84汽车构造

汽车构造2020/2/62简介•汽油发动机工作时，吸入气缸中的可燃混合气在压缩行程终了时靠电火花点燃，使混合气燃烧产生强大的动力，推动活塞向下运动使发动机工作。•在火花塞的两个电极之间加上直流电压，当电压增长到一定值时，火花塞两电极间的间隙被击穿所需要的电压，称为击穿电压。击穿电压的数值与电极间的距离（火花塞间隙）、气缸内的压力和温度有关。电极间隙越大、缸内压力越高、温度越低，则击穿电压越高。为了使发动机在各种工况下均能可靠的点火，作用在火花塞间隙的电压应能达到15~20kV。•为了适应发动机的工作，要求点火系能在规定的时刻，按发动机的点火次序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，使发动机工作。2020/2/63•（1）传统点火系以蓄电池或发动机为电源，提供12V、24V或6V的低压直流电，借点火线圈和断电器将低压电转变为高压电，再经过配电器分配到各缸火花塞，点燃混合气。•（2）半导体点火系它也以蓄电池和发电机为电源，由点火线圈和半导体三极管的作用，将电源的低压电转变为高压电，是目前国内、外汽车上广泛应用的点火系。•（3）微机控制的点火系由点火线圈和微机控制装置产生的点火信号，将电源的低压电转变为高压电。它还可以进一步取消分电器，由微机系统直接进行高压电的分配，是现代最新型的无分电器点火系。微机控制的点火系广泛应用于各种高级轿车上。•（4）磁电机点火系它由磁电机内的永久磁铁和电磁线圈的作用产生高压电，而不需要另设低压电源。在发动机中等转速和高转速范围内，可以产生较高的高压电，使发动机工作可靠。磁电机点火系多用于主要在高速、满负荷下工作的赛车发动机，以及某些不带蓄电池的摩托车发动机和大功率柴油机的起动发动机上。2020/2/64负极搭铁•汽车发动机的点火系与汽车的其它电器设备一样，采用单线制连接，即电源的一个电极用导线与各用电设备的一个电极相连，而电源的另一个电极则通过发动机的机体、汽车车架和车身等金属构件与各用电设备的另一个电极相连，称为搭铁，其性质相当于一般电路中的接地。•因为热的金属表面比冷的金属表面容易发射电子，发动机工作时，火花塞的中心电极较侧电极温度高，因而电子容易从中心电极向侧电极发射，使火花塞间隙处离子化程度高，火花塞容易跳火，击穿电压可降低15%~20%。因此，无论汽车的电系采用正极搭铁还是负极搭铁，点火线圈的内部连接或外部连接，均应保证点火瞬间火花塞中心电极为负，即火花电流应从火花塞的侧电极流向中心电极。•由于电子设备在汽车上的广泛应用，目前国内、外汽车几乎都采用负极搭铁。2020/2/65第一节传统点火系的组成•传统点火系的组成如图10-1所示。它由下面几部分组成：（1）点火线圈（2）分电器（3）火花塞——由中心电极和侧电极组成，安装在发动机的燃烧室中，用来将高压电引入燃烧室，并提供一个跳火间隙。（4）电源——点火系工作时所需要的电能，由蓄电池和发电机两个电源供给。（5）点火开关（6）高压导线2020/2/662020/2/672020/2/68第二节点火系的工作过程•图10-3是点火系的工作示意图。•点火线圈一次绕组的一端经点火开关3与蓄电池相连，另一端经分电器壳上的接线柱接断电器的活动触点臂，固定触点经过分电器壳体接地。电容器6并联在断电器触点之间。2020/2/69第三节点火时刻•发动机工作时点火时刻对发动机的性能有很大影响。2020/2/610点火提前角•提前点火的角度，称为点火提前角。即火花塞间隙跳火时曲轴的曲拐所在位置，与压缩行程终了活塞到达上止点时曲拐位置之间的夹角。•发动机工作时最佳的点火提前角不是固定值，它随很多因素而改变。影响点火提前角的主要因素是：1.发动机的转速2.混合气的燃烧速度——混合气的燃烧速度又与混合气的成分、发动机的结构（燃烧室的形状、压缩比等）及其它一些因素有关。3.所用汽油的抗爆性2020/2/611点火线圈•点火线圈是用来将电源的低压电转变为高压电的基本元件。