1、 第十章 发动机点第十章 发动机点火系火系 邱卓丹 邱卓丹 按照发动机的点火时刻及点火次序，按时在火花塞电极间跳过电火花。按照发动机的点火时刻及点火次序，按时在火花塞电极间跳过电火花。功 用：功 用：点火系类型简介点火系类型简介蓄电池点火系蓄电池点火系半导体点火系半导体点火系微机控制点火系微机控制点火系磁电机点火系磁电机点火系由蓄电池或发电机供给由蓄电池或发电机供给 6V、12V、24V 的低压电，借的低压电，借点火线圈和断电器转变为高压电流，再由分电器分配到各点火线圈和断电器转变为高压电流，再由分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两极间产生电火花。缸火花塞，使火花塞两极间产生电火花。以蓄电池或发
2、电机为电源，借点火线圈和半导体三极管将以蓄电池或发电机为电源，借点火线圈和半导体三极管将低压电高压电。再由分电器分配到各缸火花塞，使火花低压电高压电。再由分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两极间产生电火花。塞两极间产生电火花。以蓄电池或发电机为电源，微机控制装置产生点火信以蓄电池或发电机为电源，微机控制装置产生点火信号，点火线圈将电源的低压电高压电。它还可取消号，点火线圈将电源的低压电高压电。它还可取消分电器，由微机系统直接进行高压电的分配。分电器，由微机系统直接进行高压电的分配。由磁电机内的永久磁铁和电磁线圈的作用产生高压电，不需由磁电机内的永久磁铁和电磁线圈的作用产生高压电，不需另设低压电源
3、。在发动机中、高转速范围内能产生较高的电另设低压电源。在发动机中、高转速范围内能产生较高的电压，因而工作可靠。但低速时，其产生的电压值过低，不利压，因而工作可靠。但低速时，其产生的电压值过低，不利起动。仅适用于高速满负荷下工作的赛车发动机起动。仅适用于高速满负荷下工作的赛车发动机。点火系的基本要求点火系的基本要求1、能产生足够大的击穿电压：、能产生足够大的击穿电压：15 20KV；2、点火化具有足够的点火能量：、点火化具有足够的点火能量：50 80mJ；3、点火时刻应与发动机的工作状况相适应；、点火时刻应与发动机的工作状况相适应；单线制单线制用一根导线使负载和电源连接，而用机体的金属部分来代替
4、另一根导线。用一根导线使负载和电源连接，而用机体的金属部分来代替另一根导线。无论汽车的点火系采用正极搭铁还是负极搭铁，均应保证点火瞬间火花塞中心电极为无论汽车的点火系采用正极搭铁还是负极搭铁，均应保证点火瞬间火花塞中心电极为负（电子由中心电极向侧电极发射），即火花电流从火花塞的侧电极流向中心电极。负（电子由中心电极向侧电极发射），即火花电流从火花塞的侧电极流向中心电极。一、电路特点一、电路特点 第二节 蓄电池点火系的组成及第二节 蓄电池点火系的组成及原理原理 二、二、蓄电池点火系的基本组蓄电池点火系的基本组成成组 成 组 成 蓄电池和发电机蓄电池和发电机点点火火线线圈圈分分电电器器电容器电容器
5、热敏电阻热敏电阻火花塞火花塞离心提前点火调节装置离心提前点火调节装置真空提前点火调节装置真空提前点火调节装置一次绕组（初级线一次绕组（初级线圈）圈）二次绕组（次级线二次绕组（次级线圈）圈）断电器断电器配电器配电器功 用功 用是点火系的电源，电压为是点火系的电源，电压为 V、12V、24V 将低压电变为高压电的主要元件将低压电变为高压电的主要元件用来接通或截断点火线圈中初级线圈的电流，使用来接通或截断点火线圈中初级线圈的电流，使次级线圈产生高压，控制点火时刻。触点间隙为次级线圈产生高压，控制点火时刻。触点间隙为0.350.45mm将点火线圈产生的高压电按发火次序分送给各缸将点火线圈产生的高压电按
