《义发动机点火系统》PPT课件.ppt

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1、第第1010章章发动机点火系机点火系统一、功用：一、功用：按照按照发动机各缸的点火次序，在一定的机各缸的点火次序，在一定的时刻供刻供给火花塞以能量足火花塞以能量足够的高的高压电，使火花塞两，使火花塞两电极之极之间产生足生足够强的的电火花，点燃被火花，点燃被压缩的可燃混合气，从而使的可燃混合气，从而使发动机机作功。作功。二、分二、分类 按照点火系的按照点火系的组成及成及产生高生高压电的方法不同，分的方法不同，分为：1 1、蓄、蓄电池点火系：蓄池点火系：蓄电池点火系池点火系 由蓄由蓄电池或池或发电机供机供给12V12V或或24V24V的低的低压直流直流电，借点火，借点火线圈和断圈和断电器将低器将低

2、压电转变为高高压电，再通，再通过配配电器分配到各缸火花塞，使两器分配到各缸火花塞，使两电极极之之间产生火花，点燃可燃混合气。汽生火花，点燃可燃混合气。汽车一般一般为12V12V电源，源，由蓄由蓄电池供池供给低低压直流直流电，发电机机给蓄蓄电池充池充电。2 2、半、半导体点火系体点火系3 3、微机控制点火系、微机控制点火系4 4、磁、磁电机点火系。机点火系。10.110.1概述概述传统分电器式点火系传统分电器式点火系三、汽三、汽车发动机机对点火系的要求点火系的要求11、迅速、迅速产生足以生足以击穿火花塞穿火花塞间隙的高隙的高电压151520kv20kv；22、电火花火花应具具备足足够高的能量高的

3、能量5050120mJ120mJ；33、点火、点火时刻刻应适适应发动机的工况。机的工况。四、四、点火系的特点点火系的特点搭搭铁 汽汽车发动机点火系机点火系线路与其它路与其它电器器设备线路一路一样，均采用，均采用单线制制联结，即，即电源的一个源的一个电极用极用导线与各用与各用电设备相相联，而另一个，而另一个电极极则通通过发动机机体、汽机机体、汽车车架架和和车身与各用身与各用电设备相相联，称，称为搭搭铁，相当于接地。既可，相当于接地。既可以以以以电源的源的负极搭极搭铁，也可以以，也可以以电源的正极搭源的正极搭铁，汽，汽车发动机点火系一般以机点火系一般以电源的源的负极搭极搭铁。此。此时点火点火线圈的

4、圈的线路路一般使火花塞的中心一般使火花塞的中心电极极为负极，极，侧电极极为正极，由于正极，由于电子容易从温度高的中心子容易从温度高的中心电极向温度低的极向温度低的侧电极极发射（高射（高压电流方向从正极流向流方向从正极流向负极），因此，可降低极），因此，可降低击穿穿电压1520%1520%左右。左右。（一）、点火（一）、点火线圈圈 功用：将功用：将电源的低源的低电压转变为高高压电的的升升压变压器器。分分类：开磁路点火开磁路点火线圈；圈；闭磁路点火磁路点火线圈。圈。10.210.2传统点火系点火系统组成与工作原理成与工作原理 一一、传统点火系点火系统组成：成：1 1、点火、点火线圈圈（1 1）传统

5、的开磁路点火的开磁路点火线圈的基本圈的基本结构如构如图4-154-15所所示，主要由示，主要由铁心、心、绕组、胶木盖、瓷杯等、胶木盖、瓷杯等组成。成。n其其铁心用心用厚的硅厚的硅钢片叠成，片叠成，铁心上心上绕有初有初级绕组和次和次级绕阻。阻。n次次级绕阻居内，通常阻居内，通常用直径用直径为的漆包的漆包线绕11000110002600026000匝；匝；n初初级绕阻居外，通常阻居外，通常用用的漆包的漆包线绕230230370370匝。匝。附加附加电阻阻n特点特点:附加附加电阻也称阻也称热敏敏电阻，它由低碳阻，它由低碳钢丝、镍铬丝或或纯镍丝制成，具有温度升高制成，具有温度升高时电阻迅速增阻迅速增大