它由一次绕组、二次绕组和铁心等组成。•常用的点火线圈分为两种形式：1.开磁路点火线圈2.闭磁路点火线圈第四节传统点火系主要元件的结构2020/2/6122020/2/6132020/2/614分电器•图10-8所示为FD642型分电器的构造。•分电器由下面几部分组成：1.断电器2.配电器3.电容器4.点火提前调节装置2020/2/6152020/2/6162020/2/6174.点火提前调节装置•为了实现点火提前，应在活塞到达压缩行程上止点之前，就使凸轮将断电器触点顶开。从断电器触点分开、火花塞间隙跳火时的曲轴的曲拐所在的位置，到活塞到达上止点时曲拐所转过的角度越大，则点火提前角越大。因此，改变断电器触点分开的时刻，即可以改变点火提前角。•实现点火提前调节的方法有两种，一是断电器触点不动，将断电器的凸轮相对于分电器轴，顺着旋转方向转过一个角度，改变触点与凸轮之间的相对位置，可以使点火提前角增大，如图10-11b所示；另一种方法是保持断电器凸轮不动，将断电器的底板连同触点，相对于断电器凸轮及分电器轴，逆着旋转方向转过一个角度，改变触点与凸轮之间的相对位置，也可以使点火提前角增大，如图10-11c所示。图10-112020/2/6182020/2/619（1）离心式点火提前角调整装置2020/2/620（2）真空点火提前调节装置•在发动机负荷（即节气门开度）变化时，该装置自动地调节点火提前角。它用改变断电器触点与凸轮之间相位关系的方法，在发动机负荷增大时自动地减小点火提前角。其工作原理如图10-13所示。•真空点火提前调节装置位于分电器外壳的侧面，调节装置的外壳3固定在分电器的外壳上。其内腔被膜片7分割成两个气室，左气室通大气，右气室为真空室，借真空连接管接到化油器下体节气门旁的专用通气孔上。拉杆8固定在膜片的中央，另一端有孔，套在断电器底板的销钉上。2020/2/6212020/2/622（3）点火提前角的手动调节•为了适应燃油品质变化或发动机技术状况变化时，改变点火提前角的要求，可以旋松分电器总成的固定螺钉，将分电器的外壳相对于分电器轴，顺着凸轮旋转方向（减小点火提前角）或逆着凸轮旋转方向（增大点火提前角）转动，以改变点火提前角。•为了在调整时能看到调整的角度，有些分电器的下部还装有指针和刻度盘，可以指示分电器壳体转过的角度。为辛烷值选择器。2020/2/6232020/2/624火花塞的类型•无论哪一种类型发动机的火花塞，其绝缘体裙部的温度都应保持在自净温度的范围内。但随着各种发动机气缸中的热状况的不同，可以采用不同的火花塞：（1）冷型火花塞（图10-19a）——具有高压缩比的高速发动机，燃烧过程中气缸内气体温度高，散热慢，为了保持火花塞绝缘体裙部温度适宜，火花塞的裙部应做得短些，以减少吸热面积和缩短散热途径。这种绝缘体裙部短的火花塞，称为冷型火花塞；（2）热型火花塞（图10-19c）——用于低压缩比且转速比较低的发动机上的火花塞，其绝缘体裙部应做得长些，使裙部吸收热量较多而传热较慢。这种火花塞称为热型火花塞；（3）普通型火花塞（图10-19b）——裙部长度介于上面两种火花塞之间的火花塞；火花塞中心电极与侧电极之间的间隙应适当。目前，传统点火系火花塞的间隙一般为0.6~0.8mm.。2020/2/625第五节电子点火系•传统点火系存在很多缺点。近年来，汽车向多缸、高速方向发展，同时人们力图通过改善混合气的燃烧状况来减少排气污染，以及燃用稀混合气以达到节约燃油的目的。这些都要求点火装置能够提供足够的二次电压、火花能量和最佳的点火时刻。现行点火装置已不能适应这一要求。采用电子点火系可以提高发动机的动力性、经济性，并减少排气污染，在国内、外汽车上已得到广泛应用。