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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
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