汽车发动机电控技术项目7课件

1、汽车发动机构造与维修项目7 发动机点火系统构造与维修任务7.1起动装置的组成及工作原理充电装置的作用及组成任务7.2点火系统的作用、结构及分类任务7.3点火系统的检修任务7.4点火系统故障的检查与排除任务7.5 学习目标了解点火系统的作用和组成；掌握点火系统主要零部件的结构和工作原理；掌握点火系统主要零部件的检修方法；熟悉点火系统的故障分析和诊断方法；熟悉点火系统典型故障案例分析。项目7 发动机点火系统构造与维修任务7.1 起动装置的组成及工作原理起动装置由蓄电池、点火开关及起动机组成，如图7-1所示。图7-1 起动装置的组成任务7.1 起动装置的组成及工作原理 蓄电池一、蓄电池的作用1.（1

2、）起动发动机时，给起动机供电。（2）电器用电量超过发电机的输出量时，给电器供电。（3）发电机输出大于用电量时，将电能转变成化学能储存在蓄电池里。任务7.1 起动装置的组成及工作原理蓄电池的作用2.蓄电池由正极桩头、负极桩头、顶盖、极柱、负极板、隔板、正极板和沉淀室等组成，如图7-2所示。图7-2 蓄电池的结构任务7.1 起动装置的组成及工作原理（1）外壳。外壳由黑色硬橡胶或透明塑胶制成，透过透明塑胶可以看到内部电解液的高度。外壳内部分成许多小室，如12 V蓄电池有六个小室，互不相通。（2）正极板与负极板。正极板是以铅格子板为骨架，表层是咖啡色微粒结晶状的过氧化铅(PbO2)。负极板也是以铅格子

3、板为骨架，表层是海绵状的铅(Pb)。（3）隔板。正、负极板必须用隔板隔开，隔板是由塑胶强化纸纤维、合成树脂等制成的。隔板平滑面朝向负极板，有槽沟面朝向正极板，这样便于从正极板脱落的活性物质掉入沉淀室中。任务7.1 起动装置的组成及工作原理（4）桩头。蓄电池顶盖上两个粗大的凸出接头，称为桩头，有圆形和扁形两种。正极桩头较粗，有“+”记号；负极桩头较细，有“-”记号。在接线时，绝不可接错。（5）加水通气盖。加水通气盖的结构如图7-3所示。其用来添加蒸馏水或供检验电解液用，在充电时，其使产生的氢气及氧气逸出，以防聚积过多气体而发生爆炸。任务7.1 起动装置的组成及工作原理图7-3 加水通气盖的结构任

4、务7.1 起动装置的组成及工作原理由于加水通气盖上方的转钮很占空间，因而，目前广泛采用的免维护蓄电池（见图7-4）已不使用此转钮，所有各分电池的盖子是在一片可拆卸盖板的下方。各分电池的盖子也不再用来加水通气，在正常使用状况下，通常不必打开分电池的盖子。图7-4 免维护蓄电池任务7.1 起动装置的组成及工作原理（6）充电指示器。现代的MF蓄电池，在蓄电池顶盖上设有充电指示器，指示器所显示的颜色可用来判断蓄电池是否充满电及电解液面高度是否正常。充电指示器由视窗、塑胶管、绿色浮球及浮球室等组成，如图7-5所示。图7-5 充电指示器的结构任务7.1 起动装置的组成及工作原理充电指示器的指示灯状态如图7

5、-6所示。图7-6 充电指示器的指示灯任务7.1 起动装置的组成及工作原理当蓄电池充电正常，液面也正常时，绿色浮球在中央最高点，从视窗中可看到绿色圆圈。当蓄电池液面正常，但充电不足时，绿色浮球在球室下方，从视窗中看不到绿色圆圈，整个是黑色。当蓄电池液面过低时，视窗中看到的是透明色，此时应更换蓄电池。任务7.1 起动装置的组成及工作原理（7）电解液。电解液为稀硫酸，其相对密度为1.26或1.28，可以使用相对密度计测量电解液的相对密度，如图7-7所示。图7-7 测量电解液的相对密度任务7.1 起动装置的组成及工作原理 点火开关二、点火开关装在转向柱上，有五个切换位置，如图7-8所示。图7-8 点

6、火开关的切换位置任务7.1 起动装置的组成及工作原理点火开关五个位置的功能如下所述：（1）锁住。钥匙在此位置才能拔出，也在此位置才能锁住转向盘轴，使方向盘无法转动。现代自动变速器汽车，只有换挡杆换至P挡，钥匙才能拔出。（2）关闭。钥匙在此位置时，由点火开关控制的电路均不通，但方向盘可以转动。任务7.1 起动装置的组成及工作原理（3）附件。钥匙在此位置时，汽车附属电器的电路接通，如点烟器、收音机等，但点火系统不通。不发动发动机听收音机时应开在此位置。（4）运转。钥匙在此位置时，点火系统及其他各电器均接通，汽车行驶时开关均在此位置。（5）起动。由运转位置顺时针方向转动钥匙，即为起动位置，手指放松时

7、，钥匙自动回到运转位置。钥匙在起动位置时，点火系统及起动系统接通，以起动发动机。任务7.1 起动装置的组成及工作原理 起动机三、起动机的组成1.起动机由电动机、超越离合器和电磁开关三大部分组成。起动机的结构如图7-9所示，起动装置的电路如图7-10所示。图7-9 起动机的结构任务7.1 起动装置的组成及工作原理图7-10 起动装置的电路任务7.1 起动装置的组成及工作原理起动机的工作过程2.起动机的工作过程如图7-11所示。电磁开关内的柱塞，经拨叉可使超越离合器移动。当驾驶员将点火开关转到起动位置时，电流从ST端子流入保持线圈及吸拉线圈，产生的磁场将柱塞吸入，柱塞的移动经拨叉将超越离合器连同小

