汽油机点火系统

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6.5.1 蓄电池
1.蓄电池的构造
• 1-正极板 2-负极板 3-肋条 4-隔板 5-护板 6-封口料 7负极接线柱 8-加液孔盖 9-连接板 10-正极接线柱 11-接线 柱衬套 12-壳体 53
2.蓄电池的工作原理
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蓄电池的充电、放电
放电
PbO2 +
正极板
Pb +
负极板
H2SO4
电解液
断电器触点、断电器凸轮、断电器活动触点臂组成。 配电器:将点火线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花 塞上 。 电容器:减小触点断开时的火花，延长触点使用寿命，加
快初级电流的衰减速度，提高次级电压。
10
④点火提前调节装置 1)离心式点火提前调节装置：作用是根据随发动机转速 变化调节点火提前角。
2）真空式点火提前调节装置：作用是根据发动机负荷变
5
5.2.3 点火提前角
1．点火提前角：指火花塞跳火瞬时到活塞行到压缩上止
点时所转过的曲轴转角 。 2．最佳点火提前角：一般指发动机转速和节气门开度一 定时，对应于发动机功率最大、油耗最低的点火提前 角 。
点 火 提 前 角 控 制 脉 谱 图
6
5.3 传统点火系统
5.3.1 传统点火系统的组成
1
5.1 汽油机点火系分类
5.1.1 能够按时在点火塞电极间产生火花的全部 装置，被称为汽油机点火系统。
5.1.2 按照点火系统的组成和产生高压电的方法
不同，点火系统可以分成传统点火系、电子点
火系、微机控制点火系和磁电机点火系
2
•
5.1.3汽油机点火系分类与特点
分 类 点火 电源 升压 装置 点火 装置 点火时 间控制 性能特点 高速点火能量 小，点火时间 控制精度差， 触点易烧蚀 应 用
– 作用是将三相定子绕组产生的交流电转变成直流电。
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2.工作原理
a）内部电路 b）电压波形 1-励磁绕组 2-三相定子绕组 3-磁场接线柱（F1） 4-磁场接线柱 （ F2） 5- 输出接线柱（+ ） 6- 正极二极管 7- 负极二极管 8搭 64 铁接线柱（E） 9-中性接线柱（N）
6.5.3 电压调节器
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6.4.4 微机控制点火系统的工作原理 1.基本工作原理
ECU根据节气门位置、发动机转速、冷却 液温度、进气温度、和爆燃等传感器输入的 信号，与存储在ROM中的参考数据进行比 较、分析、计算、判断，然后发出点火指令， 通过火花塞，点燃可燃混合气。
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2.点火控制
– 主要有点火提前角控制、闭合角控制和爆震控制。 （1）点火提前角控制 1）发动机起动工况：ECU根据点火开关信号、发动机转速与曲 轴位置传感器，将点火提前角固定在初始点火提前角。
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4.振荡式电子点火系统
（1）振荡式信号发生器
1-正反馈线圈（L2） 2-振荡线圈（L3） 3-铁氧体 4-E形铁心 5负反馈线圈（L1） 6-分火头 7-信号转子 8-铁氧体耦合杆
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(2)点火控制器
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6.4 微机控制的点火系统
6.4.1 微机控制点火系统的特点
1.由于取消了离心式、真空式等机械式点火提 前调节装置，采用微机控制点火提前角 2.当采用爆震传感器闭环控制时，能够使发动 机总是工作在爆震的边缘而又不发生爆震， 发动机的热效率高，动力性、经济性好 3.对于无分电器点火方式，减小了点火能量损 失 ，保证发动机在高速时有足够的次级电 压和点火能量 4.具有故障自诊断功能
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• 发动机爆燃修正：当发动机产生爆燃时，对基本点火提前角进行适当修正 （减小点火提前角），以迅速消除爆燃。 • 最大提前和推迟控制：发动机工作时的实际点火提前角是初始点火提前角、 基本点火提前角、修正点火提前角之和 最大点火提前角：350～450 最小点火提前角：-100～00
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（2）闭合角控制 • 闭合角控制是指对点火线圈初级电路通电时间的控制 。
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2）暖机与怠速工况：ECU根据发动机转速、节气门开度和空 调开关信号进行点火提前角控制，再根据冷却水温和发动 机转速波动、氧传感器等信号进行点火提前角修正。 3）正常运转工况：ECU根据发动机转速和负荷进行基本点火 提前角控制，再根据温度、氧传感器、爆震等传感器信号 进行修正。
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4）修正点火提前角控制
触发叶轮的叶片离开空气隙 25 4-触发叶轮的叶片 5-霍尔元件
（2）点火控制器
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3.光电式电子点火系统
（1）光电式信号信号发生器
1-遮光盘 2-分火头 3-光源 4-光接受器 5-集成电路 6-活动底板
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(2)点火控制器
• 将光电信号发生器送来的信号进行放大，通过功 率三极管控制点火线圈初级电流的通、断，使点 火线圈次级绕组产生高压电
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6.4.2
