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1、第 6章 汽油發(fā)動機點火系統(tǒng) 主要內(nèi)容 概 述 6.1 傳統(tǒng)點火系統(tǒng) 6.2 微型計算機控制點火系統(tǒng) 6.3 6.1 概 述 點火系統(tǒng)的功用 : 在發(fā)動機各種工況和使用條件下，在汽缸內(nèi)適時、準確、 可靠地產(chǎn)生電火花，以點燃可燃混合氣，使汽油發(fā)動機實現(xiàn)作 功。 點火系統(tǒng)的類型 : 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、電子點火系統(tǒng)、微型計算機控制的點火系 統(tǒng)以及磁電機點火系統(tǒng)等。 6.1.1 點火系統(tǒng)的功用與類型 6.1.2 點火系統(tǒng)的基本要求 1.能產(chǎn)生足以擊穿火花塞兩電極間隙的電壓 點火能量不足時，會使發(fā)動機起動困難，發(fā)動機 的動力性下降，油耗和排污增加，甚至于發(fā)動機不能 工 作。 2.電火花應具有足夠的點火能量
2、3.點火時刻應與發(fā)動機的工作狀況相適應 點火時刻由點火提前角表示。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速： 發(fā)動機轉(zhuǎn)速與點火提前角成正比， 轉(zhuǎn)速越快點火提前角越小 發(fā)動機負荷： 發(fā)動機負荷與點火提前角成反比， 負荷越大點火提前角越小。 火花塞兩電極之間的距離 氣缸壓力 氣缸中空氣的溫度 擊穿電壓 影響火花塞 擊穿電壓的 因素 6.1.3 點火系統(tǒng)的特點 汽車發(fā)動機的點火系統(tǒng)與汽車上其他電器設備一樣， 采用單線制連接。 無論整車電氣系統(tǒng)采用正極搭鐵還是負極搭鐵，點火 線圈的內(nèi)部連接或外部接線均應保證點火瞬間火花塞中心 電極為負極。 6.2 傳統(tǒng)點火系統(tǒng) 6.2.1 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成 1 電容器； 2 火花塞； 3 高壓
3、阻尼電阻； 4 高壓導線； 5 起動機； 6 電流表； 7 蓄電池； 8 點火開關； 9 附加電阻； 10 點火線圈； 11 配電器； 12 斷電器 6.2.2 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作過程 觸點閉合時： 初級電路通電，電流從蓄電池的正極經(jīng)點火開關、點火線圈 的初級繞組、斷電器活動觸點臂、觸點、分電器殼體搭鐵，流回蓄電池的負極， 為低壓電路。 觸點斷開時： 初級繞組通電時，在其周圍產(chǎn)生磁場，并由于鐵芯的作用 而加強。當斷電器凸輪頂開觸點時，初級電路被切斷，初級電路迅速下降到零， 鐵芯中的磁通隨之迅速衰減以至消失，因而在匝數(shù)多、導線細的次極繞組中 感應出很高的電壓，使火花塞兩極之間的間隙被擊穿，產(chǎn)生火
4、花。 6.2.3 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)主要零部件 1.點火線圈 開磁路式點火線圈 閉磁路式點火線圈 2.分電器 斷電器 配電器 電容器 點火提前調(diào)節(jié)裝置 離心式點火提前調(diào)節(jié)裝置 真空點火提前調(diào)節(jié)裝置 3.火花塞 熱特性 冷型 普通型 熱型 4.點火開關 轉(zhuǎn)速 負荷 1.點火線圈 按鐵芯結構型式有兩種： 開磁路式點火線圈： 開磁路式點火線圈采用柱形鐵芯，其上下兩端沒有連 接在一起，磁力線通過空氣形成磁回路。 閉磁路式點火線圈： 閉磁路式點火線圈的鐵芯用 “ 口 ” 字形或 “ 曰 字形 的鐵片疊制而成。磁路閉合。 1）開磁路式點火線圈 特點： 結構簡單、成本低且加工方便，產(chǎn)生高壓電穩(wěn)定， 但由于其磁通量
