点火系统

汽车电器设备点火系统复习问题请问：1.起动机有哪些主要零部件组成？2.请用简短的话描述起动机的工作过程。导入起动时，蓄电池作为电源，除了给起动机供电之外，还必须得给哪个系统供电，才能将汽车起动？一、点火系作用、要求、分类1、作用点火一、点火系作用、要求、分类1、作用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。一、点火系作用、要求、分类2、要求（1）能产生足以击穿火花塞间隙的电压（15～20kV）一、点火系作用、要求、分类2、要求影响因素：电极间隙：正比电极形状：越尖，越低混合气压力、密度：正比混合气温度：反比加速时：电极温度：反比高高速时（匀速）：因温度上升，电压降低中心电极为负：电压低一、点火系作用、要求、分类2、要求（2）火花应具有一定的能量（50～80mJ）。一、点火系作用、要求、分类2、要求为保证可靠，应保证有（50～80mJ）的点火能量。在发动机正常工作时，混合器压缩终了时的温度已接近其自燃温度，所需火花能量也小（1-5mJ）。发动机起动、怠速以及节气门急剧打开时，需要较高的火花塞能量。雾化不良、电极温度低。一、点火系作用、要求、分类2、要求（3）点火时间应适应发动机的工况（最佳点火时间）。发动机点火顺序（1-3-4-2）。发动机工况的要求。压缩比、发动机工作温度。转速越高，点火提前角越大负荷越大，点火提前角越小。一、点火系作用、要求、分类2、要求点火过迟达上止点时才点火，混合气一面燃烧，活塞一面下行，炽热气体与缸壁接触面积增加，热损失，有效功减少，最高压力降低，导致过热，功率下降。点火过早由于混合气的燃烧在压缩行程进行，压力急剧上升，在达上止点时已达最大，阻止活塞上行，会降低功率并可能引起爆燃和运转不平稳。一、点火系作用、要求、分类2、要求（4）在特殊使用条件下(热带、寒带、潮湿及空气稀薄地区)行驶时，点火系统必须可靠地工作。一、点火系作用、要求、分类3、分类点火系按其组成和产生高压电的方式不同分为传统点火系、电子点火系和微机控制点火。晶体管点火系统一、点火系作用、要求、分类3、分类原理：由断电器触点控制点火线圈的初级电流，将蓄电池或发电机供给的低压电转变成高压电。特点：结构简单，成本低廉。但工作可靠性差，点火电压低，已逐渐淘汰。传统点火系统（触点式点火系统）一、点火系作用、要求、分类3、分类电子点火系统原理:由晶体管控制点火线圈初级电流，将蓄电池或发电机的供给的低压电转变成高压电。特点：结构简单，体积小，重量轻，高速性能好，点火可靠。按原理不同：磁感应式、霍尔式、光电式信号发生器点火控制器点火线圈一、点火系作用、要求、分类3、分类微机控制点火原理：传感器+微机控制系统，直接控制点火。特点：点火时间控制精确。是目前最新型的点火系统，已广泛应用于各种中、高级轿车中。一、点火系作用、要求、分类3、分类二、传统点火系统组成、原理1、组成主要由（）、（）、分电器、（）、火花塞、（）等。电源点火线圈点火开关高压线点火线圈：作用是将12V低压电变为15～25KV高压电。分电器：作用是适时控制初级电路通断（断电器），按顺序分配火花到各缸（配电器）火花塞：作用是将高压电引入气缸并产生火花点燃混合气。点火开关：作用是控制电路通电。附加电阻：作用是改善点火性能和起动性能电源：作用是供给电能二、传统点火系统组成、原理1、组成（1）点火线圈开磁路点火线圈按接线柱数量不同分：两柱式和三柱式类型二、传统点火系统组成、原理（1）点火线圈外壳钢片胶木盖高压线接柱铁心次极线圈初级线圈瓷杯+-接线柱开磁路点火线圈结构由铁芯、初级绕组、次级绕组、钢套、绝缘盖和绝缘座等组成。二、传统点火系统组成、原理（1）点火线圈开磁路点火线圈结构次级绕组：直径0.06-0.10mm漆包线2万匝初级绕组：由直径0.5-1.0mm高强度漆包线200匝磁阻大，漏磁损失多，能量转换效率低，现今已较少应用不足二、传统点火系统组成、原理（1）点火线圈闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈的铁心是“曰”字形或“口”字形，磁路中只设有一个微小的气隙，其磁路图示。