6、发火次序分送给各缸保护断电器，提高次级电压。与断电器触点并联保护断电器，提高次级电压。与断电器触点并联保持初级电流的基本稳定保持初级电流的基本稳定将高压电引进汽油机燃烧室，在火花塞电极间产将高压电引进汽油机燃烧室，在火花塞电极间产生电火花，以点燃混合气生电火花，以点燃混合气调节点火提前角调节点火提前角 三、三、基本组成示意图基本组成示意图 四、蓄电池点火系的工作过四、蓄电池点火系的工作过程程 1、工作原理、工作原理电磁感应现象：电磁感应现象：在闭合电路中穿过的磁通量发生变化时，电路中就有感生电在闭合电路中穿过的磁通量发生变化时，电路中就有感生电 流和感生电动势。磁通量变化越大，产生流和感生电动
7、势。磁通量变化越大，产生的感生电压越大。的感生电压越大。楞次定律：楞次定律：感生电流方向总是要使自己的磁场（或电流）阻碍原来磁感生电流方向总是要使自己的磁场（或电流）阻碍原来磁场场 （或电流）的变化。（或电流）的变化。工作原工作原理理 邱卓丹 邱卓丹 保持初级电流基本稳定（保持初级电流基本稳定（I=V/R）当发动机 当发动机 n，触点闭合时间长，触点闭合时间长，I初级初级 T热敏电阻热敏电阻 R I 不致于超过极限值。不致于超过极限值。当发动机 当发动机 n 触点闭合时间短触点闭合时间短,I初级初级 T热敏电阻热敏电阻 R I 下降不下降不多。多。起动时将附加电阻短路。起动时将附加电阻短路。初
8、级电路中串联附加电阻（热敏电阻）的作用初级电路中串联附加电阻（热敏电阻）的作用 第三节 点火时第三节 点火时刻刻点火时刻对发动机示功图的影响点火时刻对发动机示功图的影响点火提前角点火提前角 I 从点火时刻起到活塞到达上止点，这段时间内曲轴转过的角度。从点火时刻起到活塞到达上止点，这段时间内曲轴转过的角度。邱卓丹 邱卓丹 最佳点火提前角最佳点火提前角 I 可获得功率，油耗可获得功率，油耗 n（）I （）离心式点火提前调节器（自动）离心式点火提前调节器（自动）负荷（负荷（）I （）真空式点火提前调节器（自动）真空式点火提前调节器（自动）辛烷值（辛烷值（）I （）辛烷值校正器（手动）辛烷值校正器（手
9、动）第四节 第四节 蓄电池点火系主要元件的蓄电池点火系主要元件的结构结构 将低压电转为高压电的基本元件将低压电转为高压电的基本元件 一、点火线圈一、点火线圈初级线圈（一次绕组）：初级线圈（一次绕组）：d=0.51mm,240370 匝匝次级线圈（二次绕组）：次级线圈（二次绕组）：d=0.06 0.1mm,1100023000 匝匝铁心铁心 组组成成 类型类型开磁路点火线圈开磁路点火线圈结构简单，但铁心上、下部的磁力线从结构简单，但铁心上、下部的磁力线从空气中穿过（阻力大），磁路损失大，空气中穿过（阻力大），磁路损失大，磁通量泄漏多，转换效率低。磁通量泄漏多，转换效率低。闭磁路火线圈闭磁路火线圈
10、磁力线在铁心内形成闭合磁路，泄磁力线在铁心内形成闭合磁路，泄漏的磁通量少，磁路损失大大减少漏的磁通量少，磁路损失大大减少，转换效率高，转换效率高 二、分电器二、分电器1 1、断电器、断电器作用：接通或截断点火线圈中初级线圈的电流，使次级线圈产生高压电，控制点火时刻。作用：接通或截断点火线圈中初级线圈的电流，使次级线圈产生高压电，控制点火时刻。组成：一对钨质的断电器触点和凸轮（凸轮凸角数与缸数相等）组成：一对钨质的断电器触点和凸轮（凸轮凸角数与缸数相等）关于触点间隙：关于触点间隙：0.350.45mm2 2、配电器、配电器作用：将点火线圈（次级线圈）产生的高压作用：将点火线圈（次级线圈）产生的高
