第八章发动机点火系统1ppt课件

1、第八章第八章 发动机点火系统发动机点火系统按其组成和产生高压电方式不同，可分为： 它由蓄电池或发电机供给低压直流电，借点火线圈和断电器将低电压转变为高电压，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。正在逐步被半导体和微机控制式所取代。 它与前者不同的是，借点火线圈和由半导体器件组成的点火控制器将低电压转变为高电压。它具有点火可靠、使用方便等优点，是汽车上广泛使用的点火系统。 它与上述两种相同，也以蓄电池和发电机为电源，但它由微机控制系统直接将高压电分配给各缸，并根据各种传感器提供的各工况信息，发出点火控制信号，控制点火时刻。 它由磁电机本身直接产生高压电，不需另设低压电源。它多用于主 要在

2、高速、满负荷下工作的赛车发动机，以及某些摩托车和拖拉机的汽油机上。 各类点火系统的主要特点如下表所列： 三、点火系统的基本要求 点火系统应在各种工况和使用条件下保证可靠而准确点火，因此它应满足一下基本要求。 1.能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压； 2.电火花应具有足够的点火能量； 3.点火时刻应与发动机的工作状况相适应。12345678 二、传统点火器的工作原理二、传统点火器的工作原理 点火线圈一次绕组的一端经点火线圈一次绕组的一端经点火开关与蓄电池相点火开关与蓄电池相 连，另一端接断电器的活动触点连，另一端接断电器的活动触点臂，固定触点通过分臂，固定触点通过分 电器壳体接地，触点弹簧作用

3、在电器壳体接地，触点弹簧作用在活动触点臂上，使活活动触点臂上，使活 动触点与固定触点保持闭合趋势。动触点与固定触点保持闭合趋势。电容器并联在断电电容器并联在断电 器触点之间。点火线圈二次绕组器触点之间。点火线圈二次绕组一端与一次绕组相一端与一次绕组相 连，另一端接分电器盖的中心电连，另一端接分电器盖的中心电极。极。 发动机运转过程中，断电发动机运转过程中，断电器凸轮不断运转，使断电器触点器凸轮不断运转，使断电器触点不断地开、闭。当触点闭合时，不断地开、闭。当触点闭合时，接通初级电路；一次绕组通电时，接通初级电路；一次绕组通电时，在其周围产生磁场，并由于磁铁在其周围产生磁场，并由于磁铁的作用而加

4、强。当触点被凸轮顶的作用而加强。当触点被凸轮顶开时，初级电路被切断，点火线开时，初级电路被切断，点火线圈一次绕组中的电流下降到零，圈一次绕组中的电流下降到零，线圈周围的磁场也迅速消失，因线圈周围的磁场也迅速消失，因此在点火线圈的二次绕组中产生此在点火线圈的二次绕组中产生感应电压。高电压电经配电器分感应电压。高电压电经配电器分送到各缸火花塞，作用于火花塞送到各缸火花塞，作用于火花塞的中心电极和侧电极之间，当该的中心电极和侧电极之间，当该电压达到火花塞间隙的击穿电压电压达到火花塞间隙的击穿电压时，火花塞间隙被击穿，产生电时，火花塞间隙被击穿，产生电火花，点燃可燃混合气。火花，点燃可燃混合气。 若恰

5、好在活塞到达上止点时点火，混合气开始燃烧时，活塞已开始向下运动，使燃烧压力降低，发动机功率下降，如图a。因此应提前点火。 在活塞到达压缩行程上止点之前火花塞跳火，使燃烧室内的气体压力在活塞到达上止点后1012度时达到最大值。这样可以提高发动机的功率。 若点火过早，则活塞还向上止点移动时，气缸压力已经达到很大数值，这时气体压力作用的方向与活塞运动的方向相反，于是示功图上出现套环，此时，有效功率减小，发动机功率也将下降。 从点火时刻起到活塞到达上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。 能使发动机获得最佳动力性、经济性和最佳排放时的点火提前角，称为最佳点火提前角。 最佳点火提前角不是固定值，

6、它随很多因素而改变。 影响最佳点火提前角的主要因素有： 发动机的转速、混合气的燃烧速度和汽油的抗爆性。 在汽车运行中，发动机的转速和负荷是经常变化的。为了使发动机在各种工况下都能适时点火，点火系统中，一般设有两套自动调节点火提前角的装置。一套是离心点火提前调节装置，它能随发动机转速的变化自动调节点火提前角；另一套是真空点火提前调节装置，它可以随发动机负荷的变化自动调节点火提前角。功用：是将蓄电池或发动机输出的低压电转变为高压电的升压变压器。功用：是将蓄电池或发动机输出的低压电转变为高压电的升压变压器。它由一次绕组、二次绕组和铁心组成。它由一次绕组、二次绕组和铁心组成。按其磁路的形式分为开磁路点

