第九章点火系.ppt

第九章 点火系统一、发动机点火系一、发动机点火系按照发动机的工作顺序使火花塞产生电火花点按照发动机的工作顺序使火花塞产生电火花点燃气缸内混合气的装置燃气缸内混合气的装置二、电火花的产生原因二、电火花的产生原因三、击穿电压三、击穿电压四、点火系类型四、点火系类型蓄电池点火系、磁电机点火系、晶体管点火系蓄电池点火系、磁电机点火系、晶体管点火系第一节第一节 蓄电池点火系的组成及工作原理蓄电池点火系的组成及工作原理一、组成（一、组成（10-1））二、工作过程（二、工作过程（10-2、、10-3））初级回路：初级回路：次级回路：次级回路：第二节第二节 汽油机点火提前角的自动调节汽油机点火提前角的自动调节一、点火提前角对发动机性能的影响（一、点火提前角对发动机性能的影响（10-5））点火过早：燃烧过早，活塞压缩负功增加，动力点火过早：燃烧过早，活塞压缩负功增加，动力性下降点火过迟：燃烧压力下降，散热损失增加，发动点火过迟：燃烧压力下降，散热损失增加，发动机动力性、经济性下降机动力性、经济性下降二、点火提前角的影响因素二、点火提前角的影响因素1、发动机转速、发动机转速2、混合气成分、混合气成分3、汽油性质、汽油性质三、实现点火提前的装置（三、实现点火提前的装置（10-11））1、机械离心式（、机械离心式（10-12））2、真空式（、真空式（10-13、、10-14））3、辛烷值校正器、辛烷值校正器第三节 火花塞一、作用一、作用接受高压电的脉冲，产生电火花点燃混合气。

接受高压电的脉冲，产生电火花点燃混合气二、热特性（二、热特性（10-16））自净温度：自净温度：500～～600℃以上，以上，800～～900 ℃以下以下热型火花塞：裙部长，散热慢热型火花塞：裙部长，散热慢冷型火花塞：裙部短，散热快冷型火花塞：裙部短，散热快三、火花塞间隙三、火花塞间隙第九章 点火系幻灯片 1点火系的组成能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系                                         点火系组成附加电阻：附加电阻与点火线圈初级绕组串联其作用是调节初级电流大小，维持初级电流基本稳定其特点是温度愈高，电阻愈大，所以又叫热敏电阻电容器：电容器与断电器触点并联，其功用是在点火线圈初级电路断开时，减小触点间产生的电火花，防止触点烧损，并可加速点火线圈中的磁通变化率，提高点火电压1）保护触点，自感电流向电容器充电，防止触点烧损2）加速断电，提高次极电压点火线圈：点火线圈把电源的低压电转变成火花塞点火所需要的高压电按其铁芯结构型式有两种：开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈点火系的组成分类与组成　　　　　电源 　　　　　 产生高压的方法 　　　　蓄电池点火系 　　蓄电池或发电机 　　　点火线圈和断电器 　　　　　　　　半导体点火系 　　蓄电池或发电机 　　　点火线圈和半导体元件　　　　　　　　　　　　　　　　磁电机点火系 　　无 点火系工作原理触点闭合时，初级电路通电，电流从蓄电池的正极经点火开关，点火线圈的初级绕组，断电器触点，接地流回蓄电池的负极，为低压电路。

触点断开时，在初级绕组通电时，其周围产生磁场，并由于铁芯的作用而加强当断电器凸轮顶开触点时，初级电路被切断，初级电路迅速下降到零，铁芯中的磁通随之迅速衰减以至消失，因而在匝数多，导线细的次极绕组中感应出很高的电压，使火花塞两极之间的间隙被击穿，产生火花 蓄电池点火系工作过程   蓄电池点火系分电器(1)断电器(2)配电器(3)电容器(4)各种点火提前调节装置断电器功用：功用：周期地接通和断开初级电路，使初级电路发生变化以便在点火线圈中感应生成次级电压断电器主要部分是一对钨质的触点凸轮的棱数等到于气数凸轮的轴由发动机曲轴通过配气机构的凸轮轴上的齿轮驱动，其转速与配气凸轮轴相等，而为曲轴转速的一半活动触点用导线与点线圈上的初级线圈接线柱和电容器相连固定触点接地断电器凸轮在按图中箭头所示方向旋转的过程中，每当一个凸棱顶起顶块使触点分开的瞬间，次级电路中产生的电压最高配电器即应在此时将次级电路接通，使相应的气缸立即点火配电器Ø功用：功用：将点火线圈中产生的高压电，按照发动机工作次序轮流分配到各汽缸的火花塞上Ø组成：分电器盖，分火头                                                                            点火提前点火时刻对发动机性能影响很大，从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力需要一定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。

若在压缩上止点点火，则混合气一面燃烧，活塞一面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率也随之减小因此要在压缩接近上止点点火，即点火提前把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角 点火提前角的变化当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大 当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角点火提前角应随转速增高适当加大 另外，点火提前角还和汽油的抗暴性能有关，使用辛烷值高，抗暴性能好的汽油，点火提前角应较大 点火提前调节方法（原理）点火提前调节装置调节方法：调节方法：Ø触点不动使凸轮相对于其轴旋转方向过一个角度θØ 当凸轮不动使触点相对于凸轮逆旋转方向转过一个角度θ分类分类Ø离心式点火提前调节装置Ø真空式点火提前调节装置离心式点火提前调节装置组成：组成：重块、带孔拨板、销钉工作原理：工作原理：发动机不工作时，弹簧将两重块的小端向内拉拢到图中虚线所示位置。

