汽車結構 第10章動機點火系

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1、汽車構造汽車構造電子教案電子教案 第十章第十章 發(fā)動機點火系發(fā)動機點火系2021-12-16第2頁簡介簡介汽油發(fā)動機工作時，吸入氣缸中的可燃混合氣在壓縮行程終了時靠電火花點燃，使混合氣燃燒產(chǎn)生強大的動力，推動活塞向下運動使發(fā)動機工作。在火花塞的兩個電極之間加上直流電壓，當電壓增長到一定值時，火花塞兩電極間的間隙被擊穿所需要的電壓，稱為擊穿電壓。擊穿電壓的數(shù)值與電極間的距離（火花塞間隙）、氣缸內(nèi)的壓力和溫度有關。電極間隙越大、缸內(nèi)壓力越高、溫度越低，則擊穿電壓越高。為了使發(fā)動機在各種工況下均能可靠的點火，作用在火花塞間隙的電壓應能達到1520kV。為了適應發(fā)動機的工作，要求點火系能在規(guī)定的時刻，

2、按發(fā)動機的點火次序供給火花塞以足夠能量的高壓電，使其兩極間產(chǎn)生電火花，點燃混合氣，使發(fā)動機工作。2021-12-16第3頁 （1 1）傳統(tǒng)點火系）傳統(tǒng)點火系 以蓄電池或發(fā)動機為電源，提供12V、24V或6V的低壓直流電，借點火線圈和斷電器將低壓電轉變?yōu)楦邏弘?，再?jīng)過配電器分配到各缸火花塞，點燃混合氣。 （2 2）半導體點火系）半導體點火系 它也以蓄電池和發(fā)電機為電源，由點火線圈和半導體三極管的作用，將電源的低壓電轉變?yōu)楦邏弘?，是目前國?nèi)、外汽車上廣泛應用的點火系。 （3 3）微機控制的點火系）微機控制的點火系 由點火線圈和微機控制裝置產(chǎn)生的點火信號，將電源的低壓電轉變?yōu)楦邏弘姟Ｋ€可以進一步取

3、消分電器，由微機系統(tǒng)直接進行高壓電的分配，是現(xiàn)代最新型的無分電器點火系。微機控制的點火系廣泛應用于各種高級轎車上。 （4 4）磁電機點火系）磁電機點火系 它由磁電機內(nèi)的永久磁鐵和電磁線圈的作用產(chǎn)生高壓電，而不需要另設低壓電源。在發(fā)動機中等轉速和高轉速范圍內(nèi)，可以產(chǎn)生較高的高壓電，使發(fā)動機工作可靠。磁電機點火系多用于主要在高速、滿負荷下工作的賽車發(fā)動機，以及某些不帶蓄電池的摩托車發(fā)動機和大功率柴油機的起動發(fā)動機上。2021-12-16第4頁負極搭鐵汽車發(fā)動機的點火系與汽車的其它電器設備一樣，采用單線制連接，即電源的一個電極用導線與各用電設備的一個電極相連，而電源的另一個電極則通過發(fā)動機的機體、汽

4、車車架和車身等金屬構件與各用電設備的另一個電極相連，稱為搭鐵，其性質(zhì)相當于一般電路中的接地。因為熱的金屬表面比冷的金屬表面容易發(fā)射電子，發(fā)動機工作時，火花塞的中心電極較側電極溫度高，因而電子容易從中心電極向側電極發(fā)射，使火花塞間隙處離子化程度高，火花塞容易跳火，擊穿電壓可降低15%20%。因此，無論汽車的電系采用正極搭鐵還是負極搭鐵，點火線圈的內(nèi)部連接或外部連接，均應保證點火瞬間火花塞中心電極為負，即火花電流應從火花塞的側電極流向中心電極。由于電子設備在汽車上的廣泛應用，目前國內(nèi)、外汽車幾乎都采用負極搭鐵。2021-12-16第5頁 第一節(jié)第一節(jié) 傳統(tǒng)點火系的組成傳統(tǒng)點火系的組成 傳統(tǒng)點火系的

5、組成如傳統(tǒng)點火系的組成如圖圖10-110-1所示。它由下面幾部分組成：所示。它由下面幾部分組成：（1 1）點火線圈）點火線圈（2 2）分電器）分電器（3 3）火花塞）火花塞由中心電極和側電極組成，安裝在發(fā)動由中心電極和側電極組成，安裝在發(fā)動機的燃燒室中，用來將高壓電引入燃燒室，并提供一個跳火機的燃燒室中，用來將高壓電引入燃燒室，并提供一個跳火間隙。間隙。（4 4）電源）電源點火系工作時所需要的電能，由蓄電池和發(fā)點火系工作時所需要的電能，由蓄電池和發(fā)電機兩個電源供給。電機兩個電源供給。（5 5）點火開關）點火開關（6 6）高壓導線）高壓導線2021-12-16第6頁2021-12-16第7頁20