7、火线按其磁路的形式分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种。圈和闭磁路点火线圈两种。开磁路点火线圈根据低压接线柱数目的不同，分为两连接线柱式和三接线柱两种。三接线柱形式如图，配 有附加电容，接 在“开关和“+开 关之间。功用：是用来在发动机工作时，接通与切断点火系统的一次电路，使二次绕组中产生高压功用：是用来在发动机工作时，接通与切断点火系统的一次电路，使二次绕组中产生高压电，并按发动机要求的点火时刻与点火次序，将点火线圈产生的高压电分配到相应的气缸电，并按发动机要求的点火时刻与点火次序，将点火线圈产生的高压电分配到相应的气缸的火花塞上。的火花塞上。 如图，为解放CA10091型汽车所用的分电器

8、。它由断电器、配电器、电容器和点火提前装置等组成。功用：是周期地接通和切断点火线圈的一次电路，使一次电流发生变化，以便在点火功用：是周期地接通和切断点火线圈的一次电路，使一次电流发生变化，以便在点火 线圈的二次绕组中产生高压电。线圈的二次绕组中产生高压电。 配电器用来将电火花线圈中产生的高压电，按发动机各缸的工作次序轮流分配到各缸的火花塞。 发动机转速变化，它自动地改变断电器凸轮与分电器轴之间的相互位置关系，来实现点火提前角的自动调节。分电器轴断电器凸轮重块 作用是根据发动机负荷的变化，用改变触点与凸轮相应关系的方法来自动调节点火提前角的。发动机小负荷运行时使点火提前角加大使点火提前角加大使点

9、火提前角很小使点火提前角很小发动机全负荷运行时发动机怠速运转时真空度几乎为零，弹簧的张力使膜片拱曲到真空度几乎为零，弹簧的张力使膜片拱曲到最左，使提前调节量最小或为零。最左，使提前调节量最小或为零。功用：是将点火线圈或磁电机产生的脉冲高压电引入燃烧室，功用：是将点火线圈或磁电机产生的脉冲高压电引入燃烧室， 并在其两电极间产生电火花，以点燃可燃混合气。并在其两电极间产生电火花，以点燃可燃混合气。 火花塞中心电极与侧电极之间的间隙称为火花塞间隙。它对火花塞及发动机的工作性能均有很大影响。其间隙过小或过大都会产生不良的后果。（见271页）按火花塞的热特性，按火花塞的热特性，可分为：可分为：绝缘体裙部

10、传统点火系统存在很多缺点，如触点容易烧蚀、减少断电器寿命、火花塞积炭、使点火不可靠及高速时意缺火等。因此，近十几年来各国都积极探索改进途径，并研制了一系列电子点火系统。目前，汽车上使用的电子点火系统主要有如下两类： 无论那一类，都是利用电子元件晶体三极管作为开关来接通或断开点火系统的一次电路，通过点火线圈来产生高压电。 该种系统用减小触点电流的方法，减小触点火花，改善点火性能。它是一个半导体辅助点火系统，如下图。 接通点火开关s，当断电器闭合时，三极管的基极电路接通，使三极管饱和导通，接通了点火线圈的一次电路。 当断电器触点分开时，三极管的基极电路被切断，三极管由导通变为截止，切断了点火线圈一

11、次绕组的电路，一次电流迅速下降到零，在点火线圈二次绕组中产生高压电，击穿火花塞间隙，点燃混合气。 发动机工作时，断电器触点不断地闭合、分开，控制三极管的导通与截止和一次电路的通断，控制了点火系统的工作。 触点式电子点火系统工作时，流过触点的电流是三级管的基极电流，它是一次电流的1/51/10,可以减少触点火花，延长触点的使用寿命，提高发动机的可靠性。 该种系统就是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，因此在汽车上应用十分广泛。 无触点电子点火系统主要由点火信号发生器传感器）、点火控制器、点火线圈、分电器和火花塞等组成。 点火信

12、号发生器有磁感应式、霍尔效应式和光电效应式等多种形式。 电子点火控制器取代了原来断电器中的触点，用来根据点火信号发生器送来的脉冲电信号，控制点火线圈一次电路的通断。 其它组成部分的作用与传统点火系统中的相同。 点火信号发生器取代了原来断电器中的凸轮，用来判定活塞在气缸中所处的位置，并将活塞位置信号转变为脉冲电信号输送到点火控制器，从而保证火花塞在恰当的时刻点火。 霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔于1879年在研究金属的导电机构时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电势差。

