汽车点火系统.docx
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1、传统汽车点火系统分析摘要“汽车”这一名词在当今飞速发展的时代,有着举足轻重的位置。它已经成为了人们生活中的一部分,在我国汽车保有量越来越多,车型也越来越复杂。尤其是高科技的飞速发展,一些新技术、新材料在汽车上的广泛应用后,给汽车故障诊断与排除增加了一定难度。在现代汽油发动机中,气缸内的可燃混合气是采用高压电火花点燃的。为了在气缸中产生高压电火花,必须采用专门的点火装置,即点火系统。点火质量的高低直接影响发动机的性能,所以,点火系统是发动机最重要的系统之一。发动机许多常见故障都是点火时刻不准引起的,因此,在实际维修过程中,有很大比例的发动机故障是由于点火系统的故障引起的。汽车点火系统工作状况的好
2、坏,直接影响发动机的动力性和经济性。在汽车维修过程中,点火系统故障率相对较高。因此,本篇论文通过介绍常见的汽车点火系统故障诊断,并提出修理方法。汽车点火系统是点燃式发动机为了正常工作,按照各缸点火次序,定时地供给火花塞以足够高能量的高压电(大约1500030000V),使火花塞产生足够强的火花,点燃可燃混合气。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备,称为发动机点火系。为了适应发动机的工作,要求点火系能按照发动机的点火次序,在一定的时刻,供给火花塞以足够能量的高压电,使其两极间产生电火花,点燃混合气,使发动机做功。关键字: 火花塞 分电器 点火线圈第一章 发动机点火系统的发展汽油机点火系统的
3、基本作用是准时给需要点火的气缸提供一个电火花,以点燃可燃混合气。气缸点火必须按照定的顺序,根据发动机的转速和负载条件在准时的瞬间进行点火。所有的汽油机点火系统的工作原理基本相同,即在点火线圈初级电路中的电流突然切断时,次级电路产生很高的电压,是火花塞产生电火花。早期汽油机汽车点火是由磁电机种直流发电机,它也能产生高压电火花。磁电机与种比较原始的分电器相连。适时地将电火花送给需要点火的那个气缸的火花塞。这些汽车通常没有我们今天所说的电器设备,没有蓄电池、发动机,也没有车身线路。随着单触点组和单个点火线圈的点火系统问世,以及在汽车上采用蓄电池和起动机之后,汽车电器变得比较简单和便宜了。蓄电池的电流
4、通过团合电流初级绕组,当触点打开时,在次级绕组中产生高压电,分电器按点火顺序将高压电适时地分配给需要点的火花塞,这就是我们所说的传统的蓄电池点火系统。断电器触点式点火系统主要缺点是触点,由于机械和电气方面的原因,容易磨损。为了消除该系统在电气方面存在的缺点,早期采用触点半导体点火系统。在这些晶体管化的点火系统中,仅有很小的电流流过触点,此触点仅用来给晶体管发出信号,使其通断点火线圈初级电路中的电流。有触点电子点火系统,虽然部分解决了触点烧烛的现象,并没有根本消除这一问题,为了彻底解决触点绕烛的现象,于导产生了无触点电子点火系统。它和触点点火系统所起的作用相圆。总的来说,两种点火系统中分电器的作
5、用是相同的,其分火头。分电器盖。高压线和火花基的工作情况都一样,只不过传统的点火系统有触点,电子点火系统采用传感器加上点火模块。二者完成的任务相同,即在某一气缸需要点火的瞬时, 断开初级绕组的申路,使次纽绕组产生并提供高压申。无论电子点火还是传统的蓄申池点火,都依靠分申器的机械装置来想前或推进点火时间。时间久了机械装置就会磨损,这样就会导致点火提前角度不准确。为了解决这个问题。微机控制点火系统应运而生,微机控制点火系统去掉了分申器中的高心式和真空式点火想前调节装置。发动机的点火正时不是由分申器进行调节,而是由电子控制器来控制。分电器的唯一任务只是把次级电压从点火 线圈配送给火花塞。第二章点火系
6、统2.1点火系统的分类(1)传统蓄电池点火系统以蓄电池和发动机为电源,借点火线圈和断电器的作用,将电源提供的12V的低电压直流电转变为高压电再通过分电器分配到各缸火花塞,使火花塞两电极之间产生电火花,点燃可燃混合气。(2)电子点火系统以蓄申池和发动机为电源,借点火线圈和由半导体器件(晶体三极管)组成的点火控制器将电源供给的低申压转变为高电压,再通过分申器分配到各缸火花塞,使火花塞两申极之间产生电火花点燃可燃混合气。(3)磁电机点火系统由磁电机本身直接产生高压电,不需另设低压电源。与传统蓄申池点火系统相比,磁电机点火系统在发动机中、高转速范围内,产生的高压电较高,工作可靠。但在发动机低转速时,产