6、21-12-16第8頁2021-12-16第9頁第二節(jié) 點火系的工作過程 圖10-3是點火系的工作示意圖。點火線圈一次繞組的一端經(jīng)點火開關3與蓄電池相連，另一端經(jīng)分電器殼上的接線柱接斷電器的活動觸點臂，固定觸點經(jīng)過分電器殼體接地。電容器6并聯(lián)在斷電器觸點之間。2021-12-16第10頁工作過程接通點火開關，當斷電器觸點閉合時，蓄電池的電流從蓄電池的正極出發(fā)，經(jīng)點火開關、點火線圈的一次繞組（200300匝的粗導線）、斷電器活動觸點臂、觸點、分電器殼體接地，流回蓄電池負極（圖10-3a所示）。由于回路中流過的是低壓電流，所以稱這條電路為低壓電路或一次電路。電流通過點火線圈一次繞組時，在一次繞組的

7、周圍產(chǎn)生磁場，并由于鐵心的作用而加強。當斷電器凸輪頂開觸點時，一次電路被切斷，一次電流迅速下降到零，鐵心中的磁場隨之迅速衰減以至消失，因此在匝數(shù)多（1500023000匝）、導線細的二次繞組中感應出很高的電壓，稱為高壓電。二次繞組中產(chǎn)生的高壓電，作用在火花塞的中心電極和側電極之間，當高壓電超過火花塞間隙的擊穿電壓時，火花塞的間隙被擊穿，產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。一次繞組中電流下降的速率越高，鐵心中磁通的變化率越大，二次繞組中產(chǎn)生的電壓越高。2021-12-16第11頁點火線圈二次繞組中的感應電壓稱為二次電壓二次電壓，其中通過的電流為二次電流，二次電流流過的電路，稱為二次電路或高壓電路。當斷電器觸

8、點被頂開時，二次電路中分火頭恰好對準分電器蓋上的旁電極，如圖10-3b所示。二次電流從點火線圈的二次繞組，經(jīng)蓄電池正極、蓄電池、接地、火花塞的側電極、中心電極、高壓導線、配電器流回點火線圈的二次繞組。在斷電器觸點分開的瞬間，點火線圈鐵心中的磁通迅速變化時，由于互感作用在二次繞組中產(chǎn)生高壓電的同時，在一次繞組中還產(chǎn)生自感電壓和電流。在觸點分開、一次電流迅速下降的瞬間，自感電流與原一次電流的方向相同，作用于觸點之間，其電壓高達200300V。為了消除自感電壓和電流的不利影響，在斷電器觸點間并聯(lián)有電容器。當斷電器觸點分開瞬間，自感電流向電容器充電，可以減小觸點間的火花，加速一次電流和磁通的衰減，從而

9、提高了二次電壓。2021-12-16第12頁2021-12-16第13頁 第三節(jié) 點火時刻 發(fā)動機工作時點火時刻對發(fā)動機的性能有很大影響。發(fā)動機工作時點火時刻對發(fā)動機的性能有很大影響。2021-12-16第14頁 由于混合氣燃燒有一定的速度，即從火花塞間隙出現(xiàn)火花，到燃燒由于混合氣燃燒有一定的速度，即從火花塞間隙出現(xiàn)火花，到燃燒室中的混合氣大部分燃燒完畢，氣缸內(nèi)的壓力上升到最高值，是需要一室中的混合氣大部分燃燒完畢，氣缸內(nèi)的壓力上升到最高值，是需要一定時間的。雖然這段時間很短，不過千分之幾秒，但由于發(fā)動機轉速很定時間的。雖然這段時間很短，不過千分之幾秒，但由于發(fā)動機轉速很高，在這樣短的時間內(nèi)曲

10、軸卻轉過較大的角度。若恰好在活塞到達上止高，在這樣短的時間內(nèi)曲軸卻轉過較大的角度。若恰好在活塞到達上止點時點火，混合氣開始燃燒時活塞已開始向下運動，使氣缸容積增大，點時點火，混合氣開始燃燒時活塞已開始向下運動，使氣缸容積增大，燃燒壓力降低，發(fā)動機功率下降，如圖燃燒壓力降低，發(fā)動機功率下降，如圖10-5a10-5a所示。所示。 若點火過早，則活塞正在向上止點運動過程中，混合氣開始燃燒，若點火過早，則活塞正在向上止點運動過程中，混合氣開始燃燒，氣缸內(nèi)氣體壓力迅速升高，而且氣體壓力作用的方向與活塞運動的方向氣缸內(nèi)氣體壓力迅速升高，而且氣體壓力作用的方向與活塞運動的方向相反，因此在示功圖上出現(xiàn)了套環(huán)，

11、如圖相反，因此在示功圖上出現(xiàn)了套環(huán)，如圖10-5b10-5b所示。此時，發(fā)動機有效所示。此時，發(fā)動機有效功率減小，發(fā)動機功率也將下降。功率減小，發(fā)動機功率也將下降。 因此，應當在活塞到達壓縮行程上止因此，應當在活塞到達壓縮行程上止點之前點火，使氣體壓力在活塞達到上止點后點之前點火，使氣體壓力在活塞達到上止點后10151015時達到最高值，這時達到最高值，這樣混合氣燃燒產(chǎn)生的熱能，在作功行程中得到充分利用，可以提高發(fā)動樣混合氣燃燒產(chǎn)生的熱能，在作功行程中得到充分利用，可以提高發(fā)動機的功率，如圖機的功率，如圖10-5c10-5c所示。所示。點火提前角點火提前角2021-12-16第15頁點火提前角

