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1、第6章 汽油发动机点火系统主要内容 概概概概 述述述述6.16.1 传统点火系统传统点火系统传统点火系统传统点火系统 6.6.2 2 微型计算机控制点火系统微型计算机控制点火系统微型计算机控制点火系统微型计算机控制点火系统 6.6.3 3 6.1 6.1 概概 述述点火系统的功用点火系统的功用:在发动机各种工况和使用条件下，在汽缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使汽油发动机实现作功。点火系统的类型点火系统的类型:传统点火系统、电子点火系统、微型计算机控制的点火系统以及磁电机点火系统等。6.1.1 6.1.1 点火系统的功用与类型点火系统的功用与类型6.1.2 6.1.2 点火
2、系统的基本要求点火系统的基本要求 1.1.能能产产生足以生足以击击穿火花塞两穿火花塞两电电极极间间隙的隙的电压电压 点火能量不足时，会使发动机起动困难，发动机的动力性下降，油耗和排污增加，甚至于发动机不能工作。2.2.电电火花火花应应具有足具有足够够的点火能量的点火能量 3.3.点火点火时时刻刻应应与与发动发动机的工作状况相适机的工作状况相适应应 点火时刻由点火提前角表示。发动机转速：发动机转速与点火提前角成正比，转速越快点火提前角越小发动机负荷：发动机负荷与点火提前角成反比，负荷越大点火提前角越小。火花塞两电极之间的距离火花塞两电极之间的距离 气缸压力气缸压力 气缸中空气的温度气缸中空气的温
3、度 击穿电压击穿电压影响火花塞影响火花塞击穿电压的击穿电压的因素因素6.1.3 6.1.3 点火系统的特点点火系统的特点 汽车发动机的点火系统与汽车上其他电器设备一样，采用单线制连接。无论整车电气系统采用正极搭铁还是负极搭铁，点火线圈的内部连接或外部接线均应保证点火瞬间火花塞中心电极为负极。6.2 6.2 传统点火系统传统点火系统6.2.1 6.2.1 传统点火系统的组成传统点火系统的组成1电容器；2火花塞；3高压阻尼电阻；4高压导线；5起动机；6电流表；7蓄电池；8点火开关；9附加电阻；10点火线圈；11配电器；12断电器6.2.2 6.2.2 传统点火系统的工作过程传统点火系统的工作过程
4、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、断电器活动触点臂、触点、分电器壳体搭铁，流回蓄电池的负极，为低压电路。触点断开时：初级绕组通电时，在其周围产生磁场，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。6.2.3 6.2.3 传统点火系统主要零部件传统点火系统主要零部件1.点火线圈开磁路式点火线圈 闭磁路式点火线圈 2.分电器 断电器配电器电容器点火提前调节装置离心式点火提前调节装置 真空点火提前
5、调节装置 3.火花塞热特性冷型普通型热型4.点火开关转速负荷1.1.点火线圈点火线圈按铁芯结构型式有两种：开磁路式点火线圈：开磁路式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。闭磁路式点火线圈：闭磁路式点火线圈的铁芯用“口”字形或“曰字形的铁片叠制而成。磁路闭合。1 1）开磁路式点火线圈）开磁路式点火线圈 特点：结构简单、成本低且加工方便，产生高压电稳定，但由于其磁通量损失较大，故转换效率较低，在现代汽油机点火系统中通常已不再采用。1高压接线头；2起动机接线柱；3正极接线柱；4附加电阻；5绝缘座；6铁芯；7初级绕组；8次级绕组；9导磁硅钢片；10外壳；11负极接线
6、柱；12胶木盖 开磁路式点火线圈 产生高压电的原理产生高压电的原理初级绕组：240370匝次级绕组：11000 23000匝 开磁路点火线圈：开磁路点火线圈：柱形铁芯，次级绕组在内侧，初级绕组电流大，在外侧，以利于散热。初级绕组在铁心中产生的磁通，通过导磁钢套形成磁回路，磁力线经过空气穿过，磁路的磁阻大，泄漏的磁通量多，即磁路损失大，转换效率低。开磁路点火线圈实物开磁路点火线圈实物2 2）闭磁路点火线圈）闭磁路点火线圈特点：形成闭合的磁路，减少磁通损失，在相同初级能量情况下，次级获取的能量大，能量转换效率高。1铁芯；2初级绕组接线柱；3高压接线柱；4初级绕组；5次级绕组1空气隙；2铁芯；3次级
7、绕组；4初级绕组 2.2.分电器分电器解放解放CA1091型型汽车所用的汽车所用的FD642型分型分电器。电器。分电器的功用：分电器的功用：（1）接通或断开初级电路；（2）将点火线圈产生的高压电按照发动机分配给各缸火花塞；（3）根据发动机转速和负荷自动调节点火时刻。分电器的组成：分电器的组成：断电器断电器配电器配电器电容器电容器点火提前调节装置点火提前调节装置1 1）断电器）断电器11接线柱；接线柱；22活动触点臂与活动触点；活动触点臂与活动触点；33固定触点及支架；固定触点及支架；44固定螺钉；固定螺钉；55偏心调整螺钉；偏心调整螺钉；66断电器活动底板；断电器活动底板；77分电器壳；分电器