8、齿轮拔出，小齿轮与飞轮齿环部啮合。任务7.1 起动装置的组成及工作原理图7-11 起动机的工作过程(a)未作用时 (b)小齿轮与飞轮齿环部分咬合时 (c)小齿轮与飞轮齿环完全咬合时任务7.1 起动装置的组成及工作原理在小齿轮移出的同时，柱塞上的接触片使B端子与M端子接触，电流经蓄电池B端子接触片M端子磁场线圈电刷电枢线圈电刷搭铁，使电动机产生强大转矩，驱动发动机转动。发动机发动后，驾驶员放开点火开关，ST端子的电流切断，但接触片仍使B端子与M端子接通，因此，电流由M端子经吸拉线圈到保持线圈搭铁，两线圈的电流方向相反，磁力互相抵消，从而使柱塞被柱塞弹簧推回原位，拨叉将超越离合器连同小齿轮拉回，小

9、齿轮与飞轮齿环分离。任务7.2 充电装置的作用及组成 充电装置的作用一、充电装置就是将发动机小部分机械能转变为电能的装置。起动发动机时，须利用蓄电池供应起动机及点火系统等各种电器所需的电能。发动机起动后，必须由充电装置来提供点火系统及其他电器的用电，并补充蓄电池在起动电动机时所消耗的电能。这样，发动机才能持续运转，熄火后才能再起动。任务7.2 充电装置的作用及组成 充电装置的组成二、充电装置最重要的部件为交流发电机，次要部件为控制发电机最高输出的调整器。另外，还需有指示充电系统工作是否正常的指示灯或电流表，以及连接各电器的电线，如图7-12所示。现代汽油发动机的充电装置，均采用IC调整器，装在

10、交流发电机上。图7-12 充电装置的组成任务7.2 充电装置的作用及组成交流发电机1.（1）交流发电机的基本工作原理。如图7-13所示，导体在磁场内运动切割磁感线，在导体中会产生感应电压。若将导体连成完整电路，则电路中会有电流。图7-13 导体在磁场内运动任务7.2 充电装置的作用及组成在导线中放置磁铁，并使磁铁旋转，则旋转的磁力线切割导线，在导线中会产生电流，如图7-14所示。导体或磁铁运动时，电流表指针都会摆动，而电流表指针摆动的方向，可根据导体或磁铁的运动方向而定。指针摆动的角度随导体或磁铁的运动速度增加而增大。图7-14 磁铁在导线中旋转任务7.2 充电装置的作用及组成磁感线切割线圈，

11、能在线圈中产生感应电压（电动势），这种现象称为电磁感应。发电机由于电磁感应产生感应电压，因而产生电压和电流。任务7.2 充电装置的作用及组成（2）交流发电机的结构。交流发电机主要由定子、转子、整流器、前盖板、电刷、后盖板、风扇等组成，外部结构主要由插座、固定螺栓、固定螺栓孔和通风口等组成，如图7-15所示。图7-15 交流发电机的外部结构任务7.2 充电装置的作用及组成定子。定子由定子线圈及薄铁片叠成的定子铁心组成，两端由铝制的端盖支撑，是外壳的一部分，如图7-16所示。定子铁心由许多涂有绝缘漆的铁片叠成，内有直槽，以容放定子线圈，槽数为转子磁极数的三倍。定子线圈由漆包线绕成，共有三组线圈，每

12、组线圈由与转子磁极数量相等的线圈串联而成。三组线圈的连接方法有Y形和形两种。任务7.2 充电装置的作用及组成图7-16 定子的结构任务7.2 充电装置的作用及组成Y形接线法如图7-17所示。Y形接线法是将三组定子线圈的一个端子连接在一起，此接点称为中性点N，另三个端子各连接于整流二极管上的接线法。Y形接线法接线简单，制造容易，各端子间的电压较高，低速时发电特性好，中性点N可以用作调整器控制，因此一般汽车的发电机均采用Y形接线法。图7-17 Y形接线法任务7.2 充电装置的作用及组成形接线法如图7-18所示。形接线法是将各组定子线圈的两端相接串联成一个三角形，再将三个连接点，即三角形的顶点，以线

13、引出，接到整流二极管上的接线法。形接线法输出电流较大，一般输出量大的发电机采用此接线法。图7-18 形接线法任务7.2 充电装置的作用及组成有三组线圈的定子，一磁铁在其内转一圈，每组线圈各产生一次电压的变化，称为三相交流电；若转子上设有6对磁极，则转子每转一圈，可以产生18次电压的变化。交流电经整流二极管全波整流后，可得平稳的输出电压。任务7.2 充电装置的作用及组成转子。转子由磁极、磁场线圈、滑环及轴等组成，如图7-19所示。转子分成两片爪型铁，交叉组合在一起，一边全为N极，另一边全为S极，N、S极相间排列，一般为816极。磁场线圈在内部由磁极包住。转子两端以轴承支撑在端壳上，前端装有皮带轮

14、，并由皮带驱动转子在定子中旋转。图7-19 爪型转子的结构任务7.2 充电装置的作用及组成磁场线圈以细的漆包线绕成，线的两端各接在一个滑环上，与轴及磁极绝缘。滑环装在转子轴的一端，由黄铜或铜制成，与轴绝缘，供电流输入磁场线圈。磁场线圈电流的流动顺序为调整器发电机端子电刷滑环磁场线圈滑环电刷搭铁。另外，可以利用调整器调节电流的大小或控制交流发电机的输出电压。任务7.2 充电装置的作用及组成整流器。整流器的结构如图7-20所示。三个正极整流二极管装在一块金属板上成为正极整流二极管板，三个负极整流二极管装在另一块金属板上成为负极整流二极管板，两块整流二极管板装在铝制的端盖上。整流二极管为大功率的硅二

