学习情景5：传统点火系检修及故障诊断

1、学习学习情景情景5 5：点火系点火系检检修及故障修及故障诊断诊断（传统传统）现场演示现场演示点火过程点火过程分析分析点火系功用点火系功用点火分类点火分类点火发展点火发展存在缺陷存在缺陷分析分析：在发动机各种工况和使用条件下都能：在发动机各种工况和使用条件下都能可靠而准确的产生电火花，点燃气缸中的可燃混合气可靠而准确的产生电火花，点燃气缸中的可燃混合气u点火系的基本要求：点火系的基本要求：(1)迅速、及时地产生足以击穿火花塞间隙的高电压迅速、及时地产生足以击穿火花塞间隙的高电压(2)电火花应具有足够的点火能量电火花应具有足够的点火能量(3)能针对发动机不同工况提供最佳点火时刻能针对发动机不同工况

2、提供最佳点火时刻传统点火系传统点火系是利用触点开闭来接通和切断点火系的初是利用触点开闭来接通和切断点火系的初级电路，使点火线圈产生磁通变化，进而使次级线圈级电路，使点火线圈产生磁通变化，进而使次级线圈感应产生能击穿火花塞电极间隙的高压电。感应产生能击穿火花塞电极间隙的高压电。电子点火系电子点火系用点火控制器替代了触点，利用点火控制器内晶体管用点火控制器替代了触点，利用点火控制器内晶体管的开关特性来控制点火系初级电路的通、断，使点火线圈产生磁通的开关特性来控制点火系初级电路的通、断，使点火线圈产生磁通变化，进而使次级线圈感应产生能击穿火花塞电极间隙的高压电。变化，进而使次级线圈感应产生能击穿火花

3、塞电极间隙的高压电。微机控制点火系微机控制点火系高压电的产生原理与电子点火系相同，只高压电的产生原理与电子点火系相同，只是将点火控制器组装到发动机是将点火控制器组装到发动机ECU内部，发动机内部，发动机ECU通通过接收各种传感器输入的信号，实现更为精确地控制。过接收各种传感器输入的信号，实现更为精确地控制。传统点火系统的组成及其工作原理传统点火系统的组成及其工作原理传统点火系统的部件结构与电路分析传统点火系统的部件结构与电路分析传统点火系统的故障诊断检测与调整传统点火系统的故障诊断检测与调整（一）（一） 传统点火系统的组成及其工作原理传统点火系统的组成及其工作原理1 1、作用：按照汽油发动机工

4、作要求，适时点燃气缸内、作用：按照汽油发动机工作要求，适时点燃气缸内的混合气的混合气2 2、组成、组成 电源：供给点火系统所需电能电源：供给点火系统所需电能 点火开关：接通或断开点火系统电源点火开关：接通或断开点火系统电源 点火线圈：储存点火能量，并将低压电转为高压电点火线圈：储存点火能量，并将低压电转为高压电 分电器：断电器、配电器、点火提前装置分电器：断电器、配电器、点火提前装置 火花塞：将点火高压引入气缸燃烧室，并在电极间火花塞：将点火高压引入气缸燃烧室，并在电极间产生电火花，点燃可燃混合气产生电火花，点燃可燃混合气 附加电阻：改善点火性能和起动性能附加电阻：改善点火性能和起动性能3、传

5、统点火系统的工作原理、传统点火系统的工作原理点火原理点火原理：蓄电：蓄电池正极池正极电流表电流表点火开关点火开关点火线圈点火线圈“+ +开关开关”接线柱接线柱附加电阻附加电阻点火线圈点火线圈“开关开关”接线柱点火线圈初级绕接线柱点火线圈初级绕组组点火线圈点火线圈“”接线柱接线柱断电器触点断电器触点搭铁。搭铁。：次级绕组：次级绕组W2W2附加电阻附加电阻“+”+”开关接线柱开关接线柱点火开关点火开关电流表电流表蓄电池蓄电池搭铁搭铁火花塞侧电极火花塞侧电极中心电极中心电极配电器配电器次级绕组次级绕组（断开时，初级绕组自感电压（断开时，初级绕组自感电压200-300V200-300V，次级匝数多产生

