汽车发动机构造A-第七章点火系7(2015版)

1、汽车发动机构造汽车发动机构造本章内容本章内容一、点火系概述一、点火系概述二、传统点火系的结构和工作原理二、传统点火系的结构和工作原理三、蓄电池点火系主要元件三、蓄电池点火系主要元件第第7章章 汽油机点火系汽油机点火系汽车发动机构造汽车发动机构造第第7章章 汽油机点火系汽油机点火系7.1. 概述概述一、点火系的任务一、点火系的任务二、点火系的分类二、点火系的分类三、点火系的组成三、点火系的组成四、电火花的产生四、电火花的产生定义：能够按时在火花塞两电极定义：能够按时在火花塞两电极之间产生电火花的全部装置之间产生电火花的全部装置汽车发动机构造汽车发动机构造一、点火系的任务一、点火系的任务点火系的任

2、务，就是定时将蓄电池或发电机点火系的任务，就是定时将蓄电池或发电机输出的低压电，经点火线圈变为高压电，再输出的低压电，经点火线圈变为高压电，再由分电器按照发动机的点火顺序，轮流配送由分电器按照发动机的点火顺序，轮流配送给火花塞点火，从而点燃混合气。给火花塞点火，从而点燃混合气。汽车发动机构造汽车发动机构造汽车发动机构造汽车发动机构造1 1、能产生足以击穿火花塞间隙的电能产生足以击穿火花塞间隙的电压压 （8 810kV10kV，一般为，一般为30 kV 30 kV ）2 2、火花应具有一定的能量（、火花应具有一定的能量（505080mJ80mJ） ，起动时应可以达到，起动时应可以达到100mJ1

3、00mJ。3 3、点火时间应适应发动机的工况、点火时间应适应发动机的工况（最佳点火时间）（最佳点火时间）4 4、点火电压上升快（减少泄漏）、点火电压上升快（减少泄漏）、点火持续时间长点火持续时间长二、发动机对点火系的要求二、发动机对点火系的要求汽车发动机构造汽车发动机构造蓄电池点火系蓄电池点火系微机控制点火系微机控制点火系半导体点火系半导体点火系（磁感应式和霍尔效应式）（磁感应式和霍尔效应式）触点寿命短触点寿命短高速时易高速时易缺火等缺火等火花塞积碳后火花塞积碳后点火不可靠点火不可靠对点火时刻控对点火时刻控制不精确制不精确三、点火系的分类三、点火系的分类汽油发动机点火系有四种类型：汽油发动机点

4、火系有四种类型：磁电机点火系磁电机点火系摩托车点火系摩托车点火系汽车发动机构造汽车发动机构造1、传统点火系（机械式点火系）、传统点火系（机械式点火系）化油器式发动机多采用。化油器式发动机多采用。具有具有结构简单、制造容易、结构简单、制造容易、工作可靠、维修方便、成本低等优点。工作可靠、维修方便、成本低等优点。汽车发动机构造汽车发动机构造2 2、电子点火系（晶体管点火系）电子点火系（晶体管点火系）某些轿车和小型汽车采用。与传统点火系不同之处某些轿车和小型汽车采用。与传统点火系不同之处在分电器元件，以导磁转子代替凸轮、电磁传感器在分电器元件，以导磁转子代替凸轮、电磁传感器代替触电和电容器，加以电子

5、控制的逻辑电路。代替触电和电容器，加以电子控制的逻辑电路。汽车发动机构造汽车发动机构造 微机控制点火系统原理图微机控制点火系统原理图3、微机控制、微机控制点火系点火系汽车发动机构造汽车发动机构造丰田4A-GE发动机TCCS点火系统 1）、有分电器点火系统）、有分电器点火系统汽车发动机构造汽车发动机构造终端能量终端能量输出级输出级火花塞火花塞双点火线圈双点火线圈电控单元电控单元2）、无分电器式点火系）、无分电器式点火系特点：由微机系统直接将点特点：由微机系统直接将点火线圈产生的高压电送往各火线圈产生的高压电送往各缸的火花塞。缸的火花塞。有有同时点火同时点火和和单独点火单独点火两种形两种形式。式。