15、极管（见图7-21），虽然正、负极整流二极管的外形一样，但是在外壳上有记号注明电流方向。另外，正极整流二极管以红色标记，负极整流二极管以黑色标记。整流器必须散热良好，因此安装在端壳的通风口上，利用风扇强制通风冷却。由于汽车上的电器都是使用直流电，因而在定子线圈感应的交流电必须经过整流器以直流电输出。任务7.2 充电装置的作用及组成图7-20 整流器的结构图7-21 整流二极管的结构任务7.2 充电装置的作用及组成前、后盖板。发电机的前、后盖板的结构分别如图7-22和图7-23所示。前、后盖板都使用铝合金制成，用于支承转子与定子，并由固定架安装于发动机上。前、后盖板上有通风孔，以便让冷却空气通过

16、，后盖板上还安装有整流器、电刷架、输出端子及轴承等。图7-22 前盖板的结构任务7.2 充电装置的作用及组成图7-23 后盖板的结构任务7.2 充电装置的作用及组成调整器2.交流发电机在低速时也要能发出足够的电压，供汽车电器使用，以及为蓄电池充电，因此，汽车在低速时须以较大的电流供应磁场线圈，以产生强力磁场，使发电机能产生足够的电压；当交流发电机的转速升高后，必须降低流过磁场线圈的电流，以减弱磁场强度，来维持发电机的电压不继续升高。调整器的作用就是通过控制流过磁场线圈电流的大小来控制发电机的输出电压。调整器常见形式有触点式和IC式。任务7.2 充电装置的作用及组成（1）触点式调整器。触点式调整

17、器通常由电压调整器和充电指示灯继电器组成，如图7-24所示。两者均采用白金触点，以控制磁场线圈的电流及充电指示灯的亮熄。图7-24 触点式调整器的结构任务7.2 充电装置的作用及组成（2）IC调整器。IC调整器装在发电机皮带轮的对面，其安装位置及外观如图7-25所示。图7-25 IC调整器的安装位置及外观(a)IC调整器的安装位置 (b)IC调整器的外观任务7.2 充电装置的作用及组成IC是集成电路(integrated circuit)的简称。IC是在电路板或硅芯片上安装许多电阻、电容器、二极管和三极管等元件连接而成的电子电路，它容纳在小壳子内，具有小型、轻量化的特点。任务7.2 充电装置的

18、作用及组成质量轻，体积小，可装在发电机上。无活动的机械零件，抗振性及耐久性好。输出电压的变化范围较小，且随使用时间的增加不会有明显的改变。IC调整器的优点。温度上升时输出电压变低，符合蓄电池的充电需求。任务7.2 充电装置的作用及组成IC调整器的基本工作原理。如图7-26所示，当发电机B端子的输出电压较低时，蓄电池电流流经电阻R，作用在三极管的VTr1基极上，使VTr1导通。电流通过磁场线圈，流动顺序为B端子磁场线圈F端子VTr1搭铁，使发电机的输出电压提高。当发电机B端子的输出电压高时，较高的电压作用在齐纳二极管(ZD)上，当电压达到齐纳电压（崩溃电压）时，齐纳二极管导通，使VTr2导通，而

19、VTr1关闭，流经磁场线圈的电流中断，由此达到调节输出电压的目的。任务7.2 充电装置的作用及组成图7-26 IC调整器的基本工作原理任务7.2 充电装置的作用及组成注意：一般的二极管（整流二极管），其电流只能单向流动，但当逆向电压达到齐纳电压时，齐纳二极管可以逆向导通，因此其常用来做电压调整、参考电压控制及保护电路等的元器件。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 发动机工作时，必须经过燃料的燃烧，释放能量，才能维持正常工作，而作为燃料的混合气需要点火才能燃烧，因此点火系统的工作是维持发动机正常工作的必要条件。点火系统的火花大小及点火时间的准确性对发动机的性能有很大的影响，因此，了解点火系统

20、的工作状况很有必要。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 点火系统的作用与分类一、点火系统的作用1.能够按时在火花塞两极之间产生电火花的全部装置，称为汽油机点火系统。点火系统的作用就是适时可靠地点燃汽油和空气混合气。故点火系统在发动机各种工况和使用条件下，均应保证可靠而准确地点火。为保证点火可靠而准确，对点火系统有以下要求：任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （1）能产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压。点火电压与火花塞电极间隙的大小、气缸内混合气的压力与温度、电极的温度及极性均与发动机的工作情况有关。为保证低温状态起动的高点火电压要求，点火线圈应能够产生30 kV左右的高压。（2）火花具

21、有足够的能量。为了保证发动机能在满足较高经济性和污染排放量指标的基础上正常工作，其可靠的点火能量应达到5080 mJ，起动时应产生大于100 mJ的火花能量。现代汽车点火线圈的电流可以超过100 A，完全满足了点火能量要求。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （3）点火提前角与发动机各种工况相适应。为了保证发动机正常工作，并提高发动机动力性，保持燃料经济性，减小排放污染，点火提前角应与发动机各种工况相适应。发动机点火提前角主要与转速和进气量有关。冷却液温度和进气温度等也对点火提前角有影响。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 点火系统的分类2.点火系统有很多种分类方式，根据其控制方式可分