6、，次级匝数多产生10-20KV10-20KV互感电动势）互感电动势）高压电击穿火花塞电极间隙时的电压称为击穿高压电击穿火花塞电极间隙时的电压称为击穿电压；高压电路的电流回路被设计成正极搭铁，可减少电电压；高压电路的电流回路被设计成正极搭铁，可减少电极和分火头的蚀损。极和分火头的蚀损。视频演示视频演示（二）点火系统的部件结构（二）点火系统的部件结构1 1、点火线圈、点火线圈2 2、分电器、分电器3 3、火花塞、火花塞点火线圈的外形点火线圈的外形视频演示视频演示点火线圈的结构点火线圈的结构（1）组成：外壳、导磁钢套、瓷杯、铁芯、初级绕组、次级绕组等。（初级绕组（初级绕组230-370230-370

7、匝较粗匝少匝较粗匝少/ /次级绕组次级绕组1.1-2.31.1-2.3万匝较细匝多）万匝较细匝多）（2）分类：二接线柱式或三接线柱式/开磁路或闭磁路（3）附加电阻（低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝，热敏）的作用：低速时防止初级绕组过热；高速时保证能产生足够的次级电压。在开磁路点火线圈中，当初级绕组通过电流时，铁心磁化。由于磁路的上下部分都是从空气中通过，铁心未构成闭合磁路，所以称为。开磁路式点火线圈具有漏磁较多、能量损失大，转换效率低（一般只有60%左右），因此在电子点火系和微机控制点火系中。点点火火线线圈圈的的磁磁路路的铁心做成“口”或“日”字形，初级绕组在铁心中的磁通，可通过铁心形成闭合磁路，故称

8、为闭磁路式。具有漏磁少、转换效率高、体积小、质量轻、易散热等优点，多用于电子点火或微机控制点火系统。点点火火线线圈圈的的磁磁路路分电器分电器视频演示视频演示配电器配电器（1 1）作用：按发动机）作用：按发动机的工作顺序将次级高压的工作顺序将次级高压分配给各缸火花塞分配给各缸火花塞（2 2）结构：分火头、）结构：分火头、分电器盖分电器盖分火头：和凸轮一起旋转，其上有导电片，接中央高压线。分火头：和凸轮一起旋转，其上有导电片，接中央高压线。配电器盖：盖内四周有与发动机气缸数相等的旁电极，它通配电器盖：盖内四周有与发动机气缸数相等的旁电极，它通过分缸线按发动机工作顺序分别与各气缸火花塞中心电极相过分

9、缸线按发动机工作顺序分别与各气缸火花塞中心电极相连连接通和切断低压电路接通和切断低压电路（1 1）固定板、活动板（固定板、活动板（2 2）一对触点：固定触点一对触点：固定触点搭铁，活动触点与绝缘接线柱相连。搭铁，活动触点与绝缘接线柱相连。触点间隙对闭合角的影响触点间隙对闭合角的影响断电器断电器视频演示视频演示u作用：当触点分开时可减小触点间的火花，防作用：当触点分开时可减小触点间的火花，防止触点烧蚀，从而止触点烧蚀，从而；同时，由于电容器；同时，由于电容器能吸收触点断开时的电能，使初级电流迅速切断，能吸收触点断开时的电能，使初级电流迅速切断，提高了磁场变化的速率，从而提高了磁场变化的速率，从而

10、电容器电容器1.外壳；2.搭铁片；3.铝箔；4.蜡纸；5.导线；6.绝缘密封层；7.导电片；8.固定夹点火提前机构点火提前机构什么是点火提前角？什么是点火提前角？为什么需要点火提前机构？为什么需要点火提前机构？分析分析（1）离心点火提前机构）离心点火提前机构（2）真空点火提前机构）真空点火提前机构理论上是在活塞到达上止点时点火，但实际则提理论上是在活塞到达上止点时点火，但实际则提前该时刻，以使发动机输出最大功率和减少排气污染；最佳前该时刻，以使发动机输出最大功率和减少排气污染；最佳点火提前角的最主要影响因素是发动机转速、负荷及燃油品点火提前角的最主要影响因素是发动机转速、负荷及燃油品质等。质等

