1、,项目四点火系统的检修,汽油机汽缸内的混合气是点燃还是压燃？,第一节 概 述,一、点火系统的功能,汽缸内的混合气是电火花点燃。产生电火花的电压，是高压还是低压？,将蓄电池（或发电机）供给的低压电转变为高压电，并按照发动机的作功顺序与点火时刻的要求，适时准确地将高压电送至各缸的火花塞，点燃汽缸内的混合气。 概括为：产生电火花、控制点火提前角、分配电火花。,点火系的发展源于汽车的发展,传统点火,电子点火,有配电器微机控制点火,传感器-ECU-点火控制器-点火线圈-配电器-火花塞,无配电器微机控制同时点火（点火线圈分配式）,传感器-ECU-点火控制器-点火线圈-火花塞,微机控制单独点火方式,传感器-
2、ECU-点火控制器-点火线圈-火花塞,二、发动机对点火系统的要求,（一）产生足以击穿火花塞间隙的电压,实践证明：,发动机满负荷、低转速需Uj=810kv；,发动机起动时， Uj =1720kv；,考虑： 余量、绝缘、成本 设计 Uj = 25kv；,Uj的高低取决于下列因素：,1.电极间隙和形状,2.气缸内混合气压力和温度,3.电极温度,4.作用火花塞高压电极性,5.发动机工况（高速、低速、加速）,（二）电火花应具有足够的能量,发动机正常工作，火花能量小： 15mJ,可靠点火：5080mJ,可靠起动： 100mJ,焦耳 = 电压电流时间（J） （V） （A） （S）,（三）点火时刻应适应发动机
3、工况,1.点火时刻,点火时机转速、负荷、汽油辛烷值；,2.最佳点火时机,混合气完全燃烧后的气缸最大压力，应出现在活塞压缩上止点后，曲轴转角的10150 。,点火过早爆燃、油耗功率，易损机件。,点火过迟压力降低、功率，发动机过热。,点火顺序气缸设计的工作顺序；,3.最佳点火提前角,发动机功率最大，油耗最低时的点火提前角。,影响最佳点火提前角的因素：,（1）发动机转速 n,n， 。（但增量应不同）,n低时，随着n ，增量应该大 。 （温度低、扰流差，燃烧速度慢）,n高时，随着n ，增量应减小。（压力大、温度高、扰流强-燃烧速度快；）,（2）发动机负荷（节气门开度）,怠速：,节气门全闭，点火提前角不
4、变。,小负荷：,节气门略开，残存废气多，燃烧速度慢，点火提前角应增大。,大负荷：,节气门开度大，残存废气少，燃烧速度快，点火提前角应减小。,（3）汽油辛烷值,汽油辛烷值越高，抗爆性越好，初始点火提前角应该相应增大。,（转动分电器外壳）,气缸压缩比；,均会影响点火提前角微机控制点火。,混合气成分；,进气温度、压力；,火花塞电极数量；,分电器,点火线圈,火花塞,点火开关,第二节 传统触点式点火系统,一 、点火系统组成,电源,电路连接,二、高压电的产生（ 打开点火开关）,（一）触点闭合，初级绕组N1电路接通,电流通路：,蓄电池+点火开关初级绕组N1断电器触点搭铁蓄电池-；,初级绕组通过电流且增长，引
5、起磁场变化，在初级绕组中产生自感电动势，由于其方向与电流方向相反，阻碍初级绕组电流增长，使磁场变化速率低，在次级绕组中产生互感电动势大约为2000V。,（二）触点张开，初级绕组N1电路切断,初级电流消失，引起磁场变化，在初级绕组中产生自感电动势，由于阻碍初级电流消失，磁场变化率低，在次级绕组中产生互感电动势大约为4000V。,提问： 触点张开与触点闭合时相比，次级绕组中产生的互感电动势为什么会高？,自感电动势eL的危害：,1.击穿断电器触点间隙，产生电火花，烧蚀触点；,2.阻碍初级绕组电流消失，使磁通变化速率降低，次级绕组产生的高压电降低；,断电器触点闭合时，电容器被短路；,电容器与断电器触点
6、并联；,（三）设置电容器协助点火线圈产生高压电,触点张开时，电容器吸收自感电动势，加速初级电流消失，提高磁场变化率，在次级绕组中产生互感电动势大约为20000V。,点火系统的工作过程可分三个阶段：,初级绕组电路接通；初级绕组电路切断； 击穿火花塞间隙，点燃混合气；,说明：,点火线圈次级绕组N2”+”点火开关蓄电池搭铁火花塞高压线配电器点火线圈次级绕组N2”-”,3.高压电流通路,曲轴转速越高，初级绕组通电时间越短，磁通变化率越低，次级绕组产生的高压电也就越低。 转速过低，高压电也越低。,三、使用因素对高压电的影响,（一）发动机曲轴转速,曲轴转两转，分电器轴转一转，由配电器按照点火顺序将高压电送
