1、内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统1章节内容*第一节概述*第二节蓄电池点火系的组成与工作原理*第三节蓄电池点火系的主要部件*第四节电子点火系统*第五节车用电源内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统2学习目标*知识目标 1能简单叙述汽油机点火系统的功用和类型；2能正确描述对汽油机点火系统的要求；3能正确描述蓄电池点火系统的组成和工作原理；4能正确描述微机控制点火系统的组成和工作原理；5能正确描述车用电源的组成与功用。*技能目标 1能够进行蓄电池点火系统的主要设备的拆装和检验；2能够对微机控制点火系统的主要元件进行检测与调整。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统3第一节 概述*一
2、一、点火系的功用点火系的功用和要求和要求 汽油机中，可燃混合气是用电火花点燃的。产生电火花的全部设备称为点火系。点火系的功用 按照汽油机各缸的工作顺序，定时地在火花塞的电极间产生足够能量的电火花，点燃气缸中的可燃混合气。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统4第一节 概述*一、点火系的功用和要求*点火系统性能直接影响汽油机的燃烧过程，对汽油机的性能有着重大影响。为此，点火系应满足以下基本要求：点火时刻应适应发动机的工况首先点火顺序应满足发动机工作循环的要求，按发火顺序点火.其次点火时刻要准确,点火提前角要能随转速和负荷、汽油牌号的不同进行自动调节.在任何工况下，均获得最佳点火提前角 转速
3、点火提前角 离心式点火提前调节装置 负载 点火提前角 真空式点火提前调节装置辛烷值较高点火提前角 用辛烷值调节器内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统5第一节 概述*一、点火系的功用和要求一、点火系的功用和要求 点火系应满足以下基本要求：能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压。将火花塞两电极之间的间隙击穿并产生火花所需的电压，称为火花塞击穿电压。火花塞击穿电压的大小与电极之间的距离（火花塞间隙）以及发动机的工况等因素有关。发动机正常运转时，火花塞的击穿电压为78kV，发动机冷起动时达19kV。为了使发动机在各种不同的工况下均能可靠地点火，要求火花塞的击穿电压应在1520kV。内燃机构造与原理
4、课程第六章 汽油机点火系统6第一节 概述*一、点火系的功用和要求一、点火系的功用和要求 点火系应满足以下基本要求：电火花具有足够的能量。为了使混合气可靠地点燃，要求电火花具有一定的能量。能量的大小与混合气的压力、温度和成分有关，一般汽油机电火花的能量应在5080mJ之间，起动时电火花的能量应大于100mJ。点火能量不足时，会使发动机启动困难，发动机的动力性下降，油耗和排污增加，甚至于发动机不能工作。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统7第一节 概述*二、点火系统的类型二、点火系统的类型 汽油机点火系统按其组成和产生高压电方式的不同可分为蓄电池点火系统、电子点火系统、微机控制点火系统磁电机
5、点火系统。类型电 源产生高压的方法蓄电池点火系(CI)蓄电池或发电机点火线圈和断电器半导体点火系(TCI)蓄电池或发电机点火线圈和半导体元件磁电机点火系磁电机电磁感应 内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统8第一节 概述*二、点火系统的类型二、点火系统的类型1.蓄电池点火系统电源:蓄电池和发电机产生高压的方法:点火线圈、断电器.基本原理:将电源提供的6V、12V或24V的低压直流电转变为高压电，再由分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。这种点火系统的不足是所产生的高压电电压比较低，高速时工作不可靠，使用过程中需要经常进行检查和维护。内燃机构造与原理课程第六章
6、 汽油机点火系统91.蓄电池点火系统内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统10第一节 概述*二、点火系统的类型二、点火系统的类型2.电子点火系统与蓄电池点火系统的主要区别是用点火线圈和半导体器件组成的点火控制器将电源提供的低压电转变为高压电，再由分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。电子点火系统具有点火可靠、使用方便等优点，是目前广泛使用的点火系统。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统11第一节 概述*二、点火系统的类型二、点火系统的类型3.微机控制点火系统电源:蓄电池和发电机由点火线圈将电源提供的低压电转变为高压电，再由分电器分配到各缸火花塞.由微机
7、控制系统根据各种传感器提供的反映发动机工况的信息，发出点火控制信号，控制点火时刻，点燃可燃混合气。它还可以取消分电器，由微机控制系统直接将高压电分配给各缸。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统12微机控制点火系统原理图 内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统13第一节 概述*二、点火系统的类型二、点火系统的类型4.磁电机点火系统是由磁电机本身直接产生高压电，不需另设高压电源。其特点是在发动机中、高转速范围内，产生的电压较高，工作可靠。但在发动机低转速时，产生的电压较低，不利于发动机起动。磁电机点火系统多用于不带蓄电池的摩托车发动机上。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统14三、