22、为触点式点火系统、电子点火系统和电控点火系统三大类。（1）触点式点火系统。触点式点火系统又称为传统点火系统，它利用机械开关（触点的闭合和打开）控制点火线圈初级电流的通断，完成点火，如图7-27所示。触点式点火系统结构简单，工作可靠，在汽车上得到过广泛应用。但随着对汽车发动机燃油经济性和排放指标的要求越来越高，触点式点火系统已无法适应现代发动机的点火要求，目前已经被淘汰。但触点式点火系统的基本组成、构造、电路和原理，对学习其他点火系统有很大的指导意义。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-27 触点式点火系统任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （2）电子点火系统。电子点火系统是在触点

23、式点火系统的基础上，用点火器和信号发生器代替了触点，如图7-28所示。在电子点火系统中，初级线圈电流的通断由点火器根据信号发生器的信号控制，而点火提前角仍由离心式和真空式点火提前装置控制。图7-28 电子点火系统任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （3）电控点火系统。电控点火系统由发动机的ECU控制。发动机ECU根据各种传感器计算出最佳点火提前角，通过点火控制器控制点火线圈初级线圈电流的通断，完成点火。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 电控点火系统分为有分电器式点火系统、同时点火系统和单独点火系统三种。有分电器式点火系统。这种点火系统的分电器中只有配电器，没有真空式点火提前装置和离心

24、式提前装置，如图7-29所示。点火提前角由计算机根据各传感器的信号控制，克服了电子点火系统点火提前角控制不够精确的缺点，提高了发动机的动力性和经济性，同时进一步减小了排放污染。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-29 有分电器的电控点火系统任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 同时点火系统。同时点火系统采用两个气缸共用一个点火线圈、两个气缸同时点火的方式，如图7-30（a）所示。同时点火系统废除了分电器，节省了空间；没有配电器，避免了分火头与分电器旁电极间产生火花的问题，有效地降低了点火系统对无线电的干扰；同时点火系统为全电子电路，无机械零件，无机械故障，故可靠性高。任务7.3 点

25、火系统的作用、结构及分类 图7-30 无分电器的电控点火系统(a)同时点火系统 (b)单独点火系统任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 单独点火系统。单独点火系统是在每个气缸的火花塞上方设置一个点火线圈和点火控制器总成，其工作原理和结构分别如图7-30（b）和图7-31所示。每个点火线圈的次级绕组直接与火花塞相连，即把点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进行点火。单独点火系统由于无机械分电器和高压导线，因而能量损失、漏电损失小。因为各缸的点火线圈和火花塞均由金属罩包裹，所以单独点火系统电磁干扰大大减小。由于其采用了与气缸数量相同的点火线圈，因而减少了点火线圈的工作负荷，能在发动机转速高达9 0

26、00 r/min时提供足够的点火电压和点火能量。其无机械分电器，点火线圈仅占用原来安装高压导线的位置，充分利用了有限空间，结构更加紧凑。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-31 单独点火系统的结构任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 点火提前角二、点火提前角是发动机从火花塞开始点火到活塞运行到上止点曲轴所转过的角度，它决定了火花塞开始点火到活塞运行到上止点所经过的时间。在相同转速的情况下，角度越大，时间越长；在相同角度的情况下，转速越高，时间越短。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 最佳点火提前角1.混合气在气缸内燃烧时，从点燃到最高燃烧压力有一定的时间，所以点火应适当提前到上

27、止点之前。根据做功理论分析，最高燃烧压力出现在曲轴转角的上止点后10左右最理想，此时，发动机的动力性、经济性和排放性达到最佳。若混合气太早点燃，则最高压力出现太早，发动机会产生爆震，甚至反转；若混合气太迟点燃，则燃烧中活塞下行，会使燃烧压力降低，发动机输出功率变小。使发动机的动力性、经济性和排放性都达到最佳值的点火提前角，称为最佳点火提前角。最佳点火提前角是理论值，在实际中很难达到，且与转速、进气量（歧管压力）等许多因素有关，发动机的实际点火提前角与最佳点火提前角越接近，发动机的性能就越优越。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 发动机工况和使用条件对点火提前角的要求2.（1）不同转速对点火

28、提前角的要求。点火提前角随发动机转速的升高而增大。转速升高后，曲轴转过相同转角所需的时间减少，为使最高压力点保持不变，应提早点火，因此，点火提前角会相应增大。（2）不同负荷（进气歧管绝对压力）对点火提前角的要求。当发动机负荷增大时，进气量增多，压缩混合气的温度和压力也随之增高，燃烧速度加快，在转速等其他因素不变的情况下，为使最高压力点保持不变，点火提前角应相应减小；当发动机负荷减小时，点火提前角应相应增大。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （3）汽油牌号对点火提前角的要求。由于汽油发动机的压缩比越来越高，增大点火提前角往往受到爆震的限制。发动机爆震会导致动力下降、油耗增加及发动机过热等问

29、题，对发动机极为有害。在压缩比不变的条件下，发动机产生爆震的趋势与汽油品质有密切关系，汽油的牌号越高，其辛烷值越高，抗爆性就越好，点火提前角就可以适当增大；低牌号的汽油辛烷值较低，抗爆性差，点火提前角应适当减小。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 触点式点火系统三、触点式点火系统的组成及工作原理1.触点式点火系统主要由电源、点火开关、点火线圈、分电器和火花塞等部分组成，如图7-32所示。图7-32 触点式点火系统的组成任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （1）电源。电源即蓄电池和发电机（起动时蓄电池供电，起动后由发电机供电），为点火系统提供所需的电能。（2）点火开关。点火开关的作用是接

30、通或断开电源电路。（3）点火线圈。点火线圈的作用是将电源12 V的低压电转变为点火所需的1530 kV的高压电。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （4）分电器。分电器包括断电器、配电器、电容器和点火提前机构等部分。断电器的作用是接通或切断点火线圈初级电路；配电器包括分电器盖和分火头，其作用是将点火线圈产生的高压电按气缸的工作顺序送到各缸的火花塞；电容器与断电器触点并联，其作用是减小断电器触点分开时产生的火花，延长触点使用寿命，提高次级电压；点火提前机构的作用是随发动机转速、负荷的变化而改变点火提前角。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （5）火花塞。火花塞的作用是将高压电引入气缸燃烧