12、 提前點火的角度，稱為點火提前角。即火花塞間隙跳火時曲軸的曲拐所在位置，與壓縮行程終了活塞到達上止點時曲拐位置之間的夾角。 發(fā)動機工作時最佳的點火提前角不是固定值，它隨很多因素而改變。影響點火提前角的主要因素是：1.1.發(fā)動機的轉速發(fā)動機的轉速2.2.混合氣的燃燒速度混合氣的燃燒速度混合氣的燃燒速度又與混合氣的成分、發(fā)動機的結構（燃燒室的形狀、壓縮比等）及其它一些因素有關。3.3.所用汽油的抗爆性所用汽油的抗爆性2021-12-16第16頁點火線圈點火線圈是用來將電源的低壓電轉變?yōu)楦邏弘姷幕驹Ｋ梢淮卫@組、二次繞組和鐵心等組成。常用的點火線圈分為兩種形式： 1.開磁路點火線圈 2.閉磁路

13、點火線圈 第四節(jié) 傳統(tǒng)點火系主要元件的結構 2021-12-16第17頁1.開磁路點火線圈 開磁路點火線圈的結構如圖10-6所示。點火線圈的鐵心由若干片涂有絕緣漆的硅鋼片疊成，二次繞組和一次繞組都套裝在柱形鐵心上。兩個繞組連同鐵心侵漬石蠟和松香的混合物后裝入外殼2中，并支承在磁質(zhì)絕緣座7上。二次繞組的一端與一次繞組的一端焊接在一起，焊點在點火線圈內(nèi)部；二次繞組的另一端接在膠木蓋12中央的高壓線接頭11上。一次繞組的兩端分別與低壓接線柱1和10相接。在外殼內(nèi)充填的防潮的膠狀絕緣物或變壓器油之后，用膠木蓋蓋好，并加以密封。附加電阻8接在低壓接線柱9和10之間。在有些汽車上使用的點火線圈不帶附加電阻

14、，沒有接線柱9，接線柱10直接經(jīng)點火開關接電源；還有些汽車使用的點火線圈上雖無附加電阻，但接線柱10通過一根專用的附加電阻線接電源（如東風EQ1090E汽車用DQ125型點火線圈）。在接線柱10上還接有一根導線，導線的另一端接在起動機的附加電阻短路接線柱上，以便在起動發(fā)動機時將附加電阻短路，改善起動時的點火性能。2021-12-16第18頁2021-12-16第19頁2.閉磁路點火線圈 開磁路點火線圈采用柱形鐵心，一次繞組在鐵心中產(chǎn)生的磁通，通過導磁鋼套3（圖10-6）形成磁回路而鐵心上部和下部的磁力線從空氣中穿過，磁路的磁阻大，泄露的磁通量多，磁路損失大，轉換效率低。閉磁路點火線圈，將一次繞

15、組和二次繞組都繞在口字形或日字形鐵心上，如圖10-7所示。初級繞組在鐵心中產(chǎn)生的磁通，通過鐵心形成閉合回路，因此泄露的磁通量和磁路損失大大減少，點火線圈的轉換效率高。2021-12-16第20頁2021-12-16第21頁分電器圖10-8所示為FD642型分電器的構造。分電器由下面幾部分組成： 1.斷電器 2.配電器 3.電容器 4.點火提前調(diào)節(jié)裝置2021-12-16第22頁2021-12-16第23頁2021-12-16第24頁1.斷電器斷電器的功用是周期地接通和切斷點火線圈的一次電路，使一次電流發(fā)生變化，以便在點火線圈的二次繞組中產(chǎn)生高壓電。斷電器的構造如圖10-9所示。斷電器是由一對鎢

16、質(zhì)的斷電器觸點和斷電器凸輪組成。固定觸點與支架3，固定在活動底板上?；顒佑|點固定在活動觸點臂上，活動觸點臂的另一端有孔套裝在銷軸12上，并由卡簧限位使活動觸點可以繞銷軸轉動。觸點臂的中部固定著夾布膠木頂塊11，觸點臂彈簧片13的彈力使活動觸點與固定觸點保持閉合，并將膠木頂塊壓向凸輪。斷電器凸輪的凸角數(shù)與發(fā)動機氣缸數(shù)相等。凸輪的軸通過離心點火提前調(diào)節(jié)器，與分電器軸相連。分電器軸由發(fā)動機的曲軸，通過配氣機構的凸輪軸上的齒輪驅動，其轉速與配氣凸輪軸的轉速相等，為曲軸轉速的一半（四沖程發(fā)動機）。2021-12-16第25頁（續(xù)）活動觸點經(jīng)觸點臂、觸點臂彈簧片和連接導線，與分電器殼上的接線柱和電容器相連

