港口内燃机06章课件

1定义定义：能够按时在火花塞两电极间产生电火花的：能够按时在火花塞两电极间产生电火花的全部设备，称为汽油机点火系。全部设备，称为汽油机点火系。作用作用：按照汽油机各缸的点火次序，定时地供给：按照汽油机各缸的点火次序，定时地供给火花塞以足够能量的高压电，使其两极间产生电火花塞以足够能量的高压电，使其两极间产生电火花，点燃混合气，从而使汽油机做功。火花，点燃混合气，从而使汽油机做功。分类分类：传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系、电子点火系电子点火系和微机控和微机控制电子点火系制电子点火系2内容提纲内容提纲第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系第二节第二节 电子点火系电子点火系3第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 一、组成与工作原理一、组成与工作原理1组成组成 4第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 一、组成与工作原理一、组成与工作原理1组成组成 蓄电池点火电路简图蓄电池点火电路简图5第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 一、组成与工作原理一、组成与工作原理2工作原理工作原理 触点闭合时触点闭合时：接通点：接通点火开关，初级电路通电，火开关，初级电路通电，电流从蓄电池的正极经电流从蓄电池的正极经点火开关，点火线圈的点火开关，点火线圈的初级绕组，断电器触点，初级绕组，断电器触点，接地流回蓄电池的负极。接地流回蓄电池的负极。6第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 一、组成与工作原理一、组成与工作原理2工作原理工作原理 触点断开时触点断开时：在初级绕组通：在初级绕组通电时，其周围产生磁场，并由电时，其周围产生磁场，并由于铁芯的作用而加强。当断电于铁芯的作用而加强。当断电器凸轮顶开触点时，初级电路器凸轮顶开触点时，初级电路被切断，初级电流迅速下降到被切断，初级电流迅速下降到零，它所形成的磁场也随之迅零，它所形成的磁场也随之迅速消失，因而在匝数多，导线速消失，因而在匝数多，导线细的次极绕组中感应出很高的细的次极绕组中感应出很高的电压，使火花塞两极之间的间电压，使火花塞两极之间的间隙被击穿，产生电火花。隙被击穿，产生电火花。初级绕组中电流下降的速度越大，初级绕组中电流下降的速度越大，铁芯中磁通的变化就越大，次极铁芯中磁通的变化就越大，次极绕组中的感应电压也就越高，火绕组中的感应电压也就越高，火花塞的点火性能也就越好。花塞的点火性能也就越好。7第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 一、组成与工作原理一、组成与工作原理2工作原理工作原理 8第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 一、组成与工作原理一、组成与工作原理3电容器和附加电阻的作用电容器和附加电阻的作用 触点分开时触点分开时，初级电流下降瞬间，初级绕组自，初级电流下降瞬间，初级绕组自感电流与原初级电流方向相同，其感应电压高达感电流与原初级电流方向相同，其感应电压高达300V左右，在触点间产生强烈火花，使触点迅速左右，在触点间产生强烈火花，使触点迅速烧损。同时使初级电流的变化率下降，次极绕组中烧损。同时使初级电流的变化率下降，次极绕组中感应的电压下降。感应的电压下降。触点闭合时触点闭合时，初级电流在增长过程中，初级绕，初级电流在增长过程中，初级绕组中也有自感电流产生，其方向与初级电流方向相组中也有自感电流产生，其方向与初级电流方向相反，使初级电流的增长速度减慢，次极绕组产生的反，使初级电流的增长速度减慢，次极绕组产生的电压下降。电压下降。初级绕组自感电流对点火系的影响初级绕组自感电流对点火系的影响 9第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 一、组成与工作原理一、组成与工作原理3电容器和附加电阻的作用电容器和附加电阻的作用 电容器与断电器触点并联，有两个作用：电容器与断电器触点并联，有两个作用：（1）保护触点。