当曲轴的转速达到来200--400R/MIN后，重块离心力克服弹簧拉力向外甩出转速达1500r/min时，此时两个重块上的销在长方孔的外缘上，重块便不能继续向外甩，点火提前角也就不再继续增加真空式点火提前调节装置小负荷工作时（a图），节气门开度小，其后真空度大，将膜片和拉杆向右吸一段距离此时，底板和触点在顶杆带动下相对凸轮逆时针旋转一个角度，实现点火提前全负荷工作时（b图），真空度减小，膜片向左拱曲，提前角自动减小零负荷工作时（c图），节气门近乎全闭，真空度几乎为零，弹力作用下提前角减小或不提前此时怠速，不需要提前辛烷值校正器人工手动调整辛烷值减小，提前角减小点火线圈（变压器）点火线圈把电源的低压电转变成火花塞点火所需要的高压电按其铁芯结构型式有两种： 开磁路点火线圈：开磁路点火线圈采用柱形铁芯，其上下两端没有连接在一起，磁力线通过空气形成磁回路闭磁路点火线圈：闭磁路点火线圈的铁芯用“口”字形或“日”字形的铁片叠制而成磁路闭合，导磁能力强，能量损失小，主要用于电子点火系 开磁路线圈（常用）Ø铁芯——最内层Ø次级绕组——中间层Ø初级绕组——最外层Ø外壳Ø附加电阻火花塞功用：是将点火线圈式磁电机所产生的脉冲高压电引进燃烧室，并在其两个电极间产生电火花以点燃混合气。

火花塞弯曲的侧电极9焊接在金属壳体的底端，借此直接搭铁刚玉陶瓷（氧化铝含量90%以上）的绝缘体2固定在壳体内并加以密封（目前大多数采用局部高频加热的办法进行机械铆边的密封工艺，而在绝缘体下部与壳体间则采用紫铜垫圈7密封）中心电极6装入绝缘体的中心孔内，其内用密封剂密封高压导线接头套接在螺母1的上端电极材料一般都用镍锰合金丝制成为提高火花塞的使用寿命与化学腐蚀性能，目前多采用镍锰硅铬合金作为电极材料火花塞火花塞绝缘体裙部（指紫铜垫圈以下的绝缘体锥形部分）与燃烧的气体接触而吸收大量的热吸入的热量通过紫铜垫圈传给壳体，然后散入大气和传给气缸盖试验表明，要使发动机正常工作，火花塞绝缘体裙部的温度应保持在500~600摄氏度以上（该温度称为火花塞的“自净温度”）若温度低度于此值，落在绝缘体裙体部的油粒便不能立即燃烧掉，形成积炭而引起漏电，将导致火花塞两电极间不能发生火花或火花微弱；但绝缘体裙部温度也不能超过800~900摄氏度温度若超过此值时，则混合气与这样炽热的绝缘体接触时，可能在火花塞产生火花之前就自行着火（炽热点火），从而引起发动机早燃，发生化油器回火现象火花塞的分类冷型：绝缘体裙部长度h=8mm；热型：h=11mm和h=14mm；普通型：h=16mm和h=20mm火花塞跳火间隙火花塞电极间跳火间隙对火花塞的工作有很大影响。

间隙过小，则火花微弱，并且容易因产生积炭而漏电：间隙过大，所需击穿电压增高发动机不易起动，且在高转速时容易发生“缺火”现象故火花塞中心电极与侧电极之间的间隙应适当目前我国蓄电池点火系使用的火花塞间隙一般为0.6---0.8mm高能电子点火系达到1.0—1.2mm传统点火系的缺点Ø触点易烧蚀，断电器寿命短Ø火花塞易积炭，点火不可靠Ø高速易缺火半导体点火系利用了一些半导体元件替代了蓄电池点火系中的断电器，产生脉冲信号点火                                      霍尔传感器霍尔效应：当电流垂直于磁场方向通过导体时，在垂直于磁场和电流的导体的两个端面之间出现电势差的现象就称为霍尔效应该电势差称为霍尔电压图9－22）霍尔元件与磁场隔开时，不产生霍尔电压，传感器无信号输出，此时放大器接通，初级电路导通当磁力线穿过霍尔元件时，产生霍尔电压，传感器信号输出，放大器截止，初级电路断开，次级绕组产生高压，火花塞点火由霍尔传感器、点火控制器、点火线圈、配电器、火花塞组成磁电感应式发动机转动，磁感应信号发生器发出交变电动势，通过晶体管使初级电路接通电动势交变时，通过晶体管作用，初级电路断开，次级绕组产生高压，使火花塞跳火。

电动势变化时，三极管两端电压变化，三极管会导通或截止由传感器、点火控制器、点火线圈、配电器、火花塞组成图9－17、18电容放电式特点：点火线圈初级电路导通的瞬间产生高压组成：直流升压器、可控硅及触发器、点火线圈、分电器、火花塞工作过程：接通点火开关，低压直流电变为高压直流电，向电容器充电，初级电路不通可控硅导通时，电容器向初级绕组放电，次级绕组中产生高压电，击穿火花塞点火优点：次级电压高缺点：低速和冷起动时点火不可靠，结构复杂，成本高分电器总成火花塞。