17、；固定觸點則通過支架、斷電器底板和分電器殼，與發(fā)動機機體相連而接地。當斷電器凸輪旋轉時，每當凸輪的一個凸角頂起頂塊使觸點分開的瞬間，二次電路中產(chǎn)生的電壓最高，配電器此刻將二次電路接通，使相對應氣缸中的火花塞間隙跳火，點燃混合氣。斷電器觸點分開時，其觸點間的最大間隙稱為觸點間隙。觸點間隙一般規(guī)定為0.350.45mm。觸點間隙過小，觸點間易出現(xiàn)火花，使一次電路斷電不良，并使觸點氧化和燒蝕。觸點間隙過大，將使觸點閉合時間縮短，一次電流減小，二次電壓降低。所以，從結構上必須保證觸點間隙的大小可以調(diào)整。為此，旋松圖中的固定螺釘4，轉動偏心調(diào)整螺釘5時，可以使固定觸點移動，改變與活動觸點之間的間隙；將觸

18、點間隙調(diào)整為規(guī)定值后，再將固定螺釘旋緊。2021-12-16第26頁2021-12-16第27頁2.配電器配電器用來將點火線圈中產(chǎn)生的高壓電，按發(fā)動機各氣缸的工作次序輪流分配到各缸的火花塞。它主要由膠木制成的分電器蓋1和分火頭2（圖10-8）組成。 配電器蓋上有一個深凹的中央高壓線插孔，以及若干個深凹的分高壓線插孔，各高壓插孔的內(nèi)部都嵌有銅套。分火頭套在凸輪軸的延伸部分上，此延伸部分為圓柱形，但其側面銑切出一個平面，分火頭孔內(nèi)的形狀與之符合，借此保證分火頭與凸輪同步旋轉，并使分火頭與分電器蓋上的旁電極保持正確的相對位置。2021-12-16第28頁（續(xù)）從點火線圈高壓線插空中引出的高壓線，插入

19、分電器蓋的中央插孔中。中央插孔的下部裝有炭精制成的中心觸點，并借助彈簧力與分火頭上的銅片緊密接觸。由旁電極引出的高壓線，應按發(fā)動機的工作次序分別接各缸火花塞的中心電極。其接線方法是，首先讓第一缸的活塞處于壓縮行程終了時的上止點位置，使斷電器觸點處于剛剛分開的狀態(tài)，此時分火頭的銅片恰好與分電器蓋上的某一旁電極接通，將該旁電極引出的高壓線接到第一缸火花塞。其它各旁電極上的高壓線，應按分火頭的旋轉方向和發(fā)動機的工作次序，分別接其它各缸火花塞。因此，發(fā)動機工作時，分火頭隨著斷電器凸輪同步旋轉，分火頭上銅片的外端依次與各缸旁電極接通，將高壓電分配到各缸的火花塞。2021-12-16第29頁3.電容器發(fā)動

20、機點火系使用的電容器通常是紙制的。電容器的極片是兩條狹長的金屬箔，將兩條狹長且很薄的絕緣紙與極片交錯排列卷成圓柱形，在浸漬蠟絕緣介質(zhì)后，裝如圓桶形的金屬外殼中，加以密封。一個極片與金屬外殼在內(nèi)部接觸，另一個極片與引出殼外的導線相連，如圖10-10所示。從圖10-8可以看出，安裝電容器時，將電容器23的引線與斷電器接線柱25相接，電容器的外殼固定在分電器殼上，并經(jīng)殼體接地，使電容器與斷電器觸點并聯(lián)。2021-12-16第30頁4.點火提前調(diào)節(jié)裝置為了實現(xiàn)點火提前，應在活塞到達壓縮行程上止點之前，就使凸輪將斷電器觸點頂開。從斷電器觸點分開、火花塞間隙跳火時的曲軸的曲拐所在的位置，到活塞到達上止點時

21、曲拐所轉過的角度越大，則點火提前角越大。因此，改變斷電器觸點分開的時刻，即可以改變點火提前角。 實現(xiàn)點火提前調(diào)節(jié)的方法有兩種，一是斷電器觸點不動，將斷電器的凸輪相對于分電器軸，順著旋轉方向轉過一個角度，改變觸點與凸輪之間的相對位置，可以使點火提前角增大，如圖10-11b所示；另一種方法是保持斷電器凸輪不動，將斷電器的底板連同觸點，相對于斷電器凸輪及分電器軸，逆著旋轉方向轉過一個角度，改變觸點與凸輪之間的相對位置，也可以使點火提前角增大，如圖10-11c所示。圖圖10-1110-112021-12-16第31頁2021-12-16第32頁2021-12-16第33頁（1）離心式點火提前角調(diào)整裝置

22、2021-12-16第34頁（2）真空點火提前調(diào)節(jié)裝置在發(fā)動機負荷（即節(jié)氣門開度）變化時，該裝置自動地調(diào)節(jié)點火提前角。它用改變斷電器觸點與凸輪之間相位關系的方法，在發(fā)動機負荷增大時自動地減小點火提前角。其工作原理如圖10-13所示。真空點火提前調(diào)節(jié)裝置位于分電器外殼的側面，調(diào)節(jié)裝置的外殼3固定在分電器的外殼上。其內(nèi)腔被膜片7分割成兩個氣室，左氣室通大氣，右氣室為真空室，借真空連接管接到化油器下體節(jié)氣門旁的專用通氣孔上。拉桿8固定在膜片的中央，另一端有孔，套在斷電器底板的銷釘上。2021-12-16第35頁2021-12-16第36頁示例 真空點火提前調(diào)節(jié)裝置有多種形式，圖10-14是用于夏利轎