11、。（1）离心点火提前机构 作用：作用：随发动机转速的变随发动机转速的变化自动调节点火提前角。化自动调节点火提前角。 结构：结构：如图如图 工作原理：工作原理：转速升高，离转速升高，离心块向外张开，离心块上心块向外张开，离心块上的销钉推拨板顺着凸轮轴的销钉推拨板顺着凸轮轴旋转的方向，转过一个角旋转的方向，转过一个角度，使凸轮提前顶开触点，度，使凸轮提前顶开触点，点火提前点火提前问题：点火提前角随转速提高应如何变化？问题：点火提前角随转速提高应如何变化？（2）真空点火提前机构 作用：作用：随负荷变化自动调节点火提前角随负荷变化自动调节点火提前角 结构：结构：如图如图工作原理：工作原理：工作原理：负

12、荷增大，吸力下降，在弹簧张力工作原理：负荷增大，吸力下降，在弹簧张力作用下，膜片向左拱曲，拉杆带动活动底板顺着凸轮旋作用下，膜片向左拱曲，拉杆带动活动底板顺着凸轮旋转方向转动，点火提前角减小；转方向转动，点火提前角减小；怠速时，小孔位于节气怠速时，小孔位于节气门上方，弹簧张力推动膜片使点火提前角基本不提前门上方，弹簧张力推动膜片使点火提前角基本不提前问题：点火提前角随负荷变化应如何变化？问题：点火提前角随负荷变化应如何变化？火花塞火花塞将点火线圈产生的高压电引入气缸将点火线圈产生的高压电引入气缸（1 1）结构：壳体、绝缘体、金属杆、电极）结构：壳体、绝缘体、金属杆、电极 电极间隙：电极间隙：0

13、.6-0.7mm0.6-0.7mm（普通）（普通） 1.0-1.2mm 1.0-1.2mm（高能电子点火装置）（高能电子点火装置） 例如：桑塔纳例如：桑塔纳JVJV型与型与AFEAFE型该间隙为型该间隙为0.7-0.9mm0.7-0.9mm AJR AJR型发动机间隙为型发动机间隙为0.9-1.1mm0.9-1.1mm，拧紧力矩为，拧紧力矩为20-30Nm20-30Nm（2 2）是指火花塞发火部位是指火花塞发火部位吸收热量并向发动机冷却系统散热的能力。吸收热量并向发动机冷却系统散热的能力。要使火花塞能正常工作，其绝缘体裙部的要使火花塞能正常工作，其绝缘体裙部的温度应保持在温度应保持在50050

14、0750750C C，使落在绝缘体，使落在绝缘体上的油滴立即烧掉，不致形成积炭，这个上的油滴立即烧掉，不致形成积炭，这个温度称为火花塞的温度称为火花塞的；若温度；若温度过高，会引起炽热点；若温度过低，会引过高，会引起炽热点；若温度过低，会引起火花塞积炭。起火花塞积炭。视频演示视频演示u火花塞的热特性火花塞的热特性主要决定于绝缘体裙部的长度，绝缘体裙部长的火花塞的受热面积大，传热距离长，散热困难，裙部温度高，称为“热型”火花塞；反之，裙部短的火花塞，吸热面积小，传热距离短，散热容易，裙部温度低，称为“冷型”火花塞。u热型火花塞热型火花塞用于低压缩比、低转速、小功率的发动机中；冷型火花塞冷型火花塞

15、适用于功率大、转速高和压缩比大的发动机。u影响火花塞跳火性能的因素影响火花塞跳火性能的因素： （a）火花塞电极间隙间隙越大，击穿电压超高 （b）火花塞电极形状电极形状对放电性能有很大影响 （c）汽缸压缩压力压力越大，击穿电压越高 （d）火花塞电极温度温度越高，所需击穿电压越低（三）传统点火系统的技术使用（三）传统点火系统的技术使用1、工作特性点火系的工作特性是指点火系所能产生的最高点火系的工作特性是指点火系所能产生的最高次级电压次级电压U U2max2max随发动机转速变化的规律。随发动机转速变化的规律。 UB点火系统电源电压；R点火系统初级回路电阻；L点火线圈初级绕组电感；C1分电器上的电容

