模塊5汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)構(gòu)造與維修

教學(xué)目標(biāo)與要求理解汽油機(jī)對點(diǎn)火系統(tǒng)的基本要求和點(diǎn)火系統(tǒng)的類型理解傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理掌握電子點(diǎn)火系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理掌握微機(jī)控制的電子點(diǎn)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(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理學(xué)會(huì)硅整流交流發(fā)電機(jī)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(jī)對點(diǎn)火系統(tǒng)的基本要求

5.1.1點(diǎn)火提前角

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

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

91.點(diǎn)火線圈

分為開磁路式和閉磁路式兩種。（1）開磁路式點(diǎn)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(diǎn)火線圈

112.分電器

主要由斷電器、配電器、電容器和點(diǎn)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(dòng)觸點(diǎn)臂與活動(dòng)觸點(diǎn)3-固定觸點(diǎn)及支架4-固定螺釘5-偏心調(diào)整螺釘6-斷電器活動(dòng)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(diǎn)臂彈簧片

（1）斷電器

14（2）配電器:將點(diǎn)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(diǎn)斷開時(shí)的火花，延長觸點(diǎn)使用壽命，加快初級電流的衰減速度，提高次級電壓。

15

(4)點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置

1)離心式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置：作用是根據(jù)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化調(diào)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置：作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)型I)細(xì)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(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理215.2.3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)存在的缺陷1.觸點(diǎn)容易燒蝕,觸點(diǎn)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(shí)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(diǎn)火系統(tǒng)按點(diǎn)火控制方法分為觸點(diǎn)式和無觸點(diǎn)式兩類。5.3.1觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系

觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理235.3.2無觸點(diǎn)式電子點(diǎn)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(diǎn)火開關(guān)5-點(diǎn)火線圈6-點(diǎn)火控制器7-磁電式信號發(fā)生器1.磁電式電子點(diǎn)火系統(tǒng)25（1）磁電式信號發(fā)生器

1-底板2-活動(dòng)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(diǎn)火控制器

282.霍爾式電子點(diǎn)火系統(tǒng)1-永久磁鐵（帶導(dǎo)磁板）

2-空氣隙3-霍爾元件及集成電路4-連接導(dǎo)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(jìn)入空氣隙b)觸發(fā)葉輪的葉片離開空氣隙1-導(dǎo)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(diǎn)火控制器313.光電式電子點(diǎn)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(dòng)底板32(2)點(diǎn)火控制器

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

334.振蕩式電子點(diǎn)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(fù)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(diǎn)火控制器355.4微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)5.4.1微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的特點(diǎn)1.由于取消了離心式、真空式等機(jī)械式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置，采用微機(jī)控制點(diǎn)火提前角

2.當(dāng)采用爆震傳感器閉環(huán)控制時(shí)，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)總是工作在爆震的邊緣而又不發(fā)生爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率高，動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性好

3.對于無分電器點(diǎn)火方式，減小了點(diǎn)火能量損失，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在高速時(shí)有足夠的次級電壓和點(diǎn)火能量

4.具有故障自診斷功能

365.4.2微機(jī)控制點(diǎn)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(diǎn)火方式又可分為單獨(dú)點(diǎn)火方式和雙缸同時(shí)點(diǎn)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(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)38無分電器式微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)

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

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

用來檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，將各種信息輸入微機(jī)控制器。與點(diǎn)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(jìn)氣管絕對壓力傳感器

(3)節(jié)氣門位置傳感器

(4)進(jìn)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(jī)控制器由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)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(dòng)電路等組成。453.點(diǎn)火控制器是微機(jī)控制的電子點(diǎn)火系統(tǒng)的功率輸出級，它接受微機(jī)控制器輸出的點(diǎn)火控制信號并進(jìn)行功率放大，以便驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火線圈的工作。46

5.4.4微機(jī)控制點(diǎn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、和爆燃等傳感器輸入的信號，與存儲(chǔ)在ROM中的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、分析、計(jì)算、判斷，然后發(fā)出點(diǎn)火指令，通過火花塞，點(diǎn)燃可燃混合氣。472.點(diǎn)火控制主要有點(diǎn)火提前角控制、閉合角控制和爆震控制。（1）點(diǎn)火提前角控制

