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1、第2章 发动机构造 2.9 汽油机点火系统 12.9 汽油机点火系统p 概述p 传统点火系统p 电子点火系统p 微机控制点火系统p 汽车电源22.9.1 概述 点火系统的功用 在气缸内适时、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气 点火系统的类型：传统点火系统、电子点火系统、微机控制点火系统 传统点火系统32.9.1 概述 电子点火系统：42.9.1 概述 微机控制点火系统 52.9.1 概述 点火系统的基本要求：n 能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压 n 电火花应具有足够的点火能量n 点火时刻应与发动机的工作状况相适应6 1）节气门开度一定，随着发动机转速升高，如果混合气燃烧速度不变，则应适当（
2、增大/减小）点火提前角 2）发动机转速一定，随着负荷增加，节气门开度增大，单位时间内吸入气缸内的可燃混合气数量增加，混合气燃烧速度加快，点火提前角应（增大/减小）3）使用辛烷值较高即抗爆性较好的汽油时，点火提前角应适当（增大/减小）2.9.1 概述 点火时刻对发动机性能影响 点火提前角的主要因素影响因素：转速、燃烧速度 1）节气门开度一定，随着发动机转速升高，如果混合气燃烧速度不变，则应适当（增大/减小）点火提前角2）发动机转速一定，随着负荷增加，节气门开度增大，单位时间内吸入气缸内的可燃混合气数量增加，混合气燃烧速度加快，点火提前角应（增大/减小）3）使用辛烷值较高即抗爆性较好的汽油时，点火
3、提前角应适当（增大/减小）n=2000rpm=12/ms=0=10=25燃烧时间2ms72.9.2 传统点火系统 传统点火系统的组成：电源、点火开关、点火线圈、电容器、断电器、配电器、火花塞、阻尼电阻和高压导线等组成。8传统点火系统 传统点火系统的工作原理 触点并联电容作用?9传统点火系统（一）分电器 断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等组成 断电器：周期地接通和切断点火线圈初级绕组的电路，使初级电流和点火线圈铁心中的磁通发生变化，以便在点火线圈的次级绕组中产生高压电。配电器：用来将点火线圈中产生的高压 电，按发动机的工作次序轮流分配到各 气缸的火花塞。它主要由胶木制成的分 电器盖和分火
4、头组成。电容器：10传统点火系统 点火提前调节装置 凸轮位置调节：将断电器凸轮相对于分电器轴顺旋转方向转过一个角度，凸轮提前将触点顶开，使点火提前。触点位置调节：断电器触点相对于凸轮逆着旋转方向转过一个角度，使点火提前 11传统点火系统 离心点火提前调节装置 利用改变断电器凸轮与分电器轴之间的相对位置的方法，在发动机转速变化时自动地调节点火提前角。12传统点火系统 真空点火提前调节装置 在发动机工作时，它随着负荷的变化，自动调节点火提前角，它是利用改变断电器触点与凸轮之间相位关系的方法进行调节的，在发动机负荷增大时自动地减小点火提前角13传统点火系统（二）点火线圈 将低压电转变为高压电的升压变
5、压器 由初级绕组、次级绕组和铁心等组成 分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈14传统点火系统（三）火花塞 将点火线圈或磁电机产生的脉冲高压电引入燃烧室，并在其两个电极之间产生电火花，点燃可燃混合气 火花塞间隙：火花塞中心电极与侧电极之间的间隙 自净温度：绝缘体裙部的温度500600，落在绝缘体裙部的油粒能立即被烧掉，不易产生积炭。炽热点火：裙部温度过高超过800900 时，当混合气与炽热的绝缘体接触时，可能在火花塞间隙跳火之前自行着火 15电子点火系统 发动机：高转速、高压缩比、稀燃 点火电压、点火能量、点火时刻控制 电子点火系统特点：1）减少触点火花，避免触点烧蚀，延长触点的使用寿命 2）增大
6、初级电流，提高点火电压和能量，改善高速时和稀燃气的点火性能。4）减轻了对无线电的干扰。5）结构简单，质量轻，体积小，使用和维修方便。16电子点火系统 分为有触点的电子点火系统和无触点的电子点火系统 有触点电子点火系统：减小触点火花，改善点火性能，它是一种半导体辅助点火装置。无触点电子点火系统：利用传感器代替断电器触点，产生点火信号，控制点火线圈的通断和点火系统的工作，可以克服与触点相关的一切缺点172.9.3 电子点火系统 磁电式点火信号发生器 取代传统点火系统断电器中的凸轮，用来判定活塞在气缸中所处的位置182.9.3 电子点火系统 霍尔效应式点火信号发生器 霍尔效应 192.9.3 电子点
