第四章点火系.

汽车电器设备构造与维修第四章：点火系统掌握传统点火系的组成与工作原理掌握传统点火系主要元件的构造掌握传统点火系的维护与检修掌握磁感应式电子点火系、霍尔式电子点火系和光电式电子点火式的组成与工作过程掌握电子点火系的正确使用与故障检查学习目标（1）作用点火系的作用是将蓄电池或发电机提供的低压电变为高压电，按照发动机的工作顺序和点火时间的要求，适时、准确地将高压电分配给各缸火花塞，使之跳火，点燃可燃混合气。第一节：概述1.1汽车点火系的作用及分类（2）种类按采用的电源不同，可分为蓄电池点火系和磁电机点火系两大类；按组成及产生高压电的方式不同，可分为触点式点火系（传统点火系）、无触点式点火系，无机械提前式点火系（电子点火系）和无分电器式点火系（微机控制点火系）第一节：概述1.1汽车点火系的作用及分类第一节：概述1.2汽车点火系应满足的要求1、能产生足以击穿火花塞间隙的电压（15～20kV）击穿电压：火花塞电极之间产生火花的电压。2、火花应具有一定的能量（50～80mJ）起动时应大于100mJ。3、点火时间应适应发动机的工况（最佳点火时间，不能过早或过迟。）点火时刻用点火提前角来表示。点火提前角是指从火花塞跳火开始到活塞压缩行程上止点为止的一段时间内发动机曲轴所转过的角度。通常把发动机功率最大和油耗最小时的点火提前角称为最佳点火提前角。第二节：传统点火系的组成与工作原理2.1：传统点火系的组成•点火开关：作用是控制电路通电。电源：作用是供给电能•点火线圈：作用是将12V低压电变为15～20KV高压电。•分电器：作用是适时控制初级电路通断，按顺序分配火花到各缸•火花塞：作用是将高压电引入气缸并产生火花点燃混合气。•高压导线：作用是传送点火系高压电。第二节：传统点火系的组成与工作原理2.2传统点火系的工作原理1、工作过程发动机工作时，分电器中断电器凸轮也随之旋转，断电触点交替开闭。当断电器触点闭合时：点火线圈初级绕组通过低压电流，铁心储存了磁场能。当断电器触点断开时，初级绕组中低压电流被切断，磁场消失，次级绕组感应出高压电动势。配电器按照点火顺序将高压电轮流传送给各工作缸火花塞跳火。第二节：传统点火系的组成与工作原理2.2传统点火系的工作原理第二节：传统点火系的组成与工作原理2.2传统点火系的工作原理点火线圈配电器断电器火花塞点火系统将12v或24v的低压电转变为10000v以上的高压电是由点火线圈和断电器共同完成的，并由配电器分配到各缸火花塞。第二节：传统点火系的组成与工作原理2.2传统点火系的工作原理初级电路接通，点火线圈积蓄能量；第二节：传统点火系的组成与工作原理2.2传统点火系的工作原理初级电路切断，点火线圈产生次级高压。次级高压加到火花塞上，击穿火花塞间隙，点燃混合气。第二节：传统点火系的组成与工作原理2.2传统点火系的工作原理1、发电机转速的影响次级电压随转速升高而降低2、发动机气缸数的影响次级电压的最大值将随发动机气缸数的增加而降低。3、火花塞积碳的影响4、触点间隙的影响5、电容的影响电容过小电压降低6、点火线圈温度的影响温度过高，初级绕组的电阻增大，初级电流减小。第二节：传统点火系的组成与工作原理2.3传统点火系的工作特性第三节：传统点火系的主要元件的构造3.1点火线圈作用：点火线圈是将汽车电源提供的12V低压电变为能击穿火花塞电极间隙的15—20kV的高压电的主要部件，是汽车点火系的高压电源。组成：初级绕组、次级绕组和铁心组成按其磁路结构形式不同可分为：1.开磁路点火线圈（多用于传统点火系）2.闭磁路点火线圈（多用于电子点火系）第三节：传统点火系的主要元件的构造3.1点火线圈1）开磁路点火线圈主要有铁心、初级绕组、次级绕组和附加电阻等组成。初级绕组：漆包线粗，匝数少；次级绕组：漆包线细，匝数多；由于初级绕组中流过的电流较大，发热量大，所以初级绕组在次级绕组外面，便于散热；当初级绕组有电流通过时，通过互感，次级绕组中感应出高压电。