吉林大学汽车构造第10章讲义发动机点火系统

第10章发动机点火系统一、功用：按照发动机各缸的点火次序，在一定的时辰供应火花塞以能量足够的高压电，使火花塞两电极之间产生足够强的电火花，点燃被紧缩的可燃混合气，从而使发动机作功。二、分类—按照点火系的组成及产生高压电的方法不同，分为：1、蓄电池点火系：蓄电池点火系—由蓄电池或发电机供应12V或24V的低压直流电，借点火线圈和断电器将低压电转变为高压电，再经过配电器分配到各缸火花塞，使两电极之间产生火花，点燃可燃混合气。汽车普通为12V电源，由蓄电池供应低压直流电，发电机给蓄电池充电。2、半导体点火系3、微机控制点火系4、磁电机点火系。§10.1概述传统分电器式点火系三、汽车发动机对点火系的要求1、迅速产生足以击穿火花塞间隙的高电压15～20kv；2、电火花应具备足够高的能量50～120mJ；3、点火时辰应顺应发动机的工况。

四、点火系的特点搭铁—汽车发动机点火系线路与其它电器设备线路一样，均采用单线制结合，即电源的一个电极用导线与各用电设备相联，而另一个电极那么经过发动机机体、汽车车架和车身与各用电设备相联，称为搭铁，相当于接地。既可以以电源的负极搭铁，也可以以电源的正极搭铁，汽车发动机点火系普通以电源的负极搭铁。此时点火线圈的线路普通使火花塞的中心电极为负极，侧电极为正极，由于电子容易从温度高的中心电极向温度低的侧电极发射〔高压电流方向从正极流向负极〕，因此，可降低击穿电压15~20%左右。〔一〕、点火线圈功用：将电源的低电压转变为高压电的升压变压器。分类：开磁路点火线圈；闭磁路点火线圈。§10.2传统点火系统组成与任务原理一、传统点火系统组成：1、点火线圈〔1〕传统的开磁路点火线圈的根本构造如图4-15所示，主要由铁心、绕组、胶木盖、瓷杯等组成。其铁心用0.3～0.5mm厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级绕组和次级绕阻。次级绕阻居内，通常用直径为0.06～0.10mm的漆包线绕11000～26000匝；初级绕阻居外，通常用0.5～1.0mm的漆包线绕230～370匝。附加电阻特点:附加电阻也称热敏电阻，它由低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝制成，具有温度升高时电阻迅速增大、温度降低时电阻迅速减小。作用：利用附加电阻特点自动调理初级电流，可以改善点火系的任务特性。附加电阻低速时：初级电流增长时间长，电流大，附加电阻受热阻值增大，防止了初级电流过大，防止点火线圈过热；高速时：初级电流增长时间短，电流小，附加电阻温度较低，可使初级电流下降的少些，保证了发动机在高速任务时点火系统能供应较强的高压电而不止断火。所以转速变化时，附加电阻较好地处理了高速断火和低速点火线圈过热的矛盾，改善了点火性能。起动时:由于蓄电池的端电压会急剧下降，致使初级电流减小，点火线圈不能供应足够的高电压和点火能量。为了抑制这一影响，在起动时将附加电阻短路，以增大初级电流，提高次级电压和火花能量，从而改善了发动机的起动性能。根本任务过程：(视频)〔二〕高压回路：触点K断开：次级线圈→附加电阻→蓄电池正极→蓄电池→搭铁→火花塞侧电极→火花塞中心电极→高压线→配电器→次级线圈。〔一〕低压回路：触点K闭合时：蓄电池正极→点火开关→附加电阻→初级线圈→断电器活动触点臂→触点→分电器壳体搭铁→蓄电池负极。〔2〕闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈的铁心是“曰〞字形或“口〞字形，磁路中只设有一个微小的气隙，其磁路图10-7所示。闭磁路点火线圈漏磁少，磁阻小，变换效率高，可使点火线圈小型化。〔二〕、分电器组成：断电器、配电器，电容器以及点火提早调理安装。作用：①接通与切断点火系统的初级电路，使点火线圈的次级绕组中产生高电压；②将点火线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花塞上。分电器的组成分电器实物图

