吉林大學(xué)汽車構(gòu)造第10章講義發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)

第10章發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)一、功用：按照發(fā)動機(jī)各缸的點(diǎn)火次序，在一定的時(shí)辰供應(yīng)火花塞以能量足夠的高壓電，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生足夠強(qiáng)的電火花，點(diǎn)燃被緊縮的可燃混合氣，從而使發(fā)動機(jī)作功。二、分類—按照點(diǎn)火系的組成及產(chǎn)生高壓電的方法不同，分為：1、蓄電池點(diǎn)火系：蓄電池點(diǎn)火系—由蓄電池或發(fā)電機(jī)供應(yīng)12V或24V的低壓直流電，借點(diǎn)火線圈和斷電器將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再?jīng)過配電器分配到各缸火花塞，使兩電極之間產(chǎn)生火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。汽車普通為12V電源，由蓄電池供應(yīng)低壓直流電，發(fā)電機(jī)給蓄電池充電。2、半導(dǎo)體點(diǎn)火系3、微機(jī)控制點(diǎn)火系4、磁電機(jī)點(diǎn)火系。§10.1概述傳統(tǒng)分電器式點(diǎn)火系三、汽車發(fā)動機(jī)對點(diǎn)火系的要求1、迅速產(chǎn)生足以擊穿火花塞間隙的高電壓15～20kv；2、電火花應(yīng)具備足夠高的能量50～120mJ；3、點(diǎn)火時(shí)辰應(yīng)順應(yīng)發(fā)動機(jī)的工況。

四、點(diǎn)火系的特點(diǎn)搭鐵—汽車發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系線路與其它電器設(shè)備線路一樣，均采用單線制結(jié)合，即電源的一個(gè)電極用導(dǎo)線與各用電設(shè)備相聯(lián)，而另一個(gè)電極那么經(jīng)過發(fā)動機(jī)機(jī)體、汽車車架和車身與各用電設(shè)備相聯(lián)，稱為搭鐵，相當(dāng)于接地。既可以以電源的負(fù)極搭鐵，也可以以電源的正極搭鐵，汽車發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系普通以電源的負(fù)極搭鐵。此時(shí)點(diǎn)火線圈的線路普通使火花塞的中心電極為負(fù)極，側(cè)電極為正極，由于電子容易從溫度高的中心電極向溫度低的側(cè)電極發(fā)射〔高壓電流方向從正極流向負(fù)極〕，因此，可降低擊穿電壓15~20%左右?！惨弧?、點(diǎn)火線圈功用：將電源的低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姷纳龎鹤儔浩?。分類：開磁路點(diǎn)火線圈；閉磁路點(diǎn)火線圈?！?0.2傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)組成與任務(wù)原理一、傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)組成：1、點(diǎn)火線圈〔1〕傳統(tǒng)的開磁路點(diǎn)火線圈的根本構(gòu)造如圖4-15所示，主要由鐵心、繞組、膠木蓋、瓷杯等組成。其鐵心用0.3～0.5mm厚的硅鋼片疊成，鐵心上繞有初級繞組和次級繞阻。次級繞阻居內(nèi)，通常用直徑為0.06～0.10mm的漆包線繞11000～26000匝；初級繞阻居外，通常用0.5～1.0mm的漆包線繞230～370匝。附加電阻特點(diǎn):附加電阻也稱熱敏電阻，它由低碳鋼絲、鎳鉻絲或純鎳絲制成，具有溫度升高時(shí)電阻迅速增大、溫度降低時(shí)電阻迅速減小。作用：利用附加電阻特點(diǎn)自動調(diào)理初級電流，可以改善點(diǎn)火系的任務(wù)特性。