•目前使用的半导体点火系，分为两种类型：一、触点式电子点火系二、无触点电子点火系二者的比较2020/2/626传统点火系电子点火系（1）断电器触点分开时，在触点之间产生火花，使触点逐渐氧化、烧蚀，因而断电器触点的使用寿命短；（2）在火花塞积炭时，因火花塞漏电而二次电压升不上去，不能可靠地点火；（3）点火线圈产生的高压电随发动机转速的升高和气缸数的增多而下降；（1）可以改善发动机的高速性能；（2）在火花塞积炭时仍有较强的跳火能力；可以减小触点火花，延长触点的使用寿命；（3）可以取消触点进一步改善点火性能；2020/2/627工作原理•图10-21是触点式电子点火装置的工作原理。它将一只高反压的晶体三极管串联在点火线圈的一次电路中，控制一次电路的通断。断电器的触点串联在三极管的基极电路中，用触点开闭时产生的点火信号控制三极管的导通与截止，从而控制点火系统的工作。图中电阻R1、R2是三极管的偏置电阻，用来控制三极管的基极电流。电容器C的作用是使触点分开瞬间一次绕组中产生的自感电压旁路，防止三极管VT在截止时被自感电压损坏。2020/2/628二、无触点电子点火系•无触点电子点火系，简称无触点点火系。它利用各种类型的传感器代替断电器的触点，产生点火信号，控制点火系的工作。因此，在点火系工作时，与触点有关的故障都不可能发生。•无触点点火系一般由传感器、点火控制器、点火线圈、配电器、火花塞等组成。•国内、外汽车上使用的无触点点火装置，按所使用的传感器形式不同分为：1.磁脉冲式2.霍尔效应式3.光电式2020/2/6291.磁脉冲式无触点点火装置•无触点式电子点火系统的组成如图10-22所示，主要由点火信号发生器(传感器)3.点火控制器4、点火线圈5、分电器2、火花塞1等组成。2020/2/630（1）传感器•磁感应式点火信号发生器是依靠电磁感应原理制成的。它一般安装在分电器的内部，由信号转子和感应器两部分组成，如图10-24所示。信号转子6由分电器轴驱动，其转速与分电器轴相同;感应器固定在分电器底板上，由永久磁铁5、铁心4和绕在铁心上的传感线圈3组成。2020/2/631•当转子旋转时，转子凸齿与线圈铁心之间的空气间隙不断地改变，穿过线圈铁心中的磁通也不断地变化。根据电磁感应原理，当穿过线圈的磁通发生变化时，线圈中将产生感应电动势，感应电动势的大小与磁通变化率成正比，其方向则是阻碍磁通的变化。2020/2/6322020/2/633（2）点火控制器•点火控制器用来将传感器输入的脉冲信号整形、放大，转变为点火控制信号，经开关型大功率晶体三极管，控制点火线圈一次电路的通、断和点火系的工作。2020/2/6342.霍尔效应式无触点点火装置•霍尔效应式无触点点火装置，利用霍尔元件的霍尔效应制成传感器，产生点火信号，控制点火系的工作。它主要由霍尔分电器、点火控制器、点火线圈等组成。2020/2/635光电效应式点火信号发生器是利用光电效应原理，以红外线或可见光光束进行触发的。主要由遮光盘(信号转子)1、遮光盘轴2、光源3以及光接收器(光敏元件)4等四部分组成，如图10-30所示。2020/2/636（3）霍尔分电器•装有霍尔传感器的分电器，称为霍尔分电器，其结构如图10-34所示。2020/2/637•半导体点火装置，在提高二次电压和点火能量,延长触点使用寿命等方面都是卓有成效的。但是，它们对点火时间的调节，与传统点火系一样，仍靠离心提前和真空提前两套机械式点火提前调节装置来完成。由于机械的滞后、磨损以及装置本身的局限性等许多因素的影响，它不能保证发动机的点火时刻总为最佳值，不是偏早就是偏迟。同时，点火线圈一次电路的导通时间受凸轮形状的限制，发动机低速时触点闭合时间长，一次电流大，点火线圈容易发热；高速时，触点闭合时间缩短，一次电流减小，二次电压降低，点火不可靠。•微机控制的点火系，取消了机械式点火提前调节装置，由微机控制点火系随发动机工况的变化自动地调节点火提前角，使发动机在任何工况下均在最佳的点火时刻点火。此外，它还能自动地调节一次电路的导通时间，使高速时一次电路的导通时间延长，增大一次电流，提高二次电压；低速时一次电路导通时间适当缩短，限制一次电流的幅度，以防止点火线圈发热。第六节微机控制点火系2020/2/638微机控制点火系的组