《汽车构造(上册)(第3版)》教学课件-第9章汽油机点火系统和起动系统.ppt

第九章第九章 汽油机点火系统和发动机起动系统汽油机点火系统和发动机起动系统 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 传统点火系统传统点火系统 第三节第三节 电子点火系统电子点火系统 第四节第四节 微机控制点火系统微机控制点火系统 第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统 u学习目标：学习目标： 1.了解汽油机对点火系统的要求和点火系统的类了解汽油机对点火系统的要求和点火系统的类型。型。2.理解传统点火系统的组成和工作原理。理解传统点火系统的组成和工作原理。3.掌握微机控制的电子点火系统分类、组成和工掌握微机控制的电子点火系统分类、组成和工作原理。作原理。4.掌握起动系统的组成和工作原理。掌握起动系统的组成和工作原理。第一节第一节 概述概述u 点火系统功用点火系统功用按发动机点火次序在规定时刻供给火花塞足够能量按发动机点火次序在规定时刻供给火花塞足够能量的直流高压电，使其两电极间产生电火花点燃混合的直流高压电，使其两电极间产生电火花点燃混合气，击穿电压应能达到气，击穿电压应能达到151520kV20kV。u分类分类按照点火系的组成和产生高压电的方法不同按照点火系的组成和产生高压电的方法不同传统点火系统传统点火系统电子点火系统电子点火系统微机控制点火系统微机控制点火系统发动机的起动过程：发动机的起动过程：从发动机的曲轴在外力作用下从发动机的曲轴在外力作用下开始转动，到发动机开始自动怠速运转的全过程开始转动，到发动机开始自动怠速运转的全过程 发动机常用的起动方式有发动机常用的起动方式有: : 人力起动人力起动 辅助汽油机起动辅助汽油机起动 电力起动机起动电力起动机起动第一节第一节 概述概述第二节第二节 传统点火系统传统点火系统 一、传统点火系统的组成一、传统点火系统的组成 二、点火系统的工作过程二、点火系统的工作过程 三、汽油机的点火时刻三、汽油机的点火时刻 四、传统点火系统主要零部件的结构和工作原理四、传统点火系统主要零部件的结构和工作原理第二节第二节 传统点火系统传统点火系统 1.点火线圈：点火线圈：将将12V的低压的低压直流电转变为直流电转变为1520kV的的高压直流电。高压直流电。 2.分电器：分电器：按发动机要求的按发动机要求的点火时刻与点火顺序，将高点火时刻与点火顺序，将高压电分配到火花塞上。压电分配到火花塞上。 3.火花塞：火花塞：将高压电引入燃将高压电引入燃烧室，并提供一个跳火间隙烧室，并提供一个跳火间隙。 4.电源：电源：由蓄电池或发电机由蓄电池或发电机电源供给。电源供给。 一、传统点火系统的组成图 9-1 传统点火系统的组成1-点火开关 2-继电器 3-蓄电池 4-起动机 5-高压导线 6-高压阻尼电阻 7-火花塞 8-电容器 9-断电器 10-配电器 11-点火线圈 12-附加电阻二、点火系统的工作过程第二节第二节 传统点火系统传统点火系统图 9-2 传统点火系统的工作示意图（四缸）a) 触点闭合 b) 触点分开1-配电器 2-点火线圈 3-点火开关 4-蓄电池 5-断电器 6-电容器 7-火花塞 点火时刻使气体压力在活塞达到上止点后点火时刻使气体压力在活塞达到上止点后10o15o时达到最高值，这样混合气燃烧产生的热能在时达到最高值，这样混合气燃烧产生的热能在做功行程中可得到充分利用，以提高发动机的功做功行程中可得到充分利用，以提高发动机的功率。率。 从火花塞发出电火花开始到活塞移到上止点对从火花塞发出电火花开始到活塞移到上止点对应的曲轴转角，称为点火提前角。应的曲轴转角，称为点火提前角。 影响点火提前角的主要因素是发动机的转速和影响点火提前角的主要因素是发动机的转速和负荷。负荷。三、汽油机的点火时刻第二节第二节 传统点火系统传统点火系统1.点火线圈：点火线圈：是用来将电源的低压电转变为高压是用来将电源的低压电转变为高压电的基本元件。电的基本元件。 分为：开磁路点火线圈；闭磁路点火线圈分为：开磁路点火线圈；闭磁路点火线圈2.分电器：分电器：由断电器、配电器、电容器和点火提由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等组成。前调节装置等组成。3.火花塞：火花塞：是将点火线圈产生的脉冲高压电引入是将点火线圈产生的脉冲高压电引入燃烧室，并在其两个电极之间产生电火花，以点燃烧室，并在其两个电极之间产生电火花，以点燃混合气。燃混合气。四、传统点火系统第二节第二节 传统点火系统传统点火系统开磁路点火线圈开磁路点火线圈第二节第二节 传统点火系统传统点火系统图 9-3 开磁路点火线圈a) 电路原理 b) 结构示意图1-“-”接线柱 2-外壳 3-导磁钢套 4-二次绕组 5-一次绕组 6-铁心 7- 绝缘座 8-附加电阻 9-“+”接线柱 10-接起动机的接线柱 11-高压线接头 12-胶木盖 13-弹簧 14-橡胶罩 15-高压阻尼线 16-橡胶密封圈 17-螺钉 18-附加电阻盖 19-附加电阻瓷质绝缘体 20-附加电阻固定架 21-绝缘纸 22-封料将一次绕组和二将一次绕组和二次绕组都绕在口次绕组都绕在口字形或日字形铁字形或日字形铁心上。