汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修 課件 9.1 點(diǎn)火系

項(xiàng)目八點(diǎn)火系點(diǎn)火系統(tǒng)的作用：是適時(shí)地為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)已壓縮的可燃混合氣提供足夠能量的電火花，使發(fā)動(dòng)機(jī)能及時(shí)、迅速地作功。對點(diǎn)火系統(tǒng)有下列要求：①點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)能迅速及時(shí)地產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的高壓電。②電火花應(yīng)具有足夠的點(diǎn)火能量。③點(diǎn)火時(shí)間應(yīng)適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工況。

8．1傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)

8．1．1傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成

⑴電源供給點(diǎn)火系統(tǒng)所需的電能，由蓄電池和發(fā)電機(jī)提供。⑵點(diǎn)火線圈將電源12V的低壓電變成15－20kV的高壓電。⑶分電器（斷電器、配電器、電容器和點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)）①斷電器：接通與切斷點(diǎn)火線圈初級(jí)電路。②配電器：將高壓電按工作順序分配給各缸塞。③電容器：減小火花，延長壽命并提高次級(jí)電壓。④點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)：隨轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和辛烷值改變點(diǎn)火提前角。⑷火花塞將高壓電引入氣缸燃燒室產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合氣。

⑸點(diǎn)火開關(guān)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的初級(jí)電路。⑹附加電阻改善點(diǎn)火性能和起動(dòng)性能。8.1．2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理

其工作過程可分為三個(gè)階段⑴觸點(diǎn)閉合，初級(jí)電流增長

⑵觸點(diǎn)分開，次級(jí)繞組中產(chǎn)生高壓電

⑶火花塞電極間隙被擊穿，產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合氣

8.1．3傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作特性與次級(jí)電壓的影響因素1．工作特性

U2max＝

2．影響次級(jí)電壓的因素⑴．發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)

⑵．火花塞積炭

⑶．電容值的大小

一般C1值在0．15～0．35μF之間為宜。一般為C2值在40－70μF之間為宜。⑷．觸點(diǎn)間隙一般為0.35～0.45mm。⑸．點(diǎn)火線圈溫度

8．2無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)

優(yōu)點(diǎn)：可以避免由觸點(diǎn)引起的各種故障，減少了保養(yǎng)和維護(hù)工作；還可以增大初級(jí)電流，提高次級(jí)電壓和點(diǎn)火能量；改善混合氣的燃燒狀況，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性并減少排氣污染。組成：由點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器、電子點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、火花塞等組成。

8．2．1磁脈沖式無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置

1．磁脈沖式點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器的工作原理

特點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器磁路的磁阻變化速率提高，相應(yīng)磁通量的變化速率也提高，傳感線圈產(chǎn)生的信號(hào)電壓也就隨之增大。使點(diǎn)火的擊穿電壓提前到達(dá)，點(diǎn)火相應(yīng)提前。

2

電子點(diǎn)火器的工作原理

工作過程：⑴、接通點(diǎn)火開關(guān)UB使T1導(dǎo)通，其直流電路為：

B+→R4→R1→T1→信號(hào)線圈→搭鐵→B-⑵、當(dāng)信號(hào)線圈產(chǎn)生正向電壓脈沖時(shí)，信號(hào)電壓與T1管的正向電壓疊加后，高于T2的導(dǎo)通電壓，T2導(dǎo)通。T2導(dǎo)通的結(jié)果使T5導(dǎo)通，點(diǎn)火初級(jí)回路通路。⑶、當(dāng)信號(hào)線圈產(chǎn)生反向電壓脈沖時(shí)，信號(hào)電壓與T1管的正向電壓疊加后，低于T2的導(dǎo)通電壓，T2截止。T2截止的結(jié)果使T5截止，點(diǎn)火初級(jí)回路開路，于是在次級(jí)回路中產(chǎn)生高壓。8.2．2霍爾效應(yīng)式無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置

1．霍爾效應(yīng)

式中，RH——霍爾系數(shù)；

d——半導(dǎo)體基片厚度；

I——電流；

B——磁感應(yīng)強(qiáng)度。UH＝

2、霍爾效應(yīng)式點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器

3、電子點(diǎn)火器

⑴．基本工作過程

接通點(diǎn)火開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，分電器中霍爾信號(hào)發(fā)生器觸發(fā)葉輪的葉片，周期地通過傳感器的空氣隙。當(dāng)葉片進(jìn)入空氣隙時(shí)，霍爾信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)Ug為高電位，該信號(hào)通過點(diǎn)火器插座⑥和③進(jìn)入點(diǎn)火器。此時(shí)，點(diǎn)火器通過內(nèi)部電路，適時(shí)地驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火器末級(jí)大功率達(dá)林頓管VT導(dǎo)通，接通初級(jí)電路。其電路是：蓄電池“＋”極→十點(diǎn)火開關(guān)→點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組N1→點(diǎn)火器（大功率達(dá)林頓管VT、反饋電阻Rs）→搭鐵→蓄電池“－”極。當(dāng)觸發(fā)葉輪的葉片離開空氣隙時(shí)，霍爾信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)Ug下跳為低電位。點(diǎn)火器末級(jí)大功率達(dá)林頓管VT立即截止，切斷點(diǎn)火線圈初級(jí)電路，次級(jí)繞組產(chǎn)生高壓電。