8、点火系统的特点三、点火系统的特点点火系统采用单线制连接，即电源的一个电极用导线与各个用电设备相连，而电源的另一极则通过发动机机体、车架及车身等金属构件与各个用电设备相连，称之为“搭铁”，其性质相当于一般电路中的接地。搭铁的电极可以是正极也可以是负极。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统15三、点火系统的特点三、点火系统的特点热的金属表面比冷的金属表面容易发射电子，发动机工作时，火花塞的中心电极比侧电极的温度高，因此电子容易从中心电极向侧电极发射，使火花塞间隙处离子化程度高，火花塞间隙容易被击穿，击穿电压可降低1520。无论采用正极搭铁还是负极搭铁，点火线圈的内部连接或外部连接，均应保证点
9、火瞬间火花塞中心电极为负极，即火花塞电流应从火花塞的侧电极流向中心电极。国内外早期生产的车辆曾采用正极搭铁，由于电子设备的广泛应用，目前多改为负极搭铁。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统16第二节 蓄电池点火系的组成与工作原理*一、系统的组成如图所示，蓄电池点火系主要由蓄电池、点火开关、点火线圈、分电器及火花塞等组成。1.蓄电池供给点火系统所需的电能由蓄电池和发电机提供 铅酸蓄电池 摩托车6V;汽油机12V;柴油机24V;充电:电能化学能 放电:化学能电能内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统17第二节 蓄电池点火系的组成与工作原理内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统18第二
10、节 蓄电池点火系的组成与工作原理*一、系统的组成2.点火开关 即车上启动钥匙 功用:来控制仪表电路、点火系统初级电路以及起动机继电器电路的开与关。点火开关开:接通蓄电池的正负极;接通初级回路 点火开关关:断开初级回路内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统19第二节 蓄电池点火系的组成与工作原理*一、系统的组成3.点火线圈（相当于变压器的作用）作用:点火线圈和断电器共同完成将电源提供的6V、12V或24V的低压直流电转变为1520kV的高压电。点火线圈是由来自点火开关的同一根导线引出并绕在同一铁芯上的内、外两个线圈组成。内部绕线直径小(直径0.060.100mm)，匝数（1100023000
11、匝）较多的叫次级线圈(内线圈).外部绕线直径大(直径0.51.00mm)，匝数少（240370）的叫初级线圈(外线圈)。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统20内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统21第二节 蓄电池点火系的组成与工作原理*一、系统的组成4.分电器组成:断电器（触点,多棱凸轮）、配电器、电容器和点火提前装置功用:是在发动机工作时接通或切断系统的初级电路，使点火线圈的次级绕组中产生高压电，并按发动机要求的点火时刻与点火顺序，将点火线圈产生的高压电分配到相应气缸的火花塞上。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统22内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统23内燃机构
12、造与原理课程第六章 汽油机点火系统24内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统25内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统264.分电器*断电器主要由断电器凸轮9、断电器触点10、断电器活动触点臂11等组成。断电器触点与点火线圈的初级绕组串联，当断电器凸轮旋转时，凸轮的凸棱顶动断电器活动触点臂，使触点不断地开、闭，用来接通或切断点火线圈初级绕组6的电路。因此，断电器相当一个凸轮控制的电路开关。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统274.分电器*断电器断电器凸轮由发动机凸轮轴驱动，并以同样的转速旋转，既发动机曲轴每转两转，断电器凸轮转一转。为了保证发动机在一个工作循环内各缸轮流点火一次
13、，断电器凸轮的凸棱数与发动机的气缸数相等。断电器作用:是周期性地接通和断开初级电路，使初级电流发生变化，以便在点火线圈中感应产生较高的次极电压。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统28内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统294.分电器*配电器配电器由由分电器盖和分火头等组成。配电器与点火线圈的次级绕组串联，分火头安装在断电器凸轮顶端与其同速转动，用来将次级绕组5产生的高电压从分电器盖上的中心电极14引出，依次分配到各缸的旁电极15，再到火花塞。功用:将点火线圈中产生的高压电，按照发动机的工作次序轮流分配给各气缸的火花塞上。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统304.分电器内燃