心上。闭磁路点火线圈第二节第二节 传统点火系统传统点火系统图 9-4 闭磁路点火线圈a) 结构示意图 b) 口字形铁心 c) 日字形铁心1-一次绕组 2-二次绕组 3-铁心4-“+”接线柱 5-“-”接线柱 6-高压线插孔 火花塞第二节第二节 传统点火系统传统点火系统图 9-5 火花塞的构造 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-纯铜垫圈 9-侧电极 10-绝缘体裙部 11-中心电极图 9-6 火花塞的形式a) 冷型 b) 普通型 c) 热型第三节第三节 电子点火系统电子点火系统传统点火系缺点：传统点火系缺点：断电器触点的使用寿命短；高速时易缺火；点火不断电器触点的使用寿命短；高速时易缺火；点火不可靠。可靠。电子点火系统：电子点火系统：有较强的跳火能力；延长触点的有较强的跳火能力；延长触点的使用寿命。采用电子点火系统可以提高发动机的使用寿命。采用电子点火系统可以提高发动机的动力性、经济性，并减少排气污染。动力性、经济性，并减少排气污染。电子点火系类型：电子点火系类型： 有触点电子点火系统有触点电子点火系统 无触点电子点火系统无触点电子点火系统第三节第三节 电子点火系统电子点火系统它利用各种类型的它利用各种类型的传感器代替传感器代替断电器的触点，产断电器的触点，产生点火信号，控制点火系的工作。生点火信号，控制点火系的工作。目前，国内外汽车上广泛应用。目前，国内外汽车上广泛应用。 按传感器形式不同分：按传感器形式不同分： 磁脉冲式磁脉冲式霍尔效应式霍尔效应式光电式光电式u无触点电子点火系统（无触点点火系）无触点点火系） 组成：组成： 内装霍尔发生内装霍尔发生器的分电器、器的分电器、放大器、点火放大器、点火线圈和火花塞线圈和火花塞等。等。 1、霍尔效应式第三节第三节 电子点火系统电子点火系统图 9-7 霍尔效应式无触点点火系统的原理框图特点：特点： 点火正时精度高，耐点火正时精度高，耐久性好，同时不受温久性好，同时不受温度、湿度、灰尘、油度、湿度、灰尘、油污的影响，不需保养污的影响，不需保养与维护，使用寿命长与维护，使用寿命长，是一种新型的点火，是一种新型的点火系系 。第三节第三节 电子点火系统电子点火系统图 9-8 装霍尔发生器的分电器结构1-分电器盖 2-防尘罩 3-分火头 4-触发叶轮 5-触发开关 6-固定板 7-分电器外壳 8-真空点火提前调节装置1、霍尔效应式霍尔发生器结构霍尔发生器结构第三节第三节 电子点火系统电子点火系统图 9-9 霍尔发生器的结构1-触发叶轮 2-霍尔集成电路 3-带导磁板的永久磁铁 4-信号触发开关 5-专用插座霍耳发生器工作原理第三节第三节 电子点火系统电子点火系统图 9-10 霍尔发生器的工作原理a) 触发叶片进入空气隙中 b) 触发叶片离开空气隙1-触发叶轮的叶片 2-霍尔集成块 3-永久磁铁 4-霍尔传感器 5-导板 第四节第四节 微机控制点火系统微机控制点火系统u微机控制的点火系统微机控制的点火系统 组成：组成：传感器传感器电控电控单元单元( ECU)点火点火电子电子组件组件点火线圈点火线圈点火开关点火开关分类（是否有分电器）分类（是否有分电器）有分电器微机控制的点火系统有分电器微机控制的点火系统无分电器微机控制的点火系统：主流无分电器微机控制的点火系统：主流第四节第四节 微机控制点火系统微机控制点火系统u无无分电器式点火系统分电器式点火系统 采用微机技术，根据发动机转速和负荷传感器采用微机技术，根据发动机转速和负荷传感器的信号控制点火提前角，精确地控制发动机在各种的信号控制点火提前角，精确地控制发动机在各种工况下的最佳点火时刻。工况下的最佳点火时刻。分类分类： 二极管二极管分配式分配式 点火点火线圈线圈分配式：分配式：基本采用基本采用 由微机系统直接将点由微机系统直接将点火线圈产生的高压电火线圈产生的高压电送往各缸的火花塞。送往各缸的火花塞。类型类型: 同时点火：如图同时点火：如图 单独点火：省去了高单独点火：省去了高压线，点火能量损失压线，点火能量损失少少点火线圈分配式无分电器式点火系无分电器式点火系第四节第四节 微机控制点火系统微机控制点火系统图 9-11 同时点火线圈分配式无分电器点火系统的组成示意图1-电控单元 2-火花塞 3-双点火线圈 4-终端能量输出极第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统一、起动机的组成一、起动机的组成组成组成: 直流电动机直流电动机1、传动机、传动机构构2、控制机构、控制机构3等。等。