11、压 电按发火次序分送各缸侧电电按发火次序分送各缸侧电极。极。组成：分火头、侧电极（与缸数相等）组成：分火头、侧电极（与缸数相等）保护断电器，提高次级电压。保护断电器，提高次级电压。3 3、电容、电容器器 三、三、点火提前调节装置点火提前调节装置 （a）点火提前角为零点火提前角为零（b）顺旋转方向转顺旋转方向转动凸轮使点火动凸轮使点火提前角增大提前角增大（c）逆旋转方向转动断逆旋转方向转动断电器底板连同触点电器底板连同触点使点火提前角增大使点火提前角增大 邱卓丹 邱卓丹 1.离心式点火提前调节装置：离心式点火提前调节装置：根据发动机转速变化自动调整凸轮与分电器轴的相位。根据发动机转速变化自动调整
12、凸轮与分电器轴的相位。2.真空式点火提前调节装置：真空式点火提前调节装置：根据发动机负荷的变化自动调整触点与凸轮的相位。根据发动机负荷的变化自动调整触点与凸轮的相位。类型：类型：3.辛烷值校正器：辛烷值校正器：根据汽油辛烷值的变化手动调整触点与凸轮的相位。根据汽油辛烷值的变化手动调整触点与凸轮的相位。离心式点火提前调节装置离心式点火提前调节装置 邱卓丹 邱卓丹 顺旋转方向转动凸轮顺旋转方向转动凸轮使点火提前角增大使点火提前角增大根据发动机转速变化自动调整凸轮与分电器轴的相位。根据发动机转速变化自动调整凸轮与分电器轴的相位。真空式点火提前调节装置真空式点火提前调节装置 邱卓丹 邱卓丹 逆旋转方向
13、转动断逆旋转方向转动断电器底板连同触点电器底板连同触点使点火提前角增大使点火提前角增大根据发动机负荷的变化自动调整触点与凸轮的相位。根据发动机负荷的变化自动调整触点与凸轮的相位。四、四、火花塞火花塞将高压电引入燃烧室并在其两个电极间产生电火花，以点燃混合气将高压电引入燃烧室并在其两个电极间产生电火花，以点燃混合气。作用作用：火花塞自净温度为火花塞自净温度为 500600C（它使在裙部的油粒能立即被烧掉）（它使在裙部的油粒能立即被烧掉）邱卓丹 邱卓丹 火花塞间隙火花塞间隙传统点火系：传统点火系：0.6 0.8 mm电子点火系：电子点火系：1.0 1.2 mm 按裙部长度 按裙部长度 h 分火花塞
14、的类分火花塞的类型型 点火开关是汽车电路中最重要的开关，是多档多接线柱开关。其主要功能是：停车锁点火开关是汽车电路中最重要的开关，是多档多接线柱开关。其主要功能是：停车锁住转向盘（住转向盘（S S、LockLock）档，正常工作或点火（）档，正常工作或点火（D D、ONON、IGIG）档，起动）档，起动(Q(Q、STST、StStart)art)档。如果用于柴油车则增加预热档。如果用于柴油车则增加预热(Y(Y、HEAT)HEAT)档。其中起动、预热挡在操作时必须档。其中起动、预热挡在操作时必须用手克服弹簧力，扳住钥匙，用手克服弹簧力，扳住钥匙，一松手就弹回点火档一松手就弹回点火档，不能自行定位