7、生的高压电较低,不利于发动机启动。(4)微机控制点火系统以蓄电池和发动机为电源,借点火线圈将电源的低压申转变为高压电,再由分电器将高压电分配到各缸火花搴,并由微机控制系统根据各种传威器提供的反映发动机工况的信息,发出点火控制信号,控制点火时刻,点燃可燃混合气。它还可以取消分电器,由微机控制系统直接将高压电分配给各缸。2.2传统点火系统以上图为示,传统点火系统是机械式点火系统,工作过程是由曲轴带动分电器轴转动,分电器轴上的凸轮转动,使点火线圈次级触点接通与闭合而产生高压电。接通点火开关,起动发动机。发动机开始工作。断电器的凸轮在发动机的占轮轴的的驱动下不断旋转,凸轮望转时交普地使断电器的触点断开
8、和闭合。当斯电器触点闭合时,接通了点火线圈初级绕组的电路,叩初缓电路,又称低压电路。液魁初缓电路的电流,称为初级的电流,其路径是:蓄电池正极点火开关附加电阻点火线圈一 次绕组 断电器触点搭铁蓄电池负极。如下图触电闭合状态图所示。高压电路:触点打开,切断低压电路,-次绕组中的电流i迅速下降,使铁心中的磁场也迅速减弱,在二次绕组;中感应出高压电动势,由于一次电流和磁场迅速降低,二次绕组匝数多,二次绕组中感应电动势可达1520 kV(二次高压),击穿火花塞间隙.产生电火花,点燃可燃混合气。二次电流i2流过的电路称为二次电路或高压电路。高压电路的回路为:点火线圈二次绕组附加电阻点火开关 电流表蓄电池正
9、极 蓄电池负极搭铁 火花塞旁电板火花塞中心电极 分高压线 配电器旁电极 分火头中心高压线一点火线圈的二次绕组 。这个点火高压电通过分申器轴上的分火头,根据发动机工作要求按顺序送到各个气缸的火花奉上,火花寨发出电火花点燃燃烧室内的气体。分电器壳体可以手动转动来调节基本的点火提前角(即怠速运转时的点火提前角),同时还有真空提前装置,它根据进管内真空度的变化提供不同的提前角。2.3传统点火系主要部件的构造及作用(1) 点火线圈作用: 将电源提供的12V低压电转变成能击穿火花察电极同像的高压电。构造:点火线圈是利用电磁感应原理制成的。点火线圈按其砸路结构形式的不同,一般分为开磁路式和闭磁路式两种。开磁
10、路点火线圈点火线圈按冷却方式的不同分为沥青式和油漫式;按有无附加电阻分为带附加电用和不带附加电阻型;按接线柱的多少分为两接线柱式和三接线柱式。下图为开磁路式点火线圈的内部结构。点火线质主要由铁心初级绕组、次极绕组、胶木盖、瓷座、接线柱和外壳等组成为了减少涡流和磁路损失,铁心由若干层涂有绝缘漆的硅钢片叠成。包在硬纸做成的绝缘套管内。套管外面有用直径为0.060.10mm的漆包线分层绕制的次极绕组,绕组质数为100026000面。每层绕组之间都用绝缘纸隔开,最外层的绝缘纸层数较多。再用同样方法将初级的绕组绕在次极绕组的外边。初级的绕组因通过的电流较大。所以一般用0.51.0mm的漆包线绕制,五数约
11、为230380匝:绕组绕好后在真空中慢以石端和松香的混合物,以增强绝缘性。外壳与绕组之间装有导磁用的钢套。钢套作用是减小磁乳,井使初级烧组的热量易于散出。两个绕组连同铁心没责石端和松香的湿合物后装入外壳中,井支于瓷质绝缘座上。为加强绝缘防止潮气漫入,利于散热,在外壳内填病沥青或变压器油,前者称为干式点火线圈。后者称为油漫式点火线圈。点火线圈上端装有胶木盖,用开密封点火线圈内部,并可防止高压电击穿刺激绕组的绝缘层,向外壳放电。点火线匪的胶木盖上装有与点火开关,分电器连接的低压接柱。两接柱点火线圈的低压接柱上分别标有“+”、-标记。三接柱点火线画的低压接柱上分别标有“开关”、“+开关一-“标记,并
12、在“开关”和”+开关接柱上接有附加电用。胶木盖的中央是高压线查座。周围较高,以防高压电在接柱间放电。点火线圈的初级绕组两端分别接+”(或开关)和接线柱,次极绕组的嘴接初级绕组,另嘴接高压插座。闭磁路点火线闭磁路点火线圈和开磁路点火线圈相比,其铁心不是条形的,而是“日”字形或“口字形。铁心磁化后,其磁感应线经铁心构成闭合磁路。如下图所示。由于闭磁路点火线圈漏磁小,磁路的磁阻小,能量损失小,所以能量转换率高达75%,因此称高能点火线圈。面开磁路点火线圈的能量转换率只有60%。另外,由于闭磁路的铁心导磁能力强,可在较小的磁动势下产生较强的磁场。因而能有效地减少线圈须数。使点火线圈小型化。其体积小。可