附加電阻低速時(shí)：初級電流增長時(shí)間長，電流大，附加電阻受熱阻值增大，防止了初級電流過大，防止點(diǎn)火線圈過熱；高速時(shí)：初級電流增長時(shí)間短，電流小，附加電阻溫度較低，可使初級電流下降的少些，保證了發(fā)動機(jī)在高速任務(wù)時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)能供應(yīng)較強(qiáng)的高壓電而不止斷火。所以轉(zhuǎn)速變化時(shí)，附加電阻較好地處理了高速斷火和低速點(diǎn)火線圈過熱的矛盾，改善了點(diǎn)火性能。起動時(shí):由于蓄電池的端電壓會急劇下降，致使初級電流減小，點(diǎn)火線圈不能供應(yīng)足夠的高電壓和點(diǎn)火能量。為了抑制這一影響，在起動時(shí)將附加電阻短路，以增大初級電流，提高次級電壓和火花能量，從而改善了發(fā)動機(jī)的起動性能。根本任務(wù)過程：(視頻)〔二〕高壓回路：觸點(diǎn)K斷開：次級線圈→附加電阻→蓄電池正極→蓄電池→搭鐵→火花塞側(cè)電極→火花塞中心電極→高壓線→配電器→次級線圈。〔一〕低壓回路：觸點(diǎn)K閉合時(shí)：蓄電池正極→點(diǎn)火開關(guān)→附加電阻→初級線圈→斷電器活動觸點(diǎn)臂→觸點(diǎn)→分電器殼體搭鐵→蓄電池負(fù)極。〔2〕閉磁路點(diǎn)火線圈閉磁路點(diǎn)火線圈的鐵心是“曰〞字形或“口〞字形，磁路中只設(shè)有一個(gè)微小的氣隙，其磁路圖10-7所示。閉磁路點(diǎn)火線圈漏磁少，磁阻小，變換效率高，可使點(diǎn)火線圈小型化。〔二〕、分電器組成：斷電器、配電器，電容器以及點(diǎn)火提早調(diào)理安裝。作用：①接通與切斷點(diǎn)火系統(tǒng)的初級電路，使點(diǎn)火線圈的次級繞組中產(chǎn)生高電壓；②將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電分配到相應(yīng)氣缸的火花塞上。分電器的組成分電器實(shí)物圖

1、斷電器

作用：周期性的接通斷開一次繞組，使初級電流發(fā)生變化，在點(diǎn)火線圈中生成次級電壓。構(gòu)造：片簧，活動觸點(diǎn)，膠木，凸輪觸點(diǎn)間隙：兩觸點(diǎn)分開時(shí)的最大間隙稱為觸點(diǎn)間隙0.35—0.45mm☆凸輪棱數(shù)=氣缸數(shù)；凸輪軸轉(zhuǎn)速=配氣凸輪軸轉(zhuǎn)速。①觸點(diǎn)間隙過小，觸點(diǎn)間易出現(xiàn)火花而使初級電路斷電不良，甚至觸點(diǎn)燒蝕；②觸點(diǎn)間隙過大，那么觸點(diǎn)閉合時(shí)間縮短，使初級電流減小，次級電壓降低，高速時(shí)容易缺火。③調(diào)整：可旋轉(zhuǎn)偏心調(diào)理螺釘1來調(diào)整觸點(diǎn)間隙，首先，要松開固定托板3的螺釘2。1、調(diào)理螺釘2、固定螺釘，3、托板4、活動觸點(diǎn)臂，5、銷釘6、片簧。組成:分電器蓋、分火頭。作用:將高壓電按點(diǎn)火順序分配至火花塞。2、配電器配電器配電器3、電容器作用:〔與斷電器并聯(lián)〕當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí)，減小觸點(diǎn)間的電火花，防止觸點(diǎn)燒蝕。同時(shí)吸引初級繞組的自感電動勢，使初級電流迅速切斷，提高次級電壓。1-金屬箔2-蓋板3-外殼4-絕緣紙4、點(diǎn)火提早安裝作用：實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火提早，必需在緊縮行程未到達(dá)上質(zhì)點(diǎn)位置時(shí)，使觸點(diǎn)分開。方法：1.觸點(diǎn)不動，使凸輪相對軸向轉(zhuǎn)一個(gè)角度；2.凸輪不動，使觸點(diǎn)相對凸輪轉(zhuǎn)一個(gè)角度。安裝：1.離心式點(diǎn)火提早調(diào)理安裝；2.真空式點(diǎn)火提早調(diào)理在安裝；3.辛烷值校正器?！铧c(diǎn)火提早角點(diǎn)火提早角是從發(fā)出電火花到上止點(diǎn)間的曲軸轉(zhuǎn)角。其數(shù)值應(yīng)視燃料性質(zhì)、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、過量空氣系數(shù)等很多要素而定。1、點(diǎn)火提早角過大〔早〕；2、點(diǎn)火提早角過小〔晚〕3、點(diǎn)火提早角最正確。