15、，其它档均可自行，不能自行定位，其它档均可自行定位。定位。冷型冷型中型中型热型热型h（mm）811141620应用（应用（）高；高；10 11中：中：8 9低：低：6 7 五、五、点火开关点火开关：二、组成二、组成 监测发动机运行工监测发动机运行工况况 处理信号、发出指令处理信号、发出指令 响应并执行微机发出的指令响应并执行微机发出的指令传感器传感器微处理机微处理机执行机构点火器和点火线圈执行机构点火器和点火线圈第五节 微机控制点火系第五节 微机控制点火系一、优点一、优点点火提前角由微机控制，从而使发动机在各种工况下都可最佳调整点火时刻。点火提前角由微机控制，从而使发动机在各种工况下都可最佳调
16、整点火时刻。无分电器点火系统无分电器点火系统 DLIDLI分 类：分 类：2、同时点火式（双缸点火式）、同时点火式（双缸点火式）1、单独点火式、单独点火式 特 点特 点：由点火线圈产生的高压电直接送至火花塞。由点火线圈产生的高压电直接送至火花塞。一、无分电器单独点火方式一、无分电器单独点火方式：结构特点：结构特点：火花塞安装在两根凸轮轴中间。火花塞安装在两根凸轮轴中间。每缸火花塞上直接压装一个点火线圈每缸火花塞上直接压装一个点火线圈。每个气缸的火花塞上配用一个点火线圈，单独对本缸进行点火。每个气缸的火花塞上配用一个点火线圈，单独对本缸进行点火。应 用：应 用：四气门发动机四气门发动机 ECUE
17、CU 控制点火时刻的原理：控制点火时刻的原理：ECU 根据相关传感器输入信号，依根据相关传感器输入信号，依 ROM 存储的数据，存储的数据，经计算适时地输出点火信号送至点火器；由点火器经计算适时地输出点火信号送至点火器；由点火器中的功率管分别接通和切断各缸点火线圈的初级电路。中的功率管分别接通和切断各缸点火线圈的初级电路。邱卓丹邱卓丹 二、无分电器同时点火方式二、无分电器同时点火方式（双缸点火式）（双缸点火式）（以丰田皇冠车所 用的（以丰田皇冠车所 用的 DLI 为为例）例）两个气缸合用一个点火线圈，即一个点火线圈有两个高压输出端分别与各自火花塞两个气缸合用一个点火线圈，即一个点火线圈有两个高
18、压输出端分别与各自火花塞 相连，负责对两个气缸点火。相连，负责对两个气缸点火。两缸组合原则：两缸组合原则：一缸处于压缩行程末期一缸处于压缩行程末期，另一缸处于排气行程，另一缸处于排气行程末期。对于六缸机则有末期。对于六缸机则有（1，6）、（）、（5，2）、（）、（3，4）组合）组合。汽车电气系统的特点汽车电气系统的特点 1 1 单线制单线制 利用汽车发动机和底盘、车身等金属机件作为各种用电设备的共用连线（俗称利用汽车发动机和底盘、车身等金属机件作为各种用电设备的共用连线（俗称搭搭铁铁），而用电设备到电源只需另设一根导线。任何一个电路中的电流都是从电源的正），而用电设备到电源只需另设一根导线。任
19、何一个电路中的电流都是从电源的正极出发，经导线流入到用电设备后，通过金属车架流回电源负极而形成回路。极出发，经导线流入到用电设备后，通过金属车架流回电源负极而形成回路。采用单线制不仅可以节省材料（铜导线），使电路简化，且便于安装和检修，降采用单线制不仅可以节省材料（铜导线），使电路简化，且便于安装和检修，降低故障率。但在一些不能形成可靠电气回路或需要精确电子信号的回路，采用双线。低故障率。但在一些不能形成可靠电气回路或需要精确电子信号的回路，采用双线。2 2 负极搭铁负极搭铁 采用单线制时，将蓄电池的一个电极用导线连接到发动机或底盘等金属车体上。采用单线制时，将蓄电池的一个电极用导线连接到发动