31、室，产生电火花，点燃混合气。（6）附加电阻。附加电阻的作用是在发动机转速不同时，自动调整点火线圈初级电流的大小，防止低速时点火线圈过热，避免高速时点火电压不足。（7）阻尼电阻。阻尼电阻的作用是减小无线电干扰。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 触点式点火系统是利用电磁感应原理，把来自蓄电池或发电机的12 V低压电，经点火线圈和断电器转变为1530 kV的高压电，由分电器按发动机各缸工作顺序送入各缸火花塞，击穿其电极间隙，点燃混合气。触点式点火系统的工作原理如图7-33所示。发动机工作时，断电器凸轮在分电器轴的驱动下旋转，交替将触点闭合或打开。断电器触点闭合时，初级线圈内有电流流过，并在线圈

32、铁心中形成磁场。触点断开时，初级电流被切断，磁场迅速消失，此时，在初级线圈和次级线圈中均产生感应电动势。由于次级线圈匝数多，感应电压高达1530 kV，因而能击穿火花塞间隙，形成火花放电。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-33 触点式点火系统的工作原理任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 低压电路中初级电路的回路为蓄电池正极点火开关ON附加电阻点火线圈“+”接柱初级线圈点火线圈“-”接柱断电器触点搭铁蓄电池负极。次级线圈中高压电路的回路为次级线圈点火线圈“+”接柱附加电阻点火开关ON蓄电池搭铁火花塞侧电极、中心电极分火头次级线圈。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 分电器轴每

33、转一转（由凸轮轴驱动，发动机曲轴转两转），各缸按点火顺序轮流点火一次。发动机工作时，上述过程周而复始地重复，要停止发动机的工作，只要断开点火开关，切断电源电路即可。发动机起动时，点火开关转至起动挡ST，将附加电阻短路，电流直接进入点火线圈，防止起动时蓄电池电压下降而影响高压火花的产生。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 触点式点火系统主要部件的结构2.（1）点火线圈。点火线圈是将电源的低压电转变成高压电的元件，按磁路的结构形式不同，点火线圈可分为开磁路式点火线圈和闭磁路式点火线圈两种。现在广泛使用的是闭磁路式点火线圈。开磁路式点火线圈。按接线柱数量不同，点火线圈可分为二低压接线柱式和三低压

34、接线柱式两种，如图7-34所示。二低压接线柱式点火线圈上有“+”“-”两个接线柱，本身不带附加电阻；三低压接线柱式点火线圈有“-” “开关” “+开关”三个低压接线柱，并将附加电阻跨接在“开关”与“+开关”两接线柱之间。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-34 开磁路式点火线圈任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 二低压接线柱式开磁路点火线圈和三低压接线柱式开磁路点火线圈的内部结构相同。点火线圈的中心是用硅钢片叠成的铁心，在铁心外面套有绝缘的纸板套管，点火线圈的初级绕组和次级绕组分层绕在套管上。次级绕组用直径为0.060.10 mm的漆包线绕 11 00023 000匝而成，初级绕

35、组用直径为0.51.0 mm的高强度漆包线绕230270匝而成。因为初级绕组通过的电流大，产生的热量多，所以将其绕在次级绕组的外面，以利于散热。点火线圈绕组与外壳之间装有导磁钢套，上部装有绝缘胶木盖，下部装有瓷质绝缘座。为加强绝缘并防止潮气浸入点火线圈，点火线圈外壳内一般都充满沥青或变压器油，因此这种开磁路式点火线圈也称为湿式点火线圈。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 当开磁路式点火线圈的初级绕组电路接通时，铁心被磁化，磁路的上、下部分须经过空气和外围壳体内的导磁钢套才能形成回路，铁心本身不能构成回路，如图7-35所示。因为开磁路式点火线圈的磁阻大，漏磁损失多，所以能量转换效率低。图7-

36、35 开磁路式点火线圈的磁路图任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 闭磁路式点火线圈。闭磁路式点火线圈的结构和磁路如图7-36所示。闭磁路式点火线圈的铁心为日字形，本身构成闭合磁路。为减少铁心的磁滞现象，在磁路中留有一个微小空隙。在闭磁路式点火线圈的壳体内，因为采用热固性树脂作为填充物，所以又称为干式点火线圈。图7-36 闭磁路式点火线圈的结构和磁路任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 与开磁路式点火线圈相比，闭磁路式点火线圈的磁阻小，漏磁损失小，能量转换效率高。此外，闭磁路式点火线圈的壳体通常以热熔性塑料注塑成型，填充物采用热固性树脂，其绝缘性和密封性均优于开磁路式点火线圈。闭磁路式点火

37、线圈的体积日益小型化，能直接安装在分电器盖上，不仅可省去点火线圈与分电器之间的高压线，而且使点火系统的结构更紧凑，因此，闭磁路式点火线圈在现代汽车发动机点火系统中得到广泛应用。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （2）火花塞。火花塞的结构。火花塞由接线螺母（接高压线）、绝缘体、中心电极、密封垫圈、壳体及侧电极等组成，如图7-37所示。火花塞的电极间隙一般为0.70.9 mm。为保证发动机可靠点火，现在火花塞电极间隙有的增大至1.01.2 mm。图7-37 火花塞的结构任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 火花塞的热特性。火花塞热特性是指火花塞裙部（陶瓷绝缘体暴露在燃烧室内的部分）的炽热端

