《汽車構(gòu)造第六章》PPT課件.ppt

第 6章 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng) 主要內(nèi)容 概 述 6.1 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng) 6.2 微型計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng) 6.3 6.1 概 述 點(diǎn)火系統(tǒng)的功用 : 在發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況和使用條件下，在汽缸內(nèi)適時(shí)、準(zhǔn)確、 可靠地產(chǎn)生電火花，以點(diǎn)燃可燃混合氣，使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)作 功。 點(diǎn)火系統(tǒng)的類型 : 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)、電子點(diǎn)火系統(tǒng)、微型計(jì)算機(jī)控制的點(diǎn)火系 統(tǒng)以及磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)等。 6.1.1 點(diǎn)火系統(tǒng)的功用與類型 6.1.2 點(diǎn)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(diǎn)火能量不足時(shí)，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，發(fā)動(dòng)機(jī) 的動(dòng)力性下降，油耗和排污增加，甚至于發(fā)動(dòng)機(jī)不能 工 作。 2.電火花應(yīng)具有足夠的點(diǎn)火能量 3.點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況相適應(yīng) 點(diǎn)火時(shí)刻由點(diǎn)火提前角表示。 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與點(diǎn)火提前角成正比， 轉(zhuǎn)速越快點(diǎn)火提前角越小 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷： 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與點(diǎn)火提前角成反比， 負(fù)荷越大點(diǎn)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(diǎn)火系統(tǒng)的特點(diǎn) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)與汽車上其他電器設(shè)備一樣， 采用單線制連接。 無(wú)論整車電氣系統(tǒng)采用正極搭鐵還是負(fù)極搭鐵，點(diǎn)火 線圈的內(nèi)部連接或外部接線均應(yīng)保證點(diǎn)火瞬間火花塞中心 電極為負(fù)極。 6.2 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng) 6.2.1 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成 1 電容器； 2 火花塞； 3 高壓阻尼電阻； 4 高壓導(dǎo)線； 5 起動(dòng)機(jī)； 6 電流表； 7 蓄電池； 8 點(diǎn)火開關(guān)； 9 附加電阻； 10 點(diǎn)火線圈； 11 配電器； 12 斷電器 6.2.2 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作過程 觸點(diǎn)閉合時(shí)： 初級(jí)電路通電，電流從蓄電池的正極經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)、點(diǎn)火線圈 的初級(jí)繞組、斷電器活動(dòng)觸點(diǎn)臂、觸點(diǎn)、分電器殼體搭鐵，流回蓄電池的負(fù)極， 為低壓電路。 觸點(diǎn)斷開時(shí)： 初級(jí)繞組通電時(shí)，在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，并由于鐵芯的作用 而加強(qiáng)。當(dāng)斷電器凸輪頂開觸點(diǎn)時(shí)，初級(jí)電路被切斷，初級(jí)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(dǎo)線細(xì)的次極繞組中 感應(yīng)出很高的電壓，使火花塞兩極之間的間隙被擊穿，產(chǎn)生火花。 6.2.3 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)主要零部件 1.點(diǎn)火線圈 開磁路式點(diǎn)火線圈 閉磁路式點(diǎn)火線圈 2.分電器 斷電器 配電器 電容器 點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置 離心式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置 真空點(diǎn)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(diǎn)火開關(guān) 轉(zhuǎn)速 負(fù)荷 1.點(diǎn)火線圈 按鐵芯結(jié)構(gòu)型式有兩種： 開磁路式點(diǎn)火線圈： 開磁路式點(diǎn)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(diǎn)火線圈： 閉磁路式點(diǎn)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(diǎn)火線圈 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且加工方便，產(chǎn)生高壓電穩(wěn)定， 但由于其磁通量損失較大，故轉(zhuǎn)換效率較低，在現(xiàn)代汽油 機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)中通常已不再采用。 1 高壓接線頭； 2 起動(dòng)機(jī)接線柱； 3 正極接線柱； 4 附加電阻； 5 絕緣座； 6 鐵芯； 7 初級(jí)繞組； 8 次級(jí)繞組； 9 導(dǎo)磁硅鋼片； 10 外殼； 11 負(fù)極接線柱； 12 膠木蓋 開磁路式點(diǎn)火線圈 產(chǎn)生高壓電的原理 初級(jí)繞組： 240 370匝 次級(jí)繞組： 11000 23000匝 開磁路點(diǎn)火線圈： 柱形鐵芯，次級(jí)繞組在 內(nèi)側(cè)，初級(jí)繞組電流大，在 外側(cè)，以利于散熱。 初級(jí)繞組在鐵心中產(chǎn)生 的磁通，通過導(dǎo)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。 開磁路點(diǎn)火線圈實(shí)物 2）閉磁路點(diǎn)火線圈 特點(diǎn)： 形成閉合的磁路，減少磁通損失，在相同初級(jí)能量情況下 ，次級(jí)獲取的能量大，能量轉(zhuǎn)換效率高。 1 鐵芯； 2 初級(jí)繞組接線柱； 3 高壓接線柱； 4 初級(jí)繞組； 5 次級(jí)繞組 1 空氣隙； 2 鐵芯； 3 次級(jí)繞組； 4 初級(jí)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(jí)電路； （ 2）將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高 壓電按照發(fā)動(dòng)機(jī)分配給各 缸火花塞； （ 3）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù) 荷自動(dòng)調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻。 分電器的組成： 斷電器 配電器 電容器 點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置 1）斷電器 1 接線柱； 2 活動(dòng)觸點(diǎn)臂與活動(dòng)觸點(diǎn)； 3 固定觸點(diǎn)及支架； 4 固定螺釘； 5 偏心調(diào)整螺釘； 6 斷電器活動(dòng)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(diǎn)臂彈簧片； 13 托板 作用： 周期性地接通或切斷點(diǎn)火線圈的初級(jí)回路，使初級(jí)電流發(fā) 生變化，從而在次級(jí)繞組中感應(yīng)出高電壓。 