20、机或底盘等金属车体上。若蓄电池的负极连接到金属车体上，称为负极搭铁；反之，若蓄电池的正极连接到金若蓄电池的负极连接到金属车体上，称为负极搭铁；反之，若蓄电池的正极连接到金属车体上，称为正极搭铁。我国标准中规定汽车电器必须采用负极搭铁。目前世界各属车体上，称为正极搭铁。我国标准中规定汽车电器必须采用负极搭铁。目前世界各国生产的汽车也大多采用负极搭铁方式。国生产的汽车也大多采用负极搭铁方式。3 3 两个电源两个电源 蓄电池和发电机两个供电电源。蓄电池是辅助电源，在汽车未运转时向有关用电蓄电池和发电机两个供电电源。蓄电池是辅助电源，在汽车未运转时向有关用电设备供电；发电机是主电源，当发动机运转到一定
21、转速后，发电机转速达到规定的发设备供电；发电机是主电源，当发动机运转到一定转速后，发电机转速达到规定的发电转速，开始向有关用电设备供电，同时对蓄电池进行充电。两者互补可以有效地使电转速，开始向有关用电设备供电，同时对蓄电池进行充电。两者互补可以有效地使用电设备在不同的情况下都能正常地工作，同时也延长了蓄电池的供电时间。用电设备在不同的情况下都能正常地工作，同时也延长了蓄电池的供电时间。4 4 用电设备并联用电设备并联 汽车上的各种用电设备都采用并联方式与电源连接，每个用电设备都由各自串联汽车上的各种用电设备都采用并联方式与电源连接，每个用电设备都由各自串联在其支路中的专用开关控制，互不产生干扰
22、。在其支路中的专用开关控制，互不产生干扰。5 5 低压直流供电低压直流供电 柴油车大多采用柴油车大多采用 2424 伏直流供电，汽油车大都采用伏直流供电，汽油车大都采用 1212 伏直流电压供电。伏直流电压供电。按储能方式分按储能方式分按初级控按初级控制电路中制电路中有无断电有无断电器触点分器触点分电感储能式电感储能式电容储能式电容储能式触点式触点式无无触触点点式式按点火按点火信号发信号发生器分生器分按点火时按点火时刻控制装刻控制装置分置分磁电式（磁脉冲、磁感应）磁电式（磁脉冲、磁感应）霍尔效应式霍尔效应式光电（感应）式光电（感应）式电磁（感应）式电磁（感应）式普通无触点式普通无触点式微机控制
23、微机控制无触点式无触点式分电器式分电器式 无分电器无分电器式（直接点式（直接点火）火）电子点火系类型电子点火系类型第五节 电子点火系第五节 电子点火系 辛烷值校正器辛烷值校正器 邱卓丹 邱卓丹 逆旋转方向转动断逆旋转方向转动断电器底板连同触点电器底板连同触点使点火提前角增大使点火提前角增大 四、四、火花塞火花塞将高压电引入燃烧室并在其两个电极间产生电火花，以点燃混合气将高压电引入燃烧室并在其两个电极间产生电火花，以点燃混合气。作用作用：高于自净温度（高于自净温度（800900C）：易引起表面点火。）：易引起表面点火。低于自净温度：造成积炭，不能点火。低于自净温度：造成积炭，不能点火。火花塞自净
24、温度为火花塞自净温度为 500600C（它使在裙部的油粒能立即被烧掉）（它使在裙部的油粒能立即被烧掉）邱卓丹 邱卓丹 冷型：冷型：h=8mm，适用于高压比发动机，适用于高压比发动机=10 11。中型：中型：h=1114mm，适用于中压比 ，适用于中压比 =8 9。热型：热型：h=1620mm，适用于低压比发动机，适用于低压比发动机=6 7 按裙部长度 按裙部长度 h 分火花塞的类分火花塞的类型型 火花塞间隙火花塞间隙 邱卓丹 邱卓丹 传统点火系：传统点火系：0.6 0.8 mm间隙过小：火花微弱；易积炭漏电，不能点火。间隙过小：火花微弱；易积炭漏电，不能点火。间隙过大：击穿电压要求很高，不易起动间隙过大：击穿电压要求很高，不易起动电子点火系：电子点火系：1.0 1.2 mm