23、車分電器的雙膜片式真空點火提前調(diào)節(jié)裝置。調(diào)節(jié)裝置的真空室分為主膜片室和副膜片室兩個部分，發(fā)動機怠速運行時副膜片起作用，發(fā)動機正常運行時兩個膜片共同起作用，調(diào)節(jié)點火提前角。2021-12-16第37頁（續(xù)）發(fā)動機怠速運行時，節(jié)氣門接近關閉，接主真空室的通氣孔位于節(jié)氣門的前方，真空度幾乎為零，主膜片室內(nèi)的壓力接近大氣壓力，不起真空點火提前調(diào)節(jié)作用。但此時進氣支管的負壓經(jīng)真空管8作用于副膜片室，副膜片在負壓的作用下向右拱曲，并通過拉桿拉動斷電器底板逆著凸輪旋轉方向轉過一個角度，使點火提前角加大。但是，當膜片軸移動到與主膜片體接觸時，膜片的移動被限位。同時，副膜片室的負壓也將主膜片吸向副膜片室一側，于

24、是又將副膜片軸推回，點火提前角被適當減小，使點火提前角約為5，保證發(fā)動機怠速時穩(wěn)定運行。發(fā)動機小負荷運行時，節(jié)氣門開度增大，接主膜片室的吸氣孔處于節(jié)氣門的后方，使主膜片室內(nèi)的負壓增加，于是主膜片室和副膜片室共同作用，拉動斷電器底板逆著凸輪旋轉方向轉過一個角度，使點火提前角加大。提前量的大小取決于節(jié)氣門的開度，并由主、副真空室中的限位塊限位。2021-12-16第38頁（3）點火提前角的手動調(diào)節(jié)為了適應燃油品質(zhì)變化或發(fā)動機技術狀況變化時，改變點火提前角的要求，可以旋松分電器總成的固定螺釘，將分電器的外殼相對于分電器軸，順著凸輪旋轉方向（減小點火提前角）或逆著凸輪旋轉方向（增大點火提前角）轉動，以

25、改變點火提前角。為了在調(diào)整時能看到調(diào)整的角度，有些分電器的下部還裝有指針和刻度盤，可以指示分電器殼體轉過的角度。為辛烷值選擇器。2021-12-16第39頁火花塞的結構火花塞的結構如圖圖10-1710-17所示。彎曲的側電極9焊接在金屬的火花塞殼體5的底端，借此直接搭鐵。氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為90%以上的陶瓷絕緣體2固定在殼體內(nèi)并加以密封，絕緣體下部與殼體之間裝有紫銅密封墊圈。中心電極11裝入絕緣體的中心孔內(nèi)，其間用密封劑6密封。高壓導線接頭套接在接線螺母1的上端。電極材料一般采用鎳錳合金或鎳錳硅合金。火花塞絕緣體紫銅墊圈8以下的錐形部分10，稱為火花塞的絕緣體裙部。絕緣體裙部在發(fā)動機工作時直接與

26、燃燒的氣體接觸，從而吸收大量的熱。吸入的熱量經(jīng)紫銅墊圈、殼體傳遞到氣缸蓋并散入大氣。試驗 表 明 ， 發(fā) 動 機 工 作 時 火 花 塞 絕 緣 體 裙 部 的 溫 度 若 保 持 在500600C左右時，落在絕緣體裙部的油粒能立即被燒掉，不容易產(chǎn)生積炭，這個溫度稱為火花塞的自凈溫度。當裙部溫度低于自凈溫度時，火花塞容易產(chǎn)生積炭，使點火不可靠，甚至不能著火；若裙部溫度高于自凈溫度，混合氣與熾熱的絕緣體接觸時，可能在火花塞間隙跳火之前就自行著火，稱為熾熱點火，從而出現(xiàn)早燃、爆燃、化油器回火等不正常的燃燒現(xiàn)象。2021-12-16第40頁2021-12-16第41頁火花塞的類型無論哪一種類型發(fā)動機

27、的火花塞，其絕緣體裙部的溫度都應保持在自凈溫度的范圍內(nèi)。但隨著各種發(fā)動機氣缸中的熱狀況的不同，可以采用不同的火花塞：（1 1）冷型火花塞）冷型火花塞（圖10-19a）具有高壓縮比的高速發(fā)動機，燃燒過程中氣缸內(nèi)氣體溫度高，散熱慢，為了保持火花塞絕緣體裙部溫度適宜，火花塞的裙部應做得短些，以減少吸熱面積和縮短散熱途徑。這種絕緣體裙部短的火花塞，稱為冷型火花塞；（2 2）熱型火花塞（）熱型火花塞（圖10-19c）用于低壓縮比且轉速比較低的發(fā)動機上的火花塞，其絕緣體裙部應做得長些，使裙部吸收熱量較多而傳熱較慢。這種火花塞稱為熱型火花塞；（3 3）普通型火花塞（）普通型火花塞（圖10-19b）裙部長度介

