā)電機(jī)〕、點(diǎn)火開關(guān)、點(diǎn)火線圈、附加(fùjiā)電阻、分電器、火花塞及高壓導(dǎo)線等組成。第十頁，共50頁。傳統(tǒng)(chuántǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成

第十一頁，共50頁?！?〕電源：蓄電池或發(fā)電機(jī)，作用是給點(diǎn)火系統(tǒng)提供低壓電能，一般為：6V、12V或24V〔2〕點(diǎn)火開關(guān)：控制點(diǎn)火系統(tǒng)是否進(jìn)入工作狀態(tài)?！?〕點(diǎn)火線圈：將電源提供的低壓直流電變成15～20KV的高壓直流電。點(diǎn)火線圈實(shí)質(zhì)就是個(gè)變壓器。〔4〕附加電阻：與點(diǎn)火線圈串聯(lián)，用來改善點(diǎn)火系統(tǒng)的高速性能?！?〕分電器：接通和切斷(qiēduàn)一次電路，并按發(fā)動機(jī)的工作順序?qū)⒏邏弘娝椭粮鞲椎幕鸹ㄈ?。?〕火花塞：產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃可燃混合氣。第十二頁，共50頁。分電器：包括斷電器、配電器、電容器和點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置、分電器軸。斷電器：接通與切斷一次電路。配電器：將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電，按照發(fā)動機(jī)的工作順序送至各缸火花塞。電容器：減小斷電器觸點(diǎn)斷開時(shí)所產(chǎn)生的電火花，防止斷電器被燒蝕；加速一次電流的衰減，提高(tígāo)二次電壓。點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置：隨發(fā)動機(jī)工況的變化自動調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角。分電器軸：驅(qū)動分火頭和斷電器凸輪旋轉(zhuǎn)的。第十三頁，共50頁。二、傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)(xìtǒng)的工作原理第十四頁，共50頁。第十五頁，共50頁。1、低壓電路〔一次電路〕：產(chǎn)生的電流(diànliú)稱為一次電流(diànliú)蓄電池的正極——點(diǎn)火開關(guān)——一次繞組——斷電器的活動觸點(diǎn)——固定觸點(diǎn)——分電器的殼體搭鐵——蓄電池的負(fù)極。即圖中的紅色局部。第十六頁，共50頁。2、高壓電路〔二次電路〕：產(chǎn)生的電流稱為二次電流當(dāng)斷電器的活動觸點(diǎn)被斷電器的凸輪頂開時(shí)，一次電路被切斷，一次繞組中的電流迅速下降為0，電流的變化引起點(diǎn)火線圈中磁通量的變化，磁通量的變化將產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流稱為二次電流。它從二次繞組出發(fā)(chūfā)，經(jīng)蓄電池正極→蓄電池→機(jī)體〔搭鐵〕→火花塞側(cè)電極→火花塞中心電極→高壓導(dǎo)線→配電器→二級繞組。第十七頁，共50頁。3、傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理接通(jiētōnɡ)點(diǎn)火開關(guān)，發(fā)動機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，斷電器的凸輪不斷的旋轉(zhuǎn)，使斷電器的觸點(diǎn)不斷的開、閉。當(dāng)斷電器觸點(diǎn)閉合時(shí)，一次繞組接通(jiētōnɡ)，在其周圍產(chǎn)生磁場，當(dāng)斷電器的觸點(diǎn)被斷電器的凸輪頂開時(shí)，一次電路被切斷，一次繞組中的電流迅速下降為0，電流的變化引起點(diǎn)火線圈中磁通量的變化，磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于二次繞組的砸數(shù)多，電阻大，感應(yīng)電流通過二次繞組時(shí)產(chǎn)生很高的電壓。在斷電器觸點(diǎn)分開的瞬間，配電器的分火頭恰好轉(zhuǎn)到正對著分電器蓋上的與發(fā)火缸相對應(yīng)的旁電極的位置。