模块四 点火系统的检修

模块四点火系统的检修2课题一点火系统的认知课题二传统点火系统的检修课题三电子点火系统的检修3课题一点火系统的认知4学习目标1了解点火系统的分类及发展概况；2了解对点火系统的要求；3掌握点火系统的基本原理4熟透各类点火系统的基本组成及组成元件的安装位置；5任务描述通过对汽车点火系统的观察，了解汽车点火系统的类型及基本组成，熟悉各元件的连接关系及安装位置；通过连接传统点火系统点火电路并实现火花塞跳火，理解点火系统的基本原理。6知识准备1点火系统的功能（1）产生足够强度的电火花（2）分配电火花（3）控制点火提前角72点火系统的分类（1）磁电机点火系统（2）蓄电池点火系统1）传统点火系统2）电子点火系统3）微机控制点火系统知识准备83点火系统的基本要求1）能迅速产生足以击穿火花塞电极间隙的电压2）电火花应具有足够的点火能量3）点火时刻应适应发动机的各种工况知识准备94点火系统的组成4.1传统点火系统的组成传统点火系统主要由蓄电池（发电机）、点火开关、点火线圈、分电器、火花塞以及高压线组成，如图4-1-1所示。知识准备10图4-1-1传统点火系统的组成知识准备114.2电子点火系统的组成电子点火系统主要由蓄电池（发电机）、点火开关、点火线圈、分电器（包含点火信号发生器）、点火模块（点火控制器）、火花塞以及高压线组成，如图4-1-2所示。知识准备12图4-1-2电子点火系统的组成知识准备134.3微机控制点火系统的组成微机控制点火系统由电源、传感器、电控单元、点火控制器、点火线圈、分电器、火花塞、高压导线等组成，如图4-1-3所示，由各传感器采集车辆各种状态数据，电控单元根据这些参数计算出最佳的点火正时和充磁电流，控制点火器实现点火。知识准备14图4-1-3微机控制点火系统的组成知识准备155点火系统的工作原理5.1变压器简介变压器是一种静止的电气设备，它通过电磁感应的作用，把一种电压的交流电能变换成频率相同的另一种电压的交流电能。在电力系统中和生产生活中，变压器应用非常广泛。变压器是通过电磁感应实现两个电路之间能量的，因此它必须具有电路和磁路两个基本部分。作为电路的是两个或几个匝数不同且彼此绝缘的绕组，作为磁路的是一个闭合铁心。如图4-1-4所示。电压的放大倍数（U2/U1）与线圈匝数比（n2/n1）成正比。知识准备16图4-1-4变压器原理知识准备175.2传统点火系统的工作原理在传统点火系统中，由蓄电池或发电机供给的12V的低压电，是借点火线圈和断电器将其转变为高压电，再通过分电器分配到各缸火花塞，使其电极间产生电火花的。其工作原理如图4-1-5所示。知识准备18图4-1-5传统点火系统工作原理图知识准备19火花塞的每一次跳火过程都经历了以下三个阶段：1、断电器触点闭合，初级电流增长，磁场能量增强。2、次级绕组产生高电压。由于触点断开，初级电流迅速衰减、消失，磁通变化快，自感较大（约200～300V），并向电容放电。同时次级绕组中产生了很强的互感电动势，互感电动势很高，达10kV～30kV，并向分布电容放电（分布电容是分布在高压导线与高压导线之间、高压导线与机体之间、火花塞中心电极与侧电极之间的电容、点火线圈匝间的电容之和，实际上并没有这个元件），磁能转化为电容和分布电容储存的电能，接着电容的电能再向点火线圈绕组放电，转化为磁能，这样就形成了LC衰减振荡。3、火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气。知识准备20任务实施1器材准备汽车整车（或发动机实验台）点火开关点火线圈（带附加电阻）分电器总成（触点式，带点火电容）火花塞高压导线附加电阻点火电容器蓄电池导线保险片汽车万用表厚薄规手工具212实施步骤2.1点火系统操作注意事项1）在发动机起动和工作时不要用手触摸点火线圈、高压线和分电器等，以免手被电击。2）高压线连接必须牢固可靠，否则可能使分电器盖、分火头及点火线圈等因击穿而损坏。3）连接蓄电池时一定要认清正、负极，千万不能接错，并保证点火开关已关闭。