点火系统各主要零部件的结构

-89-第周教案项目项目二、PASSAT发动机故障检测任务任务1：PASSAT发动机的基本构造与原理子任务子任务3点火系统课题点火系统的组成及工作过程课时安排4课时第1﹒2课时点火系统的组成及工作过程理实一体化第3﹒4课时点火系统各主要零部件的结构理实一体化教学目标知识目标了解PASSAT发动机点火系统主要零部件的结构和作用。能力目标正确认识PASSAT发动机点火系统主要零部件的结构与作用情感目标培养学生接受新事物的能力教学重点PASSAT发动机点火系统主要零部件结构教学难点PASSAT发动机点火系统分电器和火花塞的结构教具PASSAT发动机实训台4台教学方法讲授、讨论教学过程（第1﹒2课时）授课班级14级汽修（1）班授课日期2014年月日第节教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配组织教学新课导入新课讲授一、组织教学，清点人数1.检查学生出勤情况和上课准备情况。2.准备上课物品。3.强调课堂纪律。二、新课导入上节课我们共同学习了PASSAT电控汽油发动机点火系统，掌握了点火系统的组成及工作过程。发动机要正常点火，需要具备一定的执行元件来担此重任。那么，这节课我们共同学习一下电控汽油发动机的点火系统的主要执行元件的结构。三、新课讲授（一）点火线圈通常的点火线圈里面有两组线圈，初级线圈和次级线圈。初级线圈用较粗的漆包线，通常用0.5-1毫米左右的漆包线绕200-500匝左右；次级线圈用较细的漆包线。初级线圈一端与车上低压电源（+)联接，另一端与开关装置（断电器）联接。次级线圈一端与初级线圈联接，另一端与高压线输出端联接输出高压查看上课情况教师设计教学情境口头报告学生紧跟教师思维思考2〞3〞-90-新课讲授电。点火线圈依照磁路分为开磁式及闭磁式两种。传统的点火线圈是用开磁式，其铁芯用0.3毫米左右的硅钢片叠成，铁芯上绕有次级与初级线圈。闭磁式则采用形似Ⅲ的铁芯绕初级线圈，外面再绕次级线圈，磁力线由铁芯构成闭合磁路。闭磁式点火线圈的优点是漏磁少，能量损失小，体积小，因此电子点火系统普遍采用闭磁式点火线圈。（二）分电器分电器由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等组成，如上图所示。分电器处理多项工作。第一项工作是将高压从线圈分配到正确的气缸。这由盖子和转子完成。线圈连接到转子，转子在盖子内转动。转子转过每个气缸的触点。当转子的尖端经过每个触点时，线圈产生高压脉冲。脉冲击穿转子和触点之间的间隙（它们不真正接触），然后继续通过火花塞线，到相应气缸的火花塞上。汽油机点火系统中分电器按气缸点火次序定时地将高压电流传至各气缸火花塞的部件（见图）。在蓄电池点火系统中,通常将分电器和断电器做在同一轴上,并由配气凸轮轴驱动。它还带有点火提前角调整装置和电容器等。断电器的断电臂用弹簧片使触点闭合，用断电凸轮使触点开启，开启间隙约为0.30～0.45毫米。断电凸轮的凸起数与气缸数相同。当触点开启时，分电器的分电臂正好对准相应的侧电极，感应产生的高压电由次级线圈经过分电臂、侧电极、高压导线传至相应气缸的火花塞。使用不同辛烷值的汽油时，可手动调整初置点火提前角。当内燃机转速上升时，离心式点火提前角调节装置使点火提前，反之则点火后延。内燃机负荷降低时，进气总管中的真空度加大，通过连接管传到真空式点火提前角调节装置，使点火提前。这样的调节可以保证内燃机在适当的点火提前角下运转。在磁电机点火系统中，通常将断电器等做在磁电机上，构成一个整体。1.断电器断电器的功用是周期地接通和切断点火线圈初级绕组的电路，使初级电流和点火线圈铁心中的磁通发生变化，以便在点火线圈的次级绕组中产生高压电。断电器是由一对钨质的触点和断电器凸轮组成的。