点火系及电子点火

第七章点火系及电子点火（标准定稿）（汽车学）第一节 功用与分类一、功用按工作顺序定时产生足够能量的电火花（13万伏）,点燃汽油混合气。二、分类1、 蓄电池点火系（传统点火系），电池（发电机），供给低压电点火线圈升压（机械触点）高压电火花塞产生电火花。2、电子点火系（晶体管）电池（发电机）：低压电（三极管断电）点火线圈升压高压电火花塞产生电火花。3、磁电机点火系：不用电池，自身产生低压电点火线圈升压（三级管）高压电火花塞产生电火花。第二节 构造和原理一、组成1、电源：蓄电池、发电机、12V低电压。2、升压：点火线圈+断电器3、分电点火：分电器、高压线、火花塞。二、原理1、低压电路（触点闭合）：蓄电池点火开关初级线圈触点搭铁电池负极。楞次定律：感应电流的方向，总是要使自己的磁场阻碍原来磁场的变化。（1）触点闭合：初级电磁增长（缓慢）楞次定律R1N1绕组的电阻，Rf附加电阻，UB电池电压，R初级线路电阻（R=R1+Rf），LN1绕组的电感，T初级电流持续时间=触点闭合时间，T=20毫秒/时iUB/R,接近极限值UB/R。由于i1的，初级线圈产生自感电动势，eL1=20v次级线圈感应的电动势，eL2=15002000V,不能击穿火花塞。（2）触点断开Ip初级断电电流IpO，磁通，（电动势1.52万伏）所以：初级N1产生自感200300V，次级N2产生互感。U2max=lipI/C1(N1/N2)+C2C2：（分布电容）高压线与机体N2：线阻之间Ms：火花塞电极之间C1：电容器1、线圈结构一定时U2max与Ip成正比，即：Ip越大，则U2max越大。U2max与C1、C2成反比，即：C1、C2越大，则U2max越小。2、U2max的上升时间越短，损失越小，点火能量越强。U2max上升时间=120微秒3、高压电路（次级电流线路）次级线圈初级线圈点火开关蓄 电 池 分火头分电器火花塞搭铁因为：热的金属表面易发射电子所以：中心热电极容易向侧电极发射电子；火花电流应从侧电极中心电极；离子化程度越高，越易点火。三、构造（1）点火线圈内层次级线圈F=0.060.1mm，11002300匝外层（利于散热）初级线圈F=0.51mm，240370匝1、附加电阻（改善点火性能）2、开磁路：转换效率，l=60%；闭磁路：转换效率l=75%。漏磁少，能量损失少。（二）分电器1、断电器：断电触点，弹性触电臂不能搭铁。2、配电器：分火头，中央电极插孔，旁电极插孔。（三）电容器：消除触点电火花，使初级电流迅速消失，保证次级电压升高。（四）点火提前角自动调节机构1、离心式：n,飞块甩开，驱动销外移，驱动半径，线速度，提前打开触点。所以：提前角增大，反之则相反。2、真空式：小负荷时，混合气少，废气多，不好点火。所以：提前角应加大。油门开度小，真空度大，膜片吸动，使断电器转动，加大提前角。满负荷时，混合气量多，好点火，应减小点火提前角（油门开度大），真空度，膜片移动，使点火提前角减小。3、辛烷值校正器低牌号汽油，辛烷值低，抗爆性差，点火提前角应适当减小。高牌号汽油，辛烷值高，抗爆性强，点火提前角可以适当加大。火花塞：1、间隙0.60.8mm间隙太大：触点闭合时间少击穿电压太高，高速时缺火。间隙太小：断电不干脆，击穿电压，火花弱。电子点火系：火花塞间隙11.2mm。热特性:冷型（3.59mm）：用于高n、高e的大功率汽油机中型（5.613.5）：用于中等n、中等e的汽油机热型（15.5mm）：用于低n、低e，小功率的汽油机。裙部长，受热面积大，传热距离长，散热困难。因为：裙部T上升热型,裙部T=500600C,自净温度太低时，不易点火。T800900C，炽热点火。第三节 影响因素及改善方法一、影响点火性能的因素（一）发动机n和缸数的影响1、缸数多：凸轮一转，触点打开次数多，闭合时间短,初级电流小，高压电减弱。n高：凸轮转速高，触点闭合时间短，初级电流小，高压电减弱。