汽車點(diǎn)火系統(tǒng)

第十章發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)第一節(jié)概述一、功用

汽油機(jī)在壓縮接近上止點(diǎn)時，可燃混合氣是由火花塞點(diǎn)燃的，從而燃燒對外作功。為了在氣缸中定時地產(chǎn)生高壓電火花，汽油機(jī)設(shè)置了專門的點(diǎn)火系統(tǒng)，簡稱發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系。點(diǎn)火系統(tǒng)的基本功用是在發(fā)動機(jī)各種工況和使用條件下，在氣缸內(nèi)適時、準(zhǔn)確、可靠地產(chǎn)生電火花，以點(diǎn)燃可燃混合氣，使汽油發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)作功。二、類型

1．傳統(tǒng)蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)2．半導(dǎo)體點(diǎn)火系統(tǒng)3．微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)4．磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)三、點(diǎn)火系統(tǒng)的基本要求

1．能產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的高電壓在火花塞電極間能產(chǎn)生火花時所需要的電壓，稱為擊穿電壓或稱為跳火電壓。擊穿電壓的影響因素包括：火花塞電極間隙和形狀；氣缸內(nèi)混合氣的壓力與溫度；電極的溫度和極性，以及發(fā)動機(jī)的工作情況等。為了保證點(diǎn)火工作可靠，且在困難條件下點(diǎn)火，作用于火花塞兩電極間的電壓通常在20～30kV。2．火花產(chǎn)生足夠的點(diǎn)火能量要使混合氣可靠點(diǎn)燃，火花塞必須具有足夠的點(diǎn)火能量。在發(fā)動機(jī)正常工作時，電火花只要有0.01～0.03J的能量即可。但是在起動時，為保證可靠點(diǎn)火，火花塞的點(diǎn)火能量可達(dá)到0.1J。3．點(diǎn)火時刻應(yīng)適應(yīng)發(fā)動機(jī)的各種工況

發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火時刻用點(diǎn)火提前角表示。點(diǎn)火提前角是指火花塞跳火時的曲柄位置與活塞上止點(diǎn)時曲柄位置的夾角。發(fā)動機(jī)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷所要求的最佳點(diǎn)火提前角不同。點(diǎn)火系必須能自動調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角，使點(diǎn)火時間能適應(yīng)發(fā)動機(jī)的各種工況。點(diǎn)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(diǎn)火。為此，點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)滿足以下基本要求。第二節(jié)傳統(tǒng)蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)一、組成蓄電池點(diǎn)火系主要由電源、點(diǎn)火開關(guān)、點(diǎn)火線圈、斷電器、配電器、電容器、火花塞、高壓導(dǎo)線、阻尼電阻等組成。

1)電源電源及點(diǎn)火開關(guān)，電源為蓄電池和發(fā)電機(jī)，標(biāo)稱電壓多為12～14V，其作用是供給點(diǎn)火系統(tǒng)所需的電能。點(diǎn)火開關(guān)的作用是接通或斷開電源電路。(2)點(diǎn)火線圈點(diǎn)火線圈的功用是將12V的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)?～20kY的高壓電。(3)分電器分電器主要包括斷電器、配電器、電容器和點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)等部分。