1、断电器

作用：周期性的接通断开一次绕组，使初级电流发生变化，在点火线圈中生成次级电压。构造：片簧，活动触点，胶木，凸轮触点间隙：两触点分开时的最大间隙称为触点间隙0.35—0.45mm☆凸轮棱数=气缸数；凸轮轴转速=配气凸轮轴转速。①触点间隙过小，触点间易出现火花而使初级电路断电不良，甚至触点烧蚀；②触点间隙过大，那么触点闭合时间缩短，使初级电流减小，次级电压降低，高速时容易缺火。③调整：可旋转偏心调理螺钉1来调整触点间隙，首先，要松开固定托板3的螺钉2。1、调理螺钉2、固定螺钉，3、托板4、活动触点臂，5、销钉6、片簧。组成:分电器盖、分火头。作用:将高压电按点火顺序分配至火花塞。2、配电器配电器配电器3、电容器作用:〔与断电器并联〕当触点断开时，减小触点间的电火花，防止触点烧蚀。同时吸引初级绕组的自感电动势，使初级电流迅速切断，提高次级电压。1-金属箔2-盖板3-外壳4-绝缘纸4、点火提早安装作用：实现点火提早，必需在紧缩行程未到达上质点位置时，使触点分开。方法：1.触点不动，使凸轮相对轴向转一个角度；2.凸轮不动，使触点相对凸轮转一个角度。安装：1.离心式点火提早调理安装；2.真空式点火提早调理在安装；3.辛烷值校正器。☆点火提早角点火提早角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。其数值应视燃料性质、转速、负荷、过量空气系数等很多要素而定。1、点火提早角过大〔早〕；2、点火提早角过小〔晚〕3、点火提早角最正确。①过大，那么大部分混合气在紧缩过程中熄灭，活塞上行所耗费的紧缩功添加，发动机容易过热，有效功率下降，任务粗爆程度添加。同时由于混合气的压力过高，末端混合气熄灭前的温度较高，爆燃倾向加大。②为最正确值时，最高压力出如今上止点后适宜的角度内，示功图面积最大，完成的循环功最多，发动机的动力性、经济性最好。③过小，那么熄灭延伸到膨胀过程，熄灭最高压力和温度下降，传热损失增多，排气温度升高，功率下降，耗油量增多。2、转速n↑→紊流↑，火焰速度大体与转速成正比添加，因此以秒计的熄灭过程缩短，但由于循环时间亦缩短，普通熄灭过程相当的曲轴转角添加，应该相应加大点火提早角而安装离心调理点火提早器。转速添加时，火焰速度亦添加，爆燃倾向减小。3、负荷转速一定，Pe↓时，进入气缸的新颖混合气量↓而剩余废气量根本不变，故γ↑。由于剩余废气对熄灭反响起妨碍作用，使Um↓。为保证熄灭过程在上止点附近完成，需增大点火提早角，靠真空提早点火安装来调理。当负荷↓→混合气数量↓→γ↑→混合气稀释程度↑→起火界限更窄，火焰速度↓熄灭恶化。当负荷↓→气缸的〔温度+压力〕↓→爆燃的倾向↓。