28、于上面兩種火花塞之間的火花塞；火花塞中心電極與側電極之間的間隙應適當。目前，傳統(tǒng)點火火花塞中心電極與側電極之間的間隙應適當。目前，傳統(tǒng)點火系火花塞的間隙一般為系火花塞的間隙一般為0.60.60.8mm.0.8mm.。2021-12-16第42頁第五節(jié) 電子點火系 傳統(tǒng)點火系存在很多缺點。近年來，汽車向多缸、高速方向發(fā)展，同時人們力圖通過改善混合氣的燃燒狀況來減少排氣污染，以及燃用稀混合氣以達到節(jié)約燃油的目的。這些都要求點火裝置能夠提供足夠的二次電壓、火花能量和最佳的點火時刻?，F(xiàn)行點火裝置已不能適應這一要求。采用電子點火系可以提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性，并減少排氣污染，在國內(nèi)、外汽車上已得到廣泛

29、應用。目前使用的半導體點火系，分為兩種類型：一、觸點式電子點火系一、觸點式電子點火系二、無觸點電子點火系二、無觸點電子點火系二者的比較二者的比較2021-12-16第43頁傳統(tǒng)點火系 電子點火系（1）斷電器觸點分開時，在觸點之間產(chǎn)生火花，使觸點逐漸氧化、燒蝕，因而斷電器觸點的使用壽命短；（2）在火花塞積炭時，因火花塞漏電而二次電壓升不上去，不能可靠地點火；（3）點火線圈產(chǎn)生的高壓電隨發(fā)動機轉速的升高和氣缸數(shù)的增多而下降； （1）可以改善發(fā)動機的高速性能；（2）在火花塞積炭時仍有較強的跳火能力；可以減小觸點火花，延長觸點的使用壽命；（3）可以取消觸點進一步改善點火性能； 2021-12-16第4

30、4頁觸點式電子點火裝置利用晶體三極管的開關作用，代替斷電器的觸點控制點火線圈一次電路的通、斷，減小了觸點電流，可以減小觸點火花，延長觸點壽命；配用高匝數(shù)比的點火線圈，還可以增大一次電流，提高二次電壓，改善點火性能。電子半導體點火裝置工作時，流過觸點的電流是三極管的基極電流，它是一次電流的1/51/10，可以減小觸點火花，延長觸點使用壽命。但是，這種點火系還是利用觸點開閉的作用產(chǎn)生點火信號，控制點火系的工作，因此它克服不了觸點式點火裝置的固有缺點。例如，高速時觸點臂振動，觸點分開后不能及時閉合；頂推觸點臂的凸輪或頂塊磨損時，會改變點火時刻；觸點污染時不能可靠地點火等。目前觸點式半導體點火裝置已很

31、少使用。一、觸點式電子點火系2021-12-16第45頁 工作原理 圖10-21是觸點式電子點火裝置的工作原理。它將一只高反壓的晶體三極管串聯(lián)在點火線圈的一次電路中，控制一次電路的通斷。斷電器的觸點串聯(lián)在三極管的基極電路中，用觸點開閉時產(chǎn)生的點火信號控制三極管的導通與截止，從而控制點火系統(tǒng)的工作。圖中電阻R1、R2是三極管的偏置電阻，用來控制三極管的基極電流。電容器C的作用是使觸點分開瞬間一次繞組中產(chǎn)生的自感電壓旁路，防止三極管VT在截止時被自感電壓損壞。2021-12-16第46頁工作過程接通點火開關S，當斷電器觸點閉合時，接通了三極管的基極電路，使三極管飽和導通，并接通點火線圈的一次電路。

32、其路徑為：三極管的基極電流從蓄電池“正極”點火開關S點火線圈一次繞組N1點火線圈的附加電阻Rf三極管VT的發(fā)射極e、基極b電阻R2斷電器觸點K搭鐵流回蓄電池“負極”。點火線圈一次繞組的電流從蓄電池“正極”點火開關S一次繞組N1附加電阻Rf三極管VT的發(fā)射極 e、集電極c搭鐵流回蓄電池“負極”。使點火線圈的鐵心中積蓄了磁場能。當斷電器觸點分開時，三極管的基極電路被切斷，于是三極管VT截止，切斷點火線圈一次繞組的電路，一次電流迅速下降到零，在點火線圈的二次繞組中產(chǎn)生高壓電，在火花塞間隙中跳火，使混合氣點燃。2021-12-16第47頁二、無觸點電子點火系無觸點電子點火系，簡稱無觸點點火系。它利用各

33、種類型的傳感器代替斷電器的觸點，產(chǎn)生點火信號，控制點火系的工作。因此，在點火系工作時，與觸點有關的故障都不可能發(fā)生。無觸點點火系一般由傳感器、點火控制器、點火線圈、配電器、火花塞等組成。國內(nèi)、外汽車上使用的無觸點點火裝置，按所使用的傳感器形式不同分為： 1.1.磁脈沖式磁脈沖式 2.2.霍爾效應式霍爾效應式 3.3.光電式光電式2021-12-16第48頁1.磁脈沖式無觸點點火裝置無觸點式電子點火系統(tǒng)的組成如圖10-22所示，主要由點火信號發(fā)生器 (傳感器)3.點火控制器4、點火線圈5、分電器2、火花塞1等組成。 2021-12-16第49頁（1）傳感器磁感應式點火信號發(fā)生器是依靠電磁感應原理

