模塊5汽油機點火系統(tǒng)構(gòu)造與維修

教學目標與要求理解汽油機對點火系統(tǒng)的基本要求和點火系統(tǒng)的類型理解傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理掌握電子點火系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理掌握微機控制的電子點火系統(tǒng)的基本組成與工作原理掌握蓄電池的基本構(gòu)造與工作原理掌握硅整流交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)與工作原理學會硅整流交流發(fā)電機的拆裝理解電壓調(diào)節(jié)器的分類、結(jié)構(gòu)與工作原理15．1汽油機對點火系統(tǒng)的基本要求

5.1.1點火提前角

1．點火提前角：指火花塞跳火瞬時到活塞行到壓縮上止點時所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角2．最佳點火提前角：一般指發(fā)動機轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度一定時，對應(yīng)于發(fā)動機功率最大、油耗最低的點火提前角2點火提前角與轉(zhuǎn)速和負荷的關(guān)系35.1.2擊穿電壓與點火能量1.擊穿電壓:使火花塞兩電極板間產(chǎn)生擊穿的電壓稱為擊穿電壓.2.點火能量:點火所需要的能量。4火花塞點火5點火能量對汽油機燃料消耗的影響65.1.3汽油機點火系分類1.能夠按時在點火塞電極間產(chǎn)生火花的全部裝置，被稱為汽油機點火系統(tǒng)。2.按照點火系統(tǒng)的組成和產(chǎn)生高壓電的方法不同，點火系統(tǒng)可以分成傳統(tǒng)點火系、電子點火系、微機控制點火系和磁電機點火系

7汽油機點火系分類與特點分類點火電源升壓裝置點火裝置點火時間控制性能特點應(yīng)用傳統(tǒng)點火系蓄電池發(fā)電機點火線圈、機械斷電器火花塞斷電器(機械式)高速點火能量小，點火時間控制精度差，觸點易燒蝕部分汽車(轎車不用)電子點火系蓄電池發(fā)電機點火線圈、電子控制器火花塞三極管(電子)點火能量大,點火時間控制精度低部分汽車微機控制點火系蓄電池發(fā)電機點火線圈、微機控制火花塞微機(電腦)點火能量大,點火時間控制準確,能根據(jù)轉(zhuǎn)速、負荷、水溫等綜合控制現(xiàn)代汽車磁電機點火系磁電機電磁線圈火花塞斷電觸點(機械式)電壓隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速改變,低速電壓過低摩托車,小型汽油機賽車85.2傳統(tǒng)點火系統(tǒng)5.2.1傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成

91.點火線圈

分為開磁路式和閉磁路式兩種。（1）開磁路式點火線圈101-“日”字形鐵心2-初級繞組接線柱3-高壓接線柱4-初級繞組5-次級繞組（2）閉磁路式點火線圈

112.分電器

主要由斷電器、配電器、電容器和點火提前調(diào)節(jié)裝置等組成。12分電器拆裝131-接線柱2-活動觸點臂與活動觸點3-固定觸點及支架4-固定螺釘5-偏心調(diào)整螺釘6-斷電器活動底板7-分電器殼8-斷電器凸輪9-分電器軸10-油氈11-膠木頂塊12-觸點臂彈簧片

（1）斷電器

14（2）配電器:將點火線圈產(chǎn)生的高壓電分配到相應(yīng)氣缸的火花塞上（3）電容器:減小觸點斷開時的火花，延長觸點使用壽命，加快初級電流的衰減速度，提高次級電壓。

15

(4)點火提前調(diào)節(jié)裝置

1)離心式點火提前調(diào)節(jié)裝置：作用是根據(jù)隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化調(diào)節(jié)點火提前角。1-凸輪固定螺釘2-斷電器凸輪3-撥板4-分電器軸5-重塊6-彈簧7-托板8-銷釘9-柱銷162）真空式點火提前調(diào)節(jié)裝置：作用是根據(jù)發(fā)動機負荷變化調(diào)節(jié)點火提前角。a)節(jié)氣門部分開b)節(jié)氣門全開1-分電器殼體2-斷電器底板3-真空點火提前調(diào)節(jié)裝置外殼4-彈簧5-真空連接管6-節(jié)氣門7-膜片8-拉桿9-斷電器觸點10-斷電器凸輪173.火花塞