所以：多缸机，高速易缺火，多采用电子点火系。（二）火花塞积炭因为：积炭层容易导电，所以：触点张开时，产生漏电电流（次级电压增长不足），击穿电压很低。吊火：（1）只能临时应急用。（2）不安全、易起火、易烧坏点火线圈。（三）触点间隙（0.350.45mm）触点间隙太大，闭合时间短，初级电流小，Ip下降，次级电压下降。触点间隙太小：断电不好，有火花，次级电压下降。同时，触点间隙也影响点火时间，间隙太大：触点提前打开，点火提前角增大。间隙太小：触点落后打开，点火提前角减小。（四）电容的影响（0.150.25mf最佳）电容器击穿C1太小：触点火花强，消耗磁场能，断电不干脆，U2max下降。C1太大时：触点火花可下降，但是充、放电时间长，磁场突变速度慢、消失慢。（五）点火线圈温度：点火线圈温度越高，N1中电阻上升，U2max下降。二、改善方法（一）加大触点闭合角度（1）改善凸轮形状，但凸轮不能太尖，磨损上升。（2）双触点，先后重叠开闭7。（二）附加电阻1、 高速2、 低速3、 起动（三）较高电源电压,初级电流的增长第四节 传统点火系的使用与维护一、维护1、保持点火元件清洁，接线牢靠，绝缘良好。2、触点间隙0.850.45mm3、分火头导电片、炭棒过渡磨损后应更换。4、火花塞间隙0.60.8mm。5、凸轮、断电臂轴加注润滑油。二、使用与调整1、分电器的正时安装（1）1缸处于压缩上止点的点火正时位置。（2）取下分电器盖，检查调整触点间隙。（3）装分电器轴，注意凸键与凹槽的啮合。（4）高压线试火，壳体顺转，闭合；壳体逆转，断开。（5）出现高压火花时，停转，紧固螺钉。（6）根据点火次序，接线。2、分电器的正时调整（1）找出1缸点火时间，接1缸高压线。（2）起动发动机，水温7080时，检查。A、点火太晚n不能随油门的加大自动增加，排气管“突突”放炮，发动机过热。B、点火太早金属敲击声，发动机过热。三、火花塞的故障与维修1、积炭：油污现象：积炭导致电极漏电，使点火线圈产生的电压下降，发动机不能起动，间歇断火，个别缸不工作。原因：（1）火花塞冷型（低速、低压缩比）（2）混合气太浓（3）窜机油排除：（1）清除积炭油污：煤油浸泡，铜丝刷。（2）吊火：积炭等于两电极间的并联电阻，次级电压上升至击穿电压之前，通过积炭漏电。次级电压下降，火花塞无火花，吊火可提高次级电压，增强火花，但不能长期用，容易引起：A、起火B、点火线圈超负荷。2、间隙不当间隙太大：击穿电压太高，点火线圈超负荷；间隙太小：击穿电压太低，火花弱。排除：调整间隙0.50.9mm3、绝缘体裂纹现象：不能点火原因：炭渣嵌入，使火花塞电极漏电而短路，无火。排除：更换4、炽热点火现象：关闭点火开关，发动机仍运转，早燃、敲缸，爆震。原因：火花塞过热，（高n、高e）用热型。排除：换冷型火花塞。5、漏气现象：该缸不工作，但火花强烈。原因：e不足，垫圈漏装。排除：换铜垫圈，拧紧火花塞。四、点火线圈的故障及检修1、 主要故障：初级线圈和次级线圈断路（附加电阻），断火。初级线圈和次级线圈区间短路，火花弱。现象：发动机无火，不能起动。原因：点火线圈过热。（1）熄火后，点火开关仍未关闭，正好触点闭合。（2）长期低温运转。（3）发动机调节电压太高。检查：（1）车上高压线试火花A、无火花或火花弱，故障在点火线圈。B、有强烈火花，点火线圈无故障。（2）电阻表检查初级线圈1.51.8W次级线圈950011500W五、断电器故障1、断点触点接触不良电阻上升，无初级电流或很小，所以，次级电压很低，火花弱。排除：擦净触点2、断电间隙不正常间隙太大：闭合时间短，初级电流小，次级电压下降，高速缺火。间隙太小：失去断电作用，磁通变化率小，次级电压下降。排除：调整间隙0.30.4mm3、触点臂、弹簧片弹力小：闭合时间短，初级电流小，次级电压下降。排除：更换。4、离心式调节器卡死：高速点火太迟，动力不足。5、真空式调节器漏气：怠速时熄火。