传统点火系统教学课件

课题1 传统点火系统的组成与工作过程
5.1.1 传统点火系统的组成
传统点火系统又称蓄电池点火系统,主要由电源(蓄电池或 发电机)、点火线圈、分电器(断电器—配电器)、火花塞、点火 开关及辅助装置等组成,如图5-1所示。
图5-1 传统点火系统的组成
1—点火开关 2—电流表 3—蓄电池 4—起动机 5—高 压导线 6—阻尼电阻 7—火花塞
圈因长时间通电而损坏和浪费蓄电池电能。 4)设有爆燃指示灯,可指示发动机的爆燃情况。 2.工作原理
当发动机爆燃时,气缸盖便产生特定的振动频率,爆燃传感器谐振于 该频率,能灵敏地检测出爆燃,并产生输出电压信号,经爆燃限制放大器正时 、延迟、识别、闭合角控制,使开关管延迟关断,从而使二次电压不会在断 电器触点张开的瞬间立即产生,推迟了点火时间,消除了爆燃现象。 (1)目的及能力要求
点火装置特性的优劣直接影响发动机工作性能。由于影 响因素太多,加之发动机逐步向高转速、高经济技术指标发展, 因此世界各国都在探索提高点火特性措施,并已取得一些成效 。在传统点火装置上应用较多的是加装爆燃限制器。
图5-11 装有爆燃限制器的点火系统电路 1—点火线圈 2—点火开关 3—电流表 4—蓄电池
（1）铁心
（2）二次绕组
（3）一次绕组
图5-12 点火线圈的结构
1—绝缘座 2—铁心 3—一次绕组 4—二次绕组 5—导磁钢套 6—外壳 7—负接线 柱
8—胶木盖 9—高压线插孔 10—正接线柱 11—电源-开关接线柱 12—附加电阻
(4)绝缘座 (5)胶木盖 (6)导磁钢套 (7)外壳 (8)填充物
8—断电器 9—电容器 10—点火线圈 11—附加电阻 1 2—配电器
(1)电源 (2)点火线圈 (3)分电器 (4)点火开关 (5)附加电阻短接装置
5.1.2 传统点火系统工作过程
在传统点火系统中,电源供给的低压直流电,经断电器和 点火线圈转变为高压电,再经配电器分送到各缸的火花塞,在
火花塞的电极间产生电火花,点燃可燃混合气,使发动机工作。 图5-2所示的是传统点火系统的工作原理图。
3.点火时间应适应发动机的工作情况
首先,点火系统应按发动机的工作顺序进行点火,如直列六缸发动机的工 作顺序为1—5—3—6—2—4或1—4—2—6—3—5;四缸发动机的工作顺序为 1—3—4—2或1—2—4—3;V形六缸发动机的工作顺序为1—2—3—4—5—6 等。 (1)转速 (2)负荷
(3)起动及怠速 (4)汽油辛烷值 (5)压缩比 (6)混合气的浓度
1—分电器盖 2—分火头 3—断电器凸轮带离心调节器横板 4—分电器盖弹簧夹 5— 断电器活动触点臂弹簧及固定夹
6—活动触点及支架 7—固定触点 8—接头 9—弹簧 10—真空调节器膜片 11—真 空调节器外壳 12—拉杆
13—油杯 14—固定销用联轴节 15—联轴节钢丝 16—扁尾联轴节 17—离心调节器 托板 18—重块弹簧
起动时的击穿电压最高,因为气缸壁、活塞及火花塞都处于冷态,吸 入的混合气温度低、雾化不良,压缩终了时混合气的温度不够高,加之火花塞 电极间可能有汽油或机油,因此击穿电压最高;另外,汽车加速时,由于大量的 冷混合气突然吸入气缸内,也需要较高的击穿电压。 2.电火花要有足够的能量
要使可燃混合气可靠地点燃,火花塞产生的电火花必须具有一定的 能量
课题4 分电器
5.4.1 分电器构造
分电器又称为断电—配电器,壳体一般由铸铁制成,下部 压有石墨青铜衬套,分电器轴由凸轮轴驱动。分电器轴在衬套 内旋转,用油杯进行润滑。分电器由断电器、配电器、电容器 、离心点火提前机构、真空点火提前机构和辛烷值选择器 等构件组成,如图5-15所示。
图5-15 FD462型分电器结构图
6—压簧 7—断电器底板
(2)配电器
分电器盖用胶木粉在钢模中加热压制而成,具有良好的耐高压电和 耐热性能。
(3)电容器
电容器的容量不能过大或过小,一般应在0.15~0.35μF之间;耐交流电 压500 V,且在一分钟内无击穿现象,并具有不低于500MΩ的绝缘电阻。