14、机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统314.分电器*电容器电容器与断电器触点并联.作用:用来保护断电器触点，避免在断电器断开瞬间产生电火花使触点烧蚀。并可加速点火线圈中的磁通变化率，提高点火电压.利用电容器的充放电消弱一次绕组中的自感电动势对产生高压电的影响.内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统32第二节 蓄电池点火系的组成与工作原理*5.初级回路初级线圈依次与断电器（白金）触点、搭铁、蓄电池负极、蓄电池正极及点火开关连接，组成初级回路。初级回路中的电流受断电器触点控制。断电器触点是一个由多棱凸轮控制的开关。凸轮棱数与发动机气缸数相同。凸轮由发动机的配气凸轮按1：1的传动比驱动，以保证
15、在发动机各缸点火时刻的瞬间，断电器的触点开启一次。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统33内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统346.次级回路次级线圈依次和分电器4上的分火头，火花塞7，搭铁再经蓄电池负、正极构成次级回路。分火头与多棱凸轮同轴转动，并按发动机的点火顺序，使各缸的火花塞在点火时刻依次与次级线圈形成次级回路。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统357.火花塞*功用:是将点火线圈的脉冲高压电引入燃烧室，并在两个电极之间产生电火花，以点燃可燃混合气。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统36点火提前调节装置作用:随转速、负荷和辛烷值自动调节点火提前角。离心式和真空
16、式两套提前调节装置组成.内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统37内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统38二、蓄电池点火系统工作原理*蓄电池点火系统的工作原理如图6-3所示。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统39二、蓄电池点火系统工作原理*初级回路 蓄电池正极点火开关初级绕组断电器（白金）活动触点臂断电器固定触点搭铁蓄电池搭铁的负极相连。组成初级回路。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统40初级线圈工作原理*工作原理：触点闭合，初级电路接通，电流从蓄电池的正极经点火开关流经点火线圈的初级绕组通过断电器触点，流回蓄电池的负极，为低压电路.初级绕组内有电流流动，并在铁芯中产
17、生磁场，电能转为电磁能贮存起来。当断电器凸轮顶开触点时，初级电路被切断，初级电流迅速下降到零，铁芯中的磁通随之迅速衰减以至消失.返回内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统41次级线圈工作原理*次级回路 次级绕组的一端经高压导线、分电器盖的中心电极和分火头、旁电极、火花塞中心电极，火花塞侧电极搭铁、蓄电池搭铁的负极、蓄电池正极，再经点火开关接次级绕组的另一端，组成次级回路。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统42次级线圈工作原理*触点断开瞬间，初级绕组的磁通迅速衰减，因而在匝数多，导线细的次级绕组中感应出很高的电压，该电压通过配电器加在对应的火花塞上，使火花塞两极之间的间隙被击穿，产生
18、火花.*感生电压的高低取决于初、次级线圈的匝数比，初级回路贮存的电磁能的多少以及初级电流变化的速率等。返回内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统43第二节 蓄电池点火系的组成与工作原理*在断电器触点间并联了一个 电容器，使断开电路时，初级绕组产生的自感电流向电容器充电，加 快电流变化速率，既加大了次级绕组的感生电动势，又可避免自感电势使断电器触点间产生火花。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统44 第三节 蓄电池点火系的主要部件*一、分电器一、分电器分电器由断电器、电容器、配电器和各种点火提前装置等组成.如图6-4所示。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统45内燃机构造与原理课
19、程第六章 汽油机点火系统46第三节 蓄电池点火系的主要部件*一、分电器*1.断电器和电容器断电器的结构如图6-5所示。主要部分是一对钨质的触点、触点臂、凸轮.活动触点与点火线圈的接线柱相接，固定触点通过分电器壳体“搭铁”。凸轮由凸轮轴通过离心点火提前调节器，由分电器轴9驱动。断电器的作用断电器的作用:周期地接通和断开初级电路，使初级电流发生变化，以便在点火线圈中感应生成次级电压内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统47第三节 蓄电池点火系的主要部件一、分电器触点间隙两触点分开时的最大间隙称为触点间隙，一般为0.350.45mm。间隙过小，触点断开时，由于线圈的“自感现象”，触点间的感生电压
