汽车构造第十章发动机点火系精选文档.ppt
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1、汽车构造第十章发动机点火系本讲稿第一页,共二十六页能够能够按时按时在火花塞两电极间产生电火花的全部装置称为发动机点火系。点在火花塞两电极间产生电火花的全部装置称为发动机点火系。点火系组成示意图(火系组成示意图(注意注意“搭铁搭铁”点点):):蓄电池蓄电池点点火火开开关关点火线圈点火线圈断电器断电器配电器配电器电电容容器器火花塞火花塞高压导线高压导线阻尼电阻阻尼电阻(缺缺)本讲稿第二页,共二十六页汽车发动机的点火系同汽车上的其它电器设备一样采用单线制连接,汽车发动机的点火系同汽车上的其它电器设备一样采用单线制连接,即一端搭铁即一端搭铁。单线制:正极搭铁单线制:正极搭铁旧车旧车负极搭铁负极搭铁新车
2、新车无论是正极搭铁还是负极搭铁,均应保证点火瞬间火花塞中心电无论是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,因为,热的金属表面比冷的金属表面容易发射电子,发极为负,因为,热的金属表面比冷的金属表面容易发射电子,发动机工作时,火花塞的中心电极较侧电极温度高。动机工作时,火花塞的中心电极较侧电极温度高。点火系按照组成和产生高压电方法不同,可以分为点火系按照组成和产生高压电方法不同,可以分为:分类与组成分类与组成电源电源产生高压的方法产生高压的方法1蓄电池点火系蓄电池点火系蓄电池或发电机蓄电池或发电机点火线圈和断电器点火线圈和断电器2半导体点火系半导体点火系蓄电池或发电机蓄电池或发电
3、机点火线圈和半导体元件点火线圈和半导体元件3磁电机点火系磁电机点火系无无本讲稿第三页,共二十六页第一节第一节传统点火系的组成;传统点火系的组成;蓄电池点火系主要由电源、点火开关、点火线圈、断电器、配电器、电容器、火蓄电池点火系主要由电源、点火开关、点火线圈、断电器、配电器、电容器、火花塞、高压导线、阻尼电阻等组成。花塞、高压导线、阻尼电阻等组成。蓄电池蓄电池点火开关点火开关点火线圈点火线圈断电器断电器配电器配电器火花塞火花塞高压导线高压导线高压阻尼电阻高压阻尼电阻起动机起动机本讲稿第四页,共二十六页传统点火系的一次电路(低压电路),二次电路(高压电路)。传统点火系的一次电路(低压电路),二次电
4、路(高压电路)。理解要点提示:理解要点提示:1)蓄电池负极搭铁(蓄电池负极搭铁(即负极接金属部件,如:变速器或即负极接金属部件,如:变速器或车架等车架等)、断电器搭铁;)、断电器搭铁;2)火花塞旁电极搭铁;火花塞旁电极搭铁;3)当点火线圈初级当点火线圈初级(一次)电路由接通到短开时,铁心中磁场有某一数值变到零,因此,(一次)电路由接通到短开时,铁心中磁场有某一数值变到零,因此,在二次绕组中感在二次绕组中感应出很高的电压应出很高的电压(20000伏左右),伏左右),击穿火花塞间隙。击穿火花塞间隙。4)以理解单缸)以理解单缸发动机点火系发动机点火系为基础。为基础。本讲稿第五页,共二十六页第二节第二
5、节点火系的工作过程点火系的工作过程1、主要电路:电源是蓄电池,、主要电路:电源是蓄电池,其电压为其电压为12V或或24V,由点火线圈和断电由点火线圈和断电器共同产生高压器共同产生高压1520kV。分初级回路和次级回路。点火线圈实际上。分初级回路和次级回路。点火线圈实际上是一个是一个自耦变压器自耦变压器,主要由初级绕组,次极绕组和铁芯组成。,主要由初级绕组,次极绕组和铁芯组成。断电器是断电器是一个凸轮操纵的开关一个凸轮操纵的开关。断电器凸轮由发动机配气凸轮驱动,并以同样的。断电器凸轮由发动机配气凸轮驱动,并以同样的转速旋转,即曲轴齿轮每转两圈,凸轮轴转一圈,为了保证曲轴转两转速旋转,即曲轴齿轮每