6、优点优点：点火提前角控制更精：点火提前角控制更精确；火花塞跳火能量大；能确；火花塞跳火能量大；能耗小、免维护等。耗小、免维护等。汽车发动机构造汽车发动机构造四、点火系的组成四、点火系的组成点火系一般由点火系一般由点火线圈、分电器、火花塞、电源点火线圈、分电器、火花塞、电源以及以及点火开关点火开关等组成。等组成。汽车发动机构造汽车发动机构造点火点火开关开关蓄电蓄电池池起动机起动机高压高压线线火花塞火花塞配电器配电器断电器断电器电容器电容器附加电阻附加电阻点火线圈点火线圈分电器分电器7.2.传统点火系的结构和工作原理传统点火系的结构和工作原理二、工作原理二、工作原理当断电器触点组闭合时，低压电路导

7、当断电器触点组闭合时，低压电路导通，初级绕组通以初级电流，产生磁通，初级绕组通以初级电流，产生磁场。场。当断电器凸轮顶开触点臂而使触当断电器凸轮顶开触点臂而使触点组分开时，点组分开时，低压电路断开，初级电低压电路断开，初级电流为零，流为零，这样，由于初级绕组中电流这样，由于初级绕组中电流的变化引起磁通量的变化，从而在线的变化引起磁通量的变化，从而在线圈较密的次级绕组中圈较密的次级绕组中产生很高的感应产生很高的感应电动势，电动势，使火花塞两电极间隙处的气使火花塞两电极间隙处的气体被击穿，产生火花体被击穿，产生火花汽车发动机构造汽车发动机构造点火系的工作过程点火系的工作过程初级电压初级电压汽车发动

8、机构造汽车发动机构造分电器壳体分电器壳体点火开关点火开关点火线圈的点火线圈的初级绕组初级绕组动触点动触点静触点静触点蓄电池负极蓄电池负极蓄电池正极蓄电池正极汽车发动机构造汽车发动机构造点火系的工作过程点火系的工作过程次级电压次级电压汽车发动机构造汽车发动机构造点火线圈点火线圈次级绕组次级绕组火花塞火花塞中心电极中心电极蓄电池正极蓄电池正极配电器配电器高压导线高压导线火花塞火花塞侧电极侧电极接地接地蓄电池蓄电池接地接地汽车发动机构造汽车发动机构造 断电器触点闭合时，初级电流并不立即达到欧姆断电器触点闭合时，初级电流并不立即达到欧姆定律所指的稳定值（定律所指的稳定值（I=V/R），而是经过一定时间

9、），而是经过一定时间后才能达到。因此，初级电流的高低与断电器触点后才能达到。因此，初级电流的高低与断电器触点的闭合时间有关。蓄电池点火系发动机转速愈高，的闭合时间有关。蓄电池点火系发动机转速愈高，次极电压愈低，就是因为转速升高后，断电器触点次极电压愈低，就是因为转速升高后，断电器触点闭合时间缩短，初级电流减小，导致初始磁通量减闭合时间缩短，初级电流减小，导致初始磁通量减小，断电器触点断开时引起的磁通量变化率减小，小，断电器触点断开时引起的磁通量变化率减小，次级绕组中产生的感应电动势降低。次级绕组中产生的感应电动势降低。为什么转速愈高，次极电压愈低？为什么转速愈高，次极电压愈低？汽车发动机构造汽

10、车发动机构造断电器触点旁一般并联一只电容器，其作用是消断电器触点旁一般并联一只电容器，其作用是消除自感电流的不利影响。当断电器触点分开时，除自感电流的不利影响。当断电器触点分开时，自感电流向电容器充电，加速初级电流和磁通的自感电流向电容器充电，加速初级电流和磁通的衰减，并且减小了触点间的火花，避免触点烧蚀；衰减，并且减小了触点间的火花，避免触点烧蚀；当断电器触点闭合时，电容器放电，初级电流增当断电器触点闭合时，电容器放电，初级电流增大。即作用是消除自感电流不利影响，提高次极大。即作用是消除自感电流不利影响，提高次极电压；避免触点烧蚀。电压；避免触点烧蚀。电容器有什么作用电容器有什么作用汽车发动