第三节：传统点火系的主要元件的构造3.1点火线圈按低压接柱的数目不同，点火线圈有两接柱和三接柱之分。第三节：传统点火系的主要元件的构造传统的开磁路点火线圈中，次级绕组在铁心中的磁通通过导磁钢套构成回路，磁力线的上、下部分从空气中通过，磁路的磁阻大，磁通损失大，转换效率低（约60%）；3.1点火线圈2）闭磁路点火线圈第三节：传统点火系的主要元件的构造3.1点火线圈闭磁路点火线圈的铁心是“曰”字形或“口”字形，磁路中只设有一个微小的气隙，其磁路如上页图所示。闭磁路点火线圈漏磁少，磁阻小，变换效率高，可使点火线圈小型化。3）点火线圈的型号第三节：传统点火系的主要元件的构造3.1点火线圈ⅠⅡⅢⅣⅠ—产品代号D——点火Q——线圈DQG——干式点火线圈DQD——电子点火系用点火线圈ⅤⅡ—电压等级代号电压等级代号用一位阿拉伯数字表示，1表示12V电系2表示24V电系6表示6V电系第三节：传统点火系的主要元件的构造3.1点火线圈ⅠⅡⅢⅣⅤⅢ—分组代号代号123456789含义单、双缸体4、6缸机4、6缸体6、8缸机6、8缸机8缸机以上无触点分电器高能其他缸（包括3、5、7缸）Ⅳ—设计序号用1位阿拉伯数字表示先后顺序Ⅴ—变型代号以调整臂的位置作为变型代号第三节：传统点火系的主要元件的构造3.2分电器组成：主要由断电器、配点器、点火提前机构和电容器组成功用：接通和切断初级线圈电路，并按各缸的工作顺序将高压电适时送至各缸火花塞。同时可实现点火时间的调整。第三节：传统点火系的主要元件的构造1）配电器——按发动机的工作顺序将高压电分配到各缸火花塞上。组成：分火头、分电器盖3.2分电器第三节：传统点火系的主要元件的构造3.2分电器2）断电器——周期性地接通和切断低压电路。组成：一对触点、凸轮固定底板壳体活动底板偏心螺钉固定触点接线柱活动触点凸轮弹簧片真空提前调节机构弹簧①功用：接通和切断初级绕组的电路，使其电流发生变化，以便在次级绕组中产生高压电。第三节：传统点火系的主要元件的构造3.2分电器3）电容器功用：在点火线圈初级电路断开时，减小触点间产生的电火花，防止触点烧损，并可加速点火线圈中的磁通变化率，提高点火电压第三节：传统点火系的主要元件的构造3.2分电器4）离心点火提前装置——当发动机转速发生变化时自动调整点火提前角在分电器轴上固定有托板，两个重块分别套在托板的柱销上，重块的另一端由弹簧拉向轴心。信号发生器的转子与拨板一起套在分电器轴上，拨板的两端有长形孔，套于离心块的销钉上。第三节：传统点火系的主要元件的构造3.2分电器5）真空式点火提前装置——当发动机负荷发生变化时自动调整点火提前角。在外壳内固定有弹性金属片制成的膜片，膜片中心一侧与拉杆固连，另一侧压有弹簧。拉杆由壳底座孔中伸出，与底板相连，拉动底板带着信号发生器的定子相对于轴产生角位移。第三节：传统点火系的主要元件的构造3.3火花塞3、火花塞——将高压电引入燃烧室，产生电火花点燃混合气。1）结构主要由接触头、瓷绝缘体、中心电极、侧电极和壳体等部分组成1、接线螺母2、高氧化铝陶瓷绝缘体3、商标4、钢质壳体（六角形）5、内垫圈（密封导热）6、密封垫圈7、中心电极导电杆8、火花塞裙部螺纹9、电极间隙10、中心电极和侧电极11、型号12、去干扰电阻第三节：传统点火系的主要元件的构造3.3火花塞2）火花塞的类型按热传导性能可分为冷型、热型热型火花塞——受热面积较大（绝缘体裙部较长），不易散热的，低热值的火花塞用于发动机功率小，转速较低，压缩比较小的冷型火花塞——受热面积小（绝缘体裙部较短），易散热，高热值的火花塞。用于发动机功率较大，转速较高，压缩比较大的。3）火花塞型号第三节：传统点火系的主要元件的构造3.3火花塞E4T1231、表示火花塞结构类型和主要型式尺寸。2、表示火花塞热值。3、表示火花塞派生产品结构特征，发火端特征，材料特性及特殊技术要求。1）传统点火系的缺陷a、高速易断火。b、断电触点易烧蚀c、对火花塞积碳敏感。d、起动性能差。e、无线电干扰大。