①過大，那么大部分混合氣在緊縮過程中熄滅，活塞上行所耗費(fèi)的緊縮功添加，發(fā)動機(jī)容易過熱，有效功率下降，任務(wù)粗爆程度添加。同時(shí)由于混合氣的壓力過高，末端混合氣熄滅前的溫度較高，爆燃傾向加大。②為最正確值時(shí)，最高壓力出如今上止點(diǎn)后適宜的角度內(nèi)，示功圖面積最大，完成的循環(huán)功最多，發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性最好。③過小，那么熄滅延伸到膨脹過程，熄滅最高壓力和溫度下降，傳熱損失增多，排氣溫度升高，功率下降，耗油量增多。2、轉(zhuǎn)速n↑→紊流↑，火焰速度大體與轉(zhuǎn)速成正比添加，因此以秒計(jì)的熄滅過程縮短，但由于循環(huán)時(shí)間亦縮短，普通熄滅過程相當(dāng)?shù)那S轉(zhuǎn)角添加，應(yīng)該相應(yīng)加大點(diǎn)火提早角而安裝離心調(diào)理點(diǎn)火提早器。轉(zhuǎn)速添加時(shí)，火焰速度亦添加，爆燃傾向減小。3、負(fù)荷轉(zhuǎn)速一定，Pe↓時(shí)，進(jìn)入氣缸的新穎混合氣量↓而剩余廢氣量根本不變，故γ↑。由于剩余廢氣對熄滅反響起妨礙作用，使Um↓。為保證熄滅過程在上止點(diǎn)附近完成，需增大點(diǎn)火提早角，靠真空提早點(diǎn)火安裝來調(diào)理。當(dāng)負(fù)荷↓→混合氣數(shù)量↓→γ↑→混合氣稀釋程度↑→起火界限更窄，火焰速度↓熄滅惡化。當(dāng)負(fù)荷↓→氣缸的〔溫度+壓力〕↓→爆燃的傾向↓。

(1)離心點(diǎn)火提早調(diào)理器作用:在轉(zhuǎn)速變化時(shí)，利用離心力自動使信號發(fā)生器提早產(chǎn)生點(diǎn)火信號來調(diào)理點(diǎn)火提早角。離心點(diǎn)火提早角調(diào)理安裝離心點(diǎn)火提早安裝就是為實(shí)現(xiàn)這一功能而設(shè)置的。斷電凸輪套在調(diào)理器橫板上，該調(diào)理器橫板既隨分電器軸一同轉(zhuǎn)動，又可相對該軸發(fā)生擺動，其擺角是經(jīng)過離心塊感應(yīng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)理的。當(dāng)n↑→θ↑；當(dāng)n↓→θ↓。發(fā)動機(jī)要求觸點(diǎn)不動：使凸輪相對于軸順旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，這樣，在活塞尚未到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)〔假定點(diǎn)火提早角調(diào)理安裝不任務(wù)時(shí)，點(diǎn)火提早角為零〕斷電器觸點(diǎn)即分開，使點(diǎn)火提早〔圖b〕。a〕點(diǎn)火提早角為零b〕轉(zhuǎn)動凸輪使點(diǎn)火提早角增大1-觸點(diǎn)2-凸輪3-凸輪軸4-斷電器底板θ－點(diǎn)火提早角(2)真空式點(diǎn)火提早角調(diào)理安裝作用：隨發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化〔節(jié)氣門開度變化自動的調(diào)節(jié)點(diǎn)火提早角〕任務(wù)原理：凸輪不動，使觸點(diǎn)〔連同固定托板〕相對于凸輪逆旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，使點(diǎn)火也提早〔圖c〕。1-觸點(diǎn)2-凸輪3-凸輪軸4-固定盤〔三〕、火花塞作用:將高壓電引進(jìn)發(fā)動機(jī)熄滅室，在電極間構(gòu)成火花，以點(diǎn)燃可燃混合氣。火花塞擰裝于氣缸蓋的火花塞孔內(nèi)，下端電極伸入熄滅室。上端銜接分缸高壓線?；鸹ㄈ屈c(diǎn)火系中任務(wù)條件最惡劣、要求高和易損壞部件。火花塞要求1．混合氣熄滅時(shí)，火花塞下部將接受高壓燃?xì)獾臎_擊，要求火花塞必需有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。2．火花塞接受著交變的高電壓，要求它應(yīng)有足夠的絕緣強(qiáng)度，能接受30kv高壓。3．