模块5汽油机点火系统构造与维修

教学目标与要求理解汽油机对点火系统的基本要求和点火系统的类型理解传统点火系统的结构与工作原理掌握电子点火系统的基本结构与工作原理掌握微机控制的电子点火系统的基本组成与工作原理掌握蓄电池的基本构造与工作原理掌握硅整流交流发电机的结构与工作原理学会硅整流交流发电机的拆装理解电压调节器的分类、结构与工作原理15．1汽油机对点火系统的基本要求

5.1.1点火提前角

1．点火提前角：指火花塞跳火瞬时到活塞行到压缩上止点时所转过的曲轴转角2．最佳点火提前角：一般指发动机转速和节气门开度一定时，对应于发动机功率最大、油耗最低的点火提前角2点火提前角与转速和负荷的关系35.1.2击穿电压与点火能量1.击穿电压:使火花塞两电极板间产生击穿的电压称为击穿电压.2.点火能量:点火所需要的能量。4火花塞点火5点火能量对汽油机燃料消耗的影响65.1.3汽油机点火系分类1.能够按时在点火塞电极间产生火花的全部装置，被称为汽油机点火系统。2.按照点火系统的组成和产生高压电的方法不同，点火系统可以分成传统点火系、电子点火系、微机控制点火系和磁电机点火系

7汽油机点火系分类与特点分类点火电源升压装置点火装置点火时间控制性能特点应用传统点火系蓄电池发电机点火线圈、机械断电器火花塞断电器(机械式)高速点火能量小，点火时间控制精度差，触点易烧蚀部分汽车(轿车不用)电子点火系蓄电池发电机点火线圈、电子控制器火花塞三极管(电子)点火能量大,点火时间控制精度低部分汽车微机控制点火系蓄电池发电机点火线圈、微机控制火花塞微机(电脑)点火能量大,点火时间控制准确,能根据转速、负荷、水温等综合控制现代汽车磁电机点火系磁电机电磁线圈火花塞断电触点(机械式)电压随发动机转速改变,低速电压过低摩托车,小型汽油机赛车85.2传统点火系统5.2.1传统点火系统的组成

91.点火线圈

分为开磁路式和闭磁路式两种。（1）开磁路式点火线圈101-“日”字形铁心2-初级绕组接线柱3-高压接线柱4-初级绕组5-次级绕组（2）闭磁路式点火线圈

112.分电器

主要由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等组成。12分电器拆装131-接线柱2-活动触点臂与活动触点3-固定触点及支架4-固定螺钉5-偏心调整螺钉6-断电器活动底板7-分电器壳8-断电器凸轮9-分电器轴10-油毡11-胶木顶块12-触点臂弹簧片

（1）断电器

14（2）配电器:将点火线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花塞上（3）电容器:减小触点断开时的火花，延长触点使用寿命，加快初级电流的衰减速度，提高次级电压。

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(4)点火提前调节装置

1)离心式点火提前调节装置：作用是根据随发动机转速变化调节点火提前角。1-凸轮固定螺钉2-断电器凸轮3-拨板4-分电器轴5-重块6-弹簧7-托板8-销钉9-柱销162）真空式点火提前调节装置：作用是根据发动机负荷变化调节点火提前角。a)节气门部分开b)节气门全开1-分电器壳体2-断电器底板3-真空点火提前调节装置外壳4-弹簧5-真空连接管6-节气门7-膜片8-拉杆9-断电器触点10-断电器凸轮173.火花塞

（1）作用用来将高压电引入燃烧室，产生电火花，点燃混合气。

（2）火花塞基本结构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18（3）火花塞分类

按热特性分类，有热型、普通型和冷型三种

a)冷型b)普通型c)热型19a)多极型（2极）b)多极型（4极）c)沿面跳火型d)绝缘体突出型e)U型槽型f)电阻型g)锥座型h)标准型I)细电极型a)b)c)d)e)f)g)h)i)火花塞的构型205.2.2传统点火系统的工作原理215.2.3传统点火系统存在的缺陷1.触点容易烧蚀,触点间隙需要经常调整

2.火花能量的提高受到初级电流允许值的限制

3.高速、多缸时次级电压显著下降

4.对火花塞积炭较敏感

5.无线电干扰大

225.3电子点火系统按点火控制方法分为触点式和无触点式两类。5.3.1触点式电子点火系

触点式电子点火系统工作原理235.3.2无触点式电子点火系根据信号发生器形式不同，有磁电式、霍尔式、光电式和电磁振荡式几种。241-分电器2-火花塞3-蓄电池4-点火开关5-点火线圈6-点火控制器7-磁电式信号发生器1.磁电式电子点火系统25（1）磁电式信号发生器

