汽车电器及电子设备第4章 点火系.ppt

出版社 理工分社 汽车电器及电子设备 第４章　点 火 系 ４．１　传统点火系的要求 汽车发动机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、迅速地做功。点火系统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，对点火系统有下列要求： １）点火系统应能迅速及时地产生足以击穿火花塞电极间隙的高压。 ２）电火花应具有足够的点火能量。 ３）点火时间应适应发动机的各种工况。 * 目前，在国内外汽车上使用的点火系统种类较多，主要有： １）传统点火系 传统点火系又称为机械触点式点火系，它是利用机械开关来控制点火的。 ２）电子点火系 它是利用半导体器件（如晶体三极管、晶闸管）作为开关来控制点火的。 * ４．２．１　传统点火系的组成传统点火系由断电—配电器、点火线圈、附加电阻、电容器和火花塞等组成。如图４．１所示。 １）蓄电池　电压为１２Ｖ，其作用是供给点火系所需的电能。 ２）点火开关　控制汽车电路、点火系的初级电路以及起动机的继电器电路等。 ３）分电器　 ４）点火线圈　为自耦变压器，将低电压变成能击穿火花塞间隙的高电压。 ５）电容器　 ６）火花塞　将高电压引入气缸燃烧时，产生电火花，点燃混合气。 ４．２　传统点火系的组成与工作原理 * 图４．１　东风 ＥＱ１０９０型汽车点火系统线路图 * ４．２．２　工作原理 接通点火开关，起动发动机，曲轴便带动分电器轴旋转，使断电器内触点反复地开闭，切断和接通点火线圈的初级绕组电流，在点火线圈的次级绕组感应高电压，并送往火花塞跳火，点燃混合气。通常，点火系统的工作过程分为三个阶段：即触点闭合、初级电流增长阶段；触点打开、次级绕组产生高压阶段；火花塞电极间火花放电阶段。 （ １ ） 触点闭合 、 初级电流增长阶段 点火系的初级电路包括蓄电池 、 点火开关 、 附加电阻 、 点火线圈的初级绕组 、 分电器的触点及电容等 ， 其等效电路如图 ４ ． ２ 所示 。 * 图４．２　等效电路 * 触点刚闭 合时 ， 初级回 路的 电 流为 零 ， 可得如下方程 ： * 图４．３　初级电流 * （ ２ ） 触点打开 、 次组绕组产生高压的过程 触点闭合后 ， 初级电流按指数规律增长 ， 当触点闭 合一段时间 ｔ ｂ 后 ， 触点被凸 轮顶开 ， 此时的初级断流也称为初级断开电流 ： * 图４．４　传统点火系统工作过程波形 * * （ ３ ） 火花塞电极间火花的放电过程 通常火花塞的击穿电压总是低于 Ｕ ２ｍａｘ ， 当次级电压 Ｕ ２ 达到击穿电压时 ， 就使火花塞间隙击穿而形成火花 ， 这时在次级电路中 出 现 ｉ ２ ， 如图 ４ ． ４ 所示 ， 同时次级电压也突然下降 。 * 点火系统供给的点火能量和次级电压的高低，直接影响着发动机的性能。影响点火系电压的因素主要有：发动机的转速和气缸数；火花塞积碳；初、次级电容；触点间隙以及点火线圈的积炭。 ４．３　影响点火系次级电压的因素 * ４．３．１　发动机的转速和气缸数 由前式（４．１０）可知，次级电压的最大值与初级断开电流成正比。当蓄电池和点火线圈一定时，ｉＰ与触点的闭合时间有关。在四行程发动机中： 式中：ｔｂ———触点闭合时间（ｓ）； Ｚ———发动机缸数； ｎ———发动机转速。 * 图４．５　缸数不同时次级电压与转速的关系 * 相对闭合率 ， 即触点的闭合时间与触点开 、 闭一次的周期 Ｔ 之比 ， 对传统点火系而言 ， 它由 凸轮的形状所决定 ， 为一定值 。  将式 （ ４ ． １１ ） 代入式 （ ４ ． ３ ） 得初级断开电流 。 * ４．３．２　火花塞积炭对次级电压的影响 当发动机工作不良时，可能会在火花塞绝缘体上形成积炭，相当于在火花塞电极间并联了一个分流电阻。当触点打开，次级电压增高时，在次级电路中产生泄漏电流，消耗部分电磁能，从而使Ｕ２ｍａｘ降低。当积炭严重时，Ｕ２ｍａｘ甚至会低于击穿电压，使发动机不能工作。若在高压线与火花塞间预留３～４ｍｍ 间隙，则火花塞便能正常跳火，这种方法俗称为打吊火。但这种方法只能应急，不能长期使用。 * ４．３．３　初、次级电容对次级电压的影响 从理论上讲，初、次级电容越小，则Ｕ２ｍａｘ越高。实际上，Ｃ１不能过小，Ｃ１过小，起不到灭弧作用，触点间火花加强，消