汽车电气设备构造与维修资源5

汽车电气设备构造与维修模块5汽油机点火系统5.1概述5.1.1点火系统的类型和发展过程5.1.2点火系统的基本要求5.2传统点火系统的组成及工作原理5.2.1传统点火系统的组成及作用5.2.2传统点火系统工作原理5.3传统点火系统主要部件的结构与原理5.3.1点火线圈5.3.2分电器5.3.3火花塞5.3.4其他5.3.5传统点火系统工作特性5.1概述5.1.1点火系统的类型和发展过程1.按照所供电源的不同分(1)磁电机点火系统19世纪80年代中期，德国发明了将低压磁电机替代电池作为点火电源，并利用机械方法断开装在燃烧室内触点的电源，产生电火花点火的装置并取得专利，这是汽车最基本的点火装置。(2)蓄电池点火系统1908年试制出了可靠完善的蓄电池点火装置，由蓄电池和发电机提供电源，并不断在改进控制形式，目前在广泛应用。2.按照控制方式的不同分(1)传统点火系统20世纪初出现的传统点火系统，指一次电路的通断由触点控制的点火系统，如图5-1所示。5.1.1点火系统的类型和发展过程图5-1传统点火系统(2)晶体管点火系统晶体管点火系统也称电子点火系统。5.1.1点火系统的类型和发展过程(3)计算机控制点火系统20世纪70年代末，微机控制点火时刻的电子控制系统开始使用，由计算机根据各种传感器输入的信号，经过运算和判断，控制点火的时间，如图5-3所示。3.按点火系统储存点火能量的方式分(1)电感储能式点火系统5.1.1点火系统的类型和发展过程图５-２晶体管点火系统5.1.1点火系统的类型和发展过程图５-３计算机控制点火系统5.1.1点火系统的类型和发展过程图5-4无分电器点火系统(2)电容储能式点火系统点火系统产生高压前从电源获取的能量以储能电容建立电场能量的方式储存。5.1.1点火系统的类型和发展过程图５-５电容储能电子点火系统的基本原理图5.1.1点火系统的类型和发展过程4.按点火信号产生的方式分类(1)磁感应式由分电器轴驱动的导磁转子转动，改变磁路磁阻，使感应线圈的磁通量发生变化而产生点火电压信号。(2)光电式由分电器轴驱动的遮光转子转动，通过阻挡和穿过发光二极管光线的变化，使光敏晶体管产生点火信号。(3)电磁振荡式由分电器轴驱动的耦合转子转动，通过振荡电路起振和不起振的变化，再经滤波电路滤波后而得到点火信号。(4)霍尔效应式由分电器轴驱动的触发叶片转动，通过霍尔元件能否接收到磁力线而产生的变化来产生点火信号。5.1.2点火系统的基本要求1.迅速产生足以击穿火花塞间隙的高电压2.电火花应具备足够高的能量3.点火时刻应适应发动机的各种工况【习题5.1】1.点火系统的作用是什么？2.简述点火系统的基本要求。3.点火系统按点火控制方式如何划分？4.火花塞上产生的电压高低与哪些因素有关？5.2传统点火系统的组成及工作原理5.2.1传统点火系统的组成及作用图5-6传统点火系统的组成传统点火系的组成主要有电源（蓄电池和发电机）、点火开关、点火线圈、附加电阻、分电器、电容器、火花塞、高低压线等，如图5-6所示。5.2.2传统点火系统工作原理图5-7传统点火系统工作原理图5.2.2传统点火系统工作原理①触点闭合，一次电流增长(第一阶段)。电路如图5-8所示，等效电路图如图5-9所示，为电阻、电感串联电路，电流逐渐增大，磁场能量增强，线圈中磁通量增大。图5-8一次电路闭合示意图图5-9等效电路图5.2.2传统点火系统工作原理②断电器触点断开，二次绕组产生高电压(第二阶段)。由于触点断开，一次电流迅速衰减、消失，磁通变化快，自感较大(约200～300V)，并向电容放电，如图5-10所示，等效电路图5-11所示。图5-10一次电路断开示意图图5-11等效电路图5.2.2传统点火系统工作原理③火花放电过程：正常情况，二次电流不用达到最大值即可击穿火花塞间隙，放电。此时火花塞电极形成通路(约1万伏)，电阻小(相对)，二次电流大；分布电容释放能量，时间短(1μs)，电流大(称“电容放电”)。此时，线圈内储存磁场能消耗一部分，剩余的磁场能沿着已电离形成的通路——火花塞间隙放电，电压低(约600V)，时间长(千分之几秒)，电流小(称“电感放电”)，这样，有利于提高点火性能。【习题5.2】1.