斷電器的作用是用來接通或切斷點(diǎn)火線圈一次電路。

配電器的作用是將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電按氣缸的工作順序送往各缸的火花塞。

電容器與斷電器觸點(diǎn)并聯(lián)，其作用是減小斷電器觸點(diǎn)分開時的火花，延長觸點(diǎn)的使用壽命，提高二次電壓。、

點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)的作用是隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和汽油辛烷值的變化而改變點(diǎn)火提前角。(4)火花塞火花塞的作用是將高壓電引入氣缸燃燒室，產(chǎn)生電火花來點(diǎn)燃混合氣。二、傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理二、傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理電源是蓄電池，其電壓為12V或24V，由點(diǎn)火線圈和斷電器共同產(chǎn)生高壓10000V以上。分初級回路和次極回路。點(diǎn)火線圈實(shí)際上是一個變壓器，主要由初級繞組，次極繞組和鐵芯組成。斷電器是一個凸輪操縱的開關(guān)。斷電器凸輪由發(fā)動機(jī)配氣凸輪驅(qū)動，并以同樣的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，即曲軸齒輪每轉(zhuǎn)兩圈，凸輪軸轉(zhuǎn)一圈，為了保證曲軸轉(zhuǎn)兩圈各缸輪流點(diǎn)火一次，斷電器凸輪的凸棱數(shù)一般等于發(fā)動機(jī)的氣缸數(shù)，斷電器的觸點(diǎn)與點(diǎn)火線圈的初級繞組串聯(lián)，用來切斷或接通初級繞組的電路

觸點(diǎn)閉合時，初級電路通電，電流從蓄電池的正極經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)，點(diǎn)火線圈的初級繞組，斷電器觸點(diǎn)，接地流回蓄電池的負(fù)極，為低壓電路

觸點(diǎn)斷開時，在初級繞組通電時，其周圍產(chǎn)生磁場，并由于鐵芯的作用而加強(qiáng)。當(dāng)斷電器凸輪頂開觸點(diǎn)時，初級電路被切斷，初級電路迅速下降到零，鐵芯中的磁通隨之迅速衰減以至消失，因而在匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)的次極繞組中感應(yīng)出很高的電壓，使火花塞兩極之間的間隙被擊穿，產(chǎn)生火花。

幾個元件的作用電容器與斷電器觸點(diǎn)并聯(lián)當(dāng)觸點(diǎn)斷開時，有兩個作用:（1）保護(hù)觸點(diǎn)，自感電流向電容器充電，防止觸點(diǎn)燒損。（2）加速斷電，提高次極電壓。當(dāng)點(diǎn)火線圈鐵芯中的磁通發(fā)生變化時，不僅在次極繞組中產(chǎn)生高壓電（互感電壓），同時也在初級繞組中產(chǎn)生自感電壓和電流，在觸點(diǎn)分開，初級電流下降瞬間，自感電流與原初級電流方向相同，其感應(yīng)電壓高達(dá)300V左右，在觸點(diǎn)間產(chǎn)生強(qiáng)烈火花，使觸點(diǎn)迅速燒損。影響斷電器正常工作。同時使初級電流的變化率下降，次極繞組中感應(yīng)的電壓下降?；鸹ㄈg隙中的火花變?nèi)?，難以點(diǎn)燃混合氣。

附加電阻與點(diǎn)火線圈初級繞組串聯(lián)

附加電阻與點(diǎn)火線圈初級繞組串聯(lián)其作用是調(diào)節(jié)初級電流大小，維持初級電流基本穩(wěn)定。

附加電阻的特點(diǎn)是溫度愈高，電阻愈大，所以又叫熱敏電阻。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高時，觸點(diǎn)閉合時間短，初級電路斷開時電流小，感應(yīng)的次極電壓低；反之發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低時，觸點(diǎn)閉合時間長，初級斷開時電流大，感應(yīng)的次極電壓高。如果點(diǎn)火線圈按照發(fā)動機(jī)高速時設(shè)計(jì)時，則低速時初級電流過大，容易使點(diǎn)火線圈過熱；如果點(diǎn)火線圈按照發(fā)動機(jī)低速時設(shè)計(jì)時，則高速時初級電流過小，而次極電壓過低，不能保證可靠點(diǎn)火。

附加電阻就是解決這一矛盾的。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低時，初級電流加大，附加電阻的電阻值隨其溫度升高而增大，使初級電流減小，點(diǎn)火線圈不致過熱。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高時，初級電流減小，附加電阻的電阻值隨其溫度降低而減小。起動中，將附加電阻短路，以保證初級電流的必要強(qiáng)度