断电器凸轮的凸棱数与发动机气缸数相等。凸轮轴通过离心点火提前调节器与分电器轴相连。分电器轴由发动机的曲轴通过配气凸轮轴上的齿轮驱动，其转速与配气凸轮轴的转速相等，为曲轴转速的一半（四冲程发动机）。2.配电器配电器用来将点火线圈中产生的高压电，按发动机的工作次序轮流教师边讲解边进行知识拓展，关键知识点重点强调学生按照教师的讲解和指导学习30〞-91-新课讲授课堂小结作业布置分配到各气缸的火花塞。它主要由胶木制成的分电器盖和分火头组成。分电器盖上有一个深凹的中央高压线插孔，以及数目与发动机气缸数相等的若干个深凹的分高压线插孔，各高压线插孔的内部都嵌有铜套。分火头套在凸轮轴顶端的延伸部分，此延伸部分为圆柱形，但其侧面铣切出一个平面，分火头内孔的形状与之符合，借此保证分火头与凸轮同步旋转，并使分火头与分电器盖上的旁电极保持正确的相对位置。3.电容器电容器安装在分电器的壳体上，发动机点火系统所用的电容器一般均为纸质电容器。其极片为两条狭长的金属箔带，用两条同样狭长的很薄的绝缘纸与极片交错重叠，卷成圆筒形，在浸渍蜡绝缘介质后，装入圆筒形的金属外壳4中加以密封。一个极片与金属外壳在内部接触，另一极片与引出外壳的导线连接。电容器外壳固定在分电器外壳上搭铁，使电容器与断电器触点并联。4.点火提前调节装置为了实现点火提前，必须在压缩行程接近终了，活塞到达上止点之前便使断电器触点分开。从触点分开到活塞到达上止点这段时间越长，曲轴转过的角度越大，即点火提前角越大。因此，调节断电器触点分开的时刻，即改变触点与断电器凸轮或断电器凸轮与分电器轴之间的相对位置，便可以调节点火提前角，调节点火提前角的方法有两种，一是保持触点不动，将断电器凸轮相对于分电器轴顺旋转方向转过一个角度θ,凸轮提前将触点顶开，使点火提前。凸轮相对于轴转过的角度越大，点火提前角越大。另一种调节方法是凸轮不动(不改变凸轮与轴的相对位置)，使断电器触点相对于凸轮逆着旋转方向转过一个角度θ,也可使点火提前。触点相对于凸轮转过的角度越大，点火提前角越大。离心点火提前调节装置：发动机工作时，它利用改变断电器凸轮与分电器轴之间的相对位置的方法，在发动机转速变化时自动地调节点火提前角。、发动机工作时，当曲轴的转速达到200～400r/min(开始转速因车型而不同)后，重块的离心力克服弹簧拉力的作用向外甩开。此时，两重块上的销钉推动拨板连同凸轮，顺着旋转方向相对于分电器轴转过一个角度，将触点提前顶开，点火提前角加大。随发动机转速升高，点火提前角不断加大。（三）火花塞火花塞（sparkplugs），俗称火嘴。它的作用是把高压导线（火嘴线）送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞两电极间空气，产生电火花点燃气缸内的混合气体。高性能发动机的基本条件：高能量稳定的火花、混合均匀的混合气、高压缩比。1.汽车火花塞的功能和作用火花塞的作用是把点火线圈产生的高压电（1万伏特以上）引入发动机气缸，在火花塞电极的间隙之间产生火花点燃混合气。火花塞的工作环境极为恶劣，以一台普通四冲程汽油机的火花塞为例，在进气冲程时温度只有60℃，压力90KPa；而在点火燃烧时，温度会瞬间上升至3000℃，压力达到教师边讲解边进行知识拓展，关键知识点重点强调教师小结并布置作业学生按照教师的讲解和指导学习学生听教师小结查缺补漏30〞5〞-92-4000KPa；这种急冷急热的交替频率很高，不是一般材料所能应付得了，还要保证绝缘性能，因此对火花塞的材料要求也就很苛刻了。火花塞关键部分是绝缘体，如果绝缘体不起作用，高压电就会“抄小路”而不经两极入地，造成无火花现象。火花塞的绝缘体必须要有良好的机械性能和耐高电压、耐高温冲击，耐化学腐蚀的能力，普通火花塞多采用以氧化铝为基础的陶瓷做成。