项目4 汽车点火系

当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转 角增大，这时，应适当加大点火提前角。即点火提前角应随转速增高适 当加大。
汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可适当增大，以提高 发动机的性能；辛烷值较低的汽油抗爆性差，点火提前角则应减小。
三、点火系的分类 点火系一般分为传统点火系统，普通电子点火系统和微机控制点 火系。传统点火系统具有简单便宜，故障功率高，高速性能差的特点， 目前基本已淘汰；普通电子点火系具有结构简单，体积小，重量轻， 高速性能好的特点，目前正在淘汰；微机控制点火系具有点火时间控 制精确的特点，是目前汽油机点火系的发展趋势，目前正在广泛应用。
任务二 普通电子点火系
【知识储备】 一、普通电子点火系的组成 如图4-7所示,普通电子点火系主要由蓄电池、点火线圈、分
电器、点火器和火花塞等部件组成。
图 4-7 普通点火器的组成
蓄电池或发电机供给点火系统的低压电能，标准电压一般是12V。 点火线圈将12V的低压电变成15～20KV的高压电。分电器主要由信号 发生器、配电器和点火提前机构组成。信号发生器产生点火的信号。 配电器将点火线圈产生的高压电，按照发动机的工作顺序送至各缸 的火花塞。点火提前机构随发电机转速、负荷和汽油辛烷值的变化 改变点火提前角。点火器将信号发生器产生的信号放大，最后控制 大功率三极管的导通与截止，达到控制点火线圈初级电流通断的目 的。火花塞将高压电引入燃烧室产生电火花点燃混合气。点火开关 控制点火系统初级电路，还可以控制仪表电路和起动继电器电路等。
实践证明，燃烧最大压力出现在上止点后10°～15°时，发动机的 输出功率最大，此时所对应的点火提前角为最佳点火提前角。
最佳点火提前角影响因素很多，最主要的因素是发动机转速、负荷、 冷却液温度及燃油品质等。
当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开度增大，进入气 缸内的可燃混合气量增多，则压缩终了时混合气的压力和温度增高，同 时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时， 点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适 当增大。
项目四 汽车点火系统
任务一 点火系概述
【知识储备】 一、点火系的作用 对于汽油发动机，吸入气缸内的可燃混合气在压缩终了时由电火 花点燃而开始燃烧，燃烧产生的强大的压力即推动活塞向下运动而作 功。为此，在汽油机上设有一套能在气缸内产生电火花的系统，称为 点火系。 点火系的作用是将蓄电池或发电机的低压电转变成高压电，再按 照发动机的工作顺序适时将高压电分送给需要点火气缸的火花塞，产 生电火花以点燃可燃混合气。 二、点火系的要求 无论是哪一类的点火装置，均有共同的技术性能要求，即应在发 动机各种工况和使用条件下保证可靠而准确地点火，为此应满足以下 三个方面的要求：
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1．能产生足以击穿火花塞间隙的电压 火花塞电极击穿而产生火花时所需要的电压称为击穿电压。 点火系产生的次级电压必须高于击穿电压，才能使火花塞跳火。 击穿电压的大小受很多因素影响，其中主要有： （1）火花塞电极间隙和形状 火花塞电极的间隙越大，气体中的电子和离子受电场力的作 用越小，不易发生碰撞电离， 击穿电压就越高；电极的尖端棱角分明，所需的击穿电压低 ，如图4-1所示。
2．火花应具有足够的能量 发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度接近其自燃 温度，仅需要1-5mJ的火花能量。但在混合气过浓或是过稀时，发 动机起动、怠速或节气门急剧打开时，则需要较高的火花能量。 随着现代发动机对经济性和排气净化要求的提高，都迫切需 要提高火花能量。因此，为了保证可靠点火，高能电子点火系一 般应具有80～100mJ的火花能量，起动时应产生高于100mJ的火花 能量，如图4-6所示。
图4-1 火花塞间隙与击穿电压的关系
（2）气缸内混合气体的压力和温度 混合气的压力越大，温度越低，其密度就越大，离子自由运
动距离就越短，不易发生碰撞电离，击穿电压就越高，如图4-2 所示。
图4-2 气缸内混合气体的压力和温度与击穿电压的关系
（3）电极的温度和极性 火花塞电极的温度越高，电极周围的气体密度越小，击穿电压就越
低；针状的中心电极为负极且温度较高时，击穿电压就较低，如图4-3所 示。
图4-3 电极的温度和极性与击穿电压的关系
（4）发动机的工作情况 ① 发动机转速 击穿电压与发动机转速的关系如图4-4所示。发动机高速工作
时，气缸内的温度升高，使气缸的充气量减小，致使气缸中压力 减小，因而火花塞的击穿电压随转速的升高而降低。发动机在起 动和急加速时击穿电压升高，而全负荷且稳定工作状态时击穿电 压较低。
图4-4 击穿电压与发动机转速的关系
② 混合气空燃比 如图4-5所示，混合气过稀和过浓时击穿电压都会升高。
图4-5 混合气空燃比与击穿电压的关系 此外，发动机的功率、压缩比以及点火时刻等因素也影响击穿 电压的高低。为了保证点火的可靠性，点火系必须有一定的次级电 压储备。但过高的次级电压，将造成绝缘困难，使成本提高。
图4-6 火花能量与启动时间的关系
3．点火时刻应适应发动机的工作情况 对于多缸发动机，点火系应按发动机的工作顺序进行点火。通常六缸 发动机的点火顺序为1-5-3-6-2-4，四缸发动机的点火顺序为1-3-4-2或12-4-3。点火时刻对发动机性能影响很大，从火花塞点火到气缸内大部分 混合气燃烧，并产生高的爆发力需要一定的时间，虽然这段时间很短，但 由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是较大的。若在压 缩上止点点火，则混合气边燃烧，活塞边下移而使气缸容积增大，这将导 致燃烧压力低，发动机功率也随之减小。因此要在压缩接近上止点前点火， 即点火提前。 从发出电火花开始至活塞到达上止点为止的一段时间内曲轴转过的角 度。称为点火提前角。 如果点火提前过小，当活塞到达上止点时才点火，则混合气的燃烧主 要在活塞下行过程中完成，即燃烧过程在容积增大的情况下进行，使炽热 的气体与气缸壁接触的面积增大，因而转变为有效功的热量相对减少，气 缸内最高燃烧压力降低，导致发动机过热，功率下降。 如果点火提前过大，由于混合气的燃烧完全在压缩过程进行，当活塞 到达上止点之前即达最大，使活塞受到反冲，发动机作负功，不仅使发动 机的功率降低，并有可能引起爆燃和运转不平稳现象，加速运动部件和轴 承的损坏。