5、損失較大，故轉(zhuǎn)換效率較低，在現(xiàn)代汽油 機點火系統(tǒng)中通常已不再采用。 1 高壓接線頭； 2 起動機接線柱； 3 正極接線柱； 4 附加電阻； 5 絕緣座； 6 鐵芯； 7 初級繞組； 8 次級繞組； 9 導磁硅鋼片； 10 外殼； 11 負極接線柱； 12 膠木蓋 開磁路式點火線圈 產(chǎn)生高壓電的原理 初級繞組： 240 370匝 次級繞組： 11000 23000匝 開磁路點火線圈： 柱形鐵芯，次級繞組在 內(nèi)側，初級繞組電流大，在 外側，以利于散熱。 初級繞組在鐵心中產(chǎn)生 的磁通，通過導磁鋼套形成 磁回路，磁力線經(jīng)過空氣穿 過，磁路的磁阻大，泄漏的 磁通量多，即磁路損失大， 轉(zhuǎn)換效率低。 開磁路
6、點火線圈實物 2）閉磁路點火線圈 特點： 形成閉合的磁路，減少磁通損失，在相同初級能量情況下 ，次級獲取的能量大，能量轉(zhuǎn)換效率高。 1 鐵芯； 2 初級繞組接線柱； 3 高壓接線柱； 4 初級繞組； 5 次級繞組 1 空氣隙； 2 鐵芯； 3 次級繞組； 4 初級繞組 2.分電器 解放 CA1091型 汽車所用的 FD642型分 電器。 分電器的功用： （ 1）接通或斷開初級電路； （ 2）將點火線圈產(chǎn)生的高 壓電按照發(fā)動機分配給各 缸火花塞； （ 3）根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負 荷自動調(diào)節(jié)點火時刻。 分電器的組成： 斷電器 配電器 電容器 點火提前調(diào)節(jié)裝置 1）斷電器 1 接線柱； 2 活動觸點臂與
7、活動觸點； 3 固定觸點及支架； 4 固定螺釘； 5 偏心調(diào)整螺釘； 6 斷電器活動底板； 7 分電器殼； 8 斷電器凸輪； 9 分電器軸； 10 油氈； 11 膠木頂塊； 12 觸點臂彈簧片； 13 托板 作用： 周期性地接通或切斷點火線圈的初級回路，使初級電流發(fā) 生變化，從而在次級繞組中感應出高電壓。 2）配電器 作用： 將點火線 圈中產(chǎn)生的高壓電， 按照發(fā)動機的工作次 序輪流分配到各氣缸 的火花塞上。 組成： 主要由膠 木制成的分電器蓋和 分火頭組成。分火頭 套在斷電器凸輪的延 伸端，此延伸端側面 有一平面，借此保證 分火頭與凸輪同步旋 轉(zhuǎn)。 3）電容器 1 絕緣紙； 2 金屬帶； 3
8、軟導線； 4 金屬外殼； 5 引線 作用 :利用電容器的充放電消弱一次繞組中的自感電動 勢對產(chǎn)生高壓電的影響。 連接： 與繞組并聯(lián) 點火提前角 :把火花塞點火時，曲軸曲拐位置與活塞位于 壓縮上止點時曲軸曲拐位置之間的夾角稱為點火提前角。 點火提前的影響因素 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 混合氣的燃燒速度（燃燒室結構） 發(fā)動機負荷 汽油的抗暴性能（油料） 4)點火提前調(diào)節(jié)裝置 點火提前調(diào)節(jié)裝置 作用： 實現(xiàn)點火提前，必須在壓縮行程未到達上止點位 置時，使觸點分開。 方法： 1.觸點不動、使凸輪相對相對軸向轉(zhuǎn)一個角度。 2.凸輪不動，使觸點相對凸輪轉(zhuǎn)一個角度。 類型 : 1.離心式點火提前調(diào)節(jié)裝置 2.真空式點火提
9、前調(diào)節(jié)在裝置 （ 1）離心式點火提前調(diào)節(jié)裝置 1 凸輪固定螺釘； 2 斷電器凸輪； 3 撥板； 4 分電器軸； 5 重塊； 6 彈簧； 7 托板； 8 銷釘； 9 銷軸 當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達一定值 時，重塊所受的離心力克服 彈簧拉力使重塊向外飛開， 通過銷釘帶動斷電器凸輪順 著旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一定角度， 從而使點火時刻隨發(fā)動機轉(zhuǎn) 速升高而提前。 （ 2）真空式點火提前調(diào)節(jié)裝置 (a)節(jié)氣門部分開啟 (b)節(jié)氣門全開 (c)節(jié)氣門全閉 l 分電器外殼； 2 斷電器底板； 3 真空點火提前調(diào)節(jié)裝置外殼； 4 彈簧； 5 真空連接管； 6 節(jié)氣門； 7 膜片； 8 拉桿； 9 斷電器觸點； 10一斷電器凸輪。