图5-17 电容器的构造 1— 外壳 2—固定夹 3—导电片 4—绝缘密封层
5.2.1 发动机转速与气缸对二次电压的影响
由点火系统的工作原理可知,断电器触点闭合时,点火线 圈一次电流按指数规律增长,从零上升到最大电流值,需要一定 的时间t(一般为千分之几秒)。
图5-3 发动机转速对断开电流的影响
图5-4 发动机转速对二次电压的影响
图5-5 发动机气缸数对二次电压的影响
闭磁路点火线圈和传统的开磁路点火线圈相比,其铁心不 是条形的,而是“日”字形或“口”字形。铁心磁化后,其磁感 线经铁心构成闭合磁路,如图5-13所示。
图5-13 闭磁路点火线圈磁路 1—一次绕组 2—二次绕组 3—铁心
由于闭磁路点火线火线圈圈漏磁小,磁路的磁阻小,能量 损失小,所以能量转换率高达75%,因此称为高能点火线圈。而 开磁路点火线圈的能量转换率只有60%。另外,由于闭磁路铁心 导磁能力强,可在较小的磁动势下产生较强的磁场,因而能有效 地减少线圈匝数,使点火线圈小型化。其体积较小,可直接装在 分电器上,不仅结构紧凑,还可有效地降低二次电容,故在无触点 半导体点火系统中广泛使用。
5—爆燃限制器 6—断电器 7—爆燃传感器 8—配电器 9—火花塞
1.优点
因为传统点火装置加装爆燃限制器后,就成为有触点电子点火系统。 1)能够限制发动机因各种因素产生的连续爆燃,延长了发动机的使用寿 命。 2)能自动调整点火提前角,发动机在各种负荷时均能得到最佳点火时刻 。 3)具有断电功能。当接通点火开关而又不及时起动或停车后忘记关点火 开关时,约5s时间,爆燃限制器将自动切断点火线圈一次电流,防止点火线
1)外部检验: 目测点火线圈,若有绝缘盖破裂或外壳碰裂,就会受潮而失去
点火能力,应予以更换。 2)一次、二次绕组断路、短路和搭铁检验:
测量电阻法:用万用表测量点火线圈的一次绕组、二次绕组及附加 电阻的电阻值,应符合技术标准,否则说明有故障,应予以更换。
3)二次绕组的检验: 因为二次绕组的一端接于高压插孔,另一端与一次绕组相连,所以检
单元五 传统点火系统
点火系统的作用是将电源提供的12V低压电变为17~30kV 的高压电,并根据发动机的工作顺序与点火时间的要求,适时、 准确地将高压电送到各缸的火花塞,产生电火花,点燃可燃混合 气,使发动机工作。随着科学技术的发展,现代汽车发动机点火 系统的结构形式也随之发展。目前汽车上使用的点火系统,大致 可分为传统点火系统、电子点火系统和计算机控制点火系统。 本单元仅介绍传统点火系统。
图5-14 闭磁路点火线圈结构
5.3.4 点火线圈的型号
根据中华人民共和国行业标准QC/T 73—1993《汽车电 气设备产品型号编制方法》的规定,点火线圈的型号如下:
Baidu Nhomakorabea
(1)产品代号
(2)电压等级代号 (3)用途代号 (4)设计序号 (5)变型代号
表5-1 用途代号
表5-1 用途代号
(1)目的及能力要求 1)掌握点火线圈的外部检验,以及一次、二次绕组短路、断路、搭铁检 验。 2)掌握点火线圈的发火强度检验。 (2)准备 1)被测试的点火线圈、良好的点火线圈各一个; 2)万能电器试验台,常用工具一套,万用表、试灯各一个。 (3)步骤
能力训练 点火系统的认识 (1)目的及能力要求 1)认识点火系统的各个组成部分。
2)了解各组成部分名称和作用。 3)掌握传统点火系统的工作原理。 (2)准备 (3)步骤 1)起动汽车发动机,观察发动机工作情况。 2)将发动机熄火,打开发动机舱盖。 3)认识点火系统各组成部分,了解其名称和作用。 4)按电路图了解各部分相互连接关系。
之间保留3~4mm的附加间隙，以提高二次电压,使火花塞重新 工作,称为吊火,如图5-7所示。 “吊火”容易引起火灾并使点火线圈过热,不可长期使用。
图5-6 火花塞的积炭分电路
图5-7 火花塞的“吊火”
5.2.3 电容对二次电压的影响
点火系统电路的电容包括触点并联电容器C1和高压电路 中的分布电容C2(见图5-6)。根据理论计算二次电压的最大值, 随C1、C2的减小而增加,如图5-8和图5-9所示。