1）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)工況：ECU根據(jù)點(diǎn)火開關(guān)信號、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器，將點(diǎn)火提前角固定在初始點(diǎn)火提前角。482）暖機(jī)與怠速工況：ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度和空調(diào)開關(guān)信號進(jìn)行點(diǎn)火提前角控制，再根據(jù)冷卻水溫和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)、氧傳感器等信號進(jìn)行點(diǎn)火提前角修正。3）正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況：ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷進(jìn)行基本點(diǎn)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(jìn)行修正。494）修正點(diǎn)火提前角控制暖機(jī)修正：點(diǎn)火提前隨發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度上升而減小。50怠速穩(wěn)定修正：ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)冷卻液溫度信號、車速信號作出空燃比反饋點(diǎn)火提前角修正。52過熱點(diǎn)火提前角修正:ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度信號、節(jié)氣門位置信號作出過熱點(diǎn)火提前角修正。53發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃修正：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆燃時(shí)，對基本點(diǎn)火提前角進(jìn)行適當(dāng)修正（減小點(diǎn)火提前角），以迅速消除爆燃。最大提前和推遲控制：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的實(shí)際點(diǎn)火提前角是初始點(diǎn)火提前角、基本點(diǎn)火提前角、修正點(diǎn)火提前角之和最大點(diǎn)火提前角：350～450最小點(diǎn)火提前角：-100～0054（2）閉合角控制

閉合角控制是指對點(diǎn)火線圈初級電路通電時(shí)間的控制。55(3）爆震控制

采用爆震傳感器檢測發(fā)動(dòng)機(jī)是否產(chǎn)生爆震。如果有爆震，ECU減小點(diǎn)火提前角，直到爆震消失；當(dāng)爆震消失后，ECU又逐漸加大點(diǎn)火提前角，這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在爆震的邊緣，而又不發(fā)生爆震，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率最高，動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性最好。565.5汽車電源

由蓄電池和發(fā)電機(jī)并聯(lián)組成，負(fù)責(zé)向汽車點(diǎn)火系、起動(dòng)系、燈光、信號等全車電器設(shè)備供電。571-正極板2-負(fù)極板3-肋條4-隔板5-護(hù)板6-封口料7-負(fù)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(fù)極板電解液電解液正極板負(fù)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(hù)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(gè)單格蓄電池組成，額定電壓為12V，額定容量為90Ah，起動(dòng)用的干荷蓄電池。額定容量：指20小時(shí)放電率額定容量。20小時(shí)放電率：指一個(gè)全充電的12V蓄電池在電解液溫度為25℃時(shí)，連續(xù)20小時(shí)輸出最大穩(wěn)定電流而電池電壓不低于10.5V時(shí)所輸出的電量。625.5.2發(fā)電機(jī)1.硅整流發(fā)電機(jī)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(fēng)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(jī)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(lì)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(fù)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(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，保持發(fā)電機(jī)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(diǎn)振動(dòng)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(diǎn)振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)與工作原理常用的觸點(diǎn)振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器有：單觸點(diǎn)振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器和雙觸點(diǎn)振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器。70（1)單觸點(diǎn)振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器1-鉸鏈2-銜鐵3-觸點(diǎn)4-觸點(diǎn)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(diǎn)振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器

1-電壓調(diào)節(jié)器2-交流發(fā)電機(jī)3-電流表4-蓄電池5-用電設(shè)備6-點(diǎn)火開關(guān)K1-低速觸點(diǎn)K2-高速觸點(diǎn)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(jī)稱為整體式交流發(fā)電機(jī)。745.6汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的日常使用維護(hù)1．保持點(diǎn)火系統(tǒng)的所有零部件的清潔。2．目視檢查點(diǎn)火系統(tǒng)各連接部位和導(dǎo)線是否松動(dòng)、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(dá)到規(guī)定值。765