6、转两圈,凸轮轴转一圈,为了保证曲轴转两圈各缸轮流点火一次,圈各缸轮流点火一次,断电器凸轮的凸棱数一般等于发动机的气缸数断电器凸轮的凸棱数一般等于发动机的气缸数,断电器的触点与点火线圈的初级绕组串联断电器的触点与点火线圈的初级绕组串联,用来切断或接通初级绕组的电路。,用来切断或接通初级绕组的电路。本讲稿第六页,共二十六页第二节第二节点火系的工作过程点火系的工作过程2、工作过程:、工作过程:触点闭合时触点闭合时,初级电路通电,电流从蓄电池的正极经点火开关,初级电路通电,电流从蓄电池的正极经点火开关,点火线圈的初级绕组,断电器触点,接地流回蓄电池的负极,为低压电路。点火线圈的初级绕组,断电器触点,接
7、地流回蓄电池的负极,为低压电路。触点断开时触点断开时,在初级绕组通电时,其周围产生磁场,并由于铁芯的作用而加强。,在初级绕组通电时,其周围产生磁场,并由于铁芯的作用而加强。当断电器凸轮顶开触点时,初级电路被切断,初级电路迅速下降到零,铁当断电器凸轮顶开触点时,初级电路被切断,初级电路迅速下降到零,铁芯中的磁通随之迅速衰减以至消失,因而芯中的磁通随之迅速衰减以至消失,因而在匝数多,导线细的次极绕组在匝数多,导线细的次极绕组中感中感应出很高的电压应出很高的电压,使火花塞两极之间的间隙被击穿,产生火花。,使火花塞两极之间的间隙被击穿,产生火花。本讲稿第七页,共二十六页一次(初级)电路(低压电路),二
8、次(次级)电路(高压电路)一次(初级)电路(低压电路),二次(次级)电路(高压电路)初级绕组中电流下降初级绕组中电流下降的速度愈大,铁芯中的速度愈大,铁芯中磁通的变化就愈大,磁通的变化就愈大,次级绕组中的感应电次级绕组中的感应电压也就愈高。压也就愈高。初级电路为低压电路,初级电路为低压电路,次级电路为高压电路。次级电路为高压电路。在断电器触点分开瞬间,次级电路中在断电器触点分开瞬间,次级电路中分火头恰好与侧电极(配电器)分火头恰好与侧电极(配电器)对对准,准,次级电路电流从点火线圈的次级绕组,经高压导线,配电器,火次级电路电流从点火线圈的次级绕组,经高压导线,配电器,火花塞侧电极,蓄电池流回次
9、极绕组。花塞侧电极,蓄电池流回次极绕组。本讲稿第八页,共二十六页3、几个元件的作用、几个元件的作用电容器电容器与断电器触点与断电器触点并联并联,当触点断当触点断开时,有两个作用:(开时,有两个作用:(1)保护触点,保护触点,自感电流向电容器充电,防止触点烧自感电流向电容器充电,防止触点烧损。(损。(2)加速断电,提高次级电压。加速断电,提高次级电压。当点火线圈铁芯中的磁通发生变化时,当点火线圈铁芯中的磁通发生变化时,不仅在次级绕组中产生高压电(互感电压),同时也在初级绕组中产生自感不仅在次级绕组中产生高压电(互感电压),同时也在初级绕组中产生自感电压和电流,电压和电流,在触点分开在触点分开,初
10、级电流下降瞬间,自感电流与原初级电流方向,初级电流下降瞬间,自感电流与原初级电流方向相同,其感应电压高达相同,其感应电压高达300V左右,在触点间产生强烈火花,使触点迅速烧左右,在触点间产生强烈火花,使触点迅速烧损。影响断电器正常工作。同时使初级电流的损。影响断电器正常工作。同时使初级电流的变化率变化率下降,次级绕组中感下降,次级绕组中感应的电压下降。火花塞间隙中的火花变弱,难以点燃混合气。应的电压下降。火花塞间隙中的火花变弱,难以点燃混合气。在触点闭合在触点闭合时,时,初级电流增长的过程中,初级绕组中也有自感电流产生,其方向与初级电初级电流增长的过程中,初级绕组中也有自感电流产生,其方向与初