保护触点。触点断开时，自感电流向电容器触点断开时，自感电流向电容器充电，减小断电器触点间的火花，防止触点烧损。充电，减小断电器触点间的火花，防止触点烧损。（2）提高次极电压。）提高次极电压。加速初级电流和磁通的衰减，加速初级电流和磁通的衰减，提高次极电压。提高次极电压。电容器作用电容器作用 10第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 一、组成与工作原理一、组成与工作原理3电容器和附加电阻的作用电容器和附加电阻的作用 发动机转速高时，触点闭合时间短，初级电路发动机转速高时，触点闭合时间短，初级电路断开时电流小，感应的次极电压低。断开时电流小，感应的次极电压低。发动机转速低时，触点闭合时间长，初级断开发动机转速低时，触点闭合时间长，初级断开时电流大，感应的次极电压高。时电流大，感应的次极电压高。发动机转速对点火系的影响发动机转速对点火系的影响 如果点火线圈按照高速时设计，则低速时初级电流过大，如果点火线圈按照高速时设计，则低速时初级电流过大，容易使点火线圈过热。如果按照低速时设计，则高速时初容易使点火线圈过热。如果按照低速时设计，则高速时初级电流过小，而次极电压过低，不能保证可靠点火。级电流过小，而次极电压过低，不能保证可靠点火。11第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 一、组成与工作原理一、组成与工作原理3电容器和附加电阻的作用电容器和附加电阻的作用 附加电阻串联在初级电路中，为热敏电阻。作用是附加电阻串联在初级电路中，为热敏电阻。作用是调调节初级电流大小，维持初级电流基本稳定。节初级电流大小，维持初级电流基本稳定。（1）发动机转速降低时，初级电流加大，附加电阻的）发动机转速降低时，初级电流加大，附加电阻的电阻值随其温度升高而增大，使初级电流减小，点火线圈电阻值随其温度升高而增大，使初级电流减小，点火线圈不致过热。不致过热。（2）发动机转速升高时，初级电流减小，附加电阻的）发动机转速升高时，初级电流减小，附加电阻的电阻值随其温度降低而减小。电阻值随其温度降低而减小。附加电阻作用附加电阻作用 起动时，应将附加电阻短路，以保证初级电流的必要强度。起动时，应将附加电阻短路，以保证初级电流的必要强度。12第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 1点火线圈点火线圈 把电源的低压电转变成火花塞点火所需要的把电源的低压电转变成火花塞点火所需要的高压电。高压电。作用作用 开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈。开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈。分类分类 13第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 1点火线圈点火线圈 1）开磁路点火线圈）开磁路点火线圈 采用柱形铁芯，其上下采用柱形铁芯，其上下两端没有连接在一起，磁两端没有连接在一起，磁力线通过空气形成磁回路力线通过空气形成磁回路。由于铁芯的上部或下部由于铁芯的上部或下部的磁力线是从空气中通过的磁力线是从空气中通过的，因此磁路损失较大，的，因此磁路损失较大，影响了次级电压。影响了次级电压。14第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 15第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 1点火线圈点火线圈 2）闭磁路点火线圈）闭磁路点火线圈 铁芯用铁芯用“口口”字形或字形或“日日”字形的铁片叠制而字形的铁片叠制而成。成。初级绕组产生的磁通通过铁芯构成闭合磁路。初级绕组产生的磁通通过铁芯构成闭合磁路。磁路损失小，次级电压高。磁路损失小，次级电压高。