第八章汽油机点火系

第八章汽油机点火系第一节点火系的功用与种类第二节点火系的组成与工作原理返回第一节点火系的功用与种类能够按时在火花塞两电极之间产生电火花的全部装置，称为汽油机点火系。点火系的作用是适时地为汽油发动机气缸内已压缩的可燃混合气提供足够能量的电火花，使发动机能及时、迅速地做功。点火系性能好坏对发动机的工作有十分重要的影响。目前，在国内外汽车上使用的点火系种类较多，主要有传统点火系、无触点电子点火系和微机控制点火系等。（１）传统点火系：由蓄电池或发电机供给的１２Ｖ低压电，经点火线圈和断电器转变为高压电，再经配电器分送到各缸火花塞，使其电极间产生电火花。返回下一页第一节点火系的功用与种类（２）无触点电子点火系：取消了断电器的触点，用点火信号发生器产生点火信号，控制点火系工作。它可以避免由触点引起的各种故障，减少了保养和维护工作，还可以增大初级电流，提高次级电压和点火能量，改善混合气的燃烧状况，提高发动机的动力性和经济性，并减少排气污染。（３）微机控制点火系：由微机控制装置根据各传感器提供的信号，确定点火时刻，并发出点火控制信号，可使发动机实际点火提前角接近理想点火提前角。在各种运转条件下，点火提前角可获得复杂而精确的控制。在怠速时，最佳点火提前角的主要目标是运转平稳、排放污染最低、油耗最小；在部分负荷时，主要要求降低油耗和提高行驶特性；在大负荷时，重点是提高最大转矩和避免工作中产生爆震。返回上一页第二节点火系的组成与工作原理一、点火系的组成传统点火系的组成如图８－１所示，主要包括如下机件。（１）电源：供给点火系所需的电能，由蓄电池和发电机提供。（２）点火线圈：将电源１２Ｖ的低压电变成１５～２０ｋＶ的高压电。（３）分电器：包括断电器、配电器、电容器和点火提前机构等部分。各部分作用如下。①断电器：接通与切断点火线圈初级电路。②配电器：将点火线圈产生的高压电按气缸的工作顺序送至各缸火花塞。下一页返回第二节点火系的组成与工作原理③电容器：减小断电器触点火花，延长触点使用寿命并提高次级电压。④点火提前机构：随发动机转速、负荷和汽油辛烷值变化改变点火提前角。（４）火花塞：将高压电引入气缸燃烧室产生电火花点燃混合气。（５）点火开关：控制点火系统的初级电路。（６）附加电阻：改善点火性能和启动性能。上一页下一页返回第二节点火系的组成与工作原理二、点火系的工作原理１传统点火系的工作原理在传统点火系中，蓄电池或发电机供给的１２Ｖ低压电，经点火线圈和断电器转变为高压电，再经配电器分送到各缸火花塞，使其电极间产生电火花。其工作原理如图８－２所示。发动机工作时，断电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转。凸轮转动时，断电器触点交替地闭合和打开。当触点闭合时，接通点火线圈初级绕组的电路；当触点分开时，切断初级绕组的电路，使点火线圈的次级绕组中产生高压电；当火花塞的电极间隙被击穿时，产生电火花，点燃混合气。上一页下一页返回第二节点火系的组成与工作原理２无触点电子点火系的工作原理无触点电子点火系一般由点火信号发生器、电子点火器、点火线圈、火花塞等组成，如图８－３所示。其基本工作原理为：转动分电器使点火信号发生器产生脉冲电压信号，此脉冲电压信号经电子点火器大功率晶体管前置电路的放大、整形等处理后，控制串联于点火线圈初级回路的大功率晶体管的导通和截止。大功率晶体管导通时，点火线圈初级通路，点火系统储能；当输入电子点火器的点火信号脉冲使大功率晶体管截止时，点火线圈初级断路，次级绕组便产生高压电。无触点电子点火系按信号发生器的形式不同可分为磁脉冲式、霍尔效应式和光电式等。上一页下一页返回第二节点火系的组成与工作原理３微机控制点火系微机控制点火系主要由传感器、电子控制器、点火器、点火线圈等组成，如图８－４所示。（１）传感器（包括各种开关）主要有曲轴位置传感器、空气流量计（或绝对压力传感器）、水温传感器、进气温度传感器、氧（Ｏ２）传感器、节气门位置传感器、车速传感器、爆震传感器、空调开关信号等。（２）电子控制器的作用是根据发动机各传感器输入的信息及内存的数据，进行运算、处理、判断，然后输出指令（信号）控制有关执行器（如点火器）动作，达到快速、准确控制发动机工作的目的。上一页下一页返回第二节点火系的组成与工作原理（３）点火器的作用是根据电子控制器输出的指令，通过内部的大功率三极管的导通和截止，控制初级电流的通断，完成点火工作。采用微机点火控制以后，可以进一步取消分电器，由控制系统直接进行高压电的分配，成为无分电器电子点火系统。无分电器电子点火系统分两种：一种方式为每两缸装一个点火线圈，两缸同时点火，如图８－５所示；另一种方式为每缸一个点火线圈，各缸独立进行控制，如图８－６所示。上一页下一页返回第二节点火系的组成与工作原理三、点火系的主要部件１闭磁路式点火线圈闭磁路式点火线圈的结构如图８－７所示。在“口”字形或“日”字形铁芯内绕有初级绕组，在初级绕组外面绕有次级绕组，初级绕组在铁芯中的磁通，通过铁芯形成闭合磁路，故称其为闭磁路式点火线圈。与开磁路点火线圈相比，闭磁路点火线圈具有漏磁少、转换效率高、体积小、质量轻、铁芯裸露易于散热等优点，故已在电子点火系中广泛采用。上一页下一页返回第二节点火系的组成与工作原理２火花塞火花塞的工作条件极其恶劣。它要受到高压、高温以及燃烧产物的强烈腐蚀，因此，必须具有足够的机械强度，能够承受冲击性高压电的作用，能承受剧烈的温度变化，并且具有良好的热特性，且要求火花塞的材料能抵抗燃气的腐蚀。火花塞的结构如图８－８所示。在钢制壳体５的内部固定有高氧化铝陶瓷绝缘体２，使中心电极与侧电极之间保持足够的绝缘强度。绝缘体孔的上部装有金属杆３，通过接线螺母与高压导线相连，下部装有中心电极１０。金属杆与中心电极之间用导电玻璃６密封。中心电极用镍锰合金制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀和导电性能。火花塞借壳体下部的螺纹旋入气缸盖中，旋紧时密封垫圈受压变形保证壳体与缸盖之间密封良好。为了适应不同发动机的需要，火花塞因下部的形状和绝缘体裙部长度的不同有多种形式。上一页返回图8一1传统点火系的组成返回图8一2传统点火系