1-底板2-活动底板3-信号发生器线圈4-永久磁铁5-信号转子26信号产生原理磁通量与输出信号的波形

27（2）点火控制器

282.霍尔式电子点火系统1-永久磁铁（带导磁板）

2-空气隙3-霍尔元件及集成电路4-连接导线5-霍尔信号发生器模块6-叶片宽度7-叶片8-叶轮9-分火头29

霍尔式信号发生器的工作原理

图7-20a)触发叶轮的叶片进入空气隙b)触发叶轮的叶片离开空气隙1-导磁板2-永久磁铁3-触发开关板4-触发叶轮的叶片5-霍尔元件30（2）点火控制器313.光电式电子点火系统（1）光电式信号信号发生器

1-遮光盘2-分火头3-光源4-光接受器5-集成电路6-活动底板32(2)点火控制器

将光电信号发生器送来的信号进行放大，通过功率三极管控制点火线圈初级电流的通、断，使点火线圈次级绕组产生高压电

334.振荡式电子点火系统（1）振荡式信号发生器

1-正反馈线圈（L2）2-振荡线圈（L3）3-铁氧体4-E形铁心5-负反馈线圈（L1）6-分火头7-信号转子8-铁氧体耦合杆34(2)点火控制器355.4微机控制的点火系统5.4.1微机控制点火系统的特点1.由于取消了离心式、真空式等机械式点火提前调节装置，采用微机控制点火提前角

2.当采用爆震传感器闭环控制时，能够使发动机总是工作在爆震的边缘而又不发生爆震，发动机的热效率高，动力性、经济性好

3.对于无分电器点火方式，减小了点火能量损失，保证发动机在高速时有足够的次级电压和点火能量

4.具有故障自诊断功能

365.4.2微机控制点火系统的类型为分电器式和无分电器式。无分电器式按点火方式又可分为单独点火方式和双缸同时点火方式。根据是否有反馈控制（即爆震传感器）可以分为开环控制方式和闭环控制方式。37有分电器式微机控制点火系统38无分电器式微机控制点火系统

（单缸独立点火系统）1-蓄电池2-二极管3-点火线圈4-火花塞（点火线圈和火花塞集成在一起）5-三极管6-控制模块39单独点火方式40一体化点火线圈-火花塞41无分电器式微机控制点火系统（双缸同时点火系统）42

5.4.3微机控制点火系统的基本组成主要由各种传感器、微机控制器、点火器、点火线圈、火花塞等组成。431.传感器

用来检测发动机的工作状况，将各种信息输入微机控制器。与点火控制有关的传感器主要有：(1)曲轴转速传感器与曲轴位置传感器(2)空气流量传感器或进气管绝对压力传感器

(3)节气门位置传感器

(4)进气温度传感器和冷却液温度传感器

(5)爆震传感器

(6)开关量信号442.微机控制器由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出接口（I/O）、模数和数模转换器（A/D、D/A）以及整形、驱动电路等组成。453.点火控制器是微机控制的电子点火系统的功率输出级，它接受微机控制器输出的点火控制信号并进行功率放大，以便驱动点火线圈的工作。46

5.4.4微机控制点火系统的工作原理1.基本工作原理

ECU根据节气门位置、发动机转速、冷却液温度、进气温度、和爆燃等传感器输入的信号，与存储在ROM中的参考数据进行比较、分析、计算、判断，然后发出点火指令，通过火花塞，点燃可燃混合气。472.点火控制主要有点火提前角控制、闭合角控制和爆震控制。（1）点火提前角控制

1）发动机起动工况：ECU根据点火开关信号、发动机转速与曲轴位置传感器，将点火提前角固定在初始点火提前角。482）暖机与怠速工况：ECU根据发动机转速、节气门开度和空调开关信号进行点火提前角控制，再根据冷却水温和发动机转速波动、氧传感器等信号进行点火提前角修正。3）正常运转工况：ECU根据发动机转速和负荷进行基本点火提前角控制，再根据温度、氧传感器、爆震等传感器信号进行修正。494）修正点火提前角控制暖机修正：点火提前随发动机的温度上升而减小。50怠速稳定修正：ECU根据发动机的转速信号、节气门位置信号、车速信号、空调开关信号等作出