传统点火系统工作过程经历了哪三个阶段？2.传统点火系统由哪些部分组成？5.3传统点火系统主要部件的结构与原理5.3.1点火线圈1.构造图5-12点火线圈外型示意图5.3.1点火线圈图５-１３点火线圈磁路ａ)开磁路点火线圈的磁路ｂ)闭磁路点火线圈的磁路1—磁力线2—铁心3—一次绕组4—二次绕组5—导磁钢片6—空气隙5.3.1点火线圈图5-14点火线圈接线柱形式5.3.1点火线圈图5-15开磁路点火线圈结构示意图5.3.1点火线圈图５-１6附加电阻3.闭磁路点火线圈2.附加电阻5.3.1点火线圈图5-17闭磁路点火线圈a)日字铁心磁路分布b)口字铁心磁路分布1—一次绕组2—二次绕组3—铁心3.闭磁路点火线圈5.3.1点火线圈图5-18闭磁路式点火线圈结构4.型号、规格5.3.2分电器图５-１９分电器结构1.断电器分电器总成由断电器、配电器、电容器和点火提前机构组成，其结构如图5—19所示。5.3.2分电器图5-20断电器1.断电器5.3.2分电器图５-２１触点间隙与闭合角a)触点开始分开b)最大间隙c)触点闭合5.3.2分电器图5-22配电器2.配电器5.3.2分电器3.点火提前调节装置(1)点火提前角汽油燃料以相当稳定的恒速燃烧，但是发动机内的混合气燃烧不是瞬时完成的，而有一个燃烧过程。(2)离心式点火提前调节机构离心式点火提前调节机构随发动机转速的变化而自动调节点火提前角，发动机转速越高，最佳点火提前角越大。5.3.2分电器图５-２３离心式点火提前调节机构5.3.2分电器图５-２４离心提前机构原理a)点火正时提前之前b)点火正时提前之后5.3.2分电器图５-２５离心提前机构工作特性5.3.2分电器(3)真空式点火提前机构真空式点火提前机构是随发动机负荷的大小而自动改变点火提前角的装置。图5-26真空式点火提前机构5.3.2分电器图５-２７真空提前机构的工作原理a)发动机负荷小b)发动机负荷大c)发动机怠速5.3.2分电器图５-２８真空提前机构的工作特性(4)辛烷值选择器辛烷值选择器的作用是根据燃油辛烷值的不同，由人工调节点火提前角，也称人工调节器。5.3.2分电器图５-２９电容器结构4.电容器5.3.2分电器5.国产分电器的型号、规格•FD•FD：分电器的拼音字母大写•第一格：缸数代号：2—双缸；4—四缸；几代表几缸•第二格：结构代号：1—无离心；2—无真空；3—拉偏心；4—拉圆心；5—拉外壳；7—特殊•第三格：改进型5.3.3火花塞1.火花塞的工作条件及要求1)应有足够的机械强度。2)足够的绝缘强度。3)耐高温，并能承受温度的剧烈变化。4)耐腐蚀性。5)密封性好。5.3.3火花塞图５-３0火花塞2.火花塞的构造5.3.3火花塞图５-３1火花塞传热路径图3.火花塞的热特性及类型5.3.3火花塞图5-32热型和冷型火花塞a)热型火花塞b)冷型火花塞5.3.4其他1.点火开关2.高压线图5-33高压线5.3.5传统点火系统工作特性1.发动机的转速和气缸数对二次电压的影响图５-３４不同转速时一次电流的上升情况5.3.5传统点火系统工作特性图５-３5气缸数不同时二次电压与转速的关系5.3.5传统点火系统工作特性图５-３6发动机的转速对二次电压的影响2.火花塞积炭对二次电压的影响5.3.5传统点火系统工作特性图５-３7火花塞积炭对点火能量的影响2.火花塞积炭对二次电压的影响5.3.5传统点火系统工作特性图５-３8火花塞积炭对二次电压的影响1—火花塞轻微积炭时2—火花塞较严重积炭时3—火花塞严重积炭时5.3.5传统点火系统工作特性3.电容对二次电压的影响图５-３9电容器对二次电压的影响5.3.5传统点火系统工作特性4.断电器触点的间隙图５-40断电器触点间隙5.3.5传统点火系统工作特性图５-41断电器触点间隙较大时5.其他因素影响5.3.5传统点火系统工作特性【习题5.3】1.影响点火二次电压的因素有哪些？2.何为火花塞的“自洁温度”？3.传统点火系统的基本组成是什么？1.了解汽车照明系统、信号系统及报警装置的构成。2.了解汽车照明系统、信号系统及报警装置的基本工作原理。3.掌握前照灯的安装及调整方法。4.掌握电喇叭的调整方法，掌握喇叭继电器的原理及检修。5.掌握汽车照明系统一般故障的判断及检测方法。