陈家瑞《汽车构造》发动机点火系统课件.ppt
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1、汽车构造汽车构造 第二十三讲主讲教师:冯原学时:主讲教师:冯原学时:发动机点火系统发动机点火系统第一节第一节 概述概述一、功用一、功用 在发动机各种工况和使用条件在发动机各种工况和使用条件下,在气缸内适时、准确、可靠地下,在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花,以点燃可燃混和气,产生电火花,以点燃可燃混和气,使汽油发动机实现作功。使汽油发动机实现作功。汽油机在压缩接近上止点时,可燃混合气是由火汽油机在压缩接近上止点时,可燃混合气是由火花塞点燃的,从而燃烧对外作功,为此,汽油机的燃花塞点燃的,从而燃烧对外作功,为此,汽油机的燃烧室中都装有火花塞。火花塞有一个中心电极和一个烧室中都装有火花塞。火花塞
2、有一个中心电极和一个侧电极,两电极之间是绝缘的。当在火花塞两电极间侧电极,两电极之间是绝缘的。当在火花塞两电极间加上直流电压并且电压升高到一定值时,火花塞两电加上直流电压并且电压升高到一定值时,火花塞两电极之间的间隙就会被击穿而产生电火花。极之间的间隙就会被击穿而产生电火花。能够在火花塞两电极间产生电火花所能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电压称为需要的最低电压称为击穿电压击穿电压;能够在火;能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系统。发动机点火系统。二、点火系统的类型二、点火系统的类型按照组成和产生高压电方式的不同,可以分为按照组成
3、和产生高压电方式的不同,可以分为 分分 类类电电 源源产生高压电的方法产生高压电的方法1 1、传统蓄电池、传统蓄电池点火系统点火系统蓄电池和发电机蓄电池和发电机点火线圈和断电点火线圈和断电器器2 2、半导体点火、半导体点火系统系统蓄电池和发电机蓄电池和发电机点火线圈和半导点火线圈和半导体元件体元件3 3、微机控制点、微机控制点火系统火系统蓄电池和发电机蓄电池和发电机点火线圈和微机点火线圈和微机控制装置控制装置4 4、磁电机点火、磁电机点火系统系统无无磁电机磁电机三、点火系统的基本要求三、点火系统的基本要求 1.1.能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压。能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压。2.
4、2.电火花应具有足够的点火能量电火花应具有足够的点火能量。3.3.点火时刻应与发动机的工作状况相适应点火时刻应与发动机的工作状况相适应。四、点火系统的特点四、点火系统的特点 汽车发动机的点火系统与汽车上其他电器设备汽车发动机的点火系统与汽车上其他电器设备一样,一样,采用单线制连接采用单线制连接,即,即电源的一个电极用导线电源的一个电极用导线与各用电设备相连,而电源的另一个电极则通过发与各用电设备相连,而电源的另一个电极则通过发动机机体、汽车车架和车身等金属构件与各用电设动机机体、汽车车架和车身等金属构件与各用电设备相连,称为搭铁备相连,称为搭铁,其性质相当于一般电路中的接,其性质相当于一般电路
5、中的接地。搭铁的电极可以是正极也可以是负极。地。搭铁的电极可以是正极也可以是负极。第二节第二节 传统点火系统组成和传统点火系统组成和工作原理工作原理一、组成一、组成电源(蓄电池和电源(蓄电池和发电机)、点火发电机)、点火开关、点火线圈、开关、点火线圈、断电器、配电器、断电器、配电器、电容器、火花塞、电容器、火花塞、阻尼电阻、高压阻尼电阻、高压导线等组成。导线等组成。二、工作原理二、工作原理 点火系统将点火系统将12v12v或或24v24v的低压电转变为的低压电转变为1000v1000v以上的高以上的高压电是由点火线圈和断电器共同完成的,并由配电器分压电是由点火线圈和断电器共同完成的,并由配电器