4）在从蓄电池上拆卸导线时必须确认点火开关和其他所有的用电设备都已关闭。5）在点火开关接通的状况下不要作连接和切断线路的操作。6）遵守相关操作规程。任务实施22任务实施2.2点火系统组成及元件认知认真观察车辆，并将认知内容记入下表。项目车辆1车辆2车辆3车辆型号点火系统类型点火初级线路元件及安装位置描述点火次级线路元件及安装位置描述232.3点火系统原理的认知1）打开分电器盖，调整断电器（白金）触点间隙；2）按图4-1-6连接电路；任务实施图4-1-6传统点火系统电路连接图243）电路连接检查无误后，连接蓄电池；4）转动分电器轴，观察火花塞跳火情况（火花的大小和颜色等）；5）拆下点火电容，观察火花塞跳火有何变化；6）拆除配电器，将火花塞直接接于主高压线上，转动分电器轴，观察白金触点间隙处火花，并与安装电容器做比较；7）同上步，在装有点火电容的情况下，调整白金间隙，模拟间隙过大和过小，观察火花塞跳火情况；8）线路拆除，将器材恢复原样，实验操作结束；9）将实验过程记录于表4-1-2。任务实施25组成元件绘制连接电路图断电器触点间隙调整前调整后火花塞跳火情况描述正常跳火拆除电容器后断电器间隙太大断电器间隙太小表4-1-2任务实施感谢您的关注27课题二传统点火系统的检修28学习目标1掌握传统点火系统各组成元件的功用、结构及原理；2掌握点火提前角和闭合角的作用及原理；3能对传统点火系统故障正确分析及检修。29任务描述一辆配有462发动机的00款昌河面包车，出现行驶中加速无力的故障，单从点火系统方面对该车进行正确检修。部分使用462发动机的国产微型面包车，采用的是传统点火系统，起动困难、加速无力、发动机抖动是该系统最常见的故障，通过对该车的检修，我们能学习到点火系统的基本原理和常用元件的结构与检修方法。30知识准备1传统点火系统主要元件的结构与原理1.1点火线圈1.1.1作用点火线圈实质上是一个变压器，它将12V的电源低电压，通过电磁感应转变为高电压，以使火花塞电极产生能够点燃混合气的电火花。311.1.2结构点火线圈按磁路的结构形式不同，可分为开磁路式和闭磁路式两种。传统点火系统中广泛使用的是开磁路式点火线圈，闭磁路式点火线圈多用于高能电子点火系统。（1）开磁路式点火线圈开磁路式点火线圈的结构见图4-2-1。知识准备32图4-2-1开磁路式点火线圈（ａ）结构示意图；（ｂ）三接线柱式原理图；（ｃ）二接线柱式原理图1—“－”接线柱2—次级绕组引出头及弹簧3—橡胶罩4—高压阻尼线5—高压线插座6—螺母及垫片7—绝缘盖8—橡胶密封圈9—螺钉及螺母10—附加电阻盖11—附加电子瓷质绝缘体12—附加电阻及接线片13—固定夹14—初级绕组15—次级绕组16—绝缘纸17—铁心18—瓷绝缘体19—沥青材料20—外壳21—导磁钢套22—点火开关起动档接线柱23—“+”接线柱知识准备33（2）闭磁路式点火线圈闭磁路式点火线圈的结构见图4-2-3。图4-2-3闭磁路点火线圈结构与磁路1－“日”字形铁心2－初级绕组接线柱3－高压接线柱4－初级绕组5－次级绕组6－空气间隙7－“口”字形铁心76知识准备341.2分电器1.2.1作用分电器是用来接通和切断低压电路，使点火线圈产生高压电流，并按照发动机的点火顺序，在规定的时间内，将高压电分配给各气缸的火花塞，点燃可燃混合气。知识准备351.2.2结构分电器主要有配电器、断电器、电容器和点火提前机构组成，如图4-2-4所示。分电器轴由凸轮轴驱动，发动机每转两圈，分电器转一圈，即完成一次工作循环。知识准备36图4-2-4分电器的基本结构知识准备37（1）断电器断电器装在断电器底板上，断电器底板上又装有断电器调节装置，其上装有断电器触点。触点由钨制成，一触点固定，另一触点活动。图4-2-5触点间隙和闭合角知识准备38（2）配电器配电器安装在断电器的上方，它由胶木制的分电器盖和分火头组成，分电器盖外有抗干扰屏蔽罩，如图4-2-6所示。