第三節(jié)點(diǎn)火提前

1．為什么要點(diǎn)火提前

點(diǎn)火時刻對發(fā)動機(jī)性能影響很大，從火花塞點(diǎn)火到氣缸內(nèi)大部分混合氣燃燒，并產(chǎn)生很高的爆發(fā)力需要一定的時間，雖然這段時間很短，但由于曲軸轉(zhuǎn)速很高，在這段時間內(nèi)，曲軸轉(zhuǎn)過的角度還是很大的。若在壓縮上止點(diǎn)點(diǎn)火，則混合氣一面燃燒，活塞一面下移而使氣缸容積增大，這將導(dǎo)致燃燒壓力低，發(fā)動機(jī)功率也隨之減小。因此要在壓縮接近上止點(diǎn)點(diǎn)火，即點(diǎn)火提前。把火花塞點(diǎn)火時，曲軸曲拐位置與活塞位于壓縮上止點(diǎn)時曲軸曲拐位置之間的夾角稱為點(diǎn)火提前角。

2．火提前的影響因素

當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一定時，隨著負(fù)荷的加大，節(jié)氣門開大，進(jìn)入氣缸的可燃混合氣量增多，壓縮終了時的壓力和溫度增高，同時，殘余廢氣在氣缸內(nèi)所占的比例減小，混合氣燃燒速度加快，這時，點(diǎn)火提前角應(yīng)適當(dāng)減小。反之，發(fā)動機(jī)負(fù)荷減小時，點(diǎn)火提前角則應(yīng)適當(dāng)增大。當(dāng)發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度一定時，隨著轉(zhuǎn)速增高，燃燒過程所占曲軸轉(zhuǎn)角增大，這時，應(yīng)適當(dāng)加大點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速增高適當(dāng)加大。最佳的點(diǎn)火提前角隨許多因素變化，最主要的因素是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和混合氣的燃燒速度，混合氣的燃燒速度又和混合氣的成分、燃燒室形狀、壓縮比等因素有關(guān)。

3．

點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)裝置

離心式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置

真空式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置

第四節(jié)主要元件結(jié)構(gòu)述分電器

點(diǎn)火線圈

火花塞

分電器組成:分電器是由斷電器、配電器、電容器和點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置組成.功用:1、接通或斷開初級電路

2、將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電按照發(fā)動機(jī)分配給各缸火花塞

3、根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷自動調(diào)節(jié)點(diǎn)火時刻

1、斷電器斷電器的功用是周期地接通和斷開初級電路，使初級電流發(fā)生變化，以便在點(diǎn)火線圈中感應(yīng)生成次極電壓。斷電器的觸點(diǎn)間隙一般為0.35～0.45mm，可以通過調(diào)整固定觸點(diǎn)的位置來改變觸點(diǎn)間隙。2、配電器配電器的功用是將點(diǎn)火線圈中產(chǎn)生的高壓電，按照發(fā)動機(jī)的工作順序輪流分配到各氣缸的火花塞上

3、電容器

電容器與斷電器觸點(diǎn)并聯(lián)，其功用是在點(diǎn)火線圈初級電路斷開時，減小觸點(diǎn)間產(chǎn)生的電火花，防止觸點(diǎn)燒損，并可加速點(diǎn)火線圈中的磁通變化率，提高點(diǎn)火電壓

4、點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置

點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置位于分電器下部，由離心式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置和真空式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置組成。

真空式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置點(diǎn)火線圈點(diǎn)火線圈把電源的低壓電轉(zhuǎn)變成火花塞點(diǎn)火所需要的高壓電。

火花塞

功用：將高壓電引入燃燒室產(chǎn)生火花并點(diǎn)燃混合氣。自凈溫度>500～600℃以上，裙部溫度，若低于此溫度，落在絕緣體裙部的油粒便不能立即燃燒掉，形成積炭而引起漏電。熾熱點(diǎn)<800～900℃,