汽车点火系统详解.doc

汽车点火系统详解(完整版)
汽车点火系统概述
1、点火系作用
⑴点火系将电源的低电压变成高电压,再按照发动机点火顺序轮流送至各气缸,点燃压缩混合气;
⑵能适应发动机工况和使用条件的变化,自动调节点火时刻,实现可靠而准确的点火;
⑶在更换燃油或安装分电器时进行人工校准点火时刻。
2、点火系种类
传统点火系:由蓄电池或发电机向点火系提供电能,用机械触点控制点火时刻,点火时刻的调节采用机械式自动调节机构,储能方式为电感储能。传统点火系结构简单,成本低,是一种应用较早、较普遍的点火系。但该点火系工作可靠性差,点火状况受转速、触点技术状况影响较大,需要经常维修、调整。传统点火系电路如图1所示。
图1 传统点火系的组成
电子点火系:电子点火系由蓄电池或发电机向点火系提供电能,晶体管控制点火时刻,点火时刻的调节采用机械式调节机构或电子调节机构,储能方式有电感储能和电容储能两种。电子点火系的点火电压和点火能量高,受发动机工况和使用条件的影响小,结构简单,工作可靠,维护、调整工作量小,节约燃油,减小污染,现已普遍使用。电子点火系有晶体管点火和集成电路点火装置两种形式。
晶体管点火装置:由蓄电池或发电机向点火系提供电能;由晶体管控制点火电路的通断;由信号发生器控制点火时刻;由机械式自动调节点火时刻。常用的信号发生器有磁感应式、霍尔式和光电式三种。晶体管点火装置电路如图2所示。
图2 晶体管点火装置
集成电路点火装置:由蓄电池或发电机向点火系提供电能;由集成电路控制点火电路的通断;由信号发生器控制点火时刻;由机械式自动调节点火时刻,信号发生器的种类与晶体管点火装置相同,电路如图3所示。
图3 集成电路点火装置
3、对点火系的要求
l 能产生足以击穿火花塞间隙的电压
l 火花应具有足够的能量
l 点火时刻应适应发动机的工作情况
传统点火系
1、组成
由蓄电池(发电机)、点火开关、点火线圈、分电器、高压线和火花塞等元件组成,如图1所示。
2、点火系的初级、次级电路
初级电路:蓄电池正极→点火开关→附加电阻→“+”接柱→点火线圈的初级绕组→“-”接线柱→断电器触点→搭铁→蓄电池负极。
次级电路:点火线圈初级绕组→附加电阻→点火开关→蓄电池→搭铁→火花塞旁电极→火花塞中心电极→高压线→分火头→高压线→点火线圈高压接线柱→点火线圈次级。
3、工作过程
断电器的触点闭合时:断电器触点闭合时,接通初级电路,电流流过点火线圈的初级线圈,在线圈周围产生磁场,把电能转换成磁场能。
断电器触点打开时:初级电路断开,电流突变在初级线圈中产生自感电动势,约200--300V;由于电磁感应,在次级绕组中会产生感应电动势,其值取决于两线圈的匝数比(47--70),该电压值约为12000--21000V之间,此电压加在火花塞电极两端,其中旁电极为正极;如果该电压达到一定的数值,在压缩终了时足以击穿火花塞之间的混合气,产生电火花,点燃混合气。
结论:断电器的开闭由断电器凸轮轴控制,凸轮由发动机的凸轮轴或汽油泵驱动,凸轮的凸角数与气缸数相等。这样,发动机的曲轴旋转两周,凸轮轴旋转一周,每个气缸按顺序点火一次。
4、点火系的工作特性
(1)定义:次级电压与发动机转速的关系,如图4所示。
图4 传统点火系的工作特性
(2)分析:n↑→U2max↓,理论上,n越低,次级电压应越高,但实际上n很低时,触点打开速度变慢,U2max下降。
(3)影响因素:发动机转速与气缸数、火花塞积炭、电容器、断电器触点间隙和点火线圈温度
点火系的元件
1、点火线圈
结构:由初级绕组、次级绕组、铁心、高低压接线柱、附加电阻等组成。两个绕组都绕在同一个铁心上,次级绕组在内,初级绕组在外。次级绕组的匝数大于初级绕组的匝数。如图5所示。
图5 点火线圈的结构
点火线圈的工作原理:当初级线圈接通电源时,随着电流的增长四周产生一个很强的磁场,铁芯储存了磁场能;当开关装置使初级线圈电路断开时,初级线圈的磁场迅速衰减,次级线圈就会感应出很高的电压。初级线圈的磁场消失速度越快,电流断开瞬间的电流越大,两个线圈的匝比越大,则次级线圈感应出来的电压越高。
附加电阻
(1)材料:点火线圈的附加电阻是由低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝制成。
(2)特点:阻值是随着电阻自身温度的升高而增加,随着温度的降低而阻值减小。
(3)作用:用于改善点火系的工作特性,使发动机转速较低时,阻值增大,而高转速时阻值减小。
(4)工作过程:发动机转速低时→触点闭合时间长→初级电流增加→流过附加电阻的电流增加→附加电阻的温度升高→阻值加大→初级电流下降,限制了初级电流的增加,使点火线圈不至于过热;当发动机转速升高→闭合时间下降→初级电流下降→电阻阻值减少→使初级电流下降较少,避免了