11、机构造汽车发动机构造发动机低速运转时，初级电流大，次极电压高，点火可靠；发动机低速运转时，初级电流大，次极电压高，点火可靠；发动机高速运转时，初级电流小，次极电压低，容易失火。发动机高速运转时，初级电流小，次极电压低，容易失火。如果点火线圈按高速时设计，低速时初级电流过大，线圈初如果点火线圈按高速时设计，低速时初级电流过大，线圈初级绕组易过热；反之，按低速时设计，高速时易失火，点火级绕组易过热；反之，按低速时设计，高速时易失火，点火不可靠。解决的办法是：不可靠。解决的办法是：点火线圈按高速时设计，在低压电点火线圈按高速时设计，在低压电路中串联一个附加电阻。路中串联一个附加电阻。其电阻值随工作温

12、度高低而变化其电阻值随工作温度高低而变化（温度愈高，电阻值愈大），（温度愈高，电阻值愈大），高速时，初级电流通过时间较高速时，初级电流通过时间较短，所以电阻器温度低，阻值较小，通过的电流强度大，可短，所以电阻器温度低，阻值较小，通过的电流强度大，可以增强高压火花。以增强高压火花。低速时电流通过时间长，电阻器温度高则低速时电流通过时间长，电阻器温度高则电阻大，使电流强度减小，以免线圈过热，电阻大，使电流强度减小，以免线圈过热，从而满足高低速从而满足高低速时的初级电流大小的要求。时的初级电流大小的要求。如何解决蓄电池点火系高、低速之间的矛盾如何解决蓄电池点火系高、低速之间的矛盾汽车发动机构造汽车发

13、动机构造一、分电器一、分电器原理：原理：在发动机工作时接通与在发动机工作时接通与切断点火系统的初级电切断点火系统的初级电路，使点火线圈的次级路，使点火线圈的次级绕组中产生高电压，并绕组中产生高电压，并按发动机要求的点火时按发动机要求的点火时刻与点火次序，将点火刻与点火次序，将点火线圈产生的高压电分配线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花塞上。到相应气缸的火花塞上。第第7章章 汽油机点火系汽油机点火系7.3.蓄电池点火系主要元件蓄电池点火系主要元件汽车发动机构造汽车发动机构造分电器实物图分电器实物图 汽车发动机构造汽车发动机构造 分电器功用：分电器功用：（1）接通或断开）接通或断开初级电路初级电路

14、（2）将点火线圈）将点火线圈产生的高压电按照产生的高压电按照发动机分配给各缸发动机分配给各缸火花塞火花塞（3）根据发动机）根据发动机转速和负荷自动调转速和负荷自动调节点火时刻节点火时刻汽车发动机构造汽车发动机构造 分电器组成分电器组成 l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汽车发动机构造汽车发动机构造断电器断电器触点间隙，一般规定触点间隙，一般规定0.350.45mm。触点间隙过小，触触点间隙过小，触点间易出现火花而点间易出现火花而使初级电路断电不使初级电路断电不良，甚至触点烧蚀良，甚至触点烧蚀触点间隙过大，则触点闭合触点间隙

15、过大，则触点闭合时间缩短，使初级电流减小，时间缩短，使初级电流减小，次级电压降低，高速时容易次级电压降低，高速时容易缺火。可旋转偏心调节螺钉缺火。可旋转偏心调节螺钉1来调整触点间隙，首先，来调整触点间隙，首先，要松开固定托板要松开固定托板3的螺钉的螺钉2。汽车发动机构造汽车发动机构造配电器的作用配电器的作用是是将点火线圈中产生的高压电，按照发动机的工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给各气缸的火花塞上作次序轮流分配给各气缸的火花塞上。主要由胶木制成的。主要由胶木制成的分电分电器盖器盖和和分火头分火头组成。组成。 分电器盖中央插孔装分电器盖中央插孔装有炭精制成的有炭精制成的中

