汽油机点火系统和发动机起动系统PPT课件

1、第一节 概 述 一、点火系统： 点火系功用：按发动机点火次序在规定时刻供给火花塞足够能量的直流高压电，使其两电极间产生电火花点燃混合气，使发动机做功。击穿电压应能达到1520kV。 按照点火系的组成和产生高压电的方法不同，分为传统点火系、半导体点火系、微机控制点火系等。 二、起动系统： 从发动机的曲轴在外力作用下开始转动，到发动机开始自动怠速运转的全过程，为发动机的起动过程。 发动机常用的起动方式有：人力起动、辅助汽油机起动和电力起动机起动。第1页/共31页起动方式 1.人力起动 人力起动目前主要用于大功率柴油机的辅助汽油机的起动。在一些装用中、小功率汽油机的汽车上，还备有起动摇柄和起动爪，作

2、为后备起动装置，或用于检修、调整发动机或起动电路故障时转动曲轴。对于柴油机，由于起动转矩和起动转速要求很高，不可能使用手摇起动，因此其曲轴上无起动爪。 2.辅助汽油机起动 只用于大功率柴油机的起动，其起动装置体积大、结构复杂。 3.电力起动机起动 以电动机作为动力源，当电动机轴上的驱动齿轮与发动机飞轮周缘上的环齿啮合时，电动机旋转而产生的动力，就通过飞轮传递给发动机的曲轴，使曲轴旋转、发动机起动。电动机以蓄电池为电源，结构简单、操作方便、起动迅速而可靠。 目前，几乎所有的汽车发动机都采用电力起动机起动。第2页/共31页第二节：传统点火系统 一、传统点火系统的组成： 二、点火系统的工作过程： 三

3、、汽油机的点火时刻： 四、传统点火系统主要零部件的结构和工作原理： 如图所示。第3页/共31页 1-点火开关 2-电流表 3-蓄电池 4-起动机 5-高压导线 6-高压阻尼电阻 7-火花塞 8-电容器 9-断电器 10-配电器 11-点火线圈 12-附加电阻第4页/共31页一、点火系统组成 1.点火线圈：将12V的低压直流电转变为1520kV的高压直流电。 2.分电器：在发动机工作时按发动机要求的点火时刻与点火顺序，将点火线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花塞上。 3.火花塞：将高压电引入燃烧室，并提供一个跳火间隙。 4.电源：点火系工作时所需要的电能，由蓄电池和发电机两个电源供给。 如图所示

4、。第5页/共31页断电器 1-固定盘 2-片簧 3-销钉 4-活动触点臂 5-托板 6-固定螺钉 7-调节螺钉 第6页/共31页配电器 配电器安装在断电器上方，它由胶木制的分电器盖1和分火头2组成。分火头插装在断电器凸轮3的顶端，和断电器凸轮一起旋转，其上有金属导电片。 第7页/共31页电容器 1-金属箔2-盖板3-外壳 4-绝缘纸 第8页/共31页点火提前调节装置 调节的方法有两种，一是断电器触点不动，转动凸轮，改变其于触点间的位置；另一是保持凸轮不动，转动触点，改变其与凸轮间的位置。 1.离心式点火提前调节装置：2.真空式点火提前调节装置：第9页/共31页1.离心式点火提前调节装置 发动机

5、转速变化时，它自动地改变断电器凸轮与分电器轴之间的相位关系，以改变点火提前角。 离心式点火提前调节装置通常装在断电器固定板下面。其功用是随发动机转速的变化而自动改变点火提前角。 第10页/共31页2.真空式点火提前调节装置 在发动机负荷（即节气门开度）变化时，该装置自动地调节点火提前角。它用改变断电器触点与凸轮之间相位关系的方法，在发动机负荷增大时自动地减小点火提前角。 第11页/共31页火花塞 1-接线螺母2-绝缘体3-接线螺杆4-垫圈5-火花塞壳体6-密封剂7-密封垫圈8-紫铜垫圈9-侧电极10-绝缘体裙部11-中心电极第12页/共31页第三节：半导体点火系统 传统点火系存在如下缺点：断电

6、器触点分开时，在触点之间产生火花，使触点逐渐氧化、烧蚀，因而断电器触点的使用寿命短；在火花塞积炭时，因火花塞漏电而二次电压升不上去，不能可靠地点火；点火线圈产生的高压电随发动机转速的升高和气缸数的增多而下降，因此在高速时容易出现缺火等现象。 采用半导体点火系统可以改善发动机的高速性能；在火花塞积炭时仍有较强的跳火能力；可以减小触点火花，延长触点的使用寿命，还可以取消触点进一步改善点火性能。因此，采用半导体点火系可以提高发动机的动力性、经济性，并减少排气污染。 半导体点火系，分为有触点式半导体点火系和无触点半导体点火系两种类型。 第13页/共31页1.磁脉冲式无触点点火系 由安装在分电器内的传感

7、器1、点火电控单元2、点火线圈3、点火开关4和蓄电池5等组成。 第14页/共31页传感器 传感器是一个磁脉冲式点火信号发生器，用来在发动机工作时产生点火信号。它由安装在分电器轴上的信号转子1、安装在分电器底板上的永久磁铁4和绕在铁心3上的传感线圈2等组成。 磁通量与电压信号的关系。第15页/共31页点火电控单元 点火电控单元用来将传感器输入的脉冲信号整形、放大，转变为点火控制信号，经开关型大功率晶体三极管，控制点火线圈一次电路的通、断和点火系的工作。 第16页/共31页2.霍耳效应式 霍尔效应式无触点点火系由内装霍尔发生器的分电器、放大器、点火线圈和火花塞等组成。利用霍耳元件的霍耳效应制成传感