⑵．限流控制（恒流控制）

當(dāng)Rs上的電流增加時(shí)，Rs上的電壓也增加，該電壓反饋到放大器的F端使VT1導(dǎo)通而VT截止。從而降低Rs上的電流當(dāng)Rs上的電流減小時(shí)，其作用與上述過程相反。⑶．閉合角控制

（4）停車斷路保護(hù)如果輸入高電位的時(shí)間大于設(shè)定的時(shí)間

Tp（一般為

l－2s），Cp上充電電壓達(dá)到某一工作電壓時(shí)，通過內(nèi)部比較器使驅(qū)動(dòng)級(jí)工作，驅(qū)動(dòng)大功率管VT緩慢截止，使點(diǎn)火線圈初級(jí)電流逐漸下降為零。

8.2．3光電式無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置

由安裝在分電器軸上的轉(zhuǎn)盤和安裝在分電器底板上的光觸發(fā)器組成。轉(zhuǎn)盤的外線開有與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)相對應(yīng)的缺口。光觸發(fā)器由發(fā)光二極管和光敏三極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管的光線照射光敏三極管時(shí)，光敏三極管導(dǎo)通，產(chǎn)生與曲軸位置相對應(yīng)的電壓脈沖，即點(diǎn)火信號(hào)，

第八節(jié)微機(jī)控制點(diǎn)火系

一、概述

分電器上的離心式和真空式點(diǎn)火提前裝置受其機(jī)械結(jié)構(gòu)及性能的限制，調(diào)節(jié)能力是有限的，很難實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火提前角隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、起動(dòng)及怠速、水溫、汽油的辛烷值、壓縮比等的不同而精確調(diào)節(jié)，有時(shí)為了避免大負(fù)荷時(shí)的爆燃，不得不減小點(diǎn)火提前角。微機(jī)控制點(diǎn)火系的特點(diǎn)：⑴、發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都有最佳的點(diǎn)火提前角，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，且保證排放污染最小。⑵、將點(diǎn)火提前到發(fā)動(dòng)機(jī)剛好不致于產(chǎn)生爆燃的范圍。二、微機(jī)控制點(diǎn)火系(ESA)的組成

1．微機(jī)控制點(diǎn)火系的組成及功能

傳感器ECU點(diǎn)火執(zhí)行器ESA各組成部分的功能組成部分功能傳感器

空氣流量計(jì)檢測進(jìn)氣量進(jìn)氣(支)管絕對壓力傳感器檢測進(jìn)氣量分電器Ne信號(hào)檢測線圈檢測曲軸角度(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)G1、G2信號(hào)檢測線圈檢測曲軸角度基準(zhǔn)位置節(jié)氣門集團(tuán)傳感器向主ECU輸入點(diǎn)火提前角修正信號(hào)水溫傳感器檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫起動(dòng)開關(guān)檢測發(fā)動(dòng)機(jī)是否正處于起動(dòng)狀態(tài)空檔起動(dòng)開關(guān)檢測自動(dòng)變速器的選擋桿是否置于N位或P位車速傳感器檢測車速，向主ECU輸入車速信號(hào)空調(diào)開關(guān)A/C檢測空調(diào)的工作狀態(tài)(ON或OFF)爆燃傳感器檢測發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃信號(hào)電源電壓傳感器向主ECU輸入電源電壓信號(hào)ESA各組成部分的功能(續(xù)表)2．微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的主要電路

(1)、點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)(1Gf信號(hào))發(fā)生電路(見圖)

(2)、過電壓保護(hù)電路

(見圖)

(3)、閉合角控制電路

(見圖)

組成部分功能執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子點(diǎn)器與點(diǎn)火線圈

根據(jù)主ECU輸出的點(diǎn)火控制信號(hào)，控制點(diǎn)火線圈一次側(cè)電路的通斷，產(chǎn)生二次側(cè)高壓使火花塞點(diǎn)火；同時(shí)，把點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)IGf反饋給ECU發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(主ECU)根據(jù)各傳感器輸入的信號(hào)，計(jì)算出最佳的點(diǎn)火提前角，并向電子點(diǎn)火器輸出點(diǎn)火控制信號(hào)(4)、鎖止保護(hù)電路