结构二、传统点火系统组成、原理（1）点火线圈不同铁心铁心二、传统点火系统组成、原理（1）点火线圈其他点火线圈二、传统点火系统组成、原理（2）分电器分电器盖分火头电容器真空提前角调节装置断电器二、传统点火系统组成、原理配电器由分电器盖和分火头组成，分火头装分电器凸轮轴上，导电片将中央高压电引入旁电极，和旁电极之间有0.25～0.8mm的间隙。分火头分电器盖二、传统点火系统组成、原理（4）火花塞将点火线圈产生的高压电引入燃烧室，并在其电极间产生电火花，点燃混合气①作用耐高温、耐高压、耐腐蚀②要求二、传统点火系统组成、原理③结构1、接线螺母2、高氧化铝陶瓷绝缘体3、商标4、钢质壳体（六角形）5、内垫圈（密封导热）6、密封垫圈7、中心电极导电杆8、火花塞裙部螺纹9、电极间隙10、中心电极和侧电极11、型号12、去干扰电阻③结构间隙过小：火花微弱，并容易产生积炭而漏电间隙过大：火花塞击穿电压增高，发动机不易起动，且在高速时容易发生“缺火”现象。④火花塞热特性火花塞的热值（热价）代表其散热快慢。冷型：热值越高，散热越快，裙部长度短、导热长度短。热型：热值越低，散热越慢，裙部长度长、导热长度长④火花塞热特性火花塞裙部的温度：a.500~700℃为自净温度，适当。b.温度过高，形成炽热点火，损坏发动机。二、传统点火系统组成、原理2、原理二、传统点火系统组成、原理2、原理二、传统点火系统组成、原理同时，次级电压急剧下降二、传统点火系统组成、原理2、原理（3）火花塞电极间的火花放电过程火花放电一般分为电容放电和电感放电。电容放电：指火花塞间隙被击穿时，储存在C2中的电场能迅速释放：放电时间极短（1μS左右），但电流很大（几十A），电感放电：跳火以后，次级电压小于U2max，剩余磁场能沿电离的火花间隙缓慢放电形成电感放电，又称火花尾特点：放电时间长（几ms），但电流小（几十毫安），放电电压低。时间越长，性能越好。二、传统点火系统组成、原理2、原理如果二次电压不能将火花塞击穿会怎样？像图中虚线所示，在几次振荡后消失。二、传统点火系统组成、原理3、影响二次电压的因素（1）传统点火系统的工作特性初级电流的大小（闭合角的大小）发动机转速：随转速升高而降低。（2）其他气缸数：越多越低火花塞积炭：越严重越低（泄漏）点火线圈温度：过热，附加电阻增加，初级电流减小，导致次级减小。二、传统点火系统组成、原理3、影响二次电压的因素火花塞积炭：越严重越低（泄漏）碳层相当于在电极间并联一电阻，使二级在未击穿时形成回路：生成二次高压时，能量已提前泄漏。传统点火系缺点：抗积碳与污染能力差，初级电压低燃烧不好，污染大火花能量的提高受限，多缸高转速发动机易缺火触点易烧蚀，寿命短打开瞬间，形成火花：烧蚀一次电流受触点允许电流限制（5A）三、电子点火装置的特点、类型1、特点（1）因为无机械触点或初级电流不经过触点，所以不存在触点氧化、烧蚀、变形、磨损等问题，使用中几乎不需要维修和经常换件。同时可以增大初级断电电流值，提高次级电压，有效地改善和保证点火性能。消除触点式所带来缺点（2）电磁能量得到充分利用，高电压形成迅速、稳定，火花能量大。1、特点（3）减小了火花塞积炭的影响。（4）点火时间精确，混合气能得到完全燃烧，从而保证了发动机在降低油耗的基础上，减少废气污染，获得最好的动力性。（5）对无线电干扰小，结构简单，重量轻，体积小，保养维修简便。三、电子点火装置的特点、类型2、类型三、电子点火装置的特点、类型又称半导体管或晶体管辅助点火装置特点：由三极管控制初级电路的通断，但仍保留机械触点，控制三极管基极电流的有无。很快淘汰。无触点电子点火装置触点式电子点火装置按有无触点分类全晶体管点火装置三阶段：保留离心、真空点火提前装置和配电器。有分电器式微机控制：保留配电器无分电器式微机控制：每缸配有点火线圈和火花塞。