8、器，产生点火信号，控制点火系的工作。装有霍耳发生器的分电器结构如图所示。霍耳发生器结构及工作原理。第17页/共31页 霍尔效应式无触点点火装置，点火正时精度高，耐久性好，同时不受温度、湿度、灰尘、油污的影响，不需保养与维护，使用寿命长，是一种新型的点火系 。 1-分电器盖 2-防尘罩 3-分火头 4-触发叶轮 5-触发开关 6-固定板 7-分电器外壳 8-真空点火提前调节装置第18页/共31页霍耳发生器 由触发叶轮1和信号触发开关4组成。触发叶轮 与分火头制成一体并由分电器轴带动，其上有与气缸数相等的叶片。信号触发开关由霍尔集成电路2和带导磁板的永久磁铁3组成。霍尔集成电路的外层为霍尔元件，同

9、一基板的其它部分制成放大回路。触发叶轮的叶片在霍尔集成电路和带导磁板的永久磁铁之间转动。 第19页/共31页 a）触发叶片进入空气隙中 b）触发叶片离开空气隙 1-触发叶轮的叶片 2-霍尔集成块 3-永久磁铁 4-霍尔传感器 5-导板第20页/共31页第四节：微机控制点火系统 磁感应式和霍尔效应式半导体点火系仍存在较多缺点，特别是对点火时刻（点火提前角）的控制，调节能力有限，控制精度较低。因此，仅靠机械的调整方法实现最佳点火时刻非常困难，不能适应现代发动机的需要。 微机控制技术在汽车上的应用，为控制点火时刻找到了最有效的手段。它可使发动机在任何工况下都处于最佳的点火时刻，从而更进一步改善发动机

10、的动力性，降低排气污染。目前在一汽奥迪 200 、上海桑塔纳 2000 型轿车、北京切诺基吉普车的发动机上都采用了微机控制的半导体点火系。 一、微机控制的半导体点火系统：主要由传感器、电控单元( ECU )、点火电子组件、点火线圈和点火开关等组成， 如图所示。 二、无分电器式点火系统：无分电器式点火系是采用微机技术，根据发动机转速和负荷传感器的信号控制点火提前角，精确地控制发动机在各种工况下的最佳点火时刻。 无分电器式点火系分为二极管分配式和点火线圈分配式两大类。 第21页/共31页电控单元 电控单元是发动机的一种综合控制装置，其主要部件是微机。电控单元的基本组成如图10-22所示。它包括输入

11、、输出回路、 A / D 转换器、微机以及电源电路和备用电路等。 第22页/共31页点火器 点火器是综合控制中的执行器之一，其功用是根据电控单元输出的指令信号），通过内部大功率三极管的接通和截止，控制一次电路的通断，完成点火工作。 第23页/共31页点火线圈分配式 点火线圈分配式无分电器式点火系，由微机系统直接将点火线圈产生的高压电送往各缸的火花塞，它有同时点火和单独点火两种型式。第24页/共31页第五节：发动机起动系统 一、起动机的组成： 起动机由直流电动机1、传动机构2、控制机构3等组成。 二、电磁啮合式起动机：第25页/共31页电动机 直流电动机在直流电压的作用下产生的旋转力矩，称为电磁

12、力矩或电磁转矩。起动发动机时，它通过驱动齿轮、飞轮的环齿驱动发动机的曲轴旋转，使发动机起动。它由磁极、电枢、换向器、机壳及端盖等组成。 第26页/共31页传动机构 一、功用： 传动机构安装在电动机电枢的延长轴上，用来在起动发动机时，将驱动齿轮与电枢轴连成一体，并使驱动齿轮沿电枢轴移出与飞轮环齿啮合，将起动机产生的电磁转矩传递给发动机的曲轴，使发动机起动；在发动机起动后，驱动齿轮转速超过电枢轴转速时，传动机构中的超速保护装置使驱动齿轮与电枢轴自动脱开，防止电动机超速。 二、类型： 惯性啮合式传动机构：强制啮合式传动机构：电枢移动式传动机构： 三、超速保护装置： 滚柱式单向离合器：弹簧式单向离合器

13、：摩擦片式单向离合器：第27页/共31页传动机构类型 1. 惯性啮合式传动机构：接通起动机起动发动机时，驱动齿轮靠惯性力的作用，沿电枢轴移出与飞轮环齿啮合，使发动机起动；发动机起动后，驱动齿轮转速提高在惯性力的作下自动沿电枢轴退回，脱离与飞轮的啮合。 2. 强制啮合式传动机构：接通起动开关起动发动机时，驱动齿轮靠杠杆机构的作用沿电枢轴移出，与飞轮环齿啮合，发动机起动后，切断起动开关，外力的作用消除后，驱动齿轮在回位弹簧的作用下沿电枢轴退回，脱离与飞轮的啮合。 3. 电枢移动式传动机构：起动机不工作时，在弹簧的作用下起动机的电枢与磁极错开，接通起动开关起动发动机时，靠磁极磁力克服弹簧拉力的作用移动整个电枢，在电枢与磁极对齐的过程中驱动齿轮移出与飞轮进入啮合。 第28页/共31页滚柱式单向离合器第29页/共31页控制机构 1.控制机构的功用： 控制起动机主电路的通、断和驱动