6、分配到各缸火花塞。配到各缸火花塞。点火线圈点火线圈配电器配电器断电器断电器火花塞火花塞1 1、电容器、电容器电容器与断电器触点并联电容器与断电器触点并联 当触点断开当触点断开时,有两个作用时,有两个作用 :(1 1)保护触点,自感电流向电容器充保护触点,自感电流向电容器充电,防止触点烧损,使初级电流迅速衰电,防止触点烧损,使初级电流迅速衰减为零。减为零。(2 2)加速断电,提高次极电压。加速断电,提高次极电压。三、几个元件的作用三、几个元件的作用2 2、附加电阻、附加电阻 附加电阻与点火线圈初级绕组串联,附加电阻与点火线圈初级绕组串联,调节初级电流大小,维持初级电流基本稳调节初级电流大小,维持
7、初级电流基本稳定。定。当发动机转速降低时,初级电流加大,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,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。电阻的电阻值随其温度降低而减小。第三节第三节 点火时刻点火时刻一、点火提前角一、点火提前角 点火时刻对发动机性能影响很大,从火点火时刻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
8、间,虽然这段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,则混合气一面燃烧,活塞一缩上止点点火,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。力低,发动机功率也随之减小。因此要在压因此要在压缩接近上止点点火,即点火提前。缩接近上止点点火,即点火提前。把火花塞点火时,曲轴曲拐位把火花塞点火时,曲轴曲拐位置与压缩行程终了活塞到达上止点置与压缩行程终了活塞到达上止
9、点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点点火提前角。火提前角。能使发动机获得最佳动力性、能使发动机获得最佳动力性、经济性和最佳排放时的点火提前角,经济性和最佳排放时的点火提前角,称为称为最佳点火提前角。最佳点火提前角。二、点火过迟、过早的后果二、点火过迟、过早的后果 点火过迟:点火过迟:混合气开始燃烧时活塞已开始下行,混合气开始燃烧时活塞已开始下行,气缸容积增大,燃烧压力降低,发动机功率下降气缸容积增大,燃烧压力降低,发动机功率下降。点火过早:点火过早:则气体压力作用的方向与活塞运动的则气体压力作用的方向与活塞运动的方向方向相反,发动机功率下降。相反,发动机功率下降。PPP
10、VVV三、最佳点火提前角的影响因素三、最佳点火提前角的影响因素 最佳的点火提前角随许多因素最佳的点火提前角随许多因素变化,变化,最主要的因素是发动机转速最主要的因素是发动机转速和混合气的燃烧速度和混合气的燃烧速度,混合气的燃,混合气的燃烧速度又和混合气的成分、燃烧室烧速度又和混合气的成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。形状、压缩比等因素有关。当发动机转速一定时,随着负荷的加大当发动机转速一定时,随着负荷的加大,节,节气门开大,进入气缸的可燃混合气量增多,压缩气门开大,进入气缸的可燃混合气量增多,压缩终了时的压力和温度增高,同时,残余废气在气终了时的压力和温度增高,同时,残余废气在气缸内所占的比
11、例减小,混合气燃烧速度加快,这缸内所占的比例减小,混合气燃烧速度加快,这时,时,点火提前角应适当减小点火提前角应适当减小。反之,发动机负荷。反之,发动机负荷减小时,点火提前角则应适当增大。减小时,点火提前角则应适当增大。当发动机节气门开度一定时,随着转速增高,当发动机节气门开度一定时,随着转速增高,燃烧过程所占曲轴转角增大,这时,燃烧过程所占曲轴转角增大,这时,应适当加大应适当加大点火提前角。点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。点火提前角应随转速增高适当加大。另外,点火提前角还和汽油的抗爆性能有关,另外,点火提前角还和汽油的抗爆性能有关,使用辛烷值高,抗爆性能好的汽油,点火提前角使用辛