微机控制点火系统的类型
– 为分电器式和无分电器式。 – 无分电器式按点火方式又可分为单独点火方式和双缸同时点 火方式。 – 根据是否有反馈控制（即爆震传感器）可以分为开环控制方 式和闭环控制方式。
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有分电器式微机控制点火系统
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无分电器式微机控制点火系统 （单缸独立点火系统）
1-蓄电池 2- 二极管 3- 点火线圈 4-火花塞（点火线圈和 火花塞集成在一起）5-三极管 6-控制模块
化调节点火提前角 。
1-凸轮固定螺钉 2-断电器凸轮 3-拨板 4-分电器轴 5-重块 6-弹簧 7-托板 8-销钉 9-柱销
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a)节气门部分开 b)节气门全开 1-分电器壳体 2-断电器底板 3-真空点火提前调节 装置外壳 4-弹簧 5-真空连接管 6-节气门 7-膜片 8-拉杆 9-断电器触点 10-断电器凸轮
传统点 火系
点火线圈、 蓄电池 机械断电 火花塞 发电机 器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
断电器 (机械式)
部分汽车( 轿车不用)
电子点 火系 微机控 制点火 系
点火线圈、 蓄电池 电子控制 火花塞 发电机 器
蓄电池 点火线圈、 火花塞 发电机 微机控制
三极管 (电子)
点火能量大,点 火时间控制精 度低
部分汽车
微机 (电脑)
点火能量大,点 火时间控制准 确,能根据转速、 现代汽车 负荷、水温等 综合控制
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1.点火线圈 • 类型：开磁路式 和闭磁路式。 开磁路式点火线 圈
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闭磁路式点火线圈
1-“日”字形铁心 2-初级绕组接线柱 3-高压接线柱 4-初级绕组 9 5-次级绕组
2.分电器
• 主要由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等 组成。
断电器:作用是周期性的通断点火线圈初级回路，一般由
• 暖机修正：点火提前随发动机的温度上升而减小。
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怠速稳定修正
：ECU根据发动机的转速 信号、节气门位置信号、车速信号、空 调开关信号等作出
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• 空燃比反馈修正: ECU根据氧传感器反馈信号、节气门位置信号、发 动机冷却液温度信号、车速信号作出空燃比反馈点火提前角修正。
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• 过热点火提前角修正:ECU根据发动机冷却液温度信号、节气门位置 信号作出过热点火提前角修正。
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6.5.2 发电机
1.硅整流发电机的构造
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1-后端盖 2-滑环 3-电刷 4-电刷弹 簧 5-电刷架 6磁场绕组 7-定子 绕组 8-定子铁芯 9-前端盖 10-风扇 11-皮带轮 12-整 流器总成 13-硅二 极管 14-爪形磁极
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发电机拆装
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（1）转子
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（2）定子
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（3）整流器
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单独点火方式
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一体化点火线圈-火花塞
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无分电器式微机控制点火系统（双 缸同时点火系统）
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6.4.3
微机控制点火系统的基本组成
• 主要由各种传感器、微机控制器、点火器、点 火线圈、火花塞等组成。
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1.传感器
• 用来检测发动机的工作状况，将各种信息输入微 机控制器。与点火控制有关的传感器主要有： (1)曲轴转速传感器与曲轴位置传感器 (2)空气流量传感器或进气管绝对压力传感器 (3)节气门位置传感器 (4)进气温度传感器和冷却液温度传感器 (5)爆震传感器 (6)开关量信号
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2.微机控制器
• 由中央处理器（CPU）、 存储器（RAM、ROM）、 输入输出接口（I/O）、 模数和数模转换器（A/D 、D/A）以及整形、驱动 电路等组成。
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3.点火控制器
• 是微机控制的电子点火系统的功率输出级，它接 受微机控制器输出的点火控制信号并进行功率放 大，以便驱动点火线圈的工作。