2）配電器 作用： 將點(diǎn)火線 圈中產(chǎn)生的高壓電， 按照發(fā)動(dòng)機(jī)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(cè)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 軟導(dǎo)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(dòng) 勢(shì)對(duì)產(chǎn)生高壓電的影響。 連接： 與繞組并聯(lián) 點(diǎn)火提前角 :把火花塞點(diǎn)火時(shí)，曲軸曲拐位置與活塞位于 壓縮上止點(diǎn)時(shí)曲軸曲拐位置之間的夾角稱為點(diǎn)火提前角。 點(diǎn)火提前的影響因素 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 混合氣的燃燒速度（燃燒室結(jié)構(gòu)） 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷 汽油的抗暴性能（油料） 4)點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置 點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置 作用： 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火提前，必須在壓縮行程未到達(dá)上止點(diǎn)位 置時(shí)，使觸點(diǎn)分開。 方法： 1.觸點(diǎn)不動(dòng)、使凸輪相對(duì)相對(duì)軸向轉(zhuǎn)一個(gè)角度。 2.凸輪不動(dòng)，使觸點(diǎn)相對(duì)凸輪轉(zhuǎn)一個(gè)角度。 類型 : 1.離心式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置 2.真空式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)在裝置 （ 1）離心式點(diǎn)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(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)一定值 時(shí)，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(dòng)斷電器凸輪順 著旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過一定角度， 從而使點(diǎn)火時(shí)刻隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速升高而提前。 （ 2）真空式點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)； 10一斷電器凸輪。 3.火花塞 功用： 將高壓電引入燃燒室產(chǎn)生電火花并點(diǎn)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(zhǎng)，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(lái)接高壓導(dǎo)線， 下部裝有中心電極 11，金屬桿與中心電極 之間用導(dǎo)體玻璃密封，純銅墊圈 4起密封和 導(dǎo)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(dòng)機(jī)汽缸蓋內(nèi)，殼體下端焊接有彎曲的 側(cè)電極 9。 4.點(diǎn)火開關(guān) 點(diǎn)火開關(guān)又稱為鑰匙式開關(guān)，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(guó)產(chǎn)汽車使用較多的是三接線柱式點(diǎn)火開關(guān)和四接 線柱式開關(guān)。 6.3 微型計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng) 有分電器微機(jī)控制 的點(diǎn)火系統(tǒng)的組成 微機(jī)控制器 ： 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各傳感器輸入 的信息及內(nèi)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、處理及 判斷，然后輸出指令（信號(hào)）控制有關(guān) 執(zhí)行器（如點(diǎn)火器）動(dòng)作，達(dá)到快速、 準(zhǔn)確控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作的目的。 傳感器： 在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)不斷地檢測(cè)反 映發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況的信息并傳遞給微機(jī) 控制器，作為控制系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算和控制 的依據(jù)或基準(zhǔn)。 點(diǎn)火執(zhí)行器： 微機(jī)控制的電子點(diǎn)火系統(tǒng) 的功率輸出級(jí)，它接受微機(jī)控制器輸出 的點(diǎn)火控制信號(hào)并進(jìn)行功率放大，以便 驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火線圈工作。 1.有分電器微機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)的組成 2.有分電器微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間，各傳感器分別將每一瞬間的發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速、負(fù)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(dòng)機(jī)工況有關(guān)的信號(hào)經(jīng)接口電路輸入控制器。 控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號(hào)，按存儲(chǔ)器中存放的程 序以及與點(diǎn)火提前角和一次電路導(dǎo)通時(shí)間等有關(guān)的數(shù)據(jù)， 計(jì)算出與該工況對(duì)應(yīng)的最佳點(diǎn)火提前角和初級(jí)電路導(dǎo)通時(shí) 間，并根據(jù)冷卻水的溫度加以修正。最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果和 點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)，在最佳的時(shí)刻向點(diǎn)火控制電路和點(diǎn)火線圈 發(fā)出控制信號(hào)，接通點(diǎn)火線圈的初級(jí)電路，經(jīng)過最佳的初 級(jí)電路導(dǎo)通時(shí)間后，再發(fā)出控制信號(hào)切斷點(diǎn)火線圈的初級(jí) 電路，使初級(jí)電流迅速減小至零，在點(diǎn)火線圈的次級(jí)繞組 中產(chǎn)生高壓電，并經(jīng)配電器送往火花塞，點(diǎn)燃混合氣。 有分電器微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng) 豐田 4A-GE發(fā)動(dòng)機(jī) TCCS點(diǎn)火系統(tǒng) 為了產(chǎn)生穩(wěn)定的二次測(cè)電壓和保證系統(tǒng)的可靠工作， 在點(diǎn)火器中設(shè)有閉合角控制電路和點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)（ IGf）安 全保護(hù)電路。當(dāng) ECU向點(diǎn)火器發(fā)出 8 11個(gè)點(diǎn)火正時(shí)信號(hào) （ IGt）后， ECU還沒有接收到 IGf信號(hào)，則 ECU將會(huì)進(jìn)入失 效 安全模式，切斷噴油，防止催化轉(zhuǎn)換器過熱。