20、（约为300V以上）容易使触点间出现电火花，初级回路断电不迅速，结果降低了次级电压，并且还会使触点氧化和烧蚀。间隙过大则触点的闭合时间短，初级电流减小，也使次级电压变低。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统48调调节节螺螺钉钉 固固定定螺螺钉钉 内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统49第三节 蓄电池点火系的主要部件一、分电器触点间隙触点间隙可以通过偏心调整螺钉5改变固定触点位置进行调整。调整后要拧紧固定螺钉4。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统50第三节 蓄电池点火系的主要部件一、分电器电容器功用：在点火线圈初级电路断开时，减小触点间产生的电火花，防止触点烧损，并可加速点火
21、线圈中的磁通变化率，提高点火电压。工作时要承受200300V的自感电动势，其电容量一般为0.150.35F，如果太大，则由于充放电周期长，使磁通变化缓慢，次级电压降低；若电容量太小，则触点间火花过强，导致触点烧蚀。另外，还要求其一般在20时的直流绝缘电阻值不得低于50M；加600V交流电压，1min内不会击穿。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统51第三节 蓄电池点火系的主要部件*2.配电器作用:将点火线圈中产生的高压电，按照发动机的工作次序轮流分配给各气缸的火花塞上。组成:主要由胶木制成的分电器盖1和分火头2组成。分火头套在断电器凸轮的延伸端，保证分火头与凸轮同步旋转。内燃机构造与原理
22、课程第六章 汽油机点火系统522.配电器内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统53第三节 蓄电池点火系的主要部件*2.配电器分电器盖中央插孔装有中心触头，弹簧始终使其与分火头顶部的铜片接触。用以和次级线圈的高压线连接。盖的四周均匀分布着与气缸数相等的高压分线插孔，引出的高压分线与各缸火花塞相连，高压分线的排列顺序应在断电凸轮轴旋转方向上与发动机点火顺序一致。分火头转动一周，导电片外端依次与各旁电极接触一次，使中央电极与旁电极相通，将高电压依次分配到各缸的火花塞。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统54第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构*实现点火提前角调节的方法有两种：
23、（1）保持触点不动,将断点器凸轮相对于分电器轴顺旋转一个角度.这样，在活塞尚未到达上止点时（假定点火提前角调节装置不工作时，点火提前角为零）断电器触点即分开，使点火提前。（2）保持凸轮不动,将使断电器触点相对于 凸轮逆着旋转方向转过 一个角度。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统55 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（1）离心式点火提前调节装置功用:当转速变化时，自动改变凸轮10和轴3的相对位置，实现点火提前角的自动调节。即:转速点火提前角结构:如图6-5所示。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统56 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（1）离心式
24、点火提前调节装置结构:如图所示。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统57 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（1）离心式点火提前调节装置结构:如图6-6所示。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统58 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（1）离心式点火提前调节装置结构:如图6-5所示。分电器轴8下端固装着托板7，两个重块4和10分别松套在托板上的两个销轴6上，重块的小端与托板之间用弹簧3和9相连，当托板随轴8旋转时，重块靠离心力克服弹簧拉力，绕销轴转动一个角度，从而使重块小端向外甩出一定距离。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统59*离心调节器主
25、要由离心调节器主要由离心块、托板、拨板、弹簧等组成。等组成。分分电电器器轴轴 拨拨板板 离离心心快快 托托板板 弹弹簧簧 内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统60 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（1）离心式点火提前调节装置结构:如图6-5所示。与断电凸轮制成一体的轴套11松套在轴8上部，轴套的下端固定有带孔拨板2，拨板上的两个长方孔分别套在两个重块的销钉5上。驱动传动:分电器轴8托板7 重块带孔拨板2 轴套11 断电凸轮1内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统61 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（1）离心式点火提前调节装置工作过程发动机不工作时
