《汽车构造》课程教学资源（课件讲稿）第九章 发动机点火系

概述 第九章发动机点火系 ■火花的产生 高电压(击穿电压)击穿两电极间的间隙(火花 第一节蓄电池点火系的组成及工作原理 塞间隙),产生电火花 第二节点火提前 火花塞间隙↑,击穿电压↑ 缸内压力↑,击穿电压↑: 第三节蓄电池点火系主要元件 缸内温度↓,击穿电压↑ 第四节半导体点火系 点火系的功用 第五节汽车电源 按发火顺序,在一定时刻产生电火花,点燃混 概述 蓄电池点火系的组成与工作原理 ■点火系的类型 蓄电池/半导体点火系 蓄电池 电池(或发电机)→点火线圈(或半导体)→高 点火开关 磁电机点火系 点火线圈 磁电机→高压电(低速时电压低) 分电器 ■单线制 不论“正搭铁”或“负搭铁”,都应保证在点火时 火花塞的中心电极为负 當电弛点犬系的成 四缸发动机点火过程演示 第一节蓄电池点火系的组成与工作原理 工作原理 m 次级电路(高压电路) 点火线圈次级绕组→配电器→火花塞

1 第九章 发动机点火系 第一节 蓄电池点火系的组成及工作原理 第二节 点火提前 第三节 蓄电池点火系主要元件 第四节 半导体点火系 第五节 汽车电源 2 概 述 „ 火花的产生 „ 高电压 (击穿电压)击穿两电极间的间隙(火花 塞间隙) ，产生电火花。 „ 火花塞间隙↑，击穿电压↑； „ 缸内压力↑， 击穿电压↑； „ 缸内温度↓， 击穿电压↑。 „ 点火系的功用 „ 按发火顺序，在一定时刻产生电火花，点燃混 合气 。 3 概 述 „ 点火系的类型 „ 蓄电池/半导体点火系 „ 蓄电池（或发电机）Æ点火线圈（或半导体）Æ高 压电 „ 磁电机点火系 „ 磁电机Æ高压电（低速时电压低） „ 单线制 „ “搭铁” „ 不论 “正搭铁”或“负搭铁”，都应保证在点火时 火花塞的中心电极为负。 4 第一节 蓄电池点火系的组成与工作原理 一、组成 „ 蓄电池 „ 点火开关 „ 点火线圈 „ 分电器 „ 断电器 „ 配电器 „ 火花塞 5 四缸发动机点火过程演示 6 第一节 蓄电池点火系的组成与工作原理 二、工作原理 1. 初级电路(低压电路) „ 蓄电池Æ点火线圈初级绕组Æ断电器 2. 次级电路(高压电路) „ 点火线圈次级绕组Æ配电器Æ火花塞

第一节蓄电池点火系的组成与工作原理 第二节点火提前 为保证功率,应在活塞达上止点之前点火 电容器 ·初级绕组中的自感电流,使初级电流增长速度缓慢, 负荷(或节气开度)↑,点火提前角↓ 在断电触点间产生火花 转速↑,点火提前角↑ 在点火线圈上并联一电容器,让自感电流向其充电 辛烷值↑,点火提前角↑ 附加电阻(热敏电阻) 后果 电流↑,热量↑,电阻↑,电流↓ 点火过迟:混合气开始燃烧时活塞已下行一段距离 转速↑,初级电流↓ 附加电阻串联在初级电路中,稳定初级电流 点火过早:则气体压力作用的方向与活塞运动的方向 起动时,将附加电阻短路,确保足够大的初级电流 相反,使P↓、发动机N↓ 第三节蓄电池点火系主要元件 第三节蓄电池点火系主要元件 分电器 断电器结构 组成 分火头 点火提前调节装置 新电器 心提前 圆定触点 第三节蓄电池点火系主要元件 点火提前调节装置 ■点火提前调节装置 离心式点火提前调节装置 调节方法(使点火提前θ角) 据转速,由飞块的离心 凸轮相对超前θ角(顺时针旋转) 力改变凸轮与传动轴之间 的相对角位置 触点相对后退9角(逆时针旋转) 凸轮与分电器传动轴之间可以有相对转动 触点固定盘与壳体可以有相对转动,以实现超 前或后退θ角