16、；C2分布电容；Z发动机气缸数；n发动机转速；N1/N2点火线圈初次级绕组匝数比；b 触点相对闭合时间。22211120max2)1 (CNNCLeRUUbLZnRB22211120max2)1 (CNNCLeRUUbLZnRBu当发动机转速为当发动机转速为1000r/min1000r/min时时, , U U2max2max达到最大值达到最大值u次级电压随转速升高而降低次级电压随转速升高而降低, ,易导致发动机高速时断火。易导致发动机高速时断火。 22211120max2)1 (CNNCLeRUUbLZnRB2、影响次级电压的因素（1 1）发动机的气缸数）发动机的气缸数（2 2）火花塞积炭）

17、火花塞积炭（3 3）电容值的大小）电容值的大小（4 4）断电器触点的间隙）断电器触点的间隙（5 5）触点接触电阻）触点接触电阻（6 6）点火线圈温度）点火线圈温度最高次级电压最高次级电压U2max随发动机随发动机气缸数的增加而降低。因为：气缸数的增加而降低。因为：气缸数增加，凸轮每转一周触气缸数增加，凸轮每转一周触点开闭的次数增加，触点闭合点开闭的次数增加，触点闭合的时间缩短，初级电流减小，的时间缩短，初级电流减小，使使U2max下降。下降。积炭具有导电性，覆盖于火花塞积炭具有导电性，覆盖于火花塞绝缘体表面，相当于在火花塞电绝缘体表面，相当于在火花塞电极之间并联了一个电阻，使次级极之间并联了一

18、个电阻，使次级电路形成回路。即：在次级电压电路形成回路。即：在次级电压U2还未上升到火花塞击穿电压还未上升到火花塞击穿电压时就通过积炭漏电，使次级电压时就通过积炭漏电，使次级电压下降，造成点火困难。下降，造成点火困难。在次级电路中次级绕组产生感应在次级电路中次级绕组产生感应电动势向分布电容充电，电动势向分布电容充电，就是分布在高压导线与高压就是分布在高压导线与高压导线之间、高压导线与机体之间、导线之间、高压导线与机体之间、火花塞中心电极与侧电极之间。火花塞中心电极与侧电极之间。22211120max2)1 (CNNCLeRUUbLZnRB2、影响次级电压的因素（1 1）发动机的气缸数）发动机的

19、气缸数（2 2）火花塞积炭）火花塞积炭（3 3）电容值的大小）电容值的大小（4 4）断电器触点的间隙）断电器触点的间隙（5 5）触点接触电阻）触点接触电阻（6 6）点火线圈温度）点火线圈温度根据公式根据公式U2max随电容随电容C1和和C2的减的减小而增大。小而增大。但实际上当但实际上当C C1 1太小时，太小时，U U2max2max反而要降低。反而要降低。因为：若因为：若C1太小太小，不能吸收初级绕组自感电动势，不能吸收初级绕组自感电动势，起不到灭弧作用，以致触点分开时起不到灭弧作用，以致触点分开时产生较大火花，消耗磁场能量使产生较大火花，消耗磁场能量使U2max下降。一般下降。一般C1为为0.15-0.35F22211120max2)1 (CNNCLeRUUbLZnRB2、影响次级电压的因素（1 1）发动机的气缸数）发动机的气缸数（2 2）火花塞积炭）火花塞积炭（3 3）电容值的大小）电容值的大小（4 4）断电器触点的间隙）断电器触点的间隙（5 5）触点接触电阻）触点接触电阻（6 6）点火线圈温度）点火线圈温度当触点间隙增大时，触点闭合角减当触点间隙增大时，触点闭合角减小，触点闭合时间相对缩短，小，触点闭合时间相对缩短，U U2max2max下降；反之则可以提高