38、将热传导至发动机冷却系统的能力。它是在特定条件下的一种比较值，常用热值数字(39)来表示，热值数越大，表示散热能力相对越好。我国以火花塞绝缘体裙部的长度来标定火花塞的热特性。热型和冷型火花塞如图7-38所示。裙部长的火花塞吸热多，散热相对困难，热值数小，同样情况下的工作温度相对较高，称为热型火花塞；裙部短的火花塞，热值数大，工作温度相对较低，称为冷型火花塞；散热能力介于两者之间的称为中型火花塞。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-38 热型和冷型火花塞任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 常用火花塞的结构类型。常用火花塞的结构类型如图7-39所示。其中，标准型火花塞的绝缘体裙部略缩

39、入壳体端面，侧电极全遮盖中心电极，是使用最广泛的一种。图7-39 常用火花塞的结构类型（a）两极型 （b）四极型 （c）绝缘体突出型 （d）电阻型 （e）沿面跳火型 （f）赛车用（g）电极突出型 （h）字槽型 （i）极细电极型 （j）三极沿面跳火型 （k）三极复合型 （l）白金火花塞任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 电极突出型火花塞，其绝缘体裙部较长，突出于壳体端面之外，绝缘体能直接受到进气的冷却而降低温度，不易引起炽热点火。它具有吸收热量大、抗污能力好和热适应范围广的优点。多极型火花塞的侧电极一般为两个以上，其优点是点火可靠，电极间隙无须经常调整。它被用于电极容易烧蚀火花塞、间隙不能经

40、常调整的汽油机上。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （3）分电器。传统点火系统的分电器主要包括配电器、断电器、电容器、离心点火提前装置、真空点火提前装置和辛烷值调节器六部分，如图7-40所示。图7-40 传统点火系统的分电器任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 配电器。配电器的作用是将点火线圈产生的高压电按发动机各气缸的点火顺序配送给火花塞，主要由分电器盖、分火头和高压线组成。配电器安装在断电器上方。分电器盖的中央有一高压线插孔，插孔内装有带弹簧的电刷，电刷靠弹簧压在分火头的导电片上，如图7-41所示。分电器盖中央插孔的周围分布着各缸高压分线插孔，插孔内的金属套与分电器盖内的侧电极连接

41、，通过高压分线将各侧电极分别与各缸火花塞连接。分火头安装在凸轮顶端的点火信号发生器转子上，发动机工作时，分火头随点火信号发生器转子一起旋转。分火头的顶端铆有铜质导电片，分火头端部与侧电极有0.20.8 mm的间隙。当断电器触点断开时，点火线圈产生的高压电由分火头导电片跳至与其相对的侧电极，再经高压分线送至火花塞电极。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-41 配电器结构任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 断电器。断电器由触点副和凸轮（凸轮的凸角数与气缸数相等）组成，其作用是接通和断开初级电路。当触点闭合时，初级绕组中有电流流过；当凸轮旋转使凸角顶开触点时，初级电路切断。断电器由活动

42、触点、固定触点、断电器活动底板、固定螺钉和断电器凸轮等组成，如图7-42所示，触点的材料为钨。触点与支架固定在活动底板上，可借助转动偏心螺钉调整触点间隙。固定触点搭铁，活动触点固定在触点臂的一端，臂的另一端有孔，套在销钉上。臂中部连有胶木顶块，靠弹簧片压紧在凸轮上。触点臂经弹簧片和导线与壳体外面的绝缘接线柱连接。凸轮与拨板制成一体，装在分电器轴上，经离心提前机构的离心块由分电器轴驱动。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-42 断电器的结构任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 离心点火提前装置。离心点火提前装置通常装在断电器固定底板的下部，其作用是在发动机转速变化时自动调整点火提前角

43、。发动机转速越高，点火提前角越大。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 离心点火提前装置的结构和工作原理如图7-43所示。当发动机转速升高时，离心块在离心力的作用下克服弹簧拉力向外甩开，离心块上的销钉便推动拨板带着凸轮（信号发生器转子）沿分电器轴旋转方向多转过一个角度，使凸轮提前顶开触点（信号提前产生），点火提前角增大；反之，点火提前角减小。图7-43 离心点火提前装置的结构和工作原理任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 真空点火提前装置。真空点火提前装置的工作原理如图7-44所示。当发动机负荷减小时，节气门开度减小，小孔处的真空度增大，膜片克服弹簧力向右弯曲，拉杆拉动活动底板并带着断电器

44、触点副（信号发生器定子），逆着分电器轴旋转方向摆动一定角度，使触点提前打开（信号提早发出），点火提前角增大；反之，点火提前角减小。发动机怠速时，真空孔已位于节气门上方，真空度很小，点火提前角处于最小值。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-44 真空点火提前装置的工作原理任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 有些分电器采用了双膜片真空点火提前装置和双真空点火提前装置，为了在发动机怠速时可以适当延迟点火时间，减少污染气体的排放量。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 电子点火系统四、电子点火系统的组成和工作原理1.电子点火系统是在触点式点火系统的基础上，用点火器和传感器（信号发生器）

45、代替了触点。在电子点火系统中，初级线圈电流的通断由点火器根据信号发生器的信号来控制，完成点火工作，而点火提前角仍由机械式和真空式点火提前装置控制。电子点火系统与触点式点火系统相比，基本功能并没有变化，只是电子点火系统改善了电火花的点火性能，提高了点火时间的控制精度，增强了可靠性。电子点火系统的优点如下：任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （1）没有机械触点，因此不存在触点氧化、烧蚀、变形及磨损等问题，使用中几乎无须维修或经常换件。电子点火系统增大了初级断电电流值，提高了次级电压，有效地改善和保证了点火性能。一般，触点式点火系统初级电流不超过5 A，而电子点火系统初级电流可提高到78 A，次