图4-2-6配电器结构1－分电器盖2－抗干扰屏蔽罩3－分火头知识准备39（3）点火提前装置1）离心式点火提前机构离心点火提前机构能随着发动机的转速不同而随时自动调节点火时刻，转速越高，点火正时提前量越大。结构原理如图4-2-7所示知识准备40图4-2-7离心式点火提前机构知识准备412）真空式点火提前机构当发动机负荷较小时，点火就提前，从而改善燃料消耗；而在发动机怠速或负荷较大时，就延迟点火正时，防止发动机爆震。结构原理如下图所示。知识准备42图4-2-8真空式点火提前机构知识准备433）爆震和点火正时爆震是气缸混合气的一种自发燃烧，而不是一种正常的渐进燃烧。爆震这种现象通常在点火正时提前过多，或者燃烧的燃料质量太差情况下发生。爆震是非常危险的，它可以导致发动机严重受损，譬如活塞毁坏。知识准备44（4）电容器电容器装在分电器的壳体上，其结构如图4-2-10所示。图4-2-10电容器结构1－接铁片2－锡萡3－绝缘纸4－引出线5－绝缘板6－导电片7－固定板8－壳体知识准备451.3火花塞1.3.1作用及要求火花塞是点火系统最终的执行元件，它的作用是利用点火线圈产生的高压电，在其电极间隙中形成电火花，点燃可燃混合气。火花塞必须具有足够的强度，能承受温度的剧烈变化，有良好的热特性。知识准备461.3.2结构火花塞主要由绝缘体、中心电极、侧电极和壳体等组成，如图4-2-11所示。图4-2-11火花塞结构图1—接线柱2—绝缘体3—金属杆4—垫圈5—壳体6—导电玻璃7—多层密封垫圈8—内垫9—侧电极10—中心电极知识准备471.3.3火花塞的热特性火花塞工作时，周期性地受到高温燃气作用，使绝缘体裙部温度升高，这部分热量主要通过壳体、绝缘体、中心电极、金属杆等传至缸盖或散发到空气中。当吸收和散发的热量达到平衡时，火花塞的各个部分将保持一定的温度。火花塞的发火部位吸热并向发动机冷却系统散发的性能，称为火花塞的热特性。知识准备48火花塞的热特性主要取决于绝缘体裙部的长度，如图4-2-12。绝缘体裙部长的火花塞（a），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；反之，裙部短的火花塞（c），受热面积小，传热距离短，容易散热，裙部温度低，称为冷型火花塞。火花塞（b）处于（a）和（c）之间。热型火花塞适用于低速、低压缩比、小功率发动机；冷型火花塞适用于高速、高压缩比、大功率发动机。知识准备49图4-2-12火花塞热特性绝缘体群部知识准备501.3.4火花塞编号根据国家专业标准ZBT37003-89《火花塞产品型号编制方法》的规定，火花塞型号由三部分组成：第1部分为汉语拼音字母，表示火花塞的结构类型及主要型式尺寸。第2部分为阿拉伯数字，表示火花塞热值。第3部分为汉语拼音字母，表示火花塞派生产品、结构特性、材料特性及特殊技术要求等知识准备511.4高压导线1.4.1作用及要求高压导线的作用是火花塞导线应该毫无损失地将分电器内的高电压传送倒火花塞上。知识准备521.4.2高压导线的结构高压导线的结构如图4-2-13所示。图4-2-13高压导线的结构知识准备531.5附加电阻附加电阻是一个正温度系统的热敏电阻（随着温度的升高，本身电阻值越大），发动机低速运转时，点火线圈的充磁时间变长，会使点火线圈发热，如果热量积聚太多，会使点火线圈烧坏，所以在点火线圈外壳上缚上附加电阻，当点火线圈温度升高时，附加电阻阻值变大，从而减小点火线圈初级充电电流，减少热量产生。图4-2-14附加电阻知识准备542传统点火系统常见故障点火系故障主要表现为无火、缺火，火花弱和点火不正时，将会造成发动机不能起动或运转不正常。（1）发动机不能起动先按嗽叭或开大灯，确定电源供电是否正常。确知电源供电正常后，再判断故障是在高压电路还是在低压电路。打开发动机罩，拔出分电器中央高压线，使其距气缸体3mm～6mm，接通点火开关，摇转曲轴，察看火花情况：1）火花强。表示低压电路和点火线圈良好，故障在分电器和火花塞高压电路中。2）无火花。表明低压电路有短路、断路或点火线圈、中央高压线有故障。知识准备