项目九点火系统结构的认识及维修

项目九点火系统结构的认识及维修概述汽油机可燃混合气是由火花塞点燃的。能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电压称为击穿电压。能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系统。功用：在发动机各种工况和使用条件下，按照发动机的工作顺序，在规定时刻供给火花塞足够能量的高压电，使火花塞两极间产生电火花点燃混合气，使发动机作功。对点火系统的要求：

1、能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压火花塞击穿电压大小的主要影响因素：（1）电极间隙（火花塞间隙）和形状（2）气缸内的压力和温度（3）电极的温度和极性（4）发动机的工作状况（1）火花塞电极间隙和形状火花塞电极的间隙越大，气体中的电子和离子受电场力的作用越小，不易发生碰撞电离，所需击穿电压越高。电极的尖端棱角分明，所需的击穿电压低。（2）气缸内的压力和温度气缸内的压力越大，温度越低，气缸内可燃混合气的密度就越大，离子自由运动距离就越短，不易发生碰撞电离，击穿电压越高。（3）电极的温度和极性火花塞电极温度：电极温度越高，电极周围的气体密度越小，击穿电压就越低。火花塞电极极性：中心电极是负极时比中心电极是正极时击穿电压低约20％。故无论整车采用正极搭铁还是负极搭铁，均应保证点火瞬间火花塞中心电极为负极。（4）发动机的工作情况发动机转速：发动机高速工作时，气缸内的温度升高，使气缸的充气量减小，致使气缸中压力减小，因而火花塞的击穿电压随转速的升高而降低。发动机在起动和急加速时击穿电压升高。全负荷且稳定工作状态时击穿电压较低。混合气空燃比：混合气过稀和过浓时都会导致击穿电压升高。此外，发动机的功率、压缩比以及点火时刻等因素也影响击穿电压的高低。2、电火花应具有足够的点火能量发动机正常工作时，由于混合气压缩时的温度接近自燃温度，因此所需的火花能量较小（1~5mJ）。但在混合气过浓、过稀和起动、怠速以及突然加速时需要较高的点火能量。经济性和排气净化要求提高火花能量。为保证可靠点火，一般应保证50~80mJ的点火能量，起动时应能产生大于100mJ的点火能量。3、点火时刻应与发动机的工作状况相适应点火时刻应满足发动机工作循环的要求。点火提前：混合气从点火到完全燃烧需要一定时间，所以点火应适当提前。这样当活塞到达上止点时，混合气已经接近充分燃烧。实践证明，燃烧最大压力出现在上止点后10°~15°时，发动机的输出功率最大，此时所对应的点火提前角为最佳点火提前角。一、汽油机点火系统的分类传统蓄电池点火系统电子点火系统微机控制点火系统磁电机点火系统1、传统蓄电池点火系统以蓄电池和发电机为电源，借点火线圈和断电器的作用，将电源提供的6V、12V或24V的低压直流电转变为高压电，再通过分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。缺点：产生的高压电比较低、高速时工作不可靠、使用过程中需经常检查和维护等。逐渐被淘汰。2、电子点火系统以蓄电池和发电机为电源，借点火线圈和由半导体器件（晶体三极管）组成的点火控制器将电源提供的低压电转变为高压电，再通过分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。优点：点火可靠、使用方便等，目前广泛采用。3、微机控制点火系统以蓄电池和发电机为电源，借点火线圈将电源的低压电转变为高压电，再由分电器将高压电分配到各缸火花塞，并由微机控制系统根据各种传感器提供的反映发动机工况的信息，发出信号控制点火执行器，控制点火时刻，点燃可燃混合气。还可以取消分电器，由微机控制系统直接分配高压电。微机控制点火系统是目前最新型的点火系统，已广泛应用于各种中、高级轿车中。4、磁电机点火系统由磁电机本身直接产生高压电，不需另设低压电源。特点：在中、高转速范围内，产生的高压电较高，工作可靠。但在低转速时，产生的高压电较低，不利于发动机起动。多用于主要在高速、满负荷下工作的赛车发动机以及某些不带蓄电池的摩托车发动机和拖拉机汽油机上。二、传统蓄电池点火系统的组成与工作原理