7、至各缸火花塞跳火一次。,同一点火线圈，用于4缸和6缸发动机时，极限转速不同。,（二）发动机气缸数,气缸数越多，初级绕组通电时间越短，磁通变化率越低，次级绕组产生的高压电也就越低。,（三）火花塞积炭,正常时：,火花塞中心电极与旁电极间电阻值很大，U2未达到Uj时，电极间隙不会击穿。,积炭时：（窜油、混合气浓）,检查：,在火花塞电极间并联一个积炭电阻Rj-能量泄漏、失火。,高压电路断开间隙34mm“吊火”,能否长期“吊火”使用 ？,（四）点火线圈温度,环境温度升高；发动机过热；调节电压过高；,均会导致点火线圈过热，使初级绕组电阻增大，通过的电流减小，引起磁通变化速率降低，使次级绕组感应电压降低。,
8、一般要求：T80 ,四、点火系统各部件构造,（一）分电器,分电器盖上制有高压插孔；旁插孔数=气缸数,配电方式,分电器盖，分火头，胶木制成。,分火头安装在分电器轴顶端，并随其转动，其上导电片传递高压电。,（ 二）点火线圈,开磁路,闭磁路,（1）开磁路,磁阻大； 能量传递效率低，仅60%；,条形铁心上绕2个线圈：初级线圈N1：线径：0.51.0mm；匝数：200300；阻值：1.21.8次级线圈N2：线径：0.060.10mm；匝数：12002000；阻值：5 K,1.结构型式,开磁路点火线圈应用实例载货车,（2）闭磁路,硅钢片制成“日”字形，预留间隙-减小磁滞。,磁阻小，能量传递效率高，可达75
9、%。,闭磁路点火线圈应用实例夏利轿车,（三）火花塞,2.工作条件及要求,1.作用,将高压电引入燃烧室，在电极间形成电火花，点燃混合气。,（1）足够的机械强度 承受燃烧后的高压5.586.68Mpa（6070kg/Cm2）的冲击。,（2）绝缘性能要好，承受30kV高压电。 （3）承受温度的反复变化 高温15002200，进气冷却温度5060。 （4）耐腐蚀 高温燃烧产物：臭氧、一氧化碳、氧化硫等。 （5）适当的间隙及正确安装位置,3.结构,钢制壳体 高氧化铝陶瓷绝缘体；中心电极、侧电极 镍锰合金 电极间隙： 传统点火：0.60.7mm 电子点火：1.0 1.2mm,4.热特性,自净温度：5007
10、50低于该温度易积炭；高于该温度易炽点火（爆燃）；裙部长，吸热多，散热慢热型；裙部短，吸热少，散热快冷型；,火花塞散热能力取决于绝缘体裙部长度；,指火花塞散热能力；,热特性标定我国用热值标定：,1、2、3 低热值（热型）低压缩比、低功率、低转速发动机；,4、5、6 中热值（中型）,7、8、9 高热值（冷型） 高压缩比、大功率、高转速发动机；,第三节 电子点火系统,一、传统点火系统存在的不足,1.点火可靠性差,触点氧化、烧蚀、跳振均导致接触不良；,2.点火线圈产生次级电压不稳定,转速变化，影响触点闭合时间，导致次级电压不稳定；,3.点火能量低,触点通过电流受限制；,4.对火花塞积炭敏感、干扰大,
11、二、电子点火系统的组成,电源点火开关点火线圈配电器信号发生器点火控制器火花塞,三、电子点火系统部件结构与原理,（一）磁感应式电子点火系统,解放CA1092型汽车电子点火装置,同心线圈磁电式分电器,偏置线圈磁电式分电器,集成磁电式分电器,点火控制器,1.磁感应式信号发生器,信号转子 凸齿数=气缸数 信号转子安装在分电器轴顶端，随轴转动的同时，又能与轴作相对运动（为什么？）,（1）结构,传感器头,固定在分电器外壳内。,铁心感应线圈导磁板永久磁铁,（2）信号电压的产生,信号转子转动，铁心磁通发生变化，感应线圈中产生感应电压，其数值将随转速的升高而增大。,2.点火控制器控制过程,点火控制器,信号发生器
12、,沈阳战区 汽车电工比武项目,CA1092 汽车,（二）霍尔式电子点火系统,硅片上方放置一块永久磁铁，与磁场垂直方向通过电流，在其侧面可测量出电压UH-霍尔电压。,1.霍尔效应,2.霍尔信号发生器,霍尔信号发生器结构,信号转子,触发开关,（1）信号转子（触发叶轮） 叶片数=气缸数（叶片与窗口宽度比为：73） 信号转子安装在分电器轴顶端，随轴转动的同时，又能与轴作相对运动。 （为什么？）,（2）触发开关 永久磁铁、导磁板、集成电路 三根引线：电源线、信号线、搭铁线,（3）霍尔信号发生器工作过程,触发叶轮随分电器轴转动：,叶片进入气隙，磁通被短路，UH=0；,叶片离开气隙，磁通穿过半导体基片，UH0；,因为UH为mV级，数值很小，经集成电路放大、整形，并转换成矩形脉冲信号，控制点火控制器工作。,（1）点火控制器功能,点火功能；,限流功能；,导通时间控制功能；,停车断电保护功能；,3.点火控制器,（2）高压电的产生,叶片进入气隙，UH=0，大功率管T导通储存磁场能。 叶片离开气隙，UH0，大功率管T截止产生高压电。,