6、、温度降低大、温度降低时电阻迅速减小。阻迅速减小。n作用：作用：利用附加利用附加电阻特点自阻特点自动调节初初级电流，可流，可以改善点火系的工作特性。以改善点火系的工作特性。附加电阻附加电阻n低速低速时：初初级电流增流增长时间长，电流大，附加流大，附加电阻受阻受热阻阻值增大，避免了初增大，避免了初级电流流过大，大，防止点火防止点火线圈圈过热；n高速高速时：初初级电流增流增长时间短，短，电流小，附加流小，附加电阻温阻温度度较低，可使初低，可使初级电流下降的少些，保流下降的少些，保证了了发动机在机在高速工作高速工作时点火系点火系统能供能供给较强的高的高压电而不止断火。而不止断火。所以所以转速速变化化

7、时，附加，附加电阻阻较好地解决了高速断火和好地解决了高速断火和低速点火低速点火线圈圈过热的矛盾，改善了点火性能。的矛盾，改善了点火性能。n起起动时:由于蓄由于蓄电池的端池的端电压会急会急剧下降，致使初下降，致使初级电流减小，点火流减小，点火线圈不能供圈不能供给足足够的高的高电压和点火能和点火能量。量。为了克服了克服这一影响，在起一影响，在起动时将附加将附加电阻短路，阻短路，以增大初以增大初级电流，提高次流，提高次级电压和火花能量，从而改和火花能量，从而改善了善了发动机的起机的起动性能。性能。基本工作基本工作过程：程：(视频)（二）高（二）高压回路：回路：触点触点K K断开：次断开：次级线圈圈附

8、加附加电阻阻蓄蓄电池正极池正极蓄蓄电池池搭搭铁火花塞火花塞侧电极极火花塞中心火花塞中心电极极高高压线配配电器器次次级线圈。圈。（一）低（一）低压回路：回路：触点触点K K闭合合时：蓄：蓄电池池正极正极点火开关点火开关附加附加电阻阻初初级线圈圈断断电器活器活动触点臂触点臂触点触点分分电器器壳体搭壳体搭铁蓄蓄电池池负极。极。（2 2）闭磁路点火磁路点火线圈圈n闭磁路点火磁路点火线圈圈的的铁心是心是“曰曰”字形或字形或“口口”字字形，磁路中只形，磁路中只设有一个微小的气有一个微小的气隙，其磁路隙，其磁路图10-710-7所示所示。闭磁路点火磁路点火线圈漏圈漏磁少，磁阻小，磁少，磁阻小，变换效率高，可

9、效率高，可使点火使点火线圈小型圈小型化。化。（二）、分二）、分电器器组成：成：断断电器、配器、配电器，器，电容器以及点火提前容器以及点火提前调节装置。装置。作用：作用：接通与切断点火系接通与切断点火系统的初的初级电路，使点火路，使点火线圈的次圈的次级绕组中中产生高生高电压；将点火将点火线圈圈产生的高生的高压电分配分配到相到相应气缸的气缸的火花塞上。火花塞上。分电器的组成分电器的组成分电器的组成分电器的组成 分分电器器实物物图 1 1、断断电器器 作用：作用：周期性的接周期性的接通断开一次通断开一次绕组，使初使初级电流流发生生变化，在点火化，在点火线圈中生成次圈中生成次级电压。结构：构：片簧，活

10、片簧，活动触点，胶木，凸触点，胶木，凸轮触点触点间隙：隙：两触点两触点分开分开时的最大的最大间隙称隙称为触点触点间隙隙 凸凸轮棱数棱数=气缸数；凸气缸数；凸轮轴转速速=配气凸配气凸轮轴转速速。触点触点间隙隙过小，触点小，触点间易易出出现火花而使初火花而使初级电路断路断电不良，甚至触点不良，甚至触点烧蚀；触点触点间隙隙过大，大，则触点触点闭合合时间缩短，使初短，使初级电流减流减小，次小，次级电压降低，高速降低，高速时容易缺火。容易缺火。调整：可旋整：可旋转偏心偏心调节螺螺钉1 1来来调整触点整触点间隙，首先，隙，首先，要松开固定托板要松开固定托板3 3的螺的螺钉2 2。1、调节螺钉 2、固定螺钉

11、，3、托板 4、活动触点臂，5、销钉 6、片簧。组成成:n分分电器盖、分火器盖、分火头。作用作用:将高将高压电按点火按点火顺序分配至火花序分配至火花塞。塞。2 2、配、配电器器 配电器配电器配电器配电器3、电容器容器作用作用:（与断（与断电器并器并联）当触点断开当触点断开时，减小触点减小触点间的的电火花，防止触点火花，防止触点烧蚀。同。同时吸引吸引初初级绕组的自感的自感电动势，使初，使初级电流迅速切断，流迅速切断，提高次提高次级电压。1-金属箔 2-盖板 3-外壳 4-绝缘纸 4 4、点火提前装置、点火提前装置作用：作用：实现点火提前，必点火提前，必须在在压缩行程未到达上行程未到达上质点位点位