34、制成的。它一般安裝在分電器的內(nèi)部，由信號轉子和感應器兩部分組成，如圖10-24所示。信號轉子6由分電器軸驅動，其轉速與分電器軸相同;感應器固定在分電器底板上，由永久磁鐵5、鐵心4和繞在鐵心上的傳感線圈3組成。 2021-12-16第50頁 當轉子旋轉時，轉子凸齒與線圈鐵心之間的空氣間隙不斷地改變，穿過線圈鐵心中的磁通也不斷地變化。根據(jù)電磁感應原理，當穿過線圈的磁通發(fā)生變化時，線圈中將產(chǎn)生感應電動勢，感應電動勢的大小與磁通變化率成正比，其方向則是阻礙磁通的變化。2021-12-16第51頁2021-12-16第52頁（2）點火控制器 點火控制器用來將傳感器輸入的脈沖信號整形、放大，轉變?yōu)辄c火控制

35、信號，經(jīng)開關型大功率晶體三極管，控制點火線圈一次電路的通、斷和點火系的工作。2021-12-16第53頁2.霍爾效應式無觸點點火裝置 霍爾效應式無觸點點火裝置，利用霍爾元件的霍爾效應制成傳感器，產(chǎn)生點火信號，控制點火系的工作。它主要由霍爾分電器、點火控制器、點火線圈等組成。2021-12-16第54頁2021-12-16第55頁光電效應式點火信號發(fā)生器是利用光電效應原理，以紅外線或可見光光束進行觸發(fā)的。主要由遮光盤 (信號轉子)1、遮光盤軸2、光源3以及光接收器 (光敏元件)4等四部分組成，如圖10-30所示。 2021-12-16第56頁（3）霍爾分電器 裝有霍爾傳感器的分電器，稱為霍爾分電

36、器，其結構如圖10-34所示。2021-12-16第57頁半導體點火裝置，在提高二次電壓和點火能量,延長觸點使用壽命等方面都是卓有成效的。但是，它們對點火時間的調(diào)節(jié)，與傳統(tǒng)點火系一樣，仍靠離心提前和真空提前兩套機械式點火提前調(diào)節(jié)裝置來完成。由于機械的滯后、磨損以及裝置本身的局限性等許多因素的影響，它不能保證發(fā)動機的點火時刻總為最佳值，不是偏早就是偏遲。同時，點火線圈一次電路的導通時間受凸輪形狀的限制，發(fā)動機低速時觸點閉合時間長，一次電流大，點火線圈容易發(fā)熱；高速時，觸點閉合時間縮短，一次電流減小，二次電壓降低，點火不可靠。微機控制的點火系，取消了機械式點火提前調(diào)節(jié)裝置，由微機控制點火系隨發(fā)動機

37、工況的變化自動地調(diào)節(jié)點火提前角，使發(fā)動機在任何工況下均在最佳的點火時刻點火。此外，它還能自動地調(diào)節(jié)一次電路的導通時間，使高速時一次電路的導通時間延長，增大一次電流，提高二次電壓；低速時一次電路導通時間適當縮短，限制一次電流的幅度，以防止點火線圈發(fā)熱。第六節(jié) 微機控制點火系 2021-12-16第58頁微機控制點火系的組成微機控制點火系一般由傳感器、微機控制器和點火控制器、點火線圈等組成。用微機控制點火正時，形成微機控制點火系統(tǒng)。由于微機具有響應速度快、運算和控制精度高、抗干擾能力強等優(yōu)點，通過微機控制點火提前角要比機械式的離心提前機構和真空提前機構的精度高得多，如圖10-35中的曲線2所示;并

38、且微機控制點火系統(tǒng)可以通過各種傳感器感知多種因素對點火提前角的影響，便發(fā)動機在各種工況和使用條件下的點火提前角都與相應的最佳點火提前角比較接近，還不存在機械磨損等問題，克服了離心提前機構和真空提前機構的缺陷，使點火系統(tǒng)的發(fā)展更趨完善，發(fā)動機的性能得到進一步改善和更加充分的發(fā)揮。因此，微機控制點火系統(tǒng)是繼無觸點的普通電子點火系統(tǒng)之后，點火系統(tǒng)發(fā)展的又一次飛躍。 2021-12-16第59頁2021-12-16第60頁2021-12-16第61頁1.奧迪奧迪200200型轎車發(fā)動機微機控制點火系型轎車發(fā)動機微機控制點火系 奧迪200型轎車5缸渦輪增壓型發(fā)動機,采用機械式(K型)燃油噴射系,圖圖10