16、心触头中心触头，弹簧始终使其与弹簧始终使其与分火头顶分火头顶部部的铜片接触。的铜片接触。 分电器盖外围有与气分电器盖外围有与气缸数目相等的缸数目相等的侧插孔侧插孔，各，各嵌有铜套作为侧电极，在嵌有铜套作为侧电极，在分火头旋转时导电片依次分火头旋转时导电片依次与个侧电极接通。与个侧电极接通。配电器配电器汽车发动机构造汽车发动机构造电容器电容器作用作用: 利用电容器的充放电消弱一次绕组中的自感电动势对利用电容器的充放电消弱一次绕组中的自感电动势对产生高压电的影响产生高压电的影响.连接：连接： 与绕组并联与绕组并联并联电容器并联电容器汽车发动机构造汽车发动机构造三、点火时刻三、点火时刻点火提前角点火

17、提前角：提前点火的角度。：提前点火的角度。最佳点火提前角最佳点火提前角：使发动机获得最佳的动力性、经济性和最：使发动机获得最佳的动力性、经济性和最佳排放时的点火提前角。佳排放时的点火提前角。汽车发动机构造汽车发动机构造三、点火时刻三、点火时刻汽车发动机构造汽车发动机构造影响点火提前角的主要因素：影响点火提前角的主要因素：转速转速：节气门开度一定时，转速增加，点火提前角应增：节气门开度一定时，转速增加，点火提前角应增 大，反之减小。大，反之减小。负荷负荷：转速一定时，负荷减少，点火提前角应增大，：转速一定时，负荷减少，点火提前角应增大， 反之减小。反之减小。汽车发动机构造汽车发动机构造点点 火火

18、 提提 前前 角角 把火花塞把火花塞点火时点火时，曲轴，曲轴曲拐位置曲拐位置与活塞位于与活塞位于压缩上止点压缩上止点时曲轴时曲轴曲拐位置曲拐位置之间的夹角称为点火之间的夹角称为点火提前角。提前角。 点火提前的影响因素点火提前的影响因素发动机转速发动机转速混合气的燃烧速度（燃烧室结构）混合气的燃烧速度（燃烧室结构）发动机负荷发动机负荷汽油的抗暴性能（油料）汽油的抗暴性能（油料）汽车发动机构造汽车发动机构造实际点火提前角的计算：实际点火提前角的计算：实际点火提前角实际点火提前角 初始点火提前角初始点火提前角常为起动期间常为起动期间的点火提前角的点火提前角由转速和负由转速和负荷确定荷确定暖机修正量暖

19、机修正量稳定怠速修正量稳定怠速修正量过热修正量过热修正量爆燃修正量爆燃修正量最大提前角控制最大提前角控制其他修正量其他修正量 基本点火提前角基本点火提前角 修正点火提前角修正点火提前角汽车发动机构造汽车发动机构造点火提前装置点火提前装置作用：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。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凸轮不动，使触点相对凸轮转一个角度汽车发动机构造汽车发动机构造点火提前角的调节点火提前角的调节1

20、、方法、方法顺凸轮转向转动凸轮顺凸轮转向转动凸轮逆凸轮转向转动断电器逆凸轮转向转动断电器底板连同触点底板连同触点汽车发动机构造汽车发动机构造点火提前角的调节点火提前角的调节2、装置、装置离心式点火提前自动调节装置离心式点火提前自动调节装置真空式点火提前自真空式点火提前自动调节装置动调节装置汽车发动机构造汽车发动机构造（1）离心式点火提前装置）离心式点火提前装置 它是随着它是随着发动机转速发动机转速的变化改变的变化改变凸轮和轴的相位关系而调节点火提前凸轮和轴的相位关系而调节点火提前角的。角的。 托板托板7固定在分电器轴固定在分电器轴8上，重块上，重块4和和10的大头端分别套在托板的两个的大头端分