高電壓經(jīng)旁電極送至各缸的火花塞，當(dāng)該電壓到達(dá)火花塞間隙的擊穿電壓時(shí)，火花塞間隙被擊穿，產(chǎn)生電火花，將可燃混合氣點(diǎn)燃。第十八頁，共50頁。4、電容器的作用當(dāng)斷電器的活動觸點(diǎn)被斷電器的凸輪頂開時(shí)，一次電路被切斷，一次繞組中的電流迅速下降為0，引起(yǐnqǐ)其自身的磁通量的變化，產(chǎn)生自感電流，該電流與原一次電流的方向相同，其電壓高達(dá)300V左右，它將擊穿斷電器觸點(diǎn)之間的間隙，使觸點(diǎn)燒蝕，同時(shí)使一次電流的變化率下降，導(dǎo)致二次繞組中的電壓下降，火花塞的點(diǎn)火能量減小。因此：給斷電器并聯(lián)一個(gè)電容器，有兩個(gè)作用：〔1〕利用自感電流給電容器充電，減小斷電器觸點(diǎn)之間的火花，防止斷電器被燒蝕；〔2〕加速一次電流的衰減，提高二次電壓。第十九頁，共50頁。附加電阻有何作用？當(dāng)發(fā)動轉(zhuǎn)速升高時(shí)，點(diǎn)火周期縮短，斷電器觸點(diǎn)閉合(bìhé)的時(shí)間縮短，由于一次繞組自感的阻礙作用，使一次斷開電流減小，使得感應(yīng)的二次電壓下降。當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，斷電器觸點(diǎn)閉合(bìhé)的時(shí)間延長，一次斷開電流增大，使得感應(yīng)二次電壓升高。為了改善點(diǎn)火系統(tǒng)的高速性能，在點(diǎn)火線圈一次繞組的電路中串聯(lián)一個(gè)附加電阻。該附加電阻為熱敏電阻，其電阻值隨溫度的升高而增大。發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于觸點(diǎn)閉合(bìhé)時(shí)間長，一次電流大，附加電阻溫度高，電阻值增大，一次電流適當(dāng)減小，防止點(diǎn)火線圈過熱；發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于觸點(diǎn)閉合(bìhé)時(shí)間短，一次電流小，附加電阻溫度低，電阻值較小，一次電流適當(dāng)增大，改善點(diǎn)火系統(tǒng)的高速性能。第二十頁，共50頁。10.3點(diǎn)火(diǎnhuǒ)時(shí)刻〔1〕點(diǎn)火時(shí)刻對發(fā)動機(jī)功率(gōnglǜ)的影響第二十一頁，共50頁。點(diǎn)火過遲、過早均會使發(fā)動機(jī)功率下降(xiàjiàng)，油耗上升。點(diǎn)火過遲，使得大局部燃料在上止點(diǎn)以后燃燒，此時(shí)，活塞開始下行，缸內(nèi)的容積增大，使得缸內(nèi)的壓力下降(xiàjiàng)很快，發(fā)動機(jī)的功率下降(xiàjiàng)。點(diǎn)火過早，最高爆發(fā)壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)以前，使得缸內(nèi)的壓力在活塞還在繼續(xù)上行時(shí)已經(jīng)開始下降(xiàjiàng)，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的作功能力下降(xiàjiàng)。第二十二頁，共50頁?！?〕點(diǎn)火提前角從火花塞跳火至活塞到達(dá)壓縮上止點(diǎn)，曲軸所轉(zhuǎn)過的角度?！?〕最正確點(diǎn)火提前角能使發(fā)動機(jī)獲得最正確動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性時(shí)的點(diǎn)火提前角?！?〕運(yùn)行工況對點(diǎn)火提前角的影響點(diǎn)火提前角應(yīng)隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高(shēnɡɡāo)而增大。點(diǎn)火提前角應(yīng)隨發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增大而減小。〔5〕汽油的辛烷值對點(diǎn)火提前角的影響使用辛烷值高的汽油應(yīng)適當(dāng)增大點(diǎn)火提前角。第二十三頁，共50頁。10.4傳統(tǒng)(chuántǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)主要元器件的結(jié)構(gòu)