第四节：电子点火系4.1电子点火系概述2）电子点火系的组成及基本工作原理采用点火线圈储能和升压，利用互感原理，现有点火线圈将低压电源转化为高压电源，然后再由配电器分配给各缸火花塞。3）电子点火系类型（1）按储能方式分类a：电感储能电子点火系：火花能量以磁场形式储存在点火线圈中，如蓄电池点火系；b：电容储能电子点火系统：火花能量以电场的形式储存在专门的储能电容器中。第四节：电子点火系4.1电子点火系概述第四节：电子点火系4.1电子点火系概述（2）按信号发生器型式分类a：磁感应式；b：霍尔式；c：光电式；（3）按控制方式分类a：普通电子点火b：微机控制点火第四节：电子点火系4.2无触点电子点火系电子点火系的特点是：利用晶体三极管的开关特性来控制点火线圈初级电流的通断。而晶体三极管的导通和截止则受点火信号传感器产生的电信号控制。常见的点火信号传感器有：磁感应式、霍尔式和光电式第四节：电子点火系（1）磁感应式电子点火系1、磁感应式电子点火系组成：磁感应式电子点火系又称为磁脉冲式电子点火系，由磁感应式分电器（内装磁感应式点火信号发生器）、点火控制器、专用点火线圈、火花塞等部件组成。2、磁感应式电子点火系主要元件：4.2无触点电子点火系第四节：电子点火系4.2无触点电子点火系工作原理：信号转子上制有与发动机气缸数相同的凸齿，当转子转动时，凸齿交替在铁心旁扫过，使二者的气隙不断变化，则穿过线圈铁心中的磁通也不断变化。从而在线圈中产生感应电动势。第四节：电子点火系利用电磁感应原理，信号转子转动时，信号转子的凸齿与铁心的空气隙发生变化，使通过传感线圈的磁通发生变化，因此传感线圈中便产生感应的交变电动势，该交变电动势输入到点火器，以控制点火系统工作。其工作过程（假设信号转子顺时针转动）4.2无触点电子点火系1、磁感应式点火信号发生器工作原理：第四节：电子点火系当信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间的空气隙越来越小，通过传感器线圈的磁通逐渐增大，当信号转子凸齿的齿角与铁心边缘相对时，磁通急剧增加，磁通变化率最大4.2无触点电子点火系第四节：电子点火系4.2无触点电子点火系第四节：电子点火系（2）霍尔式电子点火系4.2无触点电子点火系1、霍尔式点火系的组成：霍尔式电子点火系由内装霍尔信号发生器的分电器、点火控制器、火花塞、高能点火线圈等组成。第四节：电子点火系霍尔效应原理图见图4-29。当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。4.2无触点电子点火系霍尔效应原理第四节：电子点火系4.2无触点电子点火系触发叶片进入空气隙中触发叶片离开空气隙中叶片霍尔元件永久磁铁霍尔传感器导磁板第四节：电子点火系4.2无触点电子点火系霍尔信号发生器2．组成霍尔信号发生器位于分电器内，其结构见图主要由分电器轴带动的触发叶轮、永久磁铁、霍尔元件等组成。第四节：电子点火系4.2无触点电子点火系3．工作原理霍尔信号发生器工作原理图见图4-32。分电器轴带动触发叶轮转动，当叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压，霍尔集成电路末级三极管截止，信号发生器输出高电位；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压，集成电路末级三极管导通，信号发生器输出低电位。霍尔信号发生器的优点：①工作可靠性高。无磨损部件，不受灰尘、油污的影响，无调整部件，体积小且坚固，寿命长。②发动机起动性能好。不受发动机转速的影响，明显地真强了发动机的起动性能，有利于低温或其他恶劣条件下起动。第四节：电子点火系4.2无触点电子点火系第四节：电子点火系4.2无触点电子点火系点火器的功能和基本电路光电式电子点火装置是利用光敏元件(光敏晶体管或光敏二极管)的光电效应原理，制成光电式点火信号发生器给点火电子组件提供点火信号，来达到控制点火的目的。光电式电子