26、，弹簧3和9将重块的小端拉在图中虚线所示位置。当分电器轴转速高于200400r/min后，重块的离心力克服弹簧的拉力向外甩出，此时两重块上的销钉5带动拨板2连同凸轮1，顺着旋转方向相对于分电器轴转过一个角度，将触点提前顶开，点火提前角增大。当 分 电 器 轴 转 速 继 续 增 大 到 1 500r/min时，销钉5靠在拨板2上的长方孔的外缘，点火提前角达到最大值。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统62 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（2）真空提前点火装置功用:真空提前点火装置能使发动机的点火提前角随负荷的增加而减小。它是通过改变触点与凸轮的相对位置的方法进行调节的
27、。负荷点火提前角内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统63 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（2）真空提前点火装置 工作原理：发动机工作时，随着负荷（节气门开度）的变化，自动调节点火提前角，利用改变触点与凸轮轴之间的相位关系。进行调节负荷点火提前角结构:如图所示内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统64 第三节 蓄电池点火系的主要部件（2）真空提前点火装置结构:如图6-7所示调节器内腔、膜片、左、右两室。左室通大气.右室-真空管6与化油器节气门7旁的专用通气小孔8连接。右室内弹簧5的预紧力将膜片压得左凸（图6-7）。拉杆3一端固定在膜片4的中央，另一端松套在随动板2的
28、销钉上。随动板固定在分电器外壳上，而安装断电器触点的托板则用螺钉与分电器外壳相连。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统65内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统66 第三节 蓄电池点火系的主要部件（2）真空提前点火装置工作原理如图6-7所示，汽油机小负荷运转时，节气门开度小。小孔8的真空度增大，使右室压力低于左室，于是膜片克服弹簧5的弹力，压向右方，带动拉杆右移，而拉杆通过随动板、外壳和托板将断电器触点逆着断电器凸轮9的旋转方向转动一个角度（图6-7），使活动触点臂的胶木顶块向凸轮的凸棱靠近，于是点火提前角增大。节气门开度越小，小孔8的真空度越高，点火提前角也越大。负荷点火提前角内燃
29、机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统67 第三节 蓄电池点火系的主要部件（2）真空提前点火装置工作原理如图6-6所示，汽油机全负荷运转时，节气门开度大，节气门旁的通气小孔真空度不大，真空提前点火装置不起作用，弹簧5的弹力使膜片左拱，通过拉杆、随动板、外壳和托板将断电器触点顺着断电器凸轮的旋转方向转动一个角度，使活动触点臂的胶木顶块离开凸轮的凸棱，于是点火提前角很小。负荷 点火提前角内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统68 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（2）真空提前点火装置工作原理如图6-6所示，o在节气门开度最小时，小孔8的位置刚好在其上方，右室真空度很小，点火时
30、刻不提前或很小，这样有利于发动机起动和怠速运转。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统693.点火提前调节机构1、组成真空调节器主要由膜片、拉杆、弹簧等组成。2、工作 属片制成的膜片，膜片中心一侧与拉杆固连，另一侧压有弹簧。拉杆由壳底座孔中伸出，与底板相连，拉动底板相对于轴产生角位移。在发动机负荷变化时，自动调节点火提前角。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统70 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（3）辛烷值校正器辛烷值校正器的作用是当汽油机换用不同牌号的汽油时，改变初始点火时刻，以避免“爆燃”的发生。构造：辛烷值校正器实际上就是一个刻度盘内燃机构造与原理课程第六章
31、 汽油机点火系统71 第三节 蓄电池点火系的主要部件3.点火提前调节机构（3）辛烷值校正器 方法：将分电器外壳固定螺栓旋松，若想增大点火提前角，则使分电器外壳逆分电器轴旋向转一个角度，反之则顺旋转方向转一个角度（带动触点相对凸轮移动一个角度）。然后，将固定螺栓拧紧。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统72二、点火线圈点火线圈的功用 将电源的低电压变成点火所需的高电压.内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统73二、点火线圈类型 点火线圈按其磁路（铁芯结构型式）的形式分为开磁路点火线圈-柱形铁芯,磁力线通过空气形成磁回路.闭磁路点火线圈-铁芯用口字形或日字形的铁片叠制而成。磁路闭合内燃机