六、分电器故障1、分电器盖裂纹、积水、油污而漏电，更换。2、分火头漏电检查：拆除分电器盖，高压线对分火头试火花，有火花则分火头击穿，无火花的良好。七、电容器故障绝缘击穿，外接线断路或接触不良。现象：触点易烧坏，高压火花不强。比较法试验：高压线距缸体712mm，连续开、断触点，观看火花强度，火花强的好。八、点火系故障（一）发动机不能起动1、按喇叭开灯A、不响、不亮电池容量不足，线路断路。B、响，亮，电池线路无故障。2、高压线试火花（点火线圈、高压线）A、有强烈火花，故障在高压电路（中央插孔、炭棒、分火头）B、无火花或很弱，故障在低压电路。3、高压电路：用分缸线对机体试火花A、有强烈火花，故障在火花塞。B、无火花，故障在分电器盖，分火头。4、低压电路（1）逐步搭铁法（2）观察电流表A、电流表不动，低压电路断路。B、电流表10A放电，低压电路搭铁。C、35A放电，不摆动。点火线圈至断电触点之间有搭铁处。D、04A间歇摆动，低压电路正常。（二）个别缸不工作火花塞逐个短路。转速不变的或变化不明显的、要更换。转速明显变化的，良好。第五节 电子点火系一、传统点火系的缺点1、触点易烧蚀，接触R上升，触点间隙需经常调整、保养。2、点火能量的提高受限。3、高速时，次级电压下降（因为n上升，触点闭合时间短）4、对火花塞积炭和污染敏感。二、电子点火系的优点1、 提高点火能量，3万4万V,提高积炭火花塞的跳火能力，可以稀燃、节油、减污。2、避免高速缺火。三、电子点火的分类从结构上分（一）有触点（二）无触点，电子点火系。1、 有分电器2、无分电器（1）有高压线（2）无高压线从点火的控制方式不同，可分为：（一）由点火器控制（二）由计算机电控单元控制点火信号发生器：（一）磁脉冲式1、磁脉冲式点火信号发生器信号转子分电器轴凸齿数=缸数因为:信号转子转动凸齿与铁芯对正时，磁通量最大。凸齿与铁芯离开时，磁通量减小。所以:线圈产生感应电动势。因为：在凸齿接近或离开铁芯最近点时，磁通变化率最大。所以：此时感应电动势最大（0.5100V）,感应电动势回正至光的中点，0点，作为触发点上的信号。点火器工作过程：（1）T2的导通与截止，由点火信号发生器输出的交变信号电压控制。A、有信号时B、无信号时C、T1起温度补偿作用因为：温度上升时，T2所需导通电压下降。所以：比常温时导通的时间延长，点火时间滞后。因为：加T1后，温度上升时，T1的所变导通电压也下降，使P点电位下降。所以：补偿了温度对T2工作电位的影响，使其导进截止时间，与常温条件相同，点火时间不变。D、稳压管E1、E2反向串联并与信号线圈并联。目的是削平高N时信号线圈，正负信号波峰，保护T1、T2。E、稳压管E3稳定电压电源，确保正常的点火时刻。F、稳压管E4防止N1中I初切断时，自感互势击穿T5。G、C1滤波电容滤除信号线圈产生的高频震荡成分，防止T2误动作。C2滤波电容吸收电源或路上的干扰脉冲电压，防止T2误动作。H、R3反馈电阻加速T2的开关动作。永久磁环式磁脉冲信号发生器：信号转子（凸齿与缸数相同）由分电器轴带动，定子（即分电器外壳）也有凸齿，定子装有永久磁环和感应线圈。凸齿对正时：磁通变化最大，感应电压最大；凸轮离开时：感应电压达到负的最大值，信号转子转动，定子线圈产生交变电压。（二）光电式电子点火装置组成：光触发器、放大器、点火线圈、分电器触发器原理：应用光电效应，以发光元件、光敏元件（接收器、砷化缘发光二级管、硅光敏三级管）和遮光盘产生光电脉冲信号。（三）霍尔式电子点火装置霍尔效应：当I通过放在磁场中的霍尔元件，且I与B的霍尔元件的横向侧面上产生与I和B成正比的U时：UH=Rn/Dib，RH霍尔系数，I电流，d基化厚度，B磁感应强度，当I为定值时，UH与B成正比。触发叶轮，叶片隔磁，发生器无信号，放大器输出级导通，点火线圈中有初级电流。触发叶轮转动，叶片导磁，发生器有信号，放大器输出级截止，I初断，次级互感电压上升。9