46、级电压可达30 kV。（2）电磁能量得到充分利用，高电压形成迅速，火花能量大。由于无断电器触点，不会因为触点产生火花而消耗电磁能量，因而高压形成很快（只需80100 s），火花能量大，提高了点火可靠性。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （3）减小了火花塞积炭的影响。电子点火装置的火花塞间隙一般为1.11.2 mm，在积炭阻值达100 k的严重情况下，仍能维持可靠的点火性能。（4）由于使用了传感器，点火时间精确，混合气能得到完全燃烧，可以在稀混合气工况下照常点火，从而保证了发动机在降低油耗的基础上减少废气污染，可获得最好的动力性。（5）对无线电干扰小，结构简单，质量轻，体积小，维护修理简便

47、。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 电子点火系统的工作原理如图7-45所示。当发动机曲轴转动时，点火信号发生器产生对应气缸压缩终了的脉冲信号，经点火器进行信号放大、波形整理、直流放大后，控制点火模块内的大功率三极管的导通和截止。三极管导通时，点火线圈初级电流形成回路，点火线圈储存磁场能。在三极管由导通转变为截止的瞬间，点火线圈初级电流骤然消失，次级绕组感应电压高达2030 kV，高电压经配电器按点火顺序配送至各工作缸火花塞，完成点火。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-45 电子点火系统的工作原理任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 电子点火系统的信号发生器有电磁感应式、霍尔

48、式和光电式等，目前，大多数配有电子点火系统的汽车使用的是电磁感应式和霍尔式信号发生器。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 电子点火系统的主要部件2.（1）点火器。点火器的作用是按照信号发生器输入的点火信号接通或断开点火系统的初级电路。目前，汽车上所用点火器的内部电路形式多种多样，但基本功能大致相同，其电路也是由相应功能的电路组成，如图7-46所示。图7-46 简化的点火器电路任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 点火器除点火功能外，还有以下附加功能：恒电流控制功能。点火器可以限定点火线圈初级电流峰值(5.50.5 A)和控制其流通时间比例，防止电源电压变化时，点火能量和次级电压发生变化，

49、避免低速时点火线圈过热。停车断电保护功能。若某种原因使发动机在到达点火时刻之前停止运转，并且点火开关仍接通时，该点火器可在0.5s内切断点火线圈初级电流，以免点火线圈长时间通电温度过高，防止点火器和点火线圈失效。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 低速推迟点火。发动机在起动工况时转速很低，为便于迅速起动，点火器具有低速（小于150 r/min）推迟点火的功能。超压保护功能。当电源电压超过30 V时，点火器能自动停止点火系统的工作，以免损坏点火装置。现代汽车点火器广泛采用集成电路，内部电路非常复杂，一旦损坏，只能更换。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 （2）信号发生器。电子点火系统的点

50、火信号发生器主要有磁感应式、霍尔式等，虽结构各不相同，但工作原理基本相似。磁感应式信号发生器。如图7-47所示，磁感应式信号发生器主要由导磁转子、感应线圈、定子及永久磁铁等组成。感应线圈和固定底板固定在分电器壳内，定子、永久磁铁和活动底板三者用铆钉铆合在固定底板的轴套上，并受真空点火提前装置拉杆的控制，导磁转子和定子上均有与发动机气缸数相同的爪，不旋转时，转子爪与定子爪之间有约 0.4 mm的间隙。永久磁铁一个表面为N极，另一个表面为S极，其磁路为永久磁铁的N极定子定子爪与转子爪之间的空气隙转子感应线圈的铁心活动底板永久磁铁的S极。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-47 磁感应式信

51、号发生器任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 磁感应式信号发生器利用电磁感应原理，将运动信号转换成传感线圈的感应电动势输出。当分电器轴带动信号转子转动时，磁路的空气隙不断变化，穿过传感线圈的磁通量也发生变化，当磁通量增加（减少）的速率最大时，传感线圈产生的感应电动势值相应达到最大（正向或反向）。转子转一周产生与气缸数目相同的交变信号，其幅值与转速成正比，该交变信号加在电子点火控制器上，作为点火触发信号。传感线圈的磁通与感应电动势的变化规律图如图7-48所示。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-48 传感线圈的磁通与感应电动势的变化规律图任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 霍尔式

52、信号发生器。图7-49为霍尔式信号发生器的结构，其主要由转子和定子组成。 其中，转子（触发叶轮）由分电器轴带动，其叶片数与发动机气缸数相等。定子（触发开关）由带导磁板的永久磁铁和霍尔元件（集成电路）等组成。图7-49 霍尔式信号发生器的结构任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 霍尔式信号发生器的工作原理如图7-50所示。当发动机运转时，触发叶轮随分电器轴转动。当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空隙时，磁场被触发叶轮的叶片短路，而不能作用于霍尔元件，霍尔元件几乎不产生霍尔电压。当触发叶轮的叶片转离永久磁铁与霍尔元件之间的空隙时，永久磁铁的磁通量变化，通过导磁板穿过空隙作用于霍尔元件，通电的霍尔

53、元件便产生霍尔电压。发动机每完成一个工作循环，曲轴转两周，分电器轴及触发叶轮转一周，且霍尔元件的隔磁次数与气缸数相同。任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 图7-50 霍尔式信号发生器的工作原理任务7.3 点火系统的作用、结构及分类 霍尔元件产生的霍尔电压UH较低（mV级），信号很微弱， 须进行信号放大处理（由集成电路完成）。霍尔元件产生的霍尔电压UH信号，经过放大、脉冲整形，最后以整齐的矩形脉冲（方波）UG信号输出。霍尔集成电路的内部原理框图如图7-51所示。图7-51 霍尔集成电路的内部原理框图任务7.4 点火系统的检修 分电器总成的检修一、分电器总成主要由断电器、配电器、电容器和点火提