（一）组成

由电源（蓄电池、发电机）、点火开关、点火线圈、电容器、断电器、配电器、火花塞、附加电阻和高压导线等组成。电源：提供点火系统工作时所需的能量。点火开关：控制仪表电路、点火系统初级电路以及起动机继电器电路的开闭。点火线圈：将电源供给的低压直流电转变为高压直流电。断电器：使点火线圈产生高压电。配电器：按点火时刻与点火顺序，将高压电分配到相应气缸的火花塞上。分电器：由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等组成。电容器：避免断电器触点烧蚀，延长触点的使用寿命。点火提前调节装置：在发动机工作时随发动机工况的变化自动调整点火提前角。火花塞：在高压电作用下产生电火花，点燃燃烧室内的可燃混合气。（二）工作原理低压电路（初级电路、一次电路）（断电器触点闭合）：蓄电池正极→点火开关→点火线圈初级绕组→断电器活动触点臂→触点→分电器壳体搭铁→蓄电池的负极。初级电路被切断，初级绕组中电流迅速降到零，磁场也迅速衰减以至消失，在次级绕组中产生感应电压，称为次级电压，其中通过的电流称为次级电流，次级电流流过的电路称为次级电路。初级电流下降速率↑→次级绕组感应电压↑高压电路（次级电路、二次电路）（断电器触点断开）：点火线圈二级绕组→蓄电池→机体（搭铁）→火花塞侧电极→火花塞中心电极→高压导线→配电器→点火线圈二级绕组。断电器与配电器配合工作：断电器：使点火线圈产生高压电。配电器：按点火时刻与点火顺序，将高压电分配到相应气缸的火花塞上。三、传统蓄电池点火系统主要元器件的结构、使用与维护（一）蓄电池1、结构2、使用与维护一般电瓶的使用寿命为2至3年，新车原装电瓶能使用3年以上。车开了4