• 我国蓄电池的型号由三部分组成。如6-QA90 表示由6个单格蓄电池组成，额定电压 为12V，额定容量为90Ah，起动用的干荷蓄 电池。 • 额定容量：指20小时放电率额定容量。 • 20小时放电率：指一个全充电的12V蓄电池 在电解液温度为25℃时，连续20小时输出最 大稳定电流而电池电压不低于10.5V时所输 出的电量。
充电
PbSO4 +
正极板
PbSO4 + 2H2O
负极板 电解液
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3. 免维护蓄电池
1-电池接线柱 2-模压代号 3-壳体 4-下滑面 5-袋状隔板 6-铅钙合金栅架 7-高密度活性物质 8-极板连接夹和单格连接 器 9-液、气隔板 10-安全通气孔 11-电解液密度观测孔
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4. 蓄电池的型号
a) 冷型
b)
普通型
c) 热型
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火花塞的构型
多极型（2极） 多极型（4极） 沿面跳火型 绝缘体突出型 U型槽型 电阻型 锥座型 标准型 细电极型
a) b) c) d) e) f) g) h) I)
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h
i 15 )
6.2.2 传统点火系统的工作原理
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6.2.3
传统点火系统存在的缺陷
1.触点容易烧蚀,触点间隙需要经常调整 2.火花能量的提高受到初级电流允许值的限制 3.高速、多缸时次级电压显著下降 4.对火花塞积炭较敏感 5.无线电干扰大
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6.3 电子点火系统
按点火控制方法分为触点式和无触点式两类。
6.3.1 触点式电子点火系
触点式电子点火系统工作原理
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6.3.2 无触点式电子点火系
电压随发动机 转速改变,低速 电压过低 摩托车,小 型汽油机 赛车 3
磁电机 点火系
磁电机
电磁线圈
火花塞
断电触点( 机械式)
5.2 汽机对点火系统的基本要求
5.2.1 击穿电压
击穿电压:使火花塞两电极之间产生电火花所需要的最低电压，
称为击穿电压。
启动时； 正常运行； 加速时。
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5.2.2 点火能量 点火能量:点火所需要的能量。
1. 电压调节器作用 在发电机转速变化时，保持发电机输出电压 在规定范围（13.8～14.8V）内。 2. 电压调节器类型 常用的电压调节器有触点振动式电压调节器、 晶体管电压调节器和集成电路电压调节器 等多种。 3.触点振动式电压调节器结构与工作原理 常用的触点振动式电压调节器有：单触点振 动式电压调节器和双触点振动式电压调节 65 器。
–根据信号发生器形式不同，有磁 电式、霍尔式、光电式和电磁振荡 式几种。
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1.磁电式电子点火系统
1-分电器 2-火花塞 3-蓄电池 4-点火开关 5-点火 线圈 6-点火控制器 7-磁电式信号发生器
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（1）磁电式信号发生器
1-底板 2-活动底板 铁 5-信号转子
3-信号发生器线圈
4-永久磁
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教学目标与要求 • 理解汽油机对点火系统的基本要求和点火系统的类型 • 理解传统点火系统的结构与工作原理 • 掌握电子点火系统的基本结构与工作原理 • 掌握微机控制的电子点火系统的基本组成与工作原理 • 掌握蓄电池的基本构造与工作原理 • 掌握硅整流交流发电机的结构与工作原理 • 学会硅整流交流发电机的拆装 • 理解电压调节器的分类、结构与工作原理
• 信号产生原 理 •磁通量与输 出信号的波 形
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（2）点火控制器
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2.霍尔式电子点火系统
1-永久磁铁（带导磁板） 2-空气隙 3-霍尔元件及集成电路 4-连接导线 5-霍尔信号发生器模块 6-叶片宽度 7-叶片 8-叶轮 9-分火头
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霍尔式信号发生器的工作原理
图7-20
a) 触发叶轮的叶片进入空气隙 b) 1-导磁板 2-永久磁铁 3-触发开关板
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3.火花塞
（1）作用：用来将高压电引入燃烧室，产生电火 花，点燃混合气。 （2）火花塞基本结构
1-接线螺母 2-绝缘体 3-接线
螺杆 4-垫圈 5-火花塞壳体 6-密封剂 7-密封垫圈 8-紫铜垫 圈 9-侧电极 10-绝缘体裙部 11-中心电极
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（3）火花塞分类
按热特性分类，有热型、普通型和冷型三种
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( 3）爆震控制
– 采用爆震传感器检测发动机是否产生爆震。 – 如果有爆震， ECU 减小点火提前角，直到爆震消失；当爆震消 失后， ECU 又逐渐加大点火提前角，这样使发动机工作在爆震 的边缘，而又不发生爆震，此时发动机热效率最高，动力性、 经济性最好。
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6.5 汽车电源
• 由蓄电池和发电机并联组成，负责向汽车点火 系、起动系、灯光、信号等全车电器设备供电。