21、别套在托板的两个轴销轴销6上，两个重块的小头端与托板上，两个重块的小头端与托板之间弹簧连接。之间弹簧连接。汽车发动机构造汽车发动机构造 当托板随分电器当托板随分电器轴旋转时，重块的离轴旋转时，重块的离心力使小头端克服弹心力使小头端克服弹簧的拉力而绕大头端簧的拉力而绕大头端的轴销转过一个角度，的轴销转过一个角度，通过柱销带动轴套，通过柱销带动轴套，使断电器凸轮顺旋转使断电器凸轮顺旋转方向转过这个角度，方向转过这个角度，点火提前。点火提前。汽车发动机构造汽车发动机构造（2）真空式点火提前装置）真空式点火提前装置 它是随着它是随着发动机负荷（节气门开度）发动机负荷（节气门开度）的变化的变化改变触点与

22、凸轮的相位关系而调节点火提前角的。改变触点与凸轮的相位关系而调节点火提前角的。 汽车发动机构造汽车发动机构造真空式点火提前装置内真空式点火提前装置内腔被膜片分割成两个腔，腔被膜片分割成两个腔，左室通大气，右室为真左室通大气，右室为真空室，借真空软管接到空室，借真空软管接到节气门旁的专用通气孔节气门旁的专用通气孔上。膜片与拉杆连接成上。膜片与拉杆连接成一体，拉杆与断电器底一体，拉杆与断电器底板连接；右室中安装弹板连接；右室中安装弹簧。当节气门开度增大簧。当节气门开度增大时，膜片右室感受到的时，膜片右室感受到的进气管真空度减小，弹进气管真空度减小，弹簧力迫使膜片左移，推簧力迫使膜片左移，推动断电器

23、底板顺转动方动断电器底板顺转动方向转动，点火推迟。向转动，点火推迟。汽车发动机构造汽车发动机构造（3）辛烷值调整器）辛烷值调整器汽车发动机构造汽车发动机构造二、点火线圈二、点火线圈点火线圈是用来将电源的低电压转变为高压电的基本元件。点火线圈是用来将电源的低电压转变为高压电的基本元件。常用的点火线圈分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈。常用的点火线圈分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈。开磁路开磁路点火线点火线圈采用圈采用柱形铁柱形铁芯，其芯，其上下两上下两端没有端没有连接在连接在一起，一起，磁力线磁力线通过空通过空气形成气形成磁回路。磁回路。闭磁路闭磁路点火线点火线圈的铁圈的铁芯用芯用口口字形或字

24、形或日日字字形的铁形的铁片叠制片叠制而成。而成。磁路闭磁路闭合。合。汽车发动机构造汽车发动机构造开磁路点火线圈实物开磁路点火线圈实物汽车发动机构造汽车发动机构造三、火花塞三、火花塞功用：功用：将高压电引入燃烧室产生将高压电引入燃烧室产生火花并点燃混合气。火花并点燃混合气。热特性热特性工作温度工作温度：500600以上，以上，800900 以下以下热型火花塞：裙部长，散热慢。热型火花塞：裙部长，散热慢。冷型火花塞：裙部短，散热快。冷型火花塞：裙部短，散热快。电极材料：电极材料：镍锰硅铬合金镍锰硅铬合金汽车发动机构造汽车发动机构造火花塞选择依据：火花塞选择依据： 火花塞选择的依据则是视发动机火花塞

25、选择的依据则是视发动机压缩比压缩比的高低。对的高低。对高压缩比高压缩比的高速发动机，燃烧气体温度高，为防止绝缘的高速发动机，燃烧气体温度高，为防止绝缘体裙部过热，应采用裙部较短的体裙部过热，应采用裙部较短的冷型火花塞冷型火花塞；对；对低压缩低压缩比比、长期在低速运转的发动机，为避免裙部积碳，影响、长期在低速运转的发动机，为避免裙部积碳，影响点火性能，应采用裙部较长的点火性能，应采用裙部较长的热型火花塞。热型火花塞。汽车发动机构造汽车发动机构造多极多极火花火花塞塞改善点改善点火性能火性能“V”型型电极火电极火花塞花塞其他一些型式的火花塞其他一些型式的火花塞汽车发动机构造汽车发动机构造 火花塞间隙