无触点式早在20世纪70年代初已在发达国家开始采用。可获稳定火花参数，故对提高发动机的动力性、经济性以及排气净化等方面均极为有利，目前已在国内外得到广泛应用。2、类型三、电子点火装置的特点、类型电容储能式电感储能式按能量储存方式分类储能元件是专用电容储能元件是点火线圈微机控制式普通电子式按点火提前角的控制方式点火提前角的控制由发动机ECU完成点火提前角的控制由机械式点火提前装置完成2、类型三、电子点火装置的特点、类型可控硅点火装置晶体管点火装置按控制点火线圈初级电流的电子元件分类集成电路点火装置。电容储能式1、组成四、电容放电式点火系统1-直流升压器2-晶闸管3-分电器4-火花塞5-触发器6-点火线圈7-储能电容器8-振荡器1、组成四、电容放电式点火系统直流升压器：振荡器、变压器、整流器将蓄电池12V低压直流电转变为交流电并升压，再经整流器整流为300-500V的直流电，向电容充电。储能电容：储存产生火花的能量。开关元件（可控硅）：开关作用。1、组成四、电容放电式点火系统触发器：在规定点火时间触发可控硅。点火线圈：初级通电，次级产生高压。分为有触电式和无触点式分电器：进行配电。2、原理四、电容放电式点火系统有触点式触点闭合时，触发器发出指令信号，使可控硅关断，直流升压器输出的300～500V直流高压电向储能电容充电；触点打开时，触发器也发出指令信号，使可控硅导通，于是储能电容器向点火线圈的初级绕组放电，在次级绕组中感应出约20～30kV的高压电动势，使火花塞跳火，完成点火工作。无触点电容放电式电子点火系统的工作原理与上述基本相同。3、优缺点四、电容放电式点火系统（1）次级电压几乎不受转速的影响，而且在发动机高速情况下，次级电压也不降低，可保证在高转速的发动机中可靠工作。（2）电容放电式电子点火系统的能量利用率较高。优点：为节能减排：稀薄燃烧技术、代用燃料——均需可靠、高能点火电容放电式恰恰适合3、优缺点四、电容放电式点火系统（1）电容放电式电子点火系统的主要缺点是放电时间过短，不能确保气缸内混合气的充分燃烧。缺点：尤其是燃气混合不良及燃用稀混合气时更是如此，使得发动机在起动和低速工况下点火不良，同时，还会使排放增加。解决：顺序多次点火或多火花塞方式3、优缺点四、电容放电式点火系统缺点：（2）电容放电式点火系统的另一个缺点是由于高的次级电压上升率，会对无线电产生严重的干扰。（3）该系统结构复杂，体积较大，而且成本高，因此，不适于大批量生产。上述缺陷限制了在汽油机上的使用，仅用于高速汽油机，如赛车发动机。1、组成五、电感放电式点火系统微机控制式按点火提前角的控制方式点火提前角的控制由发动机ECU完成点火提前角的控制由机械式点火提前装置完成普通电子式1、组成五、电感放电式点火系统1-火花塞2-分电器3-点火信号发生器4-点火控制器5-点火线圈6-点火开关7-电源1、组成五、电感放电式点火系统点火信号发生器（传感器）：在分电器内，分火头下方。磁感应式信号发生器霍尔应式信号发生器光电式信号发生器点火器（控制器）：将点火信号发生器脉冲信号放大，通过开关三极管控制初级电路的通与断。点火线圈：储能和变压。分电器：确定点火顺序。高压阻尼线、火花塞。功能：除控制初级电路通断外，还具有限制初级电流大小；控制闭合角大小；停电慢断电保护；过压保护等功能。1、组成五、电感放电式点火系统点火集成模块①限流保护：将初级电流限制在某一值。②闭合角控制功能。初级线圈电阻很小：假设电源为14V，电阻为0.65欧，三极管压降为1.5V，那电流是多少？19.35A转速高，适当增加闭合角；电压低，适当增加闭合角，反之，减小。a.为防止低速时接通时间过长，导致线圈发热加速损坏及电能浪费。b.防止高速时接通时间过短，点火能量不足或断火。1、组成五、电感放电式点火系统解决：在停转后自动缓慢的在一定时间内将三极管变为截止。③停车慢断电保护电路。停驶或停转状态，若忘记关点火开关，此时正好接通三极管，一次绕组会处于长期通电状态：易造成点火线圈和点火电子组件过热