32、构造与原理课程第六章 汽油机点火系统74二、点火线圈*开磁路点火线圈结构:开磁路点火线圈采用柱形铁芯，其上下两端没有连接在一起，磁力线通过空气形成磁回路。开磁路点火线圈的中心是由若干层涂有绝缘漆的硅钢片叠成的铁心6组成，次级绕组4和初级绕组5都套装在铁心上，如图6-9所示。次级绕组在内侧，初级绕组电流大，在外侧，以利于散热。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统75内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统76内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统77二、点火线圈*开磁路点火线圈特点:初级绕组在铁心中产生磁通，通过导磁钢套形成磁路，而铁心上、下的磁力线需从空气中穿过，磁路的磁阻大，泄漏
33、的磁通量多，转换效率低，一般只有60左右，如图6-11a）所示。产生高压电的原理 初级绕组：240370匝 次级绕组：1100023000匝内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统78开磁路点火线圈实物内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统79二、点火线圈附加电阻接在接线柱、10之间，它的作用是稳定初级电流。附加电阻是一个阻值随温度正比例变化的热敏电阻。起动发动机时，利用起动电机开关接触盘5（图6-10），可将附加电阻暂时短路，以保证起动时有足够大的初级电流，满足火花塞可靠点火的需要。发动机起动后，附加电阻仍串入初级回路，恢复正常工作。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统80二、点
34、火线圈*闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈的铁芯用口字形或日字形的铁片叠制而成。磁路闭合。其磁路如图6-11c）、d）所示。初级绕组在铁心中产生的磁通通过铁心形成闭合磁路。特点：漏磁损失小，转换效率高，可达75。提高次级电压。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统81内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统82三、火花塞1.火花塞的功用:将高压电引入汽油机燃烧室,在其两极间形成电火花,点燃混合气.内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统83三、火花塞2.火花塞的结构内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统84三、火花塞2.火花塞的结构接线螺母1-接线螺杆3-导电玻璃制成的密封剂-中心电极1
35、1.用来接来自旁电极的高压导线.中心电极一般采用含有少量铬、锰、硅的镍基合金制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀性能。为了提高耐热性能，也有采用镍包铜材料的。绝缘体2-刚玉陶瓷钢质壳体5-壳体的上部制成便于拆装的六方形，下部是罗纹以便旋装在气缸盖上。壳体的下端固定有弯曲的侧电极9。铜制内垫圈4和8,起密封和导热作用。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统85三、火花塞*3.火花塞间隙定义：中心电极和侧电极的间隙.间隙：一般为0.6-0.7mm.间隙过小：火花微弱，并容易形成积碳而漏电.间隙过大：火花塞击穿电压增大，发动机不易启动，在高速时容易缺火.内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统86三
36、、火花塞*4.火花塞的自洁温度火花塞绝缘体裙部10（指中心电极外面的绝缘体锥形部分）的温度应保持在500600之间，这个温度可使落在绝缘体裙部的油粒立即被烧掉，所以称为火花塞的自洁温度。若温度低于此值，则将会在绝缘体裙部形成积炭而漏电，影响火花塞跳火；若温度过高（超过800900），裙部因过热将发生炽热点火，从而导致发动机早燃，甚至引起化油器回火现象。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统87三、火花塞5.火花塞的类型 根据绝缘体裙部的散热能力（即火花塞的热特性）分为冷型、中型和热型三种.如图-13。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统88三、火花塞5.火花塞的类型冷型火花塞绝缘体裙
37、部短，吸热面积小，传热途径短（图-13a），适于高速、高压缩比的大功率发动机。热型火花塞绝缘体裙部长，吸热面积大，传热途径长（图-13c），适于低速、低压缩比的小功率发动机。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统89三、火花塞5.火花塞的类型中型火花塞裙部长度介于二者之间（图-b）也称为普通型火花塞。火花塞的热特性划分没有严格界限。一般说来，在国产火花塞中，将绝缘体长度为1620mm的划为热型,长度在1114mm的划为中型,长度小于8mm则为冷型。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统90三、火花塞6.火花塞的热特性火花塞的标准中通常用热值来表征火花塞的热特性。所谓热值表示火花塞绝缘体