11、级电流方向相反,使初级电流的增长速度减慢,次级绕组产生的电压下降。流方向相反,使初级电流的增长速度减慢,次级绕组产生的电压下降。本讲稿第九页,共二十六页附加电阻附加电阻与点火线圈初级绕组与点火线圈初级绕组串联串联其其作用作用是调节初级电流大小,维持初级是调节初级电流大小,维持初级电流基本稳定。电流基本稳定。附加电阻的特点是温度愈附加电阻的特点是温度愈高,电阻愈大,所以又叫高,电阻愈大,所以又叫热敏电阻热敏电阻。次级电压的大小与初级电次级电压的大小与初级电流的大小有关,初级电流流的大小有关,初级电流愈大,铁芯中的磁场愈强,愈大,铁芯中的磁场愈强,当触点分开时磁通的变化当触点分开时磁通的变化率就愈
12、大,感应的次级电压也愈高。因此,应尽可能增大流过初级绕组中的率就愈大,感应的次级电压也愈高。因此,应尽可能增大流过初级绕组中的电流。但是,在断电器触点闭合以后,初级电流是按指数规律由零开始逐渐电流。但是,在断电器触点闭合以后,初级电流是按指数规律由零开始逐渐增大的,需要经过一定时间以后,才能达到欧姆定律得出的稳定值。增大的,需要经过一定时间以后,才能达到欧姆定律得出的稳定值。本讲稿第十页,共二十六页发动机转速高时发动机转速高时,触点闭合时间短,初级电路断开时电流小,感应,触点闭合时间短,初级电路断开时电流小,感应的的次级电压低次级电压低;反之;反之发动机转速低时发动机转速低时,触点闭合时间长,
13、初级断开时电流大,触点闭合时间长,初级断开时电流大,感应的感应的次级电压高次级电压高。如果点火线圈按照发动机高速时设计时,则低速时初级。如果点火线圈按照发动机高速时设计时,则低速时初级电流过大,容易使点火线圈过热;如果点火线圈按照发动机低速时设计时,电流过大,容易使点火线圈过热;如果点火线圈按照发动机低速时设计时,则高速时初级电流过小,而次级电压过低,不能保证可靠点火。则高速时初级电流过小,而次级电压过低,不能保证可靠点火。附加电阻就是解决这一矛盾的。当发动机转速降低时,初级电流加大,附加电阻就是解决这一矛盾的。当发动机转速降低时,初级电流加大,附加电阻的电阻值随其温度升高而增大,使初级电流减
14、小,点火线圈不致过附加电阻的电阻值随其温度升高而增大,使初级电流减小,点火线圈不致过热。当发动机转速升高时,初级电流减小,附加电阻的电阻值随其温度降低热。当发动机转速升高时,初级电流减小,附加电阻的电阻值随其温度降低而减小(而减小(妙!妙!)。)。起动中,将附加电阻短路,以保证初级电流的必要强度。起动中,将附加电阻短路,以保证初级电流的必要强度。本讲稿第十一页,共二十六页第三节第三节点火时刻点火时刻1为什么要点火提前为什么要点火提前点火时刻点火时刻对发动机性能影响很大,从火花塞点火到气缸内对发动机性能影响很大,从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧,并产生很高的爆发力需要一定的时间,虽大部分混合
15、气燃烧,并产生很高的爆发力需要一定的时间,虽然这段时间很短,但由于曲轴转速很高,在这段时间内,曲轴然这段时间很短,但由于曲轴转速很高,在这段时间内,曲轴转过的角度还是很大的。若在压缩上止点点火,则混合气一面转过的角度还是很大的。若在压缩上止点点火,则混合气一面燃烧,活塞一面下移而使气缸容积增大,这将导致燃烧压力低,燃烧,活塞一面下移而使气缸容积增大,这将导致燃烧压力低,发动机功率也随之减小。因此发动机功率也随之减小。因此要在压缩接近上止点点火,即点火要在压缩接近上止点点火,即点火提前提前。把火花塞点火时,曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲。把火花塞点火时,曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲
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