(1)离心点火提早调理器作用:在转速变化时，利用离心力自动使信号发生器提早产生点火信号来调理点火提早角。离心点火提早角调理安装离心点火提早安装就是为实现这一功能而设置的。断电凸轮套在调理器横板上，该调理器横板既随分电器轴一同转动，又可相对该轴发生摆动，其摆角是经过离心块感应发动机转速来调理的。当n↑→θ↑；当n↓→θ↓。发动机要求触点不动：使凸轮相对于轴顺旋转方向转过一个角度，这样，在活塞尚未到达上止点时〔假定点火提早角调理安装不任务时，点火提早角为零〕断电器触点即分开，使点火提早〔图b〕。a〕点火提早角为零b〕转动凸轮使点火提早角增大1-触点2-凸轮3-凸轮轴4-断电器底板θ－点火提早角(2)真空式点火提早角调理安装作用：随发动机负荷的变化〔节气门开度变化自动的调节点火提早角〕任务原理：凸轮不动，使触点〔连同固定托板〕相对于凸轮逆旋转方向转过一个角度，使点火也提早〔图c〕。1-触点2-凸轮3-凸轮轴4-固定盘〔三〕、火花塞作用:将高压电引进发动机熄灭室，在电极间构成火花，以点燃可燃混合气。火花塞拧装于气缸盖的火花塞孔内，下端电极伸入熄灭室。上端衔接分缸高压线。火花塞是点火系中任务条件最恶劣、要求高和易损坏部件。火花塞要求1．混合气熄灭时，火花塞下部将接受高压燃气的冲击，要求火花塞必需有足够的机械强度。2．火花塞接受着交变的高电压，要求它应有足够的绝缘强度，能接受30kv高压。3．混合气熄灭时，熄灭室内温度很高，可达1500～2200℃，进气时又忽然冷却至50～60℃，因此要求火花塞不但耐高温，而且能接受温度剧变，不出现部分过冷或过热。4．混合气的熄灭产物很复杂，含有多种活性物质，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐蚀。因此要求火花塞要耐腐蚀。5．火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有适宜的电极间隙。火花塞安装位置要适宜，以保证有合理的着火点。火花塞气密性该当好，以保证熄灭室不漏气。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-中心电极组成：火花塞主要由接触头、瓷绝缘体、中心电极、侧电极和壳体等部分。要求:电极普通采用耐高温、耐腐蚀的镍锰合金钢或铬锰氮、钨、镍锰硅等合金制成，也有采用镍包铜资料制成，以提高散热性能。火花塞电极间隙多为0.6～0.7mm，电子点火其间隙可增大至1.0～1.2mm。火花塞的热特性1、自净温度：能使落在绝缘体上的油滴立刻烧掉，不致构成积炭，绝缘体〔裙部〕应坚持的温度〔500～700°C〕。假设温度低于自净温度，就能够使油雾聚积成油层，引起积炭而不能跳火；假设温度过高，例如超越850℃，会构成炽热点，发生外表点火，使发动机蒙受损坏。火花塞裙部的任务温度取决于火花塞热特性和发动机气缸的任务温度。2、火花塞热特性:指火花塞发火部位的热量向发动机冷却系统分发的性能。☆影响火花塞热特性的主要要素：火花塞裙部的长度。火花塞方式：冷型：裙部高度在8mm,能耐较强的热负荷；中型：裙部高度在11mm及14mm,耐热才干普通；热型：裙部高度在16mm及20mm,适于低热负荷的发动机运用；§10.3电子点火系统传统点火系统的缺陷:1)触点容易烧蚀。在传统点火系统中，触点控制电流的通断。当触点断开瞬间，触点间易构成火花，将触点氧化、烧蚀;加之触点反复·开闭，触点顶块与凸轮长期摩擦而磨损，触点间隙变化，易导致点火正时不稳，影响点火系统的正常任务。2〕由于受触点允许电流强度的限制，普通不超越5A，因此二次电压及火花能量的提高遭到限制。3)一次电流和二次电压的大小随发动机转速的升高和气缸数的增多而下降，使多缸发动机高速时点火不可靠。4〕二次电压上升速率比较慢，对火花塞积炭和污染比较敏感。电子点火系统的优点:1〕可以减少触点火花，防止触点烧蚀，延伸触点的运用寿命;有的还可以取消触点，因此抑制工与触点相关的一切缺陷，改善了点火性能。2〕可以不受触点的限制，增大一次电流，提高二次电压，改善发动机高速时的点火性能。普通传统点火系统的低压电流不超越5A，而电予点火系统可提高到7-8A，高电压普通可达3OkV。3〕由于二次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。