13、直接装在分电器上,不仅结构紧凑,井可有效地降低次极电容。故在无触点半导体点火系中广泛使用下图为闭磁路点火的结构,它由E字形的硅钢片叠成,绕组是绕在E中形钢片的中间的-指上,初级绕组在里边,次级绕组在初级绕组的外面,外面用环氧树脂密封,取消了金属外壳。这样易于散热。(2) 附加电阻作用:减小低速时的初级电流,防止点火线圈过热,改善高速时点火特性。点火线圈用加电限般用直径0.4mm左右的低质钢丝、镍格丝或纯镍丝。绕成螺旋管形,夹在两块破板之间,用螺检固定在点火线圈的安装保持架上,在常温20?C时,限值般为1.251.80.附加电阻是热敏电阻,当电用上流过的电流大,使温度开高时,其跟值随之变大:当电
14、阻上液过的电液变小使温度降低时,其阻值随之变小。(3)点火开关作用:控制点火系低压电路的通断,即控制其是否有电流通过。(4)分电器作用:主要由断电器、配点器、点火提前机构和电容器组成。断电器的作用是在发动机凸轮轴带动下,控制低压电路的通断;配电器的作用是按点火顾序将高压电分送至各缸火花塞;点火提前机构的作用是调整点火时间; 电容器的作用是减小断电器触点火花,提高点火线圈次极高压,保护断电器。结构:分电器又称断电配电器,壳体一般由铸铁制成。下部压有石量青铜村套,分电器轴由凸轮轴驱动分电器轴在村套内旋转,用油杯进行润滑。分电器由断点器、配点器、电容器、离心点火提输结构真空点火提前机构和辛院值选择器
15、等构件组成。断电器由新电器庭板,固定触点及支架、活动触点及触电臂、压簧和凸轮轴等组成。安装在分电器壳体内部的上方。断点器触点(俗称“白金”)由坚硬而耐高温的码合金制成,其中固定触点固定在托板上,由偏心调整螺钉调整其位置,并用家固螺钉固定活动庭板上。活动触点装在活动触点臂的端臂的另一端有孔,绝缘地套在销轴上,使活动触点与壳体绝缘,井经片状弹簧与绝缘接线柱相连通。在触点臂的中部固定着夹布胶木顶块,靠片羹簧压紧在断点凸轮上。两触点断开时的最大问职称为触点问题。般为0.35-0.45mm.凸轮为钢质整体,上部星正多边形,凸轮的边数等于发动机的气缸教,下都星长方形。长方形技板上有两个对称长孔,套装在离心
16、点火提前机构两个离心重块的销头上,通过离心重块由分电器轴驱动。对四种程发动机面言。发动机曲输与分电器轴的转速比为2:1,即曲舶转两圈,分电器输转圈所有缸各点火一次。配电器由分火头,分电器盖组成。分电器盖用胶木粉在钢膜中加热压制而成。具有良好的耐高压电和耐热性能。盖内网围有与发动机气缸数相同的旁电板。它们和盖上的旁电板插孔相通,插孔用来安插分缸高压线。盖的中同有中央高压线插孔,在孔中有中心电极、弹黄和碳精柱,赢精柱弹性地压在分火头的导电片上,分电器盖用两个弹性夹固定在分电器壳体上.分火头由胶木制成,其顶部为一导电钢片,分火头装于新电器凸轮的顶端。当其装转时,其上的导电片在距高电板0.250.8m
17、m的问题处掠过。当断电器触点张开时,导电片对准盖内某旁电极,高压电便由中心电极经带弹簧的碳精柱。导电片跳到旁电极,再经分缸高压线送到火花塞,由于高压从分火头导电片向旁电极跳火时产生电火花。会对无线电产生干扰。因此。有的分火头内装置有几千欧姆的眼尼电阻或在分火头尖嘴熔着一种特殊陶瓷。以掉制对无线电的干扰。电容器电容器并联在断电器触点两端。点火提前机构点火提前机构包括离心提前机构、真空提前机构和辛烷值选择三部分。(5)火花塞作用:产生电火花。结构:火花塞主要由中心电极、侧电极、绝缘瓷体,壳体、导电玻璃导电金属杆、紫铜广整圈和密封热圈等组成。结构如下图所示在钢质壳体内部固定有高氧化铝陶态绝缘体,在绝
18、续体中心孔的上部有金属杆,杆的上端有接统螺母,用来接高压导线。下部有中心电极,金属杆与中心电极之间用导电玻璃密封,钢质内垫圈起密封和导热作用。壳体的上部有便于折装的六方,下有螺纹以备拧装在发动机气缸盖内,并采用了氧化处理或其他防锈镀层,以提高其耐腐蚀性。壳体的下端面固定有弯曲的例电极。火花塞装入火花塞孔时,需加多层密封垫圈或网包石棉垫器人保证密封。中心电极用镍锰合金钢制成,具有良好的高导电、导热性,并具有很强的面高温。批学腐蚀和抗氧化性能,有较长使用寿命。火花塞的申极间陳一般为 0.70.9mm.近年来为活用发动机排气净化的要求,利用稀混合“燃烧”火花塞间隙有增大的趋势,有的已增大到1.01.
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