12、烷值高,抗爆性能好的汽油,点火提前角应较大。应较大。四、点火提前角自动调节装置四、点火提前角自动调节装置自动调节装置自动调节装置 手动调节装置:辛烷值校正器手动调节装置:辛烷值校正器 离心式点火提前调节装置离心式点火提前调节装置真空式点火提前调节装置真空式点火提前调节装置汽车构造汽车构造 第二十四讲主讲教师:冯原学时:主讲教师:冯原学时:第四节第四节 传统点火系统主要元器传统点火系统主要元器件的结构件的结构一、分电器一、分电器功用:功用:接通或断开初级电路,将点火线圈接通或断开初级电路,将点火线圈产生的高压电按照发动机工作顺序分配给产生的高压电按照发动机工作顺序分配给各缸火花塞,根据发动机转速
13、和负荷自动各缸火花塞,根据发动机转速和负荷自动调节点火时刻。调节点火时刻。组成:组成:分电器是由断电器、配电器、电容分电器是由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置组成。器和点火提前调节装置组成。分电器实物图分电器实物图分电器构造分电器构造1 1、断电器、断电器 接通和切断初级绕组的电路,使其电流发生接通和切断初级绕组的电路,使其电流发生变化,以便在次级绕组中产生高压电。变化,以便在次级绕组中产生高压电。触点闭合触点闭合触点断开触点断开活动触点活动触点固定触点固定触点凸棱凸棱2、配电器、配电器 将点火线圈产生的高压电按点火顺序分配给将点火线圈产生的高压电按点火顺序分配给各缸火花塞各缸火花塞。
14、中心电极中心电极分火头分火头侧电极侧电极分电器盖分电器盖3 3、电容器、电容器4 4、点火提前调节装置、点火提前调节装置 (1 1)离心点火提前调节装置)离心点火提前调节装置 凸轮凸轮拨板拨板分电器轴分电器轴弹簧弹簧重块重块托板托板销钉销钉(2 2)真空点火)真空点火提前调节装置提前调节装置 (3 3)辛烷值校正器)辛烷值校正器 二、点火线圈二、点火线圈 点火线圈把电源的低压电转变成火花点火线圈把电源的低压电转变成火花塞点火所需要的高压电。塞点火所需要的高压电。1 1、开磁路点火线圈、开磁路点火线圈:开磁路点火线圈采:开磁路点火线圈采用柱形铁芯,其上下两端没有连接在一起,用柱形铁芯,其上下两端
15、没有连接在一起,磁力线从空气中穿过。磁力线从空气中穿过。特点特点:产生高压电产生高压电稳定,但是磁稳定,但是磁路损失较大。路损失较大。2 2、闭磁路点火线圈、闭磁路点火线圈:闭磁路点火线圈的:闭磁路点火线圈的铁芯用铁芯用“口口”字形或字形或“日日”字形的铁片叠字形的铁片叠制而成。磁路闭合。制而成。磁路闭合。特点特点:形成闭合的磁路,减少磁通损失,提高次:形成闭合的磁路,减少磁通损失,提高次级电压。级电压。三、火花塞三、火花塞功用功用:将点火线圈产生的高压电引进然烧将点火线圈产生的高压电引进然烧 室,室,并在电极间产生电火花点燃可燃混和气。并在电极间产生电火花点燃可燃混和气。电极材料:电极材料:
16、多采用镍锰合金。多采用镍锰合金。结构:结构:中心电极,侧电极,绝缘体,接线螺中心电极,侧电极,绝缘体,接线螺母等母等电极间隙电极间隙中心电极中心电极侧电极侧电极电极间隙电极间隙指的是中心电极与侧电极之间的间隙。指的是中心电极与侧电极之间的间隙。电极间隙过小:电极间隙过小:火花微弱,火花微弱,并且容易因产生积碳而漏电;并且容易因产生积碳而漏电;电极间隙过大:电极间隙过大:所需的击穿所需的击穿电压增高,发动机不易启起电压增高,发动机不易启起动,且在高速时易发生动,且在高速时易发生“缺缺火。火。一般的电极间隙为:一般的电极间隙为:0.60.60.7mm0.7mm。火花塞绝缘体裙部越长,其受热面积越大
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