26、：火花塞间隙：中心电极与中心电极与侧电极之间侧电极之间的间隙。的间隙。火花塞间隙火花塞间隙为什么不能为什么不能过大或过小？过大或过小？l间隙过小，则火花微弱，并且容易产生积碳而漏电；间隙过小，则火花微弱，并且容易产生积碳而漏电；间隙间隙过大，所需击穿电压增高，发动机不易起动，而且在高速过大，所需击穿电压增高，发动机不易起动，而且在高速时容易发生时容易发生“缺火缺火”现象。现象。汽车发动机构造汽车发动机构造火花塞使用中常见的故障火花塞使用中常见的故障积炭积炭烧蚀烧蚀烧蚀烧蚀汽车发动机构造汽车发动机构造故障诊断与排除故障诊断与排除（1）低压电路常见故障：）低压电路常见故障： 蓄电池存电不足；蓄电池

27、存电不足； 线连接不良或错乱；线连接不良或错乱； 蓄电池搭铁不良；蓄电池搭铁不良； 分电器或霍尔传感器损坏；分电器或霍尔传感器损坏； 点火开关损坏或接线不良；点火开关损坏或接线不良； 晶体管点火控制单元损坏或接线不良。晶体管点火控制单元损坏或接线不良。 低压电路故障的诊断方法大多采用低压电路故障的诊断方法大多采用电流表电流表或或电压表电压表逐线检查来排除故障点。逐线检查来排除故障点。汽车发动机构造汽车发动机构造（2）高压电路常见的故障：）高压电路常见的故障： 高压线脱落或漏电；高压线脱落或漏电； 分电器盖破裂击穿；分电器盖破裂击穿； 分电器分火头烧蚀破裂击穿；分电器分火头烧蚀破裂击穿； 火花塞

28、电极间隙过大或过小；火花塞电极间隙过大或过小； 火花塞积炭过多；火花塞积炭过多； 火花塞绝缘体损坏；火花塞绝缘体损坏； 点火线圈损坏或接线脱落。点火线圈损坏或接线脱落。 高压电路的故障大多采用高压电路的故障大多采用高压试火法，高压试火法，即将即将分电器中心高压线或某缸高压线拔下，将线头分电器中心高压线或某缸高压线拔下，将线头放置距离缸体放置距离缸体3-6mm处，起动发动机试火，处，起动发动机试火，有有火花且火花强烈，火花且火花强烈，说明点火系工作正常。说明点火系工作正常。汽车发动机构造汽车发动机构造3）.点火系不工作点火系不工作 （1）故障现象：打开点火开关，起动发动机，发动机无）故障现象：打

29、开点火开关，起动发动机，发动机无反应；高压试火，高压线无火花。反应；高压试火，高压线无火花。4）.点火时间过早点火时间过早 （1）故障现象：怠速运转不平稳，易熄火；加速时，发）故障现象：怠速运转不平稳，易熄火；加速时，发动机有严重的爆燃声。动机有严重的爆燃声。 （2）故障分析：该故障主要是点火正时调整失准或点火）故障分析：该故障主要是点火正时调整失准或点火角度装配失准所致。角度装配失准所致。 （3）排除方法：连好点火测试仪，调整点火提前角到规）排除方法：连好点火测试仪，调整点火提前角到规定值。定值。5）.点火过迟点火过迟 （1）故障现象：消音器声响沉重、急加速化油器回火、）故障现象：消音器声响沉重、急加速化油器回火、发动机冷却液温度较高、汽车行驶无力。发动机冷却液温度较高、汽车行驶无力。 （2）故障分析与诊断：点火角度不正确。）故障分析与诊断：点火角度不正确。 （3）排除方