混合氣熄滅時(shí)，熄滅室內(nèi)溫度很高，可達(dá)1500～2200℃，進(jìn)氣時(shí)又忽然冷卻至50～60℃，因此要求火花塞不但耐高溫，而且能接受溫度劇變，不出現(xiàn)部分過冷或過熱。4．混合氣的熄滅產(chǎn)物很復(fù)雜，含有多種活性物質(zhì)，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使電極腐蝕。因此要求火花塞要耐腐蝕。5．火花塞的電極間隙影響擊穿電壓，所以要有適宜的電極間隙?；鸹ㄈ惭b位置要適宜，以保證有合理的著火點(diǎn)?；鸹ㄈ麣饷苄栽摦?dāng)好，以保證熄滅室不漏氣。1-接線螺母2-絕緣體3-接線螺桿4-墊圈5-火花塞殼體6-密封劑7-密封墊圈8-紫銅墊圈9-側(cè)電極10-絕緣體裙部11-中心電極組成：火花塞主要由接觸頭、瓷絕緣體、中心電極、側(cè)電極和殼體等部分。要求:電極普通采用耐高溫、耐腐蝕的鎳錳合金鋼或鉻錳氮、鎢、鎳錳硅等合金制成，也有采用鎳包銅資料制成，以提高散熱性能?；鸹ㄈ姌O間隙多為0.6～0.7mm，電子點(diǎn)火其間隙可增大至1.0～1.2mm。火花塞的熱特性1、自凈溫度：能使落在絕緣體上的油滴立刻燒掉，不致構(gòu)成積炭，絕緣體〔裙部〕應(yīng)堅(jiān)持的溫度〔500～700°C〕。假設(shè)溫度低于自凈溫度，就能夠使油霧聚積成油層，引起積炭而不能跳火；假設(shè)溫度過高，例如超越850℃，會構(gòu)成熾熱點(diǎn)，發(fā)生外表點(diǎn)火，使發(fā)動機(jī)蒙受損壞?；鸹ㄈ共康娜蝿?wù)溫度取決于火花塞熱特性和發(fā)動機(jī)氣缸的任務(wù)溫度。2、火花塞熱特性:指火花塞發(fā)火部位的熱量向發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)分發(fā)的性能。☆影響火花塞熱特性的主要要素：火花塞裙部的長度?；鸹ㄈ绞剑豪湫停喝共扛叨仍?mm,能耐較強(qiáng)的熱負(fù)荷；中型：裙部高度在11mm及14mm,耐熱才干普通；熱型：裙部高度在16mm及20mm,適于低熱負(fù)荷的發(fā)動機(jī)運(yùn)用；§10.3電子點(diǎn)火系統(tǒng)傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的缺陷:1)觸點(diǎn)容易燒蝕。在傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)中，觸點(diǎn)控制電流的通斷。當(dāng)觸點(diǎn)斷開瞬間，觸點(diǎn)間易構(gòu)成火花，將觸點(diǎn)氧化、燒蝕;加之觸點(diǎn)反復(fù)·開閉，觸點(diǎn)頂塊與凸輪長期摩擦而磨損，觸點(diǎn)間隙變化，易導(dǎo)致點(diǎn)火正時(shí)不穩(wěn)，影響點(diǎn)火系統(tǒng)的正常任務(wù)。2〕由于受觸點(diǎn)允許電流強(qiáng)度的限制，普通不超越5A，因此二次電壓及火花能量的提高遭到限制。3)一次電流和二次電壓的大小隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的升高和氣缸數(shù)的增多而下降，使多缸發(fā)動機(jī)高速時(shí)點(diǎn)火不可靠。4〕二次電壓上升速率比較慢，對火花塞積炭和污染比較敏感。電子點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):1〕可以減少觸點(diǎn)火花，防止觸點(diǎn)燒蝕，延伸觸點(diǎn)的運(yùn)用壽命;有的還可以取消觸點(diǎn)，因此抑制工與觸點(diǎn)相關(guān)的一切缺陷，改善了點(diǎn)火性能。2〕可以不受觸點(diǎn)的限制，增大一次電流，提高二次電壓，改善發(fā)動機(jī)高速時(shí)的點(diǎn)火性能。普通傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的低壓電流不超越5A，而電予點(diǎn)火系統(tǒng)可提高到7-8A，高電壓普通可達(dá)3OkV。3〕由于二次電壓和點(diǎn)火能量的提高，使其對火花塞積炭不敏感，且可以加大火花塞電極間隙，點(diǎn)燃較稀的混合氣，從而有利于改善發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排氣凈化性能。