點(diǎn)火(diǎnhuǒ)線圈分電器火花塞第二十四頁，共50頁。點(diǎn)火(diǎnhuǒ)線圈作用將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姺诸?fēnlèi)開磁路點(diǎn)火線圈：鐵心采用柱形閉磁路點(diǎn)火線圈：鐵心采用“口〞形或“曰〞形。

第二十五頁，共50頁。開磁路(cílù)點(diǎn)火線圈

特點(diǎn)：產(chǎn)生的高壓電穩(wěn)定(wěndìng)，但是磁路損失較大第二十六頁，共50頁。閉磁路點(diǎn)火(diǎnhuǒ)線圈特點(diǎn)：形成閉合的磁路，減少磁通損失(sǔnshī)，提高二次電壓。第二十七頁，共50頁。分電器

分電器的組成：分電器軸斷電器配電器電容器點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)(tiáojié)裝置第二十八頁，共50頁。分電器實(shí)物圖

第二十九頁，共50頁。斷電器

作用：周期性的接通和斷開一次電路，使一次電流發(fā)生變化，在二次繞組(ràozǔ)中生成二次電壓觸點(diǎn)間隙：第三十頁，共50頁。配電器功用(gōngyòng)：將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電按點(diǎn)火順序分配給各缸火花塞組成：分火頭分電器蓋第三十一頁，共50頁。電容器作用:防止斷電器被燒蝕；加速(jiāsù)一次電流的衰減，提高二次電壓。連接：與斷電器并聯(lián)第三十二頁，共50頁。點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)(tiáojié)裝置作用：自動調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角。調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角的方法：為了實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火提前，必須在壓縮行程未到達(dá)上止點(diǎn)之前，使斷電器的觸點(diǎn)分開。有兩種方法：觸點(diǎn)不動，將斷電器的凸輪相對于分電器軸順著旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)一個(gè)(yīɡè)角度。2.斷電器凸輪不動，將斷電器的觸點(diǎn)相對于斷電器的凸輪逆著旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一個(gè)(yīɡè)角度。第三十三頁，共50頁。第三十四頁，共50頁。調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角的裝置1.離心(líxīn)點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化來調(diào)整點(diǎn)火提前角。2.真空點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)在裝置根據(jù)負(fù)荷的變化來調(diào)整點(diǎn)火提前角。3.辛烷值校正器第三十五頁，共50頁。離心點(diǎn)火提前(tíqián)調(diào)節(jié)裝置

作用：根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化改變斷電器凸輪與分電器軸之間的相位關(guān)系組成：托板固定(gùdìng)在分電器軸上，兩個(gè)重塊的大端松套在托板的兩個(gè)軸銷上，小端與托板之間用彈簧相連。與斷電器凸輪制成一體的軸套松套在分電器軸的上部，軸套的下端固定(gùdìng)有帶孔的撥板，兩個(gè)長方孔分別套在兩個(gè)重塊的銷釘上。

第三十六頁，共50頁。工作原理：分電器的軸轉(zhuǎn)動時(shí)，托板隨之轉(zhuǎn)動，重塊的離心力使重塊小端向外甩開一定距離，同時(shí)兩重(liǎnɡzhònɡ)塊上的銷釘推動撥板連同凸輪順著旋轉(zhuǎn)方向相對于分電器軸轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，將觸點(diǎn)提前頂開，點(diǎn)火提前角加大。隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的升高點(diǎn)火提前角不斷加大，當(dāng)分電器的轉(zhuǎn)速超過某一值時(shí)，銷釘頂靠在長方孔的外緣上，重塊不能繼續(xù)向外甩開，點(diǎn)火提前角到達(dá)最大。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，點(diǎn)火提前角也不再增大。第三十七頁，共50頁。真空(zhēnkōng)點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置作用：根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化〔節(jié)氣門開度變化〕自動的調(diào)節(jié)(tiáojié)點(diǎn)火提前角組成：

第三十八頁，共50頁。工作原理：發(fā)動機(jī)小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，節(jié)氣門開度小，節(jié)氣門前方真空度大，膜片向右拱曲，并帶動拉桿向右移動(yídòng)。與此同時(shí)斷電器的底板連同斷電器，相對于凸輪逆著旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，使點(diǎn)火提前角增大。第三十九頁，共50頁。節(jié)氣門開度越小，節(jié)氣門前方的真空度越大，點(diǎn)火提前角也越大。發(fā)動機(jī)全負(fù)荷工作時(shí)，節(jié)氣門全開，節(jié)氣門前方的真空度不大，真空點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置不起作用。發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)氣門幾乎(jīhū)關(guān)閉，此時(shí)真空連接管位于節(jié)氣門的上方，真空度幾乎(jīhū)為0，真空點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置不起作用。第四十頁，共50頁。思考題1.什么是點(diǎn)火提前角？2.影響(yǐngxiǎng)點(diǎn)火提前角的因素有哪些？3.怠速和全負(fù)荷時(shí)真空調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)裝置是否工作？第四十一頁，共50頁?；鸹ㄈ谄蜋C(jī)中，氣缸(qìɡānɡ)內(nèi)壓縮的混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的燃燒室中裝有火花塞?！?〕作用：火花塞的電極間產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃可燃混合氣?！?〕結(jié)構(gòu)：第四十二頁，共50頁。火花塞的結(jié)構(gòu)(jiégòu)

第四十三頁，共50頁?！?〕火花塞的熱特性火花塞發(fā)火部位吸收熱量并向冷卻系統(tǒng)散發(fā)(sànfā)的特性?；鸹ㄈ^緣體裙部的自凈溫度：500～600度左右，即在該溫度下火花塞絕緣體的裙部不易產(chǎn)生積碳。假設(shè)火花塞絕緣體裙部的溫度低于自凈溫度，容易因形成積碳而漏電；假設(shè)火花塞絕緣體裙部的溫度過高，超過了800～900度，當(dāng)混合氣