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第十章 发动机点火系统

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第十章 发动机点火系统. 第一节 概述. 一、点火系统的功用 能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为 发动机点火系 。  在发动机各种工况和使用条件下,在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花,以点燃可燃混合气,使发动机作功。. 二、点火系统的类型. 点火系按采用的电源不同,可分为 蓄电池点火系 磁电机点火系 蓄电池点火系按是否采用电子元件控制可分为 传统蓄电池 电子点火系 微机控制点火系统. 传统蓄电池点火系统. 电源:蓄电池和发电机 原理: 缺点:存在产生的高压电比较低、高速时工作不可靠、使用过程中需经常检查和维护

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第一节 概述

一、点火系统的功用

  • 能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系。

  • 在发动机各种工况和使用条件下,在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花,以点燃可燃混合气,使发动机作功。
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二、点火系统的类型

点火系按采用的电源不同,可分为

  • 蓄电池点火系
  • 磁电机点火系

蓄电池点火系按是否采用电子元件控制可分为

  • 传统蓄电池
  • 电子点火系
  • 微机控制点火系统
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传统蓄电池点火系统
  • 电源:蓄电池和发电机
  • 原理:
  • 缺点:存在产生的高压电比较低、高速时工作不可靠、使用过程中需经常检查和维护
  • 逐渐被电子点火系统和微机控制点火系统所取代。
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电子点火系统
  • 电源:蓄电池和发电机
  • 原理:点火控制器(点火线圈+半导体器件)
  • 优点:与传统蓄电池点火系统相比具有点火可靠、使用方便等优点,是目前国内外汽车上广泛采用的点火系统。

点火控制器

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微机控制点火系统
  • 电源:蓄电池和发电机
  • 原理:
  • 优点:是目前最新型的点火系统,已广泛应用于各种中、高级轿车中。
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磁电机点火系统
  • 由磁电机本身直接产生高压电,不需另设低压电源。
  • 优点:与传统蓄电池点火系统相比,磁电机点火系统在发动机中、高转速范围内,产生的高压电较高,工作可靠。
  • 缺点:在发动机低转速时,产生的高压电较低,不利于发动机起动。
  • 应用:多用于主要在高速、满负荷下工作的赛车发动机,以及某些不带蓄电池的摩托车发动机和大功率柴油机的起动发动机上。
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三、点火系统的基本要求

点火系统应在发动机各种工况和使用条件下保证可靠而准确地点火。为此点火系统应满足以下基本要求:

  • 1.能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压
  • 2.电火花应具有足够的点火能量
  • 3. 点火时刻应与发动机的工作状况相适应
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火花塞击穿电压
  • 火花塞击穿电压:使火花塞两电极之间的间隙击穿并产生电火花所需要的电压
  • 火花塞击穿电压的大小与电极之间的距离(火花塞间隙)、气缸内的压力和温度、电极的温度、发动机的工作状况等因素有关。
  • 发动机正常运行时,火花塞的击穿电压为7~8kV,
  • 发动机冷起动时达19kV
  • 要求火花塞击穿电压应在15~20kV。
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电火花应具有足够的点火能量
  • 发动机工作时,由于混合气压缩时的温度接近自燃温度,因此所需的火花能量较小(1~5mJ),
  • 传统点火系统的火花能量(15~50mJ),足以点燃混合气。但在起动、怠速以及突然加速时需要较高的点火能量。
  • 为保证可靠点火,一般应保证50~80mJ的点火能量,起动时应能产生大于100mJ的点火能量。
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3. 点火时刻应与发动机的工作状况相适应
  • 发动机的点火时刻应满足发动机工作循环的要求;
  • 点火提前角
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第二节 传统点火系统组成与工作原理

一、传统点火系统的组成

  • 电源(蓄电池和发电机)
  • 点火开关
  • 点火线圈(15-20kv)
  • 电容器
  • 断电器
  • 配电器
  • 火花塞
  • 阻尼电阻
  • 高压导线等组成。
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1.点火线圈
  • 功用:将电源的低压电转变成高压电。
  • 组成:外壳、绕组、接线柱等。
  • 类型:开磁路、闭磁路两种。
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2.火花塞
  • 功用:将点火线圈或磁电机产生的脉冲高压电引入燃烧室,并在其两个电极之间产生电火花,以点燃可燃混合气。
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火花塞间隙
  • 火花塞间隙:火花塞中心电极与侧电极之间的间隙
  • 间隙过小,火花微弱,并容易产生积炭而漏电;
  • 间隙过大,火花塞击穿电压增高,发动机不易起动,且在高速时容易发生“缺火”现象。
  • 火花塞间隙的调整可扳动侧电极来实现。
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火花塞要求
  • 火花塞必须有足够的机械强度。
  • 应有足够的绝缘强度,能承受30kv高压。
  • 火花塞不但耐高温(1500~2200℃) ,而且能承受温度剧变(50~60℃) ,不出现局部过冷或过热。
  • 要求火花塞要耐腐蚀。
  • 要有合适的电极间隙
  • 火花塞安装位置要合适,以保证有合理的着火点。
  • 火花塞气密性应当好,以保证燃烧室不漏气。
  • 8块、62块、68块、158块、179块
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火花塞的热特性
  • 火花塞的热特性:发动机工作时,火花塞发火部位吸收热量并向冷却系统散发的性能
  • 500~600℃,火花塞的自净温度。
  • 800~900℃时,炽热点火。
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火花塞的热特性

热型:裙部长,传热距离越长,散热慢,它适用于低速、低压缩比的小功率发动机 H=16或20mm

冷型:裙部短,传热距离越短,散热快,它适用于高速、高压缩比大功率的发动机。H=8mm

中型(普通型): 转速较低的发动机。H=11或14mm

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习题:
  • 传统点火系与电子点火系统最大的区别是( )。

A.点火能量的提高; B.断电器触点被点火控制器取代;

C.曲轴位置传感器的应用; D.点火线圈的改进

  • 作用于火花塞两电极之间的电压一般为( )。

A.220V B.380V

C.1000~1800V D.15000~20000V

  • 火花塞的热特性可分为( )。

A.高热型 B.热型

C.普通型 D.低冷型

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电子控制点火系统由( )直接驱动点火线圈进行点火。

A.ECU; B.点火控制器;

C.分电器; D.转速信号

  • 在火花塞的中心电极与侧电极之间的间隙过大,所需的击穿电压高,在高速时易发生( )、

A、积炭 B、爆燃

C、自燃 D、缺火

  • 传统的点系中,火花塞电极与侧电极之间的间隙为( )。

A.0~0.1 mm B.0.2~0.3 mm

C.0.6~0.8 mm D. 1~ 1.2 mm