5)分析点火系统工作原理。 6)配合点火钥匙开关状态,用万用表、试灯查看各接线柱电压、电流情 况。 7)了解该车的点火顺序。 (4)注意事项 (5)讨论
课题2 传统点火系统的工作特性
传统点火系统的工作特性就是指点火线圈的二次电压与 发动机转速、气缸数、火花塞积炭、电容量、触点间隙等因素 的关系,即上述因素对点火线圈二次电压的影响。
19—离心调节器重块 20—拨板 21—断电器底板 22—真空调节器拉杆销及弹簧 23 —电容器 24—油毡
25—断电器接线柱 26—分电器轴 27—分电器外壳 28—碳精柱 29—侧接线插孔 3 0—中央接线插孔
1.分电器的构造 (1)断电器
图5-16 断电器的结构 1—固定触点调节螺钉 2—固定触点固定螺钉 3—托板 4—活动触点臂 5—活动触点臂销钉
二接线柱式点火线圈体外不带附加电阻,如图5-12a所示。
5.3.2 附加电阻
附加电阻为具有正温度系数的热敏电阻,一般用直径为0. 4mm,阻值为1.25~1.80Ω的铁铬铝电阻丝、镍铬丝或低碳钢丝 制成,绕成螺旋管形,夹在两块瓷板之间。电阻的两端接在接线 柱10和11上,如图5-12b所示。
5.3.3 闭磁路点
验中,当试灯的一个触针接高压插孔,另一触针接低压接线柱时,若试灯发出 亮光,说明有短路故障;若试灯暗红,说明无短路故障;若试灯根本不发红,则应 注意观察,当将触针从接线柱上移开时,看有无火花发生,若没有火花,说明绕 组已断。
4)发火强度检验:
① 电器试验台检验:检查点火线圈产生的高电压时,可与分电器配合 在试验台上进行试验。
1)掌握断电器触点间隙的检查和调整方法。 2)了解断电器触点间隙大小对点火的影响。 3)掌握偏心销调整间隙原理。 (2)准备 (3)步骤 1)打开分电器盖,转动分电器轴,观察凸轮驱动分电器触点过程。 2)转动分电器轴,使分电器触点打开最大。用塞尺测量触点间隙,看是否 符合规定值。
3)观察触点烧蚀情况,用砂纸打磨触点。 4)用螺钉旋具拧松触点固定螺钉。 5)用螺钉旋具左右转动偏心销,观察触点间隙大小变化情况,并使其得到 规定值。 6)拧紧触点固定螺钉。 7)盖上分电器盖。 (4)注意事项 (5)讨论
图5-2 传统点火系统的工作原理
5.1.3 点火系统的具体要求
为了保证可靠点火,点火系统应满足以下基本要求：
1.能产生足以击穿火花塞间的电压：
在火花塞电极间产生火花时需要的电压,称为击穿电压。 (1)火花塞电极间隙的大小 (2)气缸内混合气的压力和温度 (3)电极温度
(4)电极极性 (5)发动机的工作情况
课题3 点 火 线 圈
点火线圈又称为变压器,是点火装置中的核心组件,按磁 路的形式可分为开磁路点火线圈和闭磁 路点火线圈。目前使用最广泛的是开磁路点火线圈。
5.3.1 开磁路点火线圈
开磁路点火线圈根据低压接线柱的数目,可分为二接线 柱式和三接线柱式,其内部结构完全相同,主要由铁心、一次绕 组、二次绕组、瓷绝缘座、胶木盖、导磁钢套、外壳等组成, 如图5-12所示。
5.2.2 火花塞积炭对二次电压的影响
火花塞积炭是指混合气燃烧不充分时,产生的炭粒子附着 在电极上或其周围的现象。电极上的积炭直接减小火花塞间隙 值,致使高压电还没达到足够值时,间隙被击穿放电,此时跳火电压 降低,跳火能量减小。电极周围有积炭,相当于在火花塞电极之间 并联了一个电阻R2(见图5-6),这样,使二次电路形成闭合回路,在二 次电压上升时,由于积炭漏电,使二次电压下降,造成点火困难。当 火花塞严重积炭不能跳火时,可临时在火花塞接线螺母与高压线
图5-8 C对二次电压的影响
图5-9 C2对二次电压的影响
5.2.4 触点间隙对二次电压的影响
所谓触点间隙,就是指动触点张开到最大极限位置时,动 、静触点之间的距离。使用中,触点间隙的大小对闭合角β有较 大的影响,如图5-10所示。
图5-10 触点间隙对闭合角的影响
5.2.5 其他因素对二次电压的影响 5.2.6 点火装置特性的优劣