（1）作用用來將高壓電引入燃燒室，產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。

（2）火花塞基本結(jié)構(gòu)1-接線螺母2-絕緣體3-接線螺桿4-墊圈5-火花塞殼體6-密封劑7-密封墊圈8-紫銅墊圈9-側(cè)電極10-絕緣體裙部11-中心電極18（3）火花塞分類

按熱特性分類，有熱型、普通型和冷型三種

a)冷型b)普通型c)熱型19a)多極型（2極）b)多極型（4極）c)沿面跳火型d)絕緣體突出型e)U型槽型f)電阻型g)錐座型h)標準型I)細電極型a)b)c)d)e)f)g)h)i)火花塞的構(gòu)型205.2.2傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作原理215.2.3傳統(tǒng)點火系統(tǒng)存在的缺陷1.觸點容易燒蝕,觸點間隙需要經(jīng)常調(diào)整

2.火花能量的提高受到初級電流允許值的限制

3.高速、多缸時次級電壓顯著下降

4.對火花塞積炭較敏感

5.無線電干擾大

225.3電子點火系統(tǒng)按點火控制方法分為觸點式和無觸點式兩類。5.3.1觸點式電子點火系

觸點式電子點火系統(tǒng)工作原理235.3.2無觸點式電子點火系根據(jù)信號發(fā)生器形式不同，有磁電式、霍爾式、光電式和電磁振蕩式幾種。241-分電器2-火花塞3-蓄電池4-點火開關(guān)5-點火線圈6-點火控制器7-磁電式信號發(fā)生器1.磁電式電子點火系統(tǒng)25（1）磁電式信號發(fā)生器

1-底板2-活動底板3-信號發(fā)生器線圈4-永久磁鐵5-信號轉(zhuǎn)子26信號產(chǎn)生原理磁通量與輸出信號的波形

27（2）點火控制器

282.霍爾式電子點火系統(tǒng)1-永久磁鐵（帶導磁板）

2-空氣隙3-霍爾元件及集成電路4-連接導線5-霍爾信號發(fā)生器模塊6-葉片寬度7-葉片8-葉輪9-分火頭29

霍爾式信號發(fā)生器的工作原理

圖7-20a)觸發(fā)葉輪的葉片進入空氣隙b)觸發(fā)葉輪的葉片離開空氣隙1-導磁板2-永久磁鐵3-觸發(fā)開關(guān)板4-觸發(fā)葉輪的葉片5-霍爾元件30（2）點火控制器313.光電式電子點火系統(tǒng)（1）光電式信號信號發(fā)生器

1-遮光盤2-分火頭3-光源4-光接受器5-集成電路6-活動底板32(2)點火控制器

將光電信號發(fā)生器送來的信號進行放大，通過功率三極管控制點火線圈初級電流的通、斷，使點火線圈次級繞組產(chǎn)生高壓電

334.振蕩式電子點火系統(tǒng)（1）振蕩式信號發(fā)生器

1-正反饋線圈（L2）2-振蕩線圈（L3）3-鐵氧體4-E形鐵心5-負反饋線圈（L1）6-分火頭7-信號轉(zhuǎn)子8-鐵氧體耦合桿34(2)點火控制器355.4微機控制的點火系統(tǒng)5.4.1微機控制點火系統(tǒng)的特點1.由于取消了離心式、真空式等機械式點火提前調(diào)節(jié)裝置，采用微機控制點火提前角

2.當采用爆震傳感器閉環(huán)控制時，能夠使發(fā)動機總是工作在爆震的邊緣而又不發(fā)生爆震，發(fā)動機的熱效率高，動力性、經(jīng)濟性好