7、火系统 光电效应式点火信号发生器 利用光电效应原理，以红外线或可见光光束进行触发的，主要由遮光盘、遮光盘轴、光源、光接收器等组成 202.9.3 电子点火系统 点火控制器 将点火信号发生器输出的点火信号整形、放大，转变为点火控制信号，控制点火线圈初级绕组中电流的通、断，以便在次级线圈的绕组中产生高压电，供火花塞点火。212.9.3 电子点火系统 分电器:取消断电器和电容器，增加了点火信号发生器 火花塞：由于点火能量提高，火花塞电极间隙比传统点火系统的火花塞电极间隙增大，一般为0.81.0mm 点火线圈：电子点火系统所采用的点火线圈是用点火控制器控制其初级电路通断的，所以其初级电流可以增大，点火
8、线圈的电感和电阻一般较小。222.9.4 微机控制点火系统 电子点火系、传统点火系缺点：根据发动机转速和负荷的变化来调节点火提前角，且调节特性为线性(或不同线性的组合)规律。最佳点火提前角影响因素：转速、负荷、环境状况、车辆的技术状况、使用状况等 规律非线性 微机控制点火系统：通过各种传感器感知多种因素对点火提前角的影响，由ECU控制使发动机在各种工况和使用条件下的点火提前角都与相应的最佳点火提前角比较接近。232.9.4 微机控制点火系统（一）有分电器微机控制点火系统 有分电器微机控制点火系统一般由传感器、微机控制器、点火执行器等组成 242.9.4 微机控制点火系统（二）无分电器微机控制点
9、火系统 无分电器微机控制点火系统的优点 1)在不增加电能消耗的情况下，进一步增大了点火能量 2)对无线电的干扰大幅度降低 3)避免了与分电器有关的一些机械故障，工作可靠性提高 4)高速时点火能量有保证 5)节省了安装空间，有利于发动机的合理布置，为汽车车身的流线型设计提供了有利条件 6)无需进行点火正时方面的调整，使用、维护方便 252.9.4 微机控制点火系统 无分电器微机控制点火系统组成：电源、点火开关、ECU、点火控制器、点火线圈、火花塞、高压线和各种传感器等组成。根据高压配电方式的不同分为独立点火方式和同时点火方式 工作原理 独立点火方式：一个火花塞配一个点火线圈，点火线圈直接安装在火
10、花塞上，独立向火花塞提供高压电，各缸直接点火。262.9.4 微机控制点火系统 同时点火方式 点火线圈配电方式是一种直接用点火线圈分配高压电的同时点火方式，每个点火线圈供给配对的两个缸的火花塞以高压电。二极管配电方式 272.9.4 微机控制点火系统 主要元器件的结构及原理 微机控制单元 点火控制器：具有自动断电功能、导通角控制、恒流控制等电路外，还有气缸判别电路和多个大功率三极管及相应的控制电路。点火线圈：两个或多个点火线圈初级绕组，发动机的一个工作循环，每个点火线圈初级绕组只通断一次(独立点火)或两次(同时点火)独立点火线圈 同时点火线圈282.9.5 汽车电源 汽车电源由蓄电池、发电机及
11、其调节器组成 292.9.5 汽车电源（一）蓄电池 特点：大电流、小内阻以及足够大的容量。铅酸电池：比能较低，但其内阻小、电压稳定、在短时间内能提供较大的电流，并且结构简单、原料丰富。分类：普通型、干式荷电型、湿式荷电型和免维护型 干式荷电型：内部无电解液贮存，极板是干的 湿式荷电型：内部有少量的电解液，大部分电解液被极板和隔板吸收并储存起来。免维型：电解液一次性加注，并密封在壳体内，电解液不会泄漏，在使用中不需加注蒸馏水或电解液，302.9.5 汽车电源（二）发电机 在发动机的驱动下，将机械能转变为电能的装置。在发动机怠速以上转速运行时，为电气设备供电且不断地给蓄电池充电。基本采用交流发电机
12、，也称为硅整流交流发电机。分类：按照总体结构差异分为：n 普通交流发电机n 整体式交流发电机 n 带泵交流发电机 n 无刷交流发电机n 永磁交流发电机 31汽车电源 按整流器结构不同n 六管交流发电机n 八管交流发电机 n 九管交流发电机 n 十一管交流发电机按励磁绕组搭铁方式不同n 内搭铁交流发电机n 外搭铁交流发电机322.9.5 汽车电源 硅整流交流发电机的结构 转子：建立磁场。它由压装在转子轴上的两块爪形磁极、两块磁极之间的励磁绕组和压装在转子轴上的两个滑环组成。定子：切割转子的磁场，产生交流电压。整流器：由硅二极管组成的三相桥式全波整流电路，将三相定子绕组中产生的交流电转变为直流电。
13、正极二极管和负极二极管332.9.5 汽车电源 硅整流交流发电机的工作原理 342.9.5 汽车电源（三）发电机的电压调节器 转速提高，电压升高 电压调节器：在发电机转速变化时，保持发电机端电压恒定 电压调节器有触点振荡式电压调节器、晶体管电压调节器和集成电路电压调节器等多种形式 触点振荡式电压调节器 以发电机的转速为基础，通过改变触点的开闭时间，改变励磁电流，维持发电机电压的恒定。352.9.5 汽车电源 晶体管电压调节器 晶体管电压调节器利用晶体管的开关作用，控制发电机励磁电路的通、断，调节励磁电流和磁极磁通，在发电机转速超过一定数值以后维持发电机电压恒定。362.9.5 汽车电源 集成电路电压调节器 集成电路电压调节器的组成和工作原理与晶体管电压调节器相似，但集成电路调节器中的所有元件都制作在同一个半导体基片上，形成一个独立的、相互不可分割的电子电路。37作业（任选一）1.点火系统的基本功用和基本要求有哪些？2.点火过迟或过早会对发动机造成哪些不利影响？3.车用发电机为什么要配用电压调节器？它们是怎样进行电压调节的？38