38、裙部吸热与散热的平衡能力.热值越高吸热与散热平衡能力越强。热型火花塞热值低，吸热与散热的平衡能力弱.冷型火花塞热值高,吸热与散热的平衡能力强。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统91三、火花塞6.火花塞的选择一般功率高，压缩比大的发动机选用热值高的冷型火花塞.功率低,压缩比小的发动机选用热值低的热型火花塞。一般火花塞的选用是经实验确定的，不应随意更换。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统92第四节 电子点火系统*传统的点火系统的缺点1.初级回路的电流变化是靠断电器触点的接通和断开控制的。触点断开时，点火线圈除在次级线圈中感应出很高的次级电压外，还会在初级线圈中产生自感电动势，使触点
39、产生火花，导致触点烧蚀。2.初级电流越大，触点间火花越强，因而初级电流不能太大，这样就限制了次级电压的提高和点火系统的寿命。汽油机的发展趋势要求点火系统提高次级电压和点火能量.*电子点火系统的发展过程晶体管半导体辅助触点点火系统，无触点电子点火系统，微处理器控制的点火系统。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统93第四节 电子点火系统*一、晶体管辅助触点点火系统传统的点火系统用断电器触点直接控制初级回路.晶体管辅助触点点火系统通过控制晶体管的基极电流，并利用晶体管的放大作用间接地控制初级回路。组成:图-14为正极搭铁的半导体辅助点火系统电路图。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统94
40、第四节 电子点火系统*一、晶体管辅助触点点火系统组成:图-14为正极搭铁的半导体辅助点火系统电路图。其中除了蓄电池、点火开关、断电器、配电器、点火线圈和火花塞之外，在点火初级线圈1和点火开关2之间加入了晶体三极管和电阻1、2、3及电容器。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统95一、晶体管辅助触点点火系统*工作原理:接通点火开关以后，当断电器触点闭合时，由于电阻2，3的分压作用，使三极管基极的电位高于发射极e的电位，产生基极电流，这时三极管导通，接通了点火系统的初级电路。初级电流由蓄电池的正极经机体、点火线圈的初级绕组1、晶体管、电阻1、点火开关2流到蓄电池负极。当触点3断开时，基极电流中
41、断，经过初级线圈的电流迅速下降到零。在次级线圈W2中感应出极高的电压，击穿火花塞4的间隙，产生火花而点燃混合气。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统96一、晶体管辅助触点点火系统*工作特点:由于通过断电器触点3的电流很小，一般不会产生烧蚀问题，初级电流可达（传统点火系初级电流只有）。起动时初级电流可达，因而点火能量和次级电压得到提高。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统97二、无触点电子点火系无触点电子点火系统的特点是完全取消了断电器触点，而由点火信号发生器来控制点火时刻。图-15所示是一个无触点电子点火系统组成框图，主要组成主要由点火信号发生器（在分电器7内），点火控制器3、火花
42、塞8等组成。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统98二、无触点电子点火系其中分电器中的配电器、离心提前装置和真空提前装置，它们的功用和结构与传统点火系统中的同类元件完全相同。用代替断点器的触点点火信号发生器（传感器）取代了传统点火系统断电器中的凸轮，用来判断活塞在气缸中的位置，并将非电量的活塞位置信号转变成脉冲电信号输送到点火控制器，从而保证准确的点火时刻。点火控制器取代了传统点火系统断电器中的触点，将点火信号发生器输出的点火信号进行整形、放大，转换成点火控制信号，控制点火线圈初级绕组中电流的通、断，使次级绕组产生高压点，供火花塞点火。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统99二、无
43、触点电子点火系点火信号发生器位于分电器内，常见的有霍尔效应式、脉冲式和光电式几种。1.图-13是一个带霍尔效应式传感器的分电器，与传统的分电器相比结构:该分电器没有凸轮，而代之以一个有缺口的信号盘（缺口数与气缸数相同），断电触点被霍尔传感器取代，分电器的配电机构和点火提前装置没有变化。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统100二、无触点电子点火系1.霍尔效应式点火信号发生器霍尔效应式传感器产生点火信号的 原理如图-14所示。传感器利用霍尔效应原理产生电信号霍尔效应式传感器基本组成:信号盘叶片永久磁铁霍尔芯片霍尔传感器槽反相放大电路内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统101霍尔效应式
44、传感器产生点火信号的原理*原理分析如图-所示。即当霍尔元件3外的磁场强时，它将产生霍尔电压H（高电平），而当磁场弱时，则没有霍尔电压（低电平）.由于H很弱，故在霍尔元件中有反相放大电路对H进行处理，使传感器的输出信号G和H正好反相，且信号的电压很高（一般与输入电压相同）。霍尔电压H-反相放大电路-输出信号G内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统102霍尔效应式传感器产生点火信号的原理*原理分析如图-所示。当信号盘随分电器轴转动时，每当信号盘叶片进入永久磁铁与霍尔传感器之间槽中时，霍尔传感器的磁场被叶片所旁路（或称隔磁），这时霍尔传感器不产生霍尔电压H，霍尔元件输出G为高电平。当叶片从槽中移