16第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系17第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 功用：功用：（1）接通或断开初级电）接通或断开初级电路。路。（2）将点火线圈产生的）将点火线圈产生的高压电按照发动机的工作高压电按照发动机的工作顺序分配给各缸火花塞。顺序分配给各缸火花塞。（3）根据发动机转速和）根据发动机转速和负荷自动调节点火时刻。负荷自动调节点火时刻。18第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 组成：组成：19第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 1）断电器）断电器作用：作用：周期性地接通和周期性地接通和断开初级电路，使初级断开初级电路，使初级电流发生变化，以便在电流发生变化，以便在点火线圈中感应生成次点火线圈中感应生成次极电压。极电压。断电器凸轮的棱数等于气缸数。凸轮的轴由发动机曲轴通过断电器凸轮的棱数等于气缸数。凸轮的轴由发动机曲轴通过配气机构的凸轮轴的齿轮驱动，其转速与配气凸轮轴相等。配气机构的凸轮轴的齿轮驱动，其转速与配气凸轮轴相等。活动触点臂活动触点臂凸轮凸轮片簧片簧20第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 2）配电器）配电器作用：作用：将点火线圈中产将点火线圈中产生的高压电，按照发动生的高压电，按照发动机的工作顺序轮流分配机的工作顺序轮流分配到各气缸的火花塞上。到各气缸的火花塞上。侧接线插孔数与发动机气缸数相等，分火头随断电器凸轮同侧接线插孔数与发动机气缸数相等，分火头随断电器凸轮同步运转。步运转。侧接线插孔侧接线插孔中心触点中心触点中央接线插孔中央接线插孔分火头分火头21第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 3）电容器）电容器 电容器通常为纸质的，容量一般在电容器通常为纸质的，容量一般在017025F F之间之间。容量过小，触点间的火花将不能消除干净而损容量过小，触点间的火花将不能消除干净而损失一部分电磁能，且磁场消失减慢，使次级电压失一部分电磁能，且磁场消失减慢，使次级电压下降；下降；容量过大，电容器充放电的周期长，磁场消失容量过大，电容器充放电的周期长，磁场消失减慢，也会使次级电压下降。减慢，也会使次级电压下降。22第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 4）点火提前调节装置）点火提前调节装置 u点火提前角点火提前角概念概念 火花塞点火时，曲轴的曲拐位置与压缩终了火花塞点火时，曲轴的曲拐位置与压缩终了活塞位于上止点时曲拐位置之间的夹角。活塞位于上止点时曲拐位置之间的夹角。23第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 4）点火提前调节装置）点火提前调节装置 u点火提前角点火提前角点火提前角对发动机性能的影响：点火提前角对发动机性能的影响：点火提前角过小点火提前角过小，则混合气的燃烧主要集中在膨胀行程，则混合气的燃烧主要集中在膨胀行程的中后期，这将导致最高燃烧压力降低，发动机功率也随的中后期，这将导致最高燃烧压力降低，发动机功率也随之减小，排温升高；之减小，排温升高；点火提前角过大，点火提前角过大，则活塞在上移过程中的背压加大，耗则活塞在上移过程中的背压加大，耗功增加，各受力零件的机械负荷增大，同时可燃混合气的功增加，各受力零件的机械负荷增大，同时可燃混合气的爆燃倾向也增加，发动机功率也将减小。爆燃倾向也增加，发动机功率也将减小。24第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 4）点火提前调节装置）点火提前调节装置 u点火提前角点火提前角点火提前角的影响因素：点火提前角的影响因素：（1）发动机转速：）发动机转速：发动机负荷一定时，转速增高，应适发动机负荷一定时，转速增高，应适当加大点火提前角，反之应减小；当加大点火提前角，反之应减小；（2）发动机负荷：）发动机负荷：发动机转速一定时，负荷加大，应适发动机转速一定时，负荷加大，应适当减小点火提前角，反之应加大；当减小点火提前角，反之应加大；（3）燃油品质（辛烷值）：）燃油品质（辛烷值）：使用辛烷值较高的汽油，允使用辛烷值较高的汽油，允许的点火提前角也较大。