~5年没换电瓶的也有，但是如果使用不合理的话，3~4个月，可能就要更换。要保持蓄电池良好的工作状态，延长其使用寿命，须注意做到：①安装要牢固：蓄电池在汽车上安装要牢固，减轻震动；否则，汽车在颠簸行驶时，会导致其抖动甚至脱落而损坏，甚而损坏汽车。②连接线的安装要紧固可靠：蓄电池连接线、活接头需要经常检查是否牢靠，线与接头之间是否接触良好。否则，将有可能导致产生电火花，严重的会引起电池爆炸，损坏汽车。③桩柱与接线夹的防锈：除了检查安装牢固外，还要注意电池桩柱与接线夹处产生的氧化物，硫酸盐等。可以用凡士林在清理刮净锈物后涂抹，以防再受锈蚀。④清洁：保持蓄电池的外部清洁，经常清除蓄电池盖上的灰尘污物及溢出的电解液，有助于防止自放电。⑤定期检查电解液：电解液的密度应按照不同的地区、不同的季节按照标准进行相应的调整。在亏电解液时应补充蒸馏水或专用补液，切忌用饮用纯净水代替，因为纯净水中含有多种微量元素，对蓄电池会造成不良影响。⑥应经常检查蓄电池盖上的小孔是否通气，倘若蓄电池盖小孔被堵，产生的氢气和氧气排不出去，电解液膨胀时，会把蓄电池外壳撑破，影响蓄电池寿命。⑦及时充电：蓄电池长久不用，它会慢慢自行放电，直至报废。因此，每隔一段时间就应启动一次汽车，给蓄电池充电。或将蓄电池上的两个电极拆下来，注意：要先拆负极端，再拆正极端。更换蓄电池时同样要遵循上述次序，不过在把电极线接上去时，次序则恰恰相反，先接正极，然后再接负极。⑧放电：蓄电池长时间大电流放电，将极大地损伤电池内部结构。建议车主每次启动发动机时间不能超过５秒。再次启动间隔时间不少于10~15秒的时间。⑨通过观察孔检查电瓶状态：如果里面是绿色，说明电瓶情况良好；如果变黑，则表示电瓶该换了。⑩发动机熄火后，尽量避免使用耗电量较大的车载设备，譬如升降车窗、开启前照灯、使用点烟器等。（二）火花塞1、功用将高压电引入燃烧室产生火花。2、结构火花塞主要由中心电极、侧电极、绝缘瓷体、壳体、导电玻璃、导电金属杆、紫铜内垫圈和密封垫圈等组成。冷型火花塞：裙部短、受热面积小，散热快，裙部温度较低，适用于高速高压缩比的大功率发动机；热型火花塞：裙部细长、受热面积大，散热慢，裙部温度较高，适用于中低速低压缩比的小功率发动机。3、使用与维护火花塞拆装要用“火花塞套筒”扳手。安装时切忌将火花塞旋得太紧，以防损伤气缸盖上的螺纹，尤其是铝质缸盖。安装时先用手握着火花塞套筒，将火花塞旋紧，之后再用套筒扳手旋紧1/4圈即可。如果火花塞没有装垫圈，而是有锥形的安装座型式，因火花塞钢体直接触碰缸盖本体，所以手扭紧后只能用扳手再旋进1/16圈，才不至造成缸体的伤害。四、电子点火系统电子点火系统优点：1）可以减少触点火花，避免触点烧蚀，延长触点的使用寿命；有的还可以取消触点，因而克服了与触点相关的一切缺点，改善了点火性能。2）可以不受触点的限制，增大初级电流，提高次级电压，改善发动机高速时的点火性能。3）由于次级电压和点火能量的提高，使其对火花塞积炭不敏感，且可以加大火花塞电极间隙，点燃较稀的混合气，从而有利于改善发动机的动力性、经济性和排气净化性能。4）大大减轻了对无线电的干扰。5）结构简单，质量轻，体积小，使用和维修方便。电子点火系统分类：有触点的电子点火系统无触点的电子点火系统无论是哪一类电子点火系统，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初级电路，通过点火线圈来产生高压电。（一）有触点电子点火系统有触点电子点火装置用减小触点电流的方法，减小触点火花，改善点火性能，它是一种半导体辅助点火装置。基极发射极集电极在点火线圈初级绕组的电路中，增加了由三极管和电阻、电容等组成的点火控制电路，断电器的触点串联在三极管的基极电路中，控制三极管的导通与截止。（二）无触点电子点火系统无触点电子点火系统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，在国内外汽车上应用十分广泛。点火信号发生器：一种感知发动机工作状况，发出点火信号的传感器。目前应用较多的类型：磁脉冲式、霍尔效应式、光电效应式。五、微机控制点火系统分类：有分电器点火系统与无分电器点火系统。（一）有分电器微机控制点火系统点火执行器ECU（二）无分电器微机控制点火系统六、点火时刻

点火提前角：从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度。

最佳点火提前角：能使发动机获得最佳动力性、最佳经济性和最佳排放性能的点火提前角。

发动机工作时，最佳点火提前角不是固定值，它随很多因素而改变。影响点火提前角的主要因素：发动机的转速、混合气的燃烧速度（负荷、汽油辛烷值）1、发动机的转速当节气门开度一定时，如果混合气燃烧速度不变：发动机转速↑→单位时间内曲轴转过的角度↑→最佳点火提前角↑当发动机转速达到一定值以后，由于燃烧室内的温度和压力提高，扰流增强，混合气燃烧速度加快，最佳点火提前角增大的幅度减慢，并非成线性关系。

2、负荷当发动机转速一定时：