火花塞的尺寸是全世界统一的，任何汽车上都可以通用，但由于汽油发动机类型有区别，因此火花塞也会分有二种基本类型，冷型和热型。冷型与热型是相对而言，它反映了火花塞的热特性性能。火花塞要有适当的温度才能工作良好，没有积炭才能工作正常。实践证明火花塞绝缘体保持在500－600℃温度时，落在绝缘体上的油滴能立即烧去不会形成积炭，高于这个温度会早燃，低于这个温度有积炭。在不同发动机上的温度会不一样，设计者就利用绝缘体裙部的长度来解决这个矛盾。2.火花塞的种类按照热值高低来分，有冷型和热型；绝缘体裙部短，受热面积小，传热距离短，散热容易，因此裙部温度低些，称为冷型火花塞，适用于高速高压缩比的大功率发动机；有些绝缘体裙部长的火花塞，受热面积大，传热距离长，散热困难，裙部温度高，称为热型火花塞，适用于中低速低压缩比的小功率发动机。按照电极材料来分，有镍合金、银合金和铂合金等；常用火花塞的类型大体上有如下几种：（1）标准型火花塞：其绝缘体裙部略缩入壳体端面，侧电极在壳体端面以外，是使用最广泛的一种。（2）绝缘突出型火花塞：绝缘体裙部较长，突出于壳体端面以外。它具有吸热量大、抗污能力好等优点，且能直接受到进气的冷却而降低温度，因而也不易引起炽热点火，故热适应范围宽。（3）细电极型火花塞：其电极很细，特点是火花强烈，点火能力好，在严寒季节也能保证发动机迅速可靠地起动，热范围较宽，能满足多种用途。（4）锥座型火花塞：其壳体和旋入螺纹制成锥形，因此不用垫圈即可保持良好密封，从而缩小了火花塞体积，对发动机的设计更为有利。（5）多极型火花塞：侧电极一般为两个或两个以上，优点是点火可靠，间隙不需经常调整，故在电极容易烧蚀和火花塞间隙不能经常调节的一些汽油机上常常采用。（6）沿面跳火型火花塞：即沿面间隙型，它是一种最冷型的火花塞，其中心电极与壳体端面之间的间隙是同心的。此外，为了抑制汽车点火系统对无线电的干扰，又生产了电阻型和屏蔽型火花塞。电阻型火花塞是在火花塞内装有5-10kΩ的电阻，屏蔽型火花塞是利用金属壳体把整个火花塞屏蔽密封起来。屏蔽型火花塞不仅可以防止无线电干扰，还可用于防水、防爆的场合。（四）点火控制器点火控制器是发动机控制系统的执行器，其作用是根据微机发出的指令信号，通过内部大功率三极管的导通与截止-93-来控制点火线圈初级绕组电路的通断，使点火线圈产生高压电。能够实现对自动点火,火焰指示,熄火报警,信号传送工作自动.点火模块具有体积小,重量轻,点火强,反应灵敏等特点,可广泛用于各种工业对气体或液体所产生的火焰进行监测,熄火保护。各型发动机点火器的内部结构各不相同，有的发动机并不配置点火器，大功率三极管直接设在电子控制器ECU内部；有的点火器只有一只达林顿三极管，仅起开关作用，其它电子控制元件则与电子控制器制成一体；有的点火器除开关作用外，还有恒流控制、闭合角控制、气缸判别、点火监视等功能。点火控制器取代了传统点火系统中断电器的触点，将点火信号发生器输出的点火信号整形、放大，转变为点火控制信号，控制点火线圈初级绕组中电流的通、断，以便在次级线圈的绕组中产生高压电，供火花塞点火。点火控制器的基本电路包括整形电路、开关信号放大电路、功率输出电路等。（五）点火信号发生器将非电量转换为电量的传感器，它通过一定的方式将汽车发动机曲轴转过的角度或活塞在气缸的位置转换成相应的电脉冲信号，最后送到电子控制器中，控制初级电路的通断，产生点火信号。信号发生器通常安装在分电器内部，常用的信号发生器有电磁感应式、霍尔式和光电式三种。四、课堂小结教师按照本节课理实一体化学习内容进行本节课的学习小结。五、作业布置1.火花塞的作用是什么？它有哪些类型？2.简单说说分电器各部分的作用。板书设计（一）点火线圈（二）分电器1.断电器2.配电器3.电容器4.点火提前调节装置（三）火花塞1.汽车火花塞的功能和作用2.火花塞的种类（四）点火控制器（五）点火信号发生器教学反思教案批阅