许的点火提前角也较大。25第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 4）点火提前调节装置）点火提前调节装置 u点火提前角点火提前角点火提前角的调节方法：点火提前角的调节方法：（1）触点不动而改变凸轮和凸轮轴的相位关系）触点不动而改变凸轮和凸轮轴的相位关系，一般采，一般采用离心式点火提前角调节装置；用离心式点火提前角调节装置；（2）凸轮不动而改变触点与凸轮的相位关系）凸轮不动而改变触点与凸轮的相位关系，一般采用，一般采用真空式点火提前角调节装置或辛烷值校正器（手动调节装真空式点火提前角调节装置或辛烷值校正器（手动调节装置）。置）。26第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 4）点火提前调节装置）点火提前调节装置 u离心式点火提前角调节离心式点火提前角调节装置装置作用作用：在发动机转速：在发动机转速发生变化时，通过改变发生变化时，通过改变凸轮和凸轮轴的相位关凸轮和凸轮轴的相位关系自动调节点火提前角。系自动调节点火提前角。27第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 4）点火提前调节装置）点火提前调节装置 u真空式点火提前角调节真空式点火提前角调节装置装置作用作用：在发动机负荷：在发动机负荷变化时，通过改变触点变化时，通过改变触点与凸轮的相位关系自动与凸轮的相位关系自动调节点火提前角。调节点火提前角。真空连接管真空连接管膜片膜片拉杆拉杆断电器底板断电器底板28第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 2分电器分电器 4）点火提前调节装置）点火提前调节装置 u辛烷值校正器辛烷值校正器 作用作用：当发动机换用不同辛烷值的汽油时，通：当发动机换用不同辛烷值的汽油时，通过改变触点与凸轮的相位关系，改变初始的点过改变触点与凸轮的相位关系，改变初始的点火时刻。火时刻。29第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 3火花塞火花塞 作用：作用：将点火线圈产将点火线圈产生的脉冲高压电引入燃生的脉冲高压电引入燃烧室，并在其两个电极烧室，并在其两个电极间产生电火花以点燃混间产生电火花以点燃混合气。合气。接头螺母接头螺母中心电极中心电极侧电极侧电极绝缘体绝缘体30第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系 二、传统蓄电池点火系的主要元件二、传统蓄电池点火系的主要元件 3火花塞火花塞 热型热型中型中型冷型冷型分类：分类：（1）热型：绝缘体裙部长）热型：绝缘体裙部长度等于度等于16mm和和20mm。（2）中型：绝缘体裙部长）中型：绝缘体裙部长度等于度等于11mm和和14mm。（3）冷型：绝缘体裙部长）冷型：绝缘体裙部长度等于度等于8mm。裙部温度大于裙部温度大于500600C，小于，小于800900C。热型火花塞用于低压缩比、低转速、小功率的发动机中；热型火花塞用于低压缩比、低转速、小功率的发动机中；冷型火花塞用于高压缩比、高转速、大功率的发动机中。冷型火花塞用于高压缩比、高转速、大功率的发动机中。31内容提纲内容提纲第一节第一节 传统蓄电池点火系传统蓄电池点火系第二节第二节 电子点火系电子点火系32第二节第二节 电子电子点火系点火系 一、概述一、概述1传统蓄电池点火系的缺点传统蓄电池点火系的缺点（1）触点容易烧蚀且触点臂顶块与凸轮之间易产）触点容易烧蚀且触点臂顶块与凸轮之间易产生磨损。（必须经常打磨触点，调整触点间隙）生磨损。（必须经常打磨触点，调整触点间隙）（2）火花能量的提高受到限制。（触点允许的电）火花能量的提高受到限制。（触点允许的电流一般不大于流一般不大于5A）（3）高速时次级电压降低甚至出现）高速时次级电压降低甚至出现“缺火缺火”现象。现象。（次级电压随转速的升高而逐渐下降（次级电压随转速的升高而逐渐下降）（4）对火花塞积炭和污染敏感。