12、置置时，使触点分开。，使触点分开。方法：方法：1.1.触点不触点不动，使凸，使凸轮相相对轴向向转一个角度；一个角度；2.2.凸凸轮不不动，使触点相，使触点相对凸凸轮转一个角度。一个角度。装置：装置：1.1.离心式点火提前离心式点火提前调节装置；装置；2.2.真空式点火提前真空式点火提前调节在装置；在装置；3.3.辛辛烷值校正器。校正器。点火提前角点火提前角点火提前角是从点火提前角是从发出出电火花到上止点火花到上止点间的曲的曲轴转角。其数角。其数值应视燃料性燃料性质、转速、速、负荷、荷、过量空气系数等很多因素而定。量空气系数等很多因素而定。1 1、点火提前角、点火提前角过大（早）；过大（早）；2

13、 2、点火提前角、点火提前角过小（晚）过小（晚）3 3、点火提前角、点火提前角最佳。最佳。过大，大，则大部分混合气在大部分混合气在压缩过程中燃程中燃烧，活塞上行所消耗，活塞上行所消耗的的压缩功增加，功增加，发动机容易机容易过热，有效功率下降，工作粗爆，有效功率下降，工作粗爆程度增加。同程度增加。同时由于混合气的由于混合气的压力力过高，末端混合气燃高，末端混合气燃烧前前的温度的温度较高，爆燃高，爆燃倾向加大。向加大。为最佳最佳值时，最高，最高压力出力出现在上止点后合适的角度内，示功在上止点后合适的角度内，示功图面面积最大，完成的循最大，完成的循环功最多，功最多，发动机的机的动力性、力性、经济性性

14、最好。最好。过小，小，则燃燃烧延延长到膨到膨胀过程，燃程，燃烧最高最高压力和温度下降，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。失增多，排气温度升高，功率下降，耗油量增多。2 2、转速速nn紊流紊流，火，火焰速度大体与焰速度大体与转速成正速成正比增加，因而以秒比增加，因而以秒计的的燃燃烧过程程缩短，但由于短，但由于循循环时间亦亦缩短，一般短，一般燃燃烧过程相当的曲程相当的曲轴转角增加，角增加，应该相相应加大加大点火提前角而装置离心点火提前角而装置离心调节点火提前器。点火提前器。转速速增加增加时，火焰速度亦增，火焰速度亦增加，爆燃加，爆燃倾向减小。向减小。3 3、负荷荷转速

15、一定，速一定，PePe时，进入入气缸的新气缸的新鲜混合气量混合气量而残而残余余废气量基本不气量基本不变，故，故。因。因为为残余残余废废气气对对燃燃烧烧反反应应起阻碍起阻碍作用，使作用，使Um。为为保保证证燃燃烧烧过过程在上止点附近完成，程在上止点附近完成，需增需增大点火提前角，大点火提前角，靠真空提前点靠真空提前点火装置来火装置来调节。当当负荷荷混合气数量混合气数量混合气稀混合气稀释释程度程度起火界限更窄，火焰速度起火界限更窄，火焰速度燃燃烧恶烧恶化。当化。当负负荷荷气缸的气缸的（温度（温度+压压力）力）爆燃的爆燃的倾向向。(1)(1)离心离心点火提前点火提前调节器器作用作用:在在转速速变化化

16、时，利用离心力自，利用离心力自动使信号使信号发生器提前生器提前产生生点火信号来点火信号来调节点火提前角。点火提前角。离心点火提前角离心点火提前角调节装置装置 离心点火提前装置就是离心点火提前装置就是为实现这一功能而一功能而设置的。断置的。断电凸凸轮套在套在调节器横板上，器横板上，该调节器横板既随分器横板既随分电器器轴一同一同转动，又可相，又可相对该轴发生生摆动，其其摆角是通角是通过离心离心块感感应发动机机转速来速来调节的的。当当n n；当当nn。发动机要求机要求触点不触点不动：使凸：使凸轮相相对于于 轴顺旋旋转方向方向转过一个角度一个角度，这样，在活塞尚未到达上，在活塞尚未到达上止点止点时（假