图 9-12 起动机的组成1-直流电动机 2-传动机构 3-控制机构组成：组成：磁极磁极电枢电枢换向器换向器机壳机壳端盖端盖1、直流电动机第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统图 9-13 直流电动机1-前端盖 2-电刷和电刷架 3-励磁绕组 4-磁极铁心 5-机壳 6-换向器 7-电枢 8-后端盖（1）传动机构的作用：）传动机构的作用： 将驱动齿轮与电枢轴连成一体，传递扭矩；起动将驱动齿轮与电枢轴连成一体，传递扭矩；起动后，使驱动齿轮与电枢轴脱开，防止电动机超速。后，使驱动齿轮与电枢轴脱开，防止电动机超速。（2）类型：）类型： 惯性惯性啮合式传动机构；啮合式传动机构； 强制强制啮合式传动机构；啮合式传动机构； 电枢移动式传动机构。电枢移动式传动机构。（3）超速保护装置：）超速保护装置： 滚柱式单向离合器；滚柱式单向离合器； 弹簧式单向离合器；弹簧式单向离合器； 摩擦片式单向离合器。摩擦片式单向离合器。2、传动机构第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统接通起动机起动发动机时，驱动齿轮靠惯性力的接通起动机起动发动机时，驱动齿轮靠惯性力的作用，沿电枢轴移出与飞轮环齿啮合，使发动机作用，沿电枢轴移出与飞轮环齿啮合，使发动机起动；起动；发动机起动后，驱动齿轮转速提高，在惯性力的发动机起动后，驱动齿轮转速提高，在惯性力的作下自动沿电枢轴退回，脱离与飞轮的啮合。作下自动沿电枢轴退回，脱离与飞轮的啮合。1）惯性啮合式传动机构第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统 接通起动开关起动发动机时，驱动齿轮靠杠杆机接通起动开关起动发动机时，驱动齿轮靠杠杆机构的作用沿电枢轴移出，与飞轮环齿啮合构的作用沿电枢轴移出，与飞轮环齿啮合发动机起动后，切断起动开关，外力的作用消除发动机起动后，切断起动开关，外力的作用消除后，驱动齿轮在回位弹簧的作用下沿电枢轴退回后，驱动齿轮在回位弹簧的作用下沿电枢轴退回，脱离与飞轮的啮合。，脱离与飞轮的啮合。2）强制啮合式传动机构第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统 起动机不工作时，在弹簧的作用下起动机的电枢起动机不工作时，在弹簧的作用下起动机的电枢与磁极错开与磁极错开接通起动开关起动发动机时，靠磁极磁力克服弹接通起动开关起动发动机时，靠磁极磁力克服弹簧拉力的作用移动整个电枢，在电枢与磁极对齐簧拉力的作用移动整个电枢，在电枢与磁极对齐的过程中驱动齿轮移出与飞轮进入啮合。的过程中驱动齿轮移出与飞轮进入啮合。 3）电枢移动式传动机构第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统1）滚柱式单向离合器第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统图9-14滚柱式单向离合器的组成与工作示意图a)组成b)起动时c)起动后d)楔形缺口开在外座圈上的单向离合器1起动机驱动齿轮2外座圈3内座圈4滚子5柱塞6花键套筒7弹簧8飞轮齿圈2）弹簧式单向离合器第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统图9-15弹簧式单向离合器1衬套2起动机驱动齿轮3限位套4扇形块5离合弹簧6护套7花键滑套8缓冲弹簧9拨叉滑环10卡环11挡板3）摩擦片式单向离合器图9-16摩擦片式单向离合器的结构a) 剖视图b) 零件组合1起动机驱动齿轮2螺母3弹性垫圈4压环5调整垫圈6从动摩擦片7、12卡环 8主动摩擦片9内花键鼓10花键套11滑套13弹簧14限位套第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统（1）功用：）功用： 控制起动机主电路的通断和驱动齿轮的移出与退控制起动机主电路的通断和驱动齿轮的移出与退回。回。（2）类型：）类型： 1)直接操纵式控制机构直接操纵式控制机构 2)电磁操纵式控制机构电磁操纵式控制机构3、控制机构第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统二、电磁啮合式起动机二、电磁啮合式起动机目前，汽车基本使有目前，汽车基本使有第五节第五节 发动机起动系统发动机起动系统图 9-17电磁开关1励磁线圈2起动开关3接电动机接线柱4接蓄电池接线柱5接发电机接线柱6接线柱 7接触盘回位弹簧8接触盘9固定铁心10吸引线圈11保持线圈12活动铁心 13传动叉14单向离合器弹簧15驱动齿轮思考题思考题 1、普通电子点火系统由哪些部件组成、普通电子点火系统由哪些部件组成?各部件的作用是各部件的作用是什么什么? 2、起动机的控制装置有哪些作用、起动机的控制装置有哪些作用?简要说明其工作过程。简要说明其工作过程。