51空燃比反馈修正:

ECU根据氧传感器反馈信号、节气门位置信号、发动机冷却液温度信号、车速信号作出空燃比反馈点火提前角修正。52过热点火提前角修正:ECU根据发动机冷却液温度信号、节气门位置信号作出过热点火提前角修正。53发动机爆燃修正：当发动机产生爆燃时，对基本点火提前角进行适当修正（减小点火提前角），以迅速消除爆燃。最大提前和推迟控制：发动机工作时的实际点火提前角是初始点火提前角、基本点火提前角、修正点火提前角之和最大点火提前角：350～450最小点火提前角：-100～0054（2）闭合角控制

闭合角控制是指对点火线圈初级电路通电时间的控制。55(3）爆震控制

采用爆震传感器检测发动机是否产生爆震。如果有爆震，ECU减小点火提前角，直到爆震消失；当爆震消失后，ECU又逐渐加大点火提前角，这样使发动机工作在爆震的边缘，而又不发生爆震，此时发动机热效率最高，动力性、经济性最好。565.5汽车电源

由蓄电池和发电机并联组成，负责向汽车点火系、起动系、灯光、信号等全车电器设备供电。571-正极板2-负极板3-肋条4-隔板5-护板6-封口料7-负极接线柱8-加液孔盖9-连接板10-正极接线柱11-接线柱衬套12-壳体5.5.1

蓄电池

1.蓄电池的构造582.蓄电池的工作原理

59蓄电池的充电、放电PbO2+Pb+H2SO4PbSO4+PbSO4+2H2O放电正极板负极板电解液电解液正极板负极板充电601-电池接线柱2-模压代号3-壳体4-下滑面5-袋状隔板6-铅钙合金栅架7-高密度活性物质8-极板连接夹和单格连接器9-液、气隔板10-安全通气孔11-电解液密度观测孔3.免维护蓄电池614.蓄电池的型号

我国蓄电池的型号由三部分组成。如6-QA-90表示由6个单格蓄电池组成，额定电压为12V，额定容量为90Ah，起动用的干荷蓄电池。额定容量：指20小时放电率额定容量。20小时放电率：指一个全充电的12V蓄电池在电解液温度为25℃时，连续20小时输出最大稳定电流而电池电压不低于10.5V时所输出的电量。625.5.2发电机1.硅整流发电机的构造

631-后端盖2-滑环3-电刷4-电刷弹簧5-电刷架6-磁场绕组7-定子绕组8-定子铁芯9-前端盖10-风扇11-皮带轮12-整流器总成13-硅二极管14-爪形磁极64发电机拆装65（1）转子66（2）定子

67（3）整流器

作用是将三相定子绕组产生的交流电转变成直流电。682.工作原理a）内部电路

b）电压波形1-励磁绕组2-三相定子绕组3-磁场接线柱（F1）4-磁场接线柱（F2）5-输出接线柱（+）6-正极二极管7-负极二极管8-搭铁接线柱（E）9-中性接线柱（N）695.5.3电压调节器1.电压调节器作用在发电机转速变化时，保持发电机输出电压在规定范围（13.8～14.8V）内。2.电压调节器类型

常用的电压调节器有触点振动式电压调节器、晶体管电压调节器和集成电路电压调节器等多种。3.触点振动式电压调节器结构与工作原理常用的触点振动式电压调节器有：单触点振动式电压调节器和双触点振动式电压调节器。70（1)单触点振动式电压调节器1-铰链2-衔铁3-触点4-触点5-支架6-绝缘条7-铁心8-磁化线圈9-磁轭10-支架11-弹簧71(2)双触点振动式电压调节器

1-电压调节器2-交流发电机3-电流表4-蓄电池5-用电设备6-点火开关K1-低速触点K2-高速触点724.晶体管电压调节器结构与工作原理735.集成电路电压调节器

具有内装式调节器的交流发电机称为整体式交流发电机。745.6汽油机点火系统的日常使用维护1．保持点火系统的所有零部件的清洁。2．目视检查点火系统各连接部位和导线是否松动、断开或损坏。753．目视检查火花塞电极有无烧蚀、积炭、绝缘部分有无裂纹等。4．测量及调校火花塞间隙，火花塞间隙一般在0.8mm~1.2mm，可以通过弯曲侧电极使间隙达到规定值。765