（火花塞稍有积）对火花塞积炭和污染敏感。（火花塞稍有积炭时，次级电压就会显著降低炭时，次级电压就会显著降低）33第二节第二节 电子电子点火系点火系 一、概述一、概述2电子点火系的优点电子点火系的优点（1）次级电压较高。（没有触点，或初级电流）次级电压较高。（没有触点，或初级电流不经过触点，无需考虑触点的烧蚀与寿命）不经过触点，无需考虑触点的烧蚀与寿命）（2）在所有转速下都有可靠的点火性能。）在所有转速下都有可靠的点火性能。（3）可以有响应较好和可以变化的点火提前曲）可以有响应较好和可以变化的点火提前曲线。线。（4）点火高压受积炭影响较小。）点火高压受积炭影响较小。（5）故障率低，减少了一些维修工作。）故障率低，减少了一些维修工作。34第二节第二节 电子电子点火系点火系 二、电子点火系的分类二、电子点火系的分类 电子点火系的工作原理与蓄电池点火系工作电子点火系的工作原理与蓄电池点火系工作原理基本相同，只是原理基本相同，只是产生高压产生高压的方法不同，它利的方法不同，它利用了一些用了一些半导体元件半导体元件替代了蓄电池点火系中的断替代了蓄电池点火系中的断电器，产生脉冲信号点火。电器，产生脉冲信号点火。按有无断电器触点分为按有无断电器触点分为有触点晶体管点火系有触点晶体管点火系和和无无触点晶体管点火系触点晶体管点火系。无触点点火系按所用传感器（也称为点火信号发无触点点火系按所用传感器（也称为点火信号发生器）形式不同分为生器）形式不同分为电磁感应式电磁感应式、霍尔效应式霍尔效应式、光电感应式光电感应式等。等。35第二节第二节 电子电子点火系点火系 三、有触点晶体管点火系三、有触点晶体管点火系有触点晶体管点火系相比传统蓄电池点火系主要有触点晶体管点火系相比传统蓄电池点火系主要是在点火线圈的初级和点火开关之间，增加了一是在点火线圈的初级和点火开关之间，增加了一个晶体三极管，由于流过断电器触点的只是三极个晶体三极管，由于流过断电器触点的只是三极管的基极电流，故触点几乎无烧蚀现象。管的基极电流，故触点几乎无烧蚀现象。但这种点火方式仍然利用触点振动产生点火信号，但这种点火方式仍然利用触点振动产生点火信号，因此难免还存在传统蓄电池点火系中与触点有关的因此难免还存在传统蓄电池点火系中与触点有关的某些缺点，如高速时触点臂振动，使触点不能及时某些缺点，如高速时触点臂振动，使触点不能及时闭合；顶推触点臂的凸轮磨损而影响点火正时；触闭合；顶推触点臂的凸轮磨损而影响点火正时；触点需经常清洁等。点需经常清洁等。36第二节第二节 电子电子点火系点火系 四、无触点电子点火系四、无触点电子点火系1电磁感应式无触点点火装置电磁感应式无触点点火装置传感器传感器分电器分电器点火控制器点火控制器点火线圈点火线圈37第二节第二节 电子电子点火系点火系 四、无触点电子点火系四、无触点电子点火系1电磁感应式无触点点火装置电磁感应式无触点点火装置u电磁感应式传感器电磁感应式传感器装在分电器内的底板上，装在分电器内的底板上，用来产生点火控制信号。用来产生点火控制信号。信号转子由分电器轴驱信号转子由分电器轴驱动，转子上的凸齿数与动，转子上的凸齿数与发动机气缸数相等。发动机气缸数相等。38第二节第二节 电子电子点火系点火系39第二节第二节 电子电子点火系点火系 四、无触点电子点火系四、无触点电子点火系u霍尔传感器霍尔传感器输出电压的幅度不受发输出电压的幅度不受发动机转速的影响，且结动机转速的影响，且结构简单、工作可靠、抗构简单、工作可靠、抗干扰能力强。干扰能力强。2霍尔效应式无触点点火装置霍尔效应式无触点点火装置40第二节第二节 电子电子点火系点火系41第六章思考题第六章思考题1试述蓄电池点火系的组成和工作原理。试述蓄电池点火系的组成和工作原理。2与断电器触点并联的电容器及初级电路中串联的附加电与断电器触点并联的电容器及初级电路中串联的附加电阻各有何作用？阻各有何作用？3点火提前角对发动机性能有何影响？其影响因素有哪些点火提前角对发动机性能有何影响？其影响因素有哪些？4离心式点火提前角调节装置和真空式点火提前角调节装离心式点火提前角调节装置和真空式点火提前角调节装置的调节原理是什么？置的调节原理是什么？5电子点火系与蓄电池点火系比较有哪些优点？电子点火系与蓄电池点火系比较有哪些优点？6无触点电子点火系常用有哪些传感器？无触点电子点火系常用有哪些传感器？