17、定点火提前角（假定点火提前角调节装置不工作装置不工作时，点火提前，点火提前角角为零）断零）断电器触点即分开，器触点即分开，使点火提前（使点火提前（图b b）。）。a a a a）点火提前角为零）点火提前角为零）点火提前角为零）点火提前角为零 b b b b）转动凸轮使点火提前角增大）转动凸轮使点火提前角增大）转动凸轮使点火提前角增大）转动凸轮使点火提前角增大1-1-1-1-触点触点触点触点 2-2-2-2-凸轮凸轮凸轮凸轮 3-3-3-3-凸轮轴凸轮轴凸轮轴凸轮轴 4-4-4-4-断电器底板断电器底板断电器底板断电器底板 点火提前角点火提前角点火提前角点火提前角(2)(2)真空式点火提前角真空

18、式点火提前角调节装置装置作用：作用：随随发动机机负荷的荷的变化（化（节气气门开度开度变化自化自动的的调节点火提前角）点火提前角）工作原理：工作原理：凸凸轮不不动，使触点（，使触点（连同固定托板）相同固定托板）相对于凸于凸轮逆旋逆旋转方向方向转过一个一个角度角度，使点火也提前（，使点火也提前（图c c）。）。1-触点 2-凸轮 3-凸轮轴 4-固定盘（三）、火花塞（三）、火花塞作用作用:n将高将高压电引引进发动机机燃燃烧室，在室，在电极极间形形成火花，以点燃可燃成火花，以点燃可燃混合气。混合气。n火花塞火花塞拧装于气缸盖装于气缸盖的火花塞孔内，下端的火花塞孔内，下端电极伸入燃极伸入燃烧室。上室。

19、上端端连接分缸高接分缸高压线。火花塞是点火系中工火花塞是点火系中工作条件最作条件最恶劣、要求劣、要求高和易高和易损坏部件。坏部件。火花塞要求火花塞要求1 1混合气燃混合气燃烧时，火花塞下部将承受高，火花塞下部将承受高压燃气的冲燃气的冲击，要求火花塞必要求火花塞必须有足有足够的机械的机械强度。度。2 2火花塞承受着交火花塞承受着交变的高的高电压，要求它，要求它应有足有足够的的绝缘强度，能承受度，能承受30kv30kv高高压。3 3混合气燃混合气燃烧时，燃，燃烧室内温度很高，可达室内温度很高，可达1500150022002200，进气气时又突然冷却至又突然冷却至50506060，因此要求火，因此要

20、求火花塞不但耐高温，而且能承受温度花塞不但耐高温，而且能承受温度剧变，不出，不出现局部局部过冷或冷或过热。4 4混合气的燃混合气的燃烧产物很复物很复杂，含有多种活性物，含有多种活性物质，如，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐极腐蚀。因此要。因此要求火花塞要耐腐求火花塞要耐腐蚀。5 5火花塞的火花塞的电极极间隙影响隙影响击穿穿电压，所以要有合适的，所以要有合适的电极极间隙。火花塞安装位置要合适，以保隙。火花塞安装位置要合适，以保证有合理的有合理的着火点。火花塞气密性着火点。火花塞气密性应当好，以保当好，以保证燃燃烧室不漏气。室不漏气。1-1-接线螺母接线螺母2-

21、2-绝缘体绝缘体3-3-接线螺杆接线螺杆4-4-垫圈垫圈5-5-火花塞壳体火花塞壳体6-6-密封剂密封剂7-7-密封垫圈密封垫圈8-8-紫铜垫圈紫铜垫圈9-9-侧电极侧电极10-10-绝缘体裙部绝缘体裙部11-11-中心电极中心电极n组成：成：火花塞主要由接火花塞主要由接触触头、瓷、瓷绝缘体、中心体、中心电极、极、侧电极和壳体等极和壳体等部分。部分。n要求要求:电极一般采用耐极一般采用耐高温、耐腐高温、耐腐蚀的的镍锰合合金金钢或或铬锰氮、氮、钨、镍锰硅等合金制成，也有硅等合金制成，也有采用采用镍包包铜材料制成，材料制成，以提高散以提高散热性能。火花性能。火花塞塞电极极间隙多隙多为，电子点火其子

22、点火其间隙可增大至隙可增大至。火花塞的火花塞的热特性特性 1 1、自、自净温度：能使落在温度：能使落在绝缘体上的油滴立即体上的油滴立即烧掉，不致形成掉，不致形成积炭，炭，绝缘体（裙部）体（裙部）应保持的温度（保持的温度（500500700C700C）。）。n如果温度低于自如果温度低于自净温度，就可能使油温度，就可能使油雾聚聚积成油成油层，引起，引起积炭而不能跳火；炭而不能跳火；n如果温度如果温度过高，例如超高，例如超过850850，会形成，会形成炽热点，点，发生表生表面点火，使面点火，使发动机遭受机遭受损坏。坏。n火花塞裙部的工作温度取决于火花塞火花塞裙部的工作温度取决于火花塞热特性和特性和发

