汽车电器与电子技术 作者 孙仁云 汽车电器与电子技术 第04章点火系统.ppt

第 4 章 点火系统 点火系统的作用是适时地为汽油发动机气缸内已压缩的可燃混合气，提供足够能量的电火花，使发动机能及时、迅速地燃烧做功。 点火系的要求 1．能产生足以击穿火花塞间隙的高电压; 2．火花应具有足够的能量; 3．点火时刻应适应发动机的工况变化. 点火系统的分类： （1）传统点火系 利用机械开关（即触点的闭合和打开）来控 制点火线圈初级电流的通断，完成点火工作的。 （2）电子点火系 利用半导体器件（如晶体三极管、晶闸管 等 ）作为开关来控制点火线圈初级电流的通断， 完成点火工作。 随着对汽车发动机燃油经济性和排放指标的 要求越来越高，传统点火系已无法适应现代发动 机的点火要求，目前已逐渐被电子点火系统所取 代。 4.1传统点火系 4.1.1传统点火系统的组成 传统点火系统主要由电源、点火开关、点火线圈、分电器、和火花塞等部分组成，如下图所示。 （1）电源及点火开关 电源为蓄电池和发电机，标称电压多为12～14V，其作用是供给点火系统所需的电能。点火开关的作用是接通或断开电源电路。 （2）点火线圈 点火线圈的功用是将12V的低压电转变为 15～20kV的高压电。 （3）分电器 分电器主要包括断电器、配电器、电容器 和点火提前机构等部分。 断电器的作用是用来接通或切断点火线圈 初级电路。 配电器的作用是将点火线圈产生的高压电 按气缸的工作顺序送往各缸的火花塞。 电容器与断电器触点并联，其作用是减小断电器触点分开时的火花，延长触点的使用寿命，提高次级电压。 点火提前机构的作用是随发动机转速、负荷和汽油辛烷值的变化而改变点火提前角 。 （4）火花塞 火花塞的作用是将高压电引入气缸燃烧室，产生电火花点燃混合气。 4.1.2传统点火系的工作原理 传统点火系是利用电磁感应原理，把来自蓄电池或发电机的12V低压电，经点火线圈和断电器转变为15～20kV的高压电，由分电器按一定规律送入各缸火花塞，击穿其电极间隙而点燃混合气。其工作原理如图所示。 传统点火系的基本工作过程 ： 1.断电器触点闭合 初级电流按 指数规律增 长。 如图a所示。 2. 断电器触点打开 (1)初级电流下降为0，初级绕阻产生自感电动势200—300V; (2)次级绕阻产生更高电动势，互感作用，15—20Kv; 如图b中实线所示. 3. 火花塞电极间火花放电过程 电容放电; 大电流，短时间; 电感放电 ; 小电流，时间较长 实验证明：电感放电持续时间越长，点火性能越好; 如图c所示. 4.1.3 影响次级电压的因素 1. 传统点火系的工作特性 点火系统的工作特性是指点火系统所能产生的最大次级电压U2max随发动机转速n变化的规律。即U2max=f（n）。 从传统点火系统工作特性曲线可知： 发动机转速对点火系统最高次级电压的影响很大。次级电压随转速升高而降低，是发动机高速时容易断火的原因。 2. 影响次级电压的其它因素 （1）发动机的气缸数 （2）火花塞积炭 （3）电容对次级电压的影响 （4）触点间隙对次级电压的影响 （5）点火线圈的温度 4.1.4 传统点火系的构造 1. 点火线圈 点火线圈是将电源的低压电转变为高压电的基本元件。由初级线圈、次级线圈和铁心等组成。 按磁路的结构形式不同，可分为开磁路式点火线圈和闭磁路式点火线圈。 （1）开磁路式点火线圈 开磁路式点火线圈的结构如下图所示。 三接线柱式点火线圈的绝缘盖上有接线柱“-”、“开关”、“+开关”和高压插孔，它们分别接断电器、起动机附加电阻短路接线柱、点火开关和配电器。 与两接线柱式点火线圈的主要区别是外壳上装有一个附加电阻，为固定该电阻，增加了一个低压接线柱。 开磁路点火线圈 附加电阻 附加电阻就接在标有“开关”和“+开关”的两接线柱上，与点火线圈的初级绕组串联。 附加电阻可用低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝制成。具有受热时电阻迅速增大，而冷却时电阻迅速降低的特性。 因此，在发动机工作时，可自动调节初级电流，改善起动和高速时的点火特性。 （2）闭磁路式点火线圈 传统的开磁路点火线圈中，由于磁路的上、下部分都