3.對于無分電器點火方式，減小了點火能量損失，保證發(fā)動機在高速時有足夠的次級電壓和點火能量

4.具有故障自診斷功能

365.4.2微機控制點火系統(tǒng)的類型為分電器式和無分電器式。無分電器式按點火方式又可分為單獨點火方式和雙缸同時點火方式。根據(jù)是否有反饋控制（即爆震傳感器）可以分為開環(huán)控制方式和閉環(huán)控制方式。37有分電器式微機控制點火系統(tǒng)38無分電器式微機控制點火系統(tǒng)

（單缸獨立點火系統(tǒng)）1-蓄電池2-二極管3-點火線圈4-火花塞（點火線圈和火花塞集成在一起）5-三極管6-控制模塊39單獨點火方式40一體化點火線圈-火花塞41無分電器式微機控制點火系統(tǒng)（雙缸同時點火系統(tǒng)）42

5.4.3微機控制點火系統(tǒng)的基本組成主要由各種傳感器、微機控制器、點火器、點火線圈、火花塞等組成。431.傳感器

用來檢測發(fā)動機的工作狀況，將各種信息輸入微機控制器。與點火控制有關(guān)的傳感器主要有：(1)曲軸轉(zhuǎn)速傳感器與曲軸位置傳感器(2)空氣流量傳感器或進氣管絕對壓力傳感器

(3)節(jié)氣門位置傳感器

(4)進氣溫度傳感器和冷卻液溫度傳感器

(5)爆震傳感器

(6)開關(guān)量信號442.微機控制器由中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出接口（I/O）、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（A/D、D/A）以及整形、驅(qū)動電路等組成。453.點火控制器是微機控制的電子點火系統(tǒng)的功率輸出級，它接受微機控制器輸出的點火控制信號并進行功率放大，以便驅(qū)動點火線圈的工作。46

5.4.4微機控制點火系統(tǒng)的工作原理1.基本工作原理

ECU根據(jù)節(jié)氣門位置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、進氣溫度、和爆燃等傳感器輸入的信號，與存儲在ROM中的參考數(shù)據(jù)進行比較、分析、計算、判斷，然后發(fā)出點火指令，通過火花塞，點燃可燃混合氣。472.點火控制主要有點火提前角控制、閉合角控制和爆震控制。（1）點火提前角控制

1）發(fā)動機起動工況：ECU根據(jù)點火開關(guān)信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器，將點火提前角固定在初始點火提前角。482）暖機與怠速工況：ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度和空調(diào)開關(guān)信號進行點火提前角控制，再根據(jù)冷卻水溫和發(fā)動機轉(zhuǎn)速波動、氧傳感器等信號進行點火提前角修正。3）正常運轉(zhuǎn)工況：ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷進行基本點火提前角控制，再根據(jù)溫度、氧傳感器、爆震等傳感器信號進行修正。494）修正點火提前角控制暖機修正：點火提前隨發(fā)動機的溫度上升而減小。50怠速穩(wěn)定修正：ECU根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號、節(jié)氣門位置信號、車速信號、空調(diào)開關(guān)信號等作出

51空燃比反饋修正:

ECU根據(jù)氧傳感器反饋信號、節(jié)氣門位置信號、發(fā)動機冷卻液溫度信號、車速信號作出空燃比反饋點火提前角修正。52過熱點火提前角修正:ECU根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度信號、節(jié)氣門位置信號作出過熱點火提前角修正。53發(fā)動機爆燃修正：當發(fā)動機產(chǎn)生爆燃時，對基本點火提前角進行適當修正（減小點火提前角），以迅速消除爆燃。最大提前和推遲控制：發(fā)動機工作時的實際點火提前角是初始點火提前角、基本點火提前角、修正點火提前角之和最大點火提前角：350～450最小點火提前角：-100～0054（2）閉合角控制

閉合角控制是指對點火線圈初級電路通電時間的控制。55(3）爆震控制

采用爆震傳感器檢測發(fā)動機是否產(chǎn)生爆震。如果有爆震，ECU減小點火提前角，直到爆震消失；當爆震消失后，ECU又逐漸加大點火提前角，這樣使發(fā)動機工作在爆震的邊緣，而又不發(fā)生爆震，此時發(fā)動機熱效率最高，動力性、經(jīng)濟性最好。565.5汽車電源