23、动机气缸机气缸的工作温度。的工作温度。2 2、火花塞、火花塞热特性特性:指火花塞指火花塞发火部位的火部位的热量向量向发动机冷却系机冷却系统散散发的性能。的性能。影响火花塞影响火花塞热特性的主要因素：特性的主要因素：火花塞裙部的火花塞裙部的长度。度。火花塞形式：火花塞形式：冷型：裙部高度在冷型：裙部高度在8mm,8mm,能耐能耐较强的的热负荷；荷；中型：裙部高度在中型：裙部高度在11mm11mm及及14mm,14mm,耐耐热能力一般；能力一般；热型：裙部高度在型：裙部高度在16mm16mm及及20mm,20mm,适于低适于低热负荷的荷的发动机使用；机使用；电子点火系统n传统点火系点火系统的缺点的

24、缺点:1)1)触点容易触点容易烧蚀。在。在传统点火系点火系统中，触点控制中，触点控制电流流的通断。当触点断开瞬的通断。当触点断开瞬间，触点，触点间易形成火花，将易形成火花，将触点氧化、触点氧化、烧蚀;加之触点反复加之触点反复 开开闭，触点，触点顶块与与凸凸轮长期摩擦而磨期摩擦而磨损，触点，触点间隙隙变化，易化，易导致点火致点火正正时不不稳，影响点火系，影响点火系统的正常工作。的正常工作。2 2）由于受触点允）由于受触点允许电流流强度的限制，一般不超度的限制，一般不超过5A5A，因此二次因此二次电压及火花能量的提高受到限制。及火花能量的提高受到限制。3)3)一次一次电流和二次流和二次电压的大小随

25、的大小随发动机机转速的升高和速的升高和气缸数的增多而下降，使多缸气缸数的增多而下降，使多缸发 动机高速机高速时点火不点火不可靠。可靠。4 4）二次）二次电压上升速率比上升速率比较慢，慢，对火花塞火花塞积炭和炭和污染比染比较敏感。敏感。n电子点火系子点火系统的的优点点:1 1）可以减少触点火花，避免触点）可以减少触点火花，避免触点烧蚀，延，延长触点的使用寿触点的使用寿命命;有的有的还可以取消触点，因而克服工与触点相关的一切可以取消触点，因而克服工与触点相关的一切缺点，改善了点火性能。缺点，改善了点火性能。2 2）可以不受触点的限制，增大一次）可以不受触点的限制，增大一次电流，提高二次流，提高二次

26、电压，改善改善发动机高速机高速时的点火性能。一般的点火性能。一般传统点火系点火系统的低的低压电流不超流不超过5A5A，而，而电予点火系予点火系统可提高到可提高到7-8A7-8A，高，高电压一一般可达般可达3OkV3OkV。3 3）由于二次）由于二次电压和点火能量的提高，使其和点火能量的提高，使其对火花塞火花塞积炭不炭不敏感，且可以加大火花塞敏感，且可以加大火花塞电极极间隙，点燃隙，点燃较稀的混合气，稀的混合气，从而有利于改善从而有利于改善发动机的机的动力性、力性、经济性和排气性和排气净化性能。化性能。4 4）大大减）大大减轻了了对无无线电的干的干扰。5 5）结构构简单，质量量轻，体，体积小，使

27、用和小，使用和维修方便。修方便。电子点火系子点火系统主要分主要分为有触点式有触点式电子点火系子点火系统和无触点和无触点式式电子点火系子点火系统两大两大类。无。无论是哪一是哪一类电子点火系子点火系统，都是，都是利用利用电子元件（晶体三极管）作子元件（晶体三极管）作为开关来接通或断开点火系开关来接通或断开点火系统的一次的一次电路，通路，通过点火点火线圈来圈来产生高生高压电。（视频）思考题n画出传统点火系的电路原理图并说明其工作原画出传统点火系的电路原理图并说明其工作原理理n论述点火系统各主要论述点火系统各主要部件部件的功能及其工作原理的功能及其工作原理n阐述无分电器点火系统的工作原理阐述无分电器点火系统的工作原理n列表对比各点火系统的优缺点列表对比各点火系统的优缺点n论述电压调节器的工作原理论述电压调节器的工作原理