10、 3.火花塞 功用： 將高壓電引入燃燒室產(chǎn)生電火花并點燃混合氣。 熱特性： 工作溫度： 500 600 以上， 800 900 以下 熱型火花塞：裙部長，散熱慢。 冷型火花塞：裙部短，散熱快。 電極材料： 鎳錳硅鉻合金 普通型火花塞如圖所示，在鋼質(zhì)火花 塞殼體 5的內(nèi)部固定有高氧化鋁陶瓷絕緣體 2，在絕緣體中心孔的上部有接線螺桿 3， 桿的上端有接線螺母 1，用來接高壓導線， 下部裝有中心電極 11，金屬桿與中心電極 之間用導體玻璃密封，純銅墊圈 4起密封和 導熱作用。殼體的上部有便于拆裝的六角 平面，下部有螺紋，用于把火花塞安裝到 發(fā)動機汽缸蓋內(nèi)，殼體下端焊接有彎曲的 側電極 9。 4.點火
11、開關 點火開關又稱為鑰匙式開關，它控制著全車電路的工作， 通常按接線柱的數(shù)目可分為兩接線柱式、三接線柱式和四接線 柱式等。 目前，國產(chǎn)汽車使用較多的是三接線柱式點火開關和四接 線柱式開關。 6.3 微型計算機控制點火系統(tǒng) 有分電器微機控制 的點火系統(tǒng)的組成 微機控制器 ： 根據(jù)發(fā)動機各傳感器輸入 的信息及內(nèi)存的數(shù)據(jù)進行運算、處理及 判斷，然后輸出指令（信號）控制有關 執(zhí)行器（如點火器）動作，達到快速、 準確控制發(fā)動機工作的目的。 傳感器： 在發(fā)動機工作時不斷地檢測反 映發(fā)動機工作狀況的信息并傳遞給微機 控制器，作為控制系統(tǒng)進行運算和控制 的依據(jù)或基準。 點火執(zhí)行器： 微機控制的電子點火系統(tǒng) 的
12、功率輸出級，它接受微機控制器輸出 的點火控制信號并進行功率放大，以便 驅(qū)動點火線圈工作。 1.有分電器微機控制的點火系統(tǒng)的組成 2.有分電器微機控制點火系統(tǒng)的工作原理 發(fā)動機工作期間，各傳感器分別將每一瞬間的發(fā)動機 轉(zhuǎn)速、負荷、冷卻水的溫度、節(jié)氣門的狀態(tài)以及是否發(fā)生 爆燃等與發(fā)動機工況有關的信號經(jīng)接口電路輸入控制器。 控制器根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷信號，按存儲器中存放的程 序以及與點火提前角和一次電路導通時間等有關的數(shù)據(jù)， 計算出與該工況對應的最佳點火提前角和初級電路導通時 間，并根據(jù)冷卻水的溫度加以修正。最后根據(jù)計算結果和 點火基準信號，在最佳的時刻向點火控制電路和點火線圈 發(fā)出控制信號，接通點火線圈的初級電路，經(jīng)過最佳的初 級電路導通時間后，再發(fā)出控制信號切斷點火線圈的初級 電路，使初級電流迅速減小至零，在點火線圈的次級繞組 中產(chǎn)生高壓電，并經(jīng)配電器送往火花塞，點燃混合氣。 有分電器微機控制點火系統(tǒng) 豐田 4A-GE發(fā)動機 TCCS點火系統(tǒng) 為了產(chǎn)生穩(wěn)定的二次測電壓和保證系統(tǒng)的可靠工作， 在點火器中設有閉合角控制電路和點火確認信號（ IGf）安 全保護電路。當 ECU向點火器發(fā)出 8 11個點火正時信號 （ IGt）后， ECU還沒有接收到 IGf信號，則 ECU將會進入失 效 安全模式，切斷噴油，防止催化轉(zhuǎn)換器過熱。
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