2 7 第一节 蓄电池点火系的组成与工作原理 二、工作原理 „ 电容器 „ 初级绕组中的自感电流，使初级电流增长速度缓慢， 在断电触点间产生火花 „ 在点火线圈上并联一电容器，让自感电流向其充电 „ 附加电阻（热敏电阻） „ 电流↑，热量↑，电阻↑，电流↓ „ 转速↑，初级电流↓ „ 附加电阻串联在初级电路中，稳定初级电流 „ 起动时，将附加电阻短路，确保足够大的初级电流 8 第二节 点火提前 „ 为保证功率，应在活塞达上止点之前点火 „ 要求 „ 负荷（或节气开度）↑，点火提前角↓ „ 转速↑，点火提前角↑ „ 辛烷值↑，点火提前角↑ „ 后果 „ 点火过迟：混合气开始燃烧时活塞已下行一段距离， 则P↓、发动机N↓ „ 点火过早：则气体压力作用的方向与活塞运动的方向 相反，使P↓、发动机N↓ 9 第三节 蓄电池点火系主要元件 一、分电器 „ 组成 „ 断电器 „ 配电器 „ 电容器 „ 点火提前调节装置 分电器盖 分火头 断电器 真空提前角 调节装置 离心提前角 调节装置 电容器 10 第三节 蓄电池点火系主要元件 „ 断电器结构 壳体 固定底板 活动底板 凸轮 真空提前 调节机构 接线柱 活动触点 弹簧片 弹簧 固定触点 偏心螺钉 11 第三节 蓄电池点火系主要元件 „ 点火提前调节装置 „ 调节方法（使点火提前θ角） „ 凸轮相对超前θ角（顺时针旋转） „ 触点相对后退θ角（逆时针旋转） „ 凸轮与分电器传动轴之间可以有相对转动 „ 触点固定盘与壳体可以有相对转动，以实现超 前或后退θ角 12 点火提前调节装置 1. 离心式点火提前调节装置 „ 根据转速，由飞块的离心 力改变凸轮与传动轴之间 的相对角位置

点火提前调节装置 点火提前调节装置 2.真空式点火提前调节装 3.辛烷校正器 按照不同辛烷值,整个地转动分电器,使分 根据负荷(节气门开度) 电器与传动轴的相对位置改变 节气门后真空度来改变 电器底板(触点)与凸 轮的相对位置 三种装置无任何运动干涉,各自独立起作 用,实际的点火提前角是三者作用的效果 日 第三节蓄电池点火系主要元件 第三节蓄电池点火系主要元件 、点火线圈 火花塞 开磁路点火线圈:磁路 按裙部长度分 损失大 冷型:高压缩比、高速发动机 绝嫌体 闭磁路点火线圈:磁路 损失小,次级电压高 热型:低压缩、低转速 侧电概 帆中热抗大代多直热值儿钝事 火花塞的电极间隙 第四节半导体点火系 电极间隙:指中心电极与侧电极 之间的间隙 、晶体管的基本概念 电极间隙过小:火花微弱,并且 晶体二极管:PN结单向导电,P→N 容易因产生积碳而漏电 晶体三极管:放大作用 电极间隙过大:所需的击穿 高,发动机不易启起动 =l4+ 高速时易发生“缺火 般的电极间隙为:06-0.8 现代的汽车甚至采用10-1.2 可以改善排气净化。 也网靠 PNP型

3 13 点火提前调节装置 2. 真空式点火提前调节装 置 „ 根据负荷（节气门开度）， 由节气门后真空度来改变 断电器底板（触点）与凸 轮的相对位置 14 点火提前调节装置 3. 辛烷校正器 „ 按照不同辛烷值，整个地转动分电器，使分 电器与传动轴的相对位置改变 „ 三种装置无任何运动干涉，各自独立起作 用，实际的点火提前角是三者作用的效果 之和。 15 第三节 蓄电池点火系主要元件 二、点火线圈 „ 开磁路点火线圈：磁路 损失大 „ 闭磁路点火线圈：磁路 损失小，次级电压高 16 第三节 蓄电池点火系主要元件 三、火花塞 „ 按裙部长度分 „ 冷型：高压缩比、高速发动机 „ 中型 „ 热型：低压缩、低转速 绝缘体 中心电极 侧电极 17 火花塞的电极间隙 „ 电极间隙：指中心电极与侧电极 之间的间隙 „ 电极间隙过小：火花微弱，并且 容易因产生积碳而漏电。 „ 电极间隙过大：所需的击穿电压 增高，发动机不易启起动，且在 高速时易发生“缺火。 „ 一般的电极间隙为：0.6～0.8， 现代的汽车甚至采用1.0～1.2， 可以改善排气净化。 电极间隙 18 第四节 半导体点火系 一、晶体管的基本概念 „ 晶体二极管：PN结单向导电，PÆN „ 晶体三极管：放大作用 e b c I = I + I b c I I Δ Δ β = PNP型 e c b NPN型 e c b