(見圖)(5)、恒流控制電路

(見圖)(6)、加速狀態(tài)檢測電路

(見圖)三、微機(jī)控制點(diǎn)火系的控制功能

點(diǎn)火提前角控制主要控制功能：通電時(shí)間控制爆燃控制1．點(diǎn)火提前角控制微機(jī)控制點(diǎn)火系中，點(diǎn)火提前角按發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間與正常運(yùn)行期間兩種基本工況實(shí)現(xiàn)控制。(1)起動(dòng)期的點(diǎn)火提前控制：

ECU檢測信號(hào)：Ne信號(hào)、STA信號(hào)

點(diǎn)火提前予設(shè)角：10°(2)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行期的點(diǎn)火提前控制：①基本點(diǎn)火提前角：如圖：a)按噴油量和Ne確定b)按進(jìn)氣量和Ne確定怠速工況的基本點(diǎn)火提前角模型②修正點(diǎn)火提前角：

暖機(jī)修正：剛起動(dòng)時(shí)冷卻水溫度較低時(shí)，應(yīng)增大點(diǎn)火提前角，以使發(fā)動(dòng)機(jī)盡快暖機(jī)?？刂婆瘷C(jī)修正量的主要信號(hào)有冷卻水溫度信號(hào)、進(jìn)氣流量信號(hào)和節(jié)氣門開度信號(hào)。過熱修正：發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，若冷卻水溫過高，為了避免發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，應(yīng)減小點(diǎn)火提前角?？刂七^熱修正量的主要信號(hào)有冷卻水溫度信號(hào)和節(jié)氣門開度信號(hào)。怠速穩(wěn)定性修正：為了能保持怠速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)檢測到的實(shí)際轉(zhuǎn)速低于怠速目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)相應(yīng)增大點(diǎn)火提前角。相反，應(yīng)減小點(diǎn)火提前角?？刂频∷俜€(wěn)定性修正量的主要信號(hào)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、節(jié)氣門開度信號(hào)、車速信號(hào)、空調(diào)信號(hào)等。

暖機(jī)修正2．通電時(shí)間控制

通電時(shí)間進(jìn)行控制，就是對點(diǎn)火閉合角進(jìn)行控制。

閉合角的大小取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和電源電壓的大小。

3．爆燃控制

爆燃控制的組成：爆燃控制曲線：四、微機(jī)控制直接點(diǎn)火系

1、主要優(yōu)點(diǎn)：

(1)節(jié)省了安裝空間

(2)能量損失減少

(3)高速時(shí)點(diǎn)火能量有保證

(4)電磁輻射減小2、控制方式：⑴開環(huán)控制⑵閉環(huán)控制同時(shí)點(diǎn)火裝置3、分類：獨(dú)立點(diǎn)火裝置4、工作過程：⑴同時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)

G1、G2和Ne三個(gè)信號(hào)，用于判別氣缸、檢測曲軸轉(zhuǎn)角和確定初始點(diǎn)火提前角。同時(shí)還向點(diǎn)火器輸出IGt、IGdA、IGdB三個(gè)信號(hào)。其中IGt信號(hào)是點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)，IGdA和IGdB信號(hào)是ECU輸送給點(diǎn)火器的判斷信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)G1、G2、Ne信號(hào)查表選擇IGdA、IGdB的信號(hào)狀態(tài)(見表3—15)，以確定各缸的點(diǎn)火順序。

獨(dú)立點(diǎn)火裝置8.4點(diǎn)火系統(tǒng)主要部件

8.8.1分電器1．組成由斷電器、配電器、電容器和點(diǎn)火提前機(jī)構(gòu)等組成。⑴．?dāng)嚯娖鳍?、配電器⑶．點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)①、離心式：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，點(diǎn)火提前角增大。相反，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，點(diǎn)火提前角減小。

②、真空式點(diǎn)火提前裝置

點(diǎn)火提前角隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增大而減小2．無觸點(diǎn)分電器

8.8.2點(diǎn)火線圈

1．開磁路式點(diǎn)火線圈

8.8.3火花寨

1、火花塞的熱特性：自潔溫度：500℃－600℃

熱型(1、2、3)2、分中型(4、5、6)冷型(7、8、9、10、11)注意：熱型火花塞適用于低速、低壓縮比、小功率發(fā)動(dòng)機(jī)。冷型與之相反。常見火花塞的種類常見火花塞的種類3．火花塞的編號(hào)

第1部分為漢語拼音字母，表示火花塞的結(jié)構(gòu)類型及主要型式尺寸。各字母的含義見表8.l。第二部分為阿拉伯?dāng)?shù)字，表示火花塞熱值，見表8.2。第三部分為漢語拼音字母，表示火花塞派生產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)特性、材料特性及特殊技術(shù)要求等。8.5點(diǎn)火系的使用與維護(hù)

1、點(diǎn)火系統(tǒng)的使用

2、點(diǎn)火系統(tǒng)的維