13、该种点火装置是利用霍尔器件的霍尔效应制成的，用点火信号发生器，产生点火信号，来控制点火系统的工作的。它主要由分电器、点火控制器、点火线圈等组成。 它的优点是，它的霍尔电压不受发动机转速影响，且结构简单，工作可靠，抗干扰能力强。(也称霍尔元件，是一个带集成电路的半导体基片。) 当有外加电压作用在触发器两端时，便有电流I在其中通过。如果在垂直电流方向上，同时有外加磁场的作用，且在垂直电流和磁场的方向上，产生霍尔电压的现象，称为霍尔现象。各种普通电子点火系统都存在着考虑控制因素不全、点火提前角控制不精确的缺陷，影响发动机性能的充分发挥。微机控制点火系统是继无触点电子点火系统之后，点火系统发展的有一次

14、飞跃。微机控制的点火系统取消了机械式点火系统提前调节装置，由微机点火系统随发动机工况变化，微机控制的点火系统取消了机械式点火系统提前调节装置，由微机点火系统随发动机工况变化，自动地调节点火提前角。使发动机任何工况下，智能保证最佳点火时刻，还可提高发动机的动力自动地调节点火提前角。使发动机任何工况下，智能保证最佳点火时刻，还可提高发动机的动力性、经济性和减少污染。性、经济性和减少污染。 微机控制点火系统按其是否有分电器，分为有分电器微机控制点火系统和无分电器微机控制点火系统两种. 由分电器微机控制点火系统一般由传感器、微机控制器和点火执行器等组成。 不同发动机点火系统的结构不尽相同，但其工作原理

15、相似。其系统结构如下图，由多种传感器、微机控制器和点火执行器组成。 其工作原理，参看286页中所述又称直接点火系统，它除了具有有分电器微机控制点火系统的优点外，因取消了分电器总成，它还具有增大点火能量、降低干扰等一系列优点. 正是由于该种系统具有一系列优点，已被国内外广泛采用，逐步成为点火系统的主流。 无分电器微机控制点火系统由低压电源、点火开关、微机控制单元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。 无分电器微机控制点火系统根据高压配电方式的不同，分为单独点火方式和同时点火方式两种。 单独点火方式是一个缸的火花塞配一个点火线圈，各个单独的点火线圈直接安装在火花塞上，单独

16、向火花塞提供高压电，各缸直接点火；同时点火方式是利用一个点火线圈对活塞接近压缩行程上止点和排气行程上止点的两个气缸同时进行点火的高压配电方法。 汽车上的点火系统及全车电器设备的电源由蓄电池、发电机及其调节器组成。 其在汽车电路中的连接关系如图所示，两电源并联后与用电设备相连. 蓄电池是一个化学电源。在充电时，其内部的化学反应将外接电源的电能转变为 化学能储备起来；用电时，再通过化学反应将储存的化学能转变为电能，输出给用电设备。 发动机起动时，向起动机和点火系统供电；发电机不发电时，向点火系统及其他用电设备供电；可将发电机的电能转变为化学能储存起来。汽车上广泛采用铅酸蓄电池，铅酸蓄电池又分为：

17、其中，免维护型蓄电池是在汽车合理使用过程中，不需要添加蒸馏水的一种新型蓄电池。它具有耐振、耐高温、自放电少、使用寿命长的许多优点，是车用蓄电池的发展趋势。发电机是在发动机的驱动下，将机械能转变为电能的装置。主要功用：为电器设备供电，给蓄电池充电；要求输出为直流电压，并保持电压恒定。主要功用：为电器设备供电，给蓄电池充电；要求输出为直流电压，并保持电压恒定。 由于交流发电机与直流发电机相比，具有体积小、结构简单、维修方便、寿命长、发由于交流发电机与直流发电机相比，具有体积小、结构简单、维修方便、寿命长、发动机低速时充电性能好等优点，因此，在汽车上广泛使用。动机低速时充电性能好等优点，因此，在汽车上广泛使用。 汽车用交流发电机通过二极管整流，使其输出直流电，由于整流二极管是硅材料的，汽车用交流发电机通过二极管整流，使其输出直流电，由于整流二极管是硅材料的，所以也称为硅整流发电机。所以也称为硅整流发电机。第八章第八章 发动机点火系统发动机点火系统复习思考题复习思考题8-1.8-1.点火系统的基本功用和基本要求有哪些？点火系统的基本功用和基本要求有哪些？8-2.8-2.试说明传统点火系统由哪些部分组成？试说明传统