45、出时，磁场强度增强，产生霍尔电压H高电平，霍尔元件输出G为低电平。一般当叶片从槽中移出时（即G出现下降沿时），点火线圈初级线圈由导通状态变为断路状态，使次级线圈产生高电压。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统103霍尔效应式传感器产生点火信号的原理磁场强度霍尔电压H传感器的输出信号G初级线圈/次级线圈信号盘叶片进入霍尔传感器槽增强高电平低电平断路/低电压信号盘叶片从槽中移出隔磁低电平高电平导通当导通断路/高电压内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统104霍尔效应式传感器产生点火信号内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统1052.脉冲式点火信号发生器脉冲式点火信号发生器的工作原理如
46、图-15所示组成:带齿转子1-与分电器轴一起转动的（齿数与气缸数相同）;传感器(传感线圈和永久磁铁组成)。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统1062.脉冲式点火信号发生器工作原理:当转子转动时，磁路磁阻发生变化，使穿过线圈中心的磁场强度发生变化，因而在线圈两端感应出电压脉冲，磁通和感应电压变化如图6-15、所示。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统1072.脉冲式点火信号发生器工作原理:在图-15、所示位置，转子 的一个齿正在靠近和离开线圈，这时磁通变化率最大，因而感应电 压幅值最大（但方向相反），在图-15的位置轮齿正好和线圈 对齐，此时磁通变化率最小，故感 应电压幅值为。内燃
47、机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统1082.脉冲式点火信号发生器工作原理:电子点火器是电子点火系统的核心，它的基本作用是将点火脉冲发生器的信号放大（电流放大），以控制初级回路的通断状态。轮齿靠近和离开线圈-感应电压幅值最大轮齿正好和线圈对齐-感应电压幅值为.内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统1093.磁脉冲式无触点点火装置图-16为磁脉冲式无触点点火装置示意图，该装置由安装在分电器内的传感器、点火器和点火线圈等组成。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统110内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统111磁脉冲式无触点点火装置*工作原理接通点火开关，当三极管导通时，的电位降低
48、，截止而其集电极升高，、导通，于是初级电路被接通。初级电流由蓄电池的正极出发，经点火开关、点火线圈的初级绕组、三极管、搭铁流回蓄电池的负极。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统112磁脉冲式无触点点火装置*工作原理o 当截止时，的电位升高，导通，而其集电极降低，、截止，于是初级电路被切断，次级绕组中产生高电压，击穿火花塞间隙，点燃混合气。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统113磁脉冲式无触点点火装置*工作原理导通还是截止取决于点的电位，点的直流电位是一定的.交变信号电压使点的电位高于点的直流电位,;导通,初级电路接通.交变信号电压使点的电位低于点的直流电位,;截止,初级电路断开,
49、次级电路产生高电压.内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统114磁脉冲式无触点点火装置*稳压管和用来限制传感器输出电压的幅度，以保护和，*稳压管和电容器用来稳定电源电压，稳压管保护免受自感电动势的损坏。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统115三、微处理器的点火系*微处理器控制的点火系则可以根据各种发动机工况参数对点火时刻进行精确调节、使汽油机点火时刻接近理想状态。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统116三、微处理器的点火系*图-17是微处理器控制的点火系示意图,图中左侧是系统的传感器，中间方框是电子控制单元（），它是点火系统的核心，可根据发动机各种传感器信号计算得出最佳点火
50、时刻和初级线圈通电时间，并在适当时刻向发火器（电子点火器）发出点火信号。内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统117三、微处理器的点火系*点火时刻（即点火提前角）的计算方法*首先由根据空气流量（或进气压力）和发动机转速信号确定基本点火提前角，然后再根据水温信号、起动信号、节气门位置信号、车速信号和空调开关信号等对基本点火提前角进行修正，使发动机在各种环境状况和运转状态下均能以最佳的点火提前角工作。*最佳点火提前角=基本点火提前角+修正值内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统118三、微处理器的点火系内燃机构造与原理课程第六章 汽油机点火系统119三、微处理器的点火系*点火提前角的修正主