8、壳；88断电器凸轮；断电器凸轮；99分电器轴；分电器轴；1010油毡；油毡；1111胶木顶块；胶木顶块；1212触点臂弹簧片；触点臂弹簧片；1313托板托板作用：作用：周期性地接通或切断点火线圈的初级回路，使初级电流发生变化，从而在次级绕组中感应出高电压。2 2）配电器）配电器 作用：作用：将点火线圈中产生的高压电，按照发动机的工作次序轮流分配到各气缸的火花塞上。组成：组成：主要由胶木制成的分电器盖和分火头组成。分火头套在断电器凸轮的延伸端，此延伸端侧面有一平面，借此保证分火头与凸轮同步旋转。3 3）电容器）电容器1绝缘纸；2金属带；3软导线；4金属外壳；5引线 作用作用:利用电容器的充放电消
9、弱一次绕组中的自感电动势对产生高压电的影响。连接：连接：与绕组并联点火提前角点火提前角: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。点火提前的影响因素发动机转速混合气的燃烧速度（燃烧室结构）发动机负荷汽油的抗暴性能（油料）4)4)点火提前调节装置点火提前调节装置点火提前调节装置点火提前调节装置作用：作用：实现点火提前，必须在压缩行程未到达上止点位置时，使触点分开。方法：方法：1.触点不动、使凸轮相对相对轴向转一个角度。2.凸轮不动，使触点相对凸轮转一个角度。类型类型:1.离心式点火提前调节装置 2.真空式点火提前调节在装置 （1 1）离心式点火提前调
10、节装置）离心式点火提前调节装置11凸轮固定螺钉；凸轮固定螺钉；22断电器凸轮；断电器凸轮；33拨板；拨板；4 4分电器轴；分电器轴；55重块；重块；66弹簧；弹簧；77托板；托板；88销钉；销钉；99销轴销轴 当发动机转速达一定值时，重块所受的离心力克服弹簧拉力使重块向外飞开，通过销钉带动断电器凸轮顺着旋转方向转过一定角度，从而使点火时刻随发动机转速升高而提前。（2 2）真空式点火提前调节装置）真空式点火提前调节装置(a)(a)节气门部分开启节气门部分开启 (b)(b)节气门全开节气门全开(c)(c)节气门全闭节气门全闭 ll分电器外壳；分电器外壳；22断电器底板；断电器底板；33真空点火提前
11、调节装置外壳；真空点火提前调节装置外壳；44弹簧；弹簧；55真空连接管；真空连接管；66节气门；节气门；77膜片；膜片；88拉杆；拉杆；99断电器触点；断电器触点；1010一断电器凸轮。一断电器凸轮。3.3.火花塞火花塞 功用：功用：将高压电引入燃烧室产生电火花并点燃混合气。热特性：热特性：工作温度：500600以上，800900 以下热型火花塞：裙部长，散热慢。冷型火花塞：裙部短，散热快。电极材料：电极材料：镍锰硅铬合金 普通型火花塞如图所示，在钢质火花塞壳体5的内部固定有高氧化铝陶瓷绝缘体2，在绝缘体中心孔的上部有接线螺杆3，杆的上端有接线螺母1，用来接高压导线，下部装有中心电极11，金属
12、杆与中心电极之间用导体玻璃密封，纯铜垫圈4起密封和导热作用。壳体的上部有便于拆装的六角平面，下部有螺纹，用于把火花塞安装到发动机汽缸盖内，壳体下端焊接有弯曲的侧电极9。4.4.点火开关点火开关 点火开关又称为钥匙式开关，它控制着全车电路的工作，通常按接线柱的数目可分为两接线柱式、三接线柱式和四接线柱式等。目前，国产汽车使用较多的是三接线柱式点火开关和四接线柱式开关。6.3 微型计算机控制点火系统 有分电器微机控制有分电器微机控制的点火系统的组成的点火系统的组成微机控制器微机控制器 ：根据发动机各传感器输入的信息及内存的数据进行运算、处理及判断，然后输出指令（信号）控制有关执行器（如点火器）动作
13、，达到快速、准确控制发动机工作的目的。传感器：传感器：在发动机工作时不断地检测反映发动机工作状况的信息并传递给微机控制器，作为控制系统进行运算和控制的依据或基准。点火执行器：点火执行器：微机控制的电子点火系统的功率输出级，它接受微机控制器输出的点火控制信号并进行功率放大，以便驱动点火线圈工作。1.1.有分电器微机控制的点火系统的组成有分电器微机控制的点火系统的组成2.2.有分电器微机控制点火系统的工作原理有分电器微机控制点火系统的工作原理 发动机工作期间，各传感器分别将每一瞬间的发动机转速、负荷、冷却水的温度、节气门的状态以及是否发生爆燃等与发动机工况有关的信号经接口电路输入控制器。控制器根据
14、发动机转速和负荷信号，按存储器中存放的程序以及与点火提前角和一次电路导通时间等有关的数据，计算出与该工况对应的最佳点火提前角和初级电路导通时间，并根据冷却水的温度加以修正。最后根据计算结果和点火基准信号，在最佳的时刻向点火控制电路和点火线圈发出控制信号，接通点火线圈的初级电路，经过最佳的初级电路导通时间后，再发出控制信号切断点火线圈的初级电路，使初级电流迅速减小至零，在点火线圈的次级绕组中产生高压电，并经配电器送往火花塞，点燃混合气。有分电器微机控制点火系统有分电器微机控制点火系统丰田丰田4A-GE4A-GE发动机发动机TCCSTCCS点火系统点火系统 为了产生稳定的二次测电压和保证系统的可靠工作，在点火器中设有闭合角控制电路和点火确认信号（IGf）安全保护电路。当ECU向点火器发出811个点火正时信号（IGt）后，ECU还没有接收到IGf信号，则ECU将会进入失效安全模式，切断喷油，防止催化转换器过热。