由蓄電池和發(fā)電機并聯(lián)組成，負責向汽車點火系、起動系、燈光、信號等全車電器設(shè)備供電。571-正極板2-負極板3-肋條4-隔板5-護板6-封口料7-負極接線柱8-加液孔蓋9-連接板10-正極接線柱11-接線柱襯套12-殼體5.5.1

蓄電池

1.蓄電池的構(gòu)造582.蓄電池的工作原理

59蓄電池的充電、放電PbO2+Pb+H2SO4PbSO4+PbSO4+2H2O放電正極板負極板電解液電解液正極板負極板充電601-電池接線柱2-模壓代號3-殼體4-下滑面5-袋狀隔板6-鉛鈣合金柵架7-高密度活性物質(zhì)8-極板連接夾和單格連接器9-液、氣隔板10-安全通氣孔11-電解液密度觀測孔3.免維護蓄電池614.蓄電池的型號

我國蓄電池的型號由三部分組成。如6-QA-90表示由6個單格蓄電池組成，額定電壓為12V，額定容量為90Ah，起動用的干荷蓄電池。額定容量：指20小時放電率額定容量。20小時放電率：指一個全充電的12V蓄電池在電解液溫度為25℃時，連續(xù)20小時輸出最大穩(wěn)定電流而電池電壓不低于10.5V時所輸出的電量。625.5.2發(fā)電機1.硅整流發(fā)電機的構(gòu)造

631-后端蓋2-滑環(huán)3-電刷4-電刷彈簧5-電刷架6-磁場繞組7-定子繞組8-定子鐵芯9-前端蓋10-風扇11-皮帶輪12-整流器總成13-硅二極管14-爪形磁極64發(fā)電機拆裝65（1）轉(zhuǎn)子66（2）定子

67（3）整流器

作用是將三相定子繞組產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)變成直流電。682.工作原理a）內(nèi)部電路

b）電壓波形1-勵磁繞組2-三相定子繞組3-磁場接線柱（F1）4-磁場接線柱（F2）5-輸出接線柱（+）6-正極二極管7-負極二極管8-搭鐵接線柱（E）9-中性接線柱（N）695.5.3電壓調(diào)節(jié)器1.電壓調(diào)節(jié)器作用在發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時，保持發(fā)電機輸出電壓在規(guī)定范圍（13.8～14.8V）內(nèi)。2.電壓調(diào)節(jié)器類型

常用的電壓調(diào)節(jié)器有觸點振動式電壓調(diào)節(jié)器、晶體管電壓調(diào)節(jié)器和集成電路電壓調(diào)節(jié)器等多種。3.觸點振動式電壓調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)與工作原理常用的觸點振動式電壓調(diào)節(jié)器有：單觸點振動式電壓調(diào)節(jié)器和雙觸點振動式電壓調(diào)節(jié)器。70（1)單觸點振動式電壓調(diào)節(jié)器1-鉸鏈2-銜鐵3-觸點4-觸點5-支架6-絕緣條7-鐵心8-磁化線圈9-磁軛10-支架11-彈簧71(2)雙觸點振動式電壓調(diào)節(jié)器

1-電壓調(diào)節(jié)器2-交流發(fā)電機3-電流表4-蓄電池5-用電設(shè)備6-點火開關(guān)K1-低速觸點K2-高速觸點724.晶體管電壓調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)與工作原理735.集成電路電壓調(diào)節(jié)器

具有內(nèi)裝式調(diào)節(jié)器的交流發(fā)電機稱為整體式交流發(fā)電機。745.6汽油機點火系統(tǒng)的日常使用維護1．保持點火系統(tǒng)的所有零部件的清潔。2．目視檢查點火系統(tǒng)各連接部位和導線是否松動、斷開或損壞。753．目視檢查火花塞電極有無燒蝕、積炭、絕緣部分有無裂紋等。4．測量及調(diào)?；鸹ㄈg隙，火花塞間隙一般在0.8mm~1.2mm，可以通過彎曲側(cè)電極使間隙達到規(guī)定值。765