39、-10-3737是微機控制點火系的組成。 （1 1）傳感器）傳感器 在發(fā)動機工作時不斷地檢測反映發(fā)動機工作狀況的信息，并輸入控制器，作為控制系統(tǒng)進行運算和控制的依據(jù)或基準。（2 2）微機控制器）微機控制器 微機控制器是控制系統(tǒng)的中樞，也稱為電腦。在發(fā)動機工作時，它根據(jù)各傳感器輸入的信號，計算最佳點火提前角和一次電路的導通，并產(chǎn)生點火控制信號控制點火系工作。2021-12-16第62頁2021-12-16第63頁2.無分電器點火系簡介簡介無分電器點火系的工作過程無分電器點火系的工作過程無分電器點火系的電路原理無分電器點火系的電路原理2021-12-16第64頁無分電器點火系的工作過程無分電器點火

40、系一般采用閉磁路雙點火線圈，即每個點火線圈二次繞組的兩端均作為高壓輸出端，分別接兩個汽缸的火花塞，使兩個汽缸的火花塞串聯(lián)工作。例如，圖圖10-4410-44所示奧迪V6發(fā)動機的點火系，將三個雙點火線圈裝成一體，成為點火線圈組件，每個點火線圈有兩個高壓輸出端，它們按點火順序分別接1、6、2、4、3、5缸的火花塞。發(fā)動機工作時，當?shù)谝桓谆鸹ㄈ幱趬嚎s行程上止點時，第六缸活塞則處于排氣行程上止點，在第一缸火花塞跳火瞬間，第六缸火花塞間隙也跳火，即兩缸火花塞同時跳火。但是，第六缸活塞處于排氣行程接近終了位置，汽缸內(nèi)的壓力接近大氣壓力，火花塞的間隙容易被高壓電擊穿產(chǎn)生電火花，但不能點燃混合氣。因此，處于

41、排氣行程的汽缸中產(chǎn)生的電火花不起作用，稱為廢火。處于排氣行程的火花塞跳火時，只需要1kV左右的高壓電，而且火花塞間隙擊穿后阻力大大減小，絕大部分高壓電作用在處于壓縮行程的火花塞上，所以廢火的存在對點火能量和發(fā)動機的工作并無影響。2021-12-16第65頁 第七節(jié) 汽車電源 概述概述蓄電池蓄電池發(fā)電機發(fā)電機汽車上的點火系及全車電器設備的電源，由蓄電池、發(fā)電機及調(diào)節(jié)器組成。在發(fā)動機正常工作的情況下，發(fā)電機向點火系及其他用電設備供電，并同時向蓄電池充電。當汽車上的用電設備耗電量過大，所需功率超過發(fā)電機的額定功率時，蓄電池和發(fā)電機同時向點火系等全部用電設備供電。當發(fā)動機低速運行時，發(fā)電機不發(fā)電或發(fā)出

42、的電壓很低，此時點火系及其他用電設備所需的電能完全由蓄電池供給。在發(fā)動機起動時，起動機、點火系、儀表等主要用電設備所需電能也由蓄電池供給。2021-12-16第66頁車用蓄電池一般由3個或6個電壓為2V左右的單格蓄電池，串聯(lián)在一起成為6V或12V蓄電池。圖10-34是6V蓄電池。為了提高蓄電池的容量，每一個單格蓄電池中多片正極板12和多片負極板11。所有正極板或負極板分別用鉛焊接在橫板上，形成正極板組和負極板組。兩片極板之間留有空隙，橫板上部連有接線柱。正極板組和負極板組穿插在一起，使每片正極板都插在兩片負極板之間，因此負極板比正極板多一片。為了防止極板之間短路，相鄰兩片極板之間夾有一片多孔性

43、的（木質(zhì)或塑料）隔板10，組成正負極板組。蓄電池的極板是在用鉛第合金澆注成的柵架上涂敷活性物質(zhì)而成?；钚晕镔|(zhì)的主要原料是四氧化三鉛和一氧化鉛，經(jīng)形成處理后，正極板上的活性物質(zhì)轉變?yōu)榧t棕色的二氧化鉛，負極板上的活性物質(zhì)則轉變?yōu)榍嗷疑＞d狀鉛。這種活性物質(zhì)具有多孔性的結構，電解液可以自由地滲入活性物質(zhì)的孔隙中，從而使參加化學反應的活性物質(zhì)的表面積增加。2021-12-16第67頁無維護蓄電池 目前，在國內(nèi)、外汽車上廣泛使用一種新型蓄電池，稱為無維護蓄電池或免維護蓄電池。無維護蓄電池的電解液，由制造廠一次性加注，并密封在殼體內(nèi)。因此，電解液不會泄露、不會腐蝕接線柱和機體，在使用中不需加注蒸餾水或補充電解液來調(diào)高液面高度，無須保養(yǎng)與維護。同時，它具有耐震、耐高溫、自放電少、使用壽命長等許多特點。圖10-35是無維護蓄電池的外形。2021-12-16第68頁硅整流交流發(fā)電機硅整流交流發(fā)電機由一臺三相同步交流發(fā)電機和硅二極管整流器組成發(fā)電機產(chǎn)生的三相交流電通過整流器進行三相橋式全波整流后，轉變?yōu)橹绷麟?。硅整流交流發(fā)電機是由轉子轉子、定子定子、整流器整流器、端蓋端蓋、風扇葉輪風扇葉輪等組成。圖10-59所示為硅整流交流發(fā)電機的機構。2021-12-16第69頁