第四节半导体点火系 第四节半导体点火系 半导体辅助点火系 三、无触点点火系 用点火线圈产生高压 通过触点的电流(基极 用传感器代替触点 约为初级 用点火线圈产生高压 电流的1/5-1/10。故可 磁脉冲式、霍尔效应式 延长断电器触点的使用 寿命 孙暴品三 传感器 第四节半导体点火系 微机控制的半导体点火系 四、电容放电式半导体点火系 组成 电容器向点火线圈初级绕组放电(电路导通) 时,次级绕组产生高压 长 可控 点火基准 【发器 传感器 电拉草元 微机控制的半导体点火系 第五节电源 工作原理 能量电故单 蓄电池 采用微机技术,根据发 常用铅酸电池 内阻小,起动性能好 的信号控制点火提前角 精确地控制发动机在各 2V单格串联组成 首 种工况下的最佳点火时 免维护蓄电池 使用过程中不需加水 本积小、使用寿命长

4 19 第四节 半导体点火系 二、半导体辅助点火系 „ 用点火线圈产生高压； „ 通过触点的电流（基极 电流）很小，约为初级 电流的1/5-1/10。故可 延长断电器触点的使用 寿命。 20 第四节 半导体点火系 三、无触点点火系 „ 用传感器代替触点 „ 用点火线圈产生高压 „ 磁脉冲式、霍尔效应式 2 1 3 4 5 6 7 U H I 21 第四节 半导体点火系 四、电容放电式半导体点火系 „ 电容器向点火线圈初级绕组放电（电路导通） 时，次级绕组产生高压 22 传感器 电控单元 点火模块 微机控制的半导体点火系 „ 组成 23 终端能量 电控单元 输出极 双点火 线圈 微机控制的半导体点火系 „ 工作原理 „ 采用微机技术，根据发 动机转速和负荷传感器 的信号控制点火提前角， 精确地控制发动机在各 种工况下的最佳点火时 刻。 24 第五节 电源 一、蓄电池 „ 常用铅酸电池 „ 内阻小，起动性能好 „ 2V单格串联组成 „ 免维护蓄电池 „ 使用过程中不需加水 „ 体积小、使用寿命长

第五节电源 小结-1 发电机 体积小,重量轻,结构简单,工作可靠 汽油机点火系 侍统点火系 转速范围宽,可低速充电 整流器:交流→直流 类半导体点火系 电机点火系 三相绕组按星形接法连接 微机控制点火系 电压调节器:保持电压恒定 传分电器式点火系:组成及工作原理 品体管式,内装式(整体式),集成电路式 小结-2 第九章复习思考题 点火提前的概念及其后果 火花塞的击穿电压主要与哪些因素有关?什么关系? 配电器 什么叫负搭铁?点火时,火花塞的中心电极与侧电 分电喜的躯成:{新电 极的电位哪个高? 点火提前角调节置 点火系中的高电压是怎样产生的? 各组咸的功用及构造迹接关系 与断电器触点并联的电容和与点火线圈初级绕组串 联的附加电阻分别有什么作用? 无触点式半导体点火系 分电器通常有哪些点火提前装置?它们分别是根据 什么因素进行调节的?怎样进行调节的? 平导体点火系 6什么是冷型、中型、热型火花塞?它们有何不同? 微机拉制的半导体点火系

5 25 第五节 电源 二、发电机 „ 常用硅整流交流发电机 „ 体积小，重量轻，结构简单，工作可靠 „ 转速范围宽，可低速充电 „ 整流器：交流Æ直流 „ 三相绕组按星形接法连接 „ 采用三相桥式全波整流电路 „ 电压调节器：保持电压恒定 „ 晶体管式，内装式（整体式），集成电路式 26 汽油机点火系 功用 分类 传统点火系 半导体点火系 磁电机点火系 微机控制点火系 传统分电器式点火系：组成及工作原理 小结-1 27 点火提前的概念及其后果 各组成的功用及构造连接关系； 分电器的组成: 配电器 断电器 电容器 点火提前角调节装置 半导体点火系： 无触点式半导体点火系 微机控制的半导体点火系 小结-2 28 第九章 复习思考题 1. 火花塞的击穿电压主要与哪些因素有关？什么关系？ 2. 什么叫负搭铁？点火时，火花塞的中心电极与侧电 极的电位哪个高？ 3. 点火系中的高电压是怎样产生的？ 4. 与断电器触点并联的电容和与点火线圈初级绕组串 联的附加电阻分别有什么作用？ 5. 分电器通常有哪些点火提前装置？它们分别是根据 什么因素进行调节的？怎样进行调节的？ 6. 什么是冷型、中型、热型火花塞？它们有何不同？