54、前装置等组成。任务7.4 点火系统的检修断电器的检修1.（1）检查断电器触点有无对准、表面凹凸、烧蚀及接触不良等现象，如图7-52所示。如触点表现出轻微烧蚀，可用“00”号细砂纸修磨；如烧蚀严重，应更换新件。图7-52 断电器触点接触状况(a)未对准 (b)表面凹凸 (c)烧蚀 (d)接触不良 (e)正常状态任务7.4 点火系统的检修（2）触点间隙的检查和调整如图7-53所示。打开分电器盖，转动凸轮使触点顶开到最大间隙，用专用工具检测，间隙值应为0.350.45 mm。如间隙大小不符合规定，应调整间隙至规定值。图7-53 触点间隙的检查和调整任务7.4 点火系统的检修（3）检查触点臂弹簧张力。

55、用弹簧秤垂直测量触点臂弹簧张力，如图7-54所示。当触点刚张开时，其值应为4.96.9 N。图7-54 检测触点臂弹簧张力任务7.4 点火系统的检修（4）检查凸轮棱角，其磨损不得超过0.4 mm，径向间隙不大于0.1 mm，轴向间隙不大于0.25 mm。任务7.4 点火系统的检修配电器的检修2.（1）检查分电器盖是否裂损，各电极是否烧蚀；触头是否磨损，压簧是否良好；分火头是否裂损，导电片是否烧蚀，且与分电器轴结合稳固。（2）检查分火头与分电器盖是否漏电，可利用点火线圈的高压电进行跳火试验。如漏电，应予以更换。任务7.4 点火系统的检修电容器的检查3.电容器的作用是减小断电器触点的火花，防止触点

56、烧蚀，同时提高次级电压。检查电容器，可用200 V、1525 W灯泡试验。先将电容器与灯泡串接后，再与交流电源接通。若灯泡很亮，则电容器已短路；若灯泡不亮，则电容器断路。然后将电源拆离，用电容器的引线触碰其外壳试火，若无火花，则证明电容器已断路；若能产生较强的火花，则证明电容器合格。任务7.4 点火系统的检修点火提前装置的检修4.点火提前装置的作用是根据发动机的转速、负荷的变化及所换用的燃油品种（辛烷值）的不同来调节点火提前角。点火提前装置有离心式、真空式和辛烷值调节器三种。（1）离心点火提前调节装置。离心式点火提前调节装置利用发动机转速的变化改变凸轮与轴的相位关系，来实现点火提前自动调节的。

57、离心块甩动应灵活平稳，托板与分电器轴配合应良好。（2）真空点火提前调节装置。真空式点火提前调节装置随发动机负荷的变化（节气门开度不同）而自动调节点火提前角。它是利用改变触点与凸轮的相位关系的方法来进行具体调节的，此装置中，膜片应无裂损，拉杆与弹簧连接应可靠，管路应不漏气。任务7.4 点火系统的检修(3)辛烷值调节器。辛烷值调节器实际上是一个刻度板，可人工调节，如图7-55所示。在发动机换用不同辛烷值的汽油时，此装置可改变初始的点火时刻。它也是利用改变触点与凸轮的相位关系的方法来调节点火提前角的。图7-55 辛烷值调节器(a)正常位置 (b)点火提前角减小 (c)点火提前角增大任务7.4 点火系

58、统的检修分电器总成试验5.分电器总成试验用来检查凸轮分火角均匀度，可以说明点火提前装置的工作特点。试验在万能试验台（或自制的分电器试验台）上进行，如图7-56所示。图7-56 分电器总成试验1旋转放电指针； 2刻度盘； 3调速电动机； 4转速表； 5蓄电池； 6开关； 7直流电流表；8三针放电装置； 9点火线圈； 10被试分电器； 11真空表； 12真空泵任务7.4 点火系统的检修(1)分火角均匀度试验。将分电器转速调到50100 r/min，观察旋转放电指针与刻度盘之间出现火花的间隔角度是否均匀。四缸发动机火花间隔为901，若不均匀，则说明凸轮或轴磨损不均匀，应予以更换。(2)离心点火提前装

59、置试验。将分电器转速调到50100 r/min，观察规定转速下点火提前角是否符合原车规定标准。如不符合标准，应扳动弹簧支架，校正弹簧拉力或更换弹簧。(3)真空点火提前装置试验。将分电器转速稳定在100 r/min，在离心点火提前装置提前角不变的情况下，抽动真空泵，观察在规定的真空度下，点火提前角是否符合原车标准。如不符合，可增减真空式点火提前装置接头处的垫片，以改变弹簧的张力，或予以更换。任务7.4 点火系统的检修 点火线圈的检查与测试二、外观检查1.观察点火线圈外表胶木盖有无裂损，接线柱有无损伤。另外，若高压插座接触不良或受潮，均应予以更换。任务7.4 点火系统的检修电阻测量2.用万用表测量

60、点火线圈初级绕组、次级绕组及附加电阻的值，应符合原车规定；否则，均应予以更换。任务7.4 点火系统的检修（1）在正极(+)和负极（-）接线柱之间测量初级线圈的电阻，如图757所示。4Y发动机电阻值应为1.31.6 。图757 测量初级线圈的电阻任务7.4 点火系统的检修（2）在正极(+)和高压接线柱之间测量次级线圈的电阻，如图758所示。4Y发动机电阻值应为10.714.6 k。图758 测量次级线圈的电阻任务7.4 点火系统的检修（3）在正极接线柱和外壳之间测量绝缘电阻，如图759所示。绝缘电阻值应为无穷大。图759 测量绝缘电阻的电阻值任务7.4 点火系统的检修（4）测量热变电阻的电阻值，