第十章發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)第一節(jié)概述

汽油機(jī)在壓縮接近上止點(diǎn)時(shí)，可燃混合氣由火花塞點(diǎn)燃，從而燃燒對(duì)外作功，為此，汽油機(jī)的燃燒室中都裝有火花塞。火花塞有一個(gè)中心電極和一個(gè)側(cè)電極，兩電極之間是絕緣的。當(dāng)在火花塞兩電極間加上直流電壓并且電壓升高到一定值時(shí)，火花塞兩電極之間的間隙就會(huì)被擊穿而產(chǎn)生電火花，能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花所需要的最低電壓稱為擊穿電壓；能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系同汽車上的其它電器設(shè)備一樣采用單線制連接，即一端搭鐵。單線制：正極搭鐵→早期汽車；負(fù)極搭鐵→目前汽車

點(diǎn)火系按照組成和產(chǎn)生高壓電方法不同，可以分為分類與組成電源產(chǎn)生高壓的方法蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)蓄電池或發(fā)電機(jī)點(diǎn)火線圈和斷電器半導(dǎo)體點(diǎn)火系統(tǒng)蓄電池或發(fā)電機(jī)點(diǎn)火線圈和半導(dǎo)體點(diǎn)火控制器微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)蓄電池或發(fā)電機(jī)點(diǎn)火線圈磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)無(wú)

磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本要求能產(chǎn)生足以擊穿火花塞兩電極間隙的電壓使火花塞兩電極間隙擊穿所需要的電壓，稱為擊穿電壓。擊穿電壓的數(shù)值與電極間的距離(火花塞間隙)、氣缸內(nèi)的壓力和溫度有關(guān)。電極間隙越大、缸內(nèi)壓力越高、溫度越低、則擊穿電壓越高。為使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下均能可靠地點(diǎn)火，作用在火花塞間隙的電壓應(yīng)能達(dá)到15~20kV。2.電火花應(yīng)具有足夠強(qiáng)的點(diǎn)火能量為保證可靠點(diǎn)火，火花塞應(yīng)具備50~80mJ的點(diǎn)火能量。3.點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況相適應(yīng)第二節(jié)傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)組成與工作原理蓄電池點(diǎn)火系主要由電源、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、點(diǎn)火線圈、分電器(斷電器、配電器、電容器、點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置)、火花塞、高壓導(dǎo)線、高壓阻尼電阻等組成。點(diǎn)火系統(tǒng)組成圖點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理幾個(gè)元件的作用

電容器與斷電器觸點(diǎn)并聯(lián)。當(dāng)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，有兩個(gè)作用（1）保護(hù)觸點(diǎn)，自感電流向電容器充電，防止觸點(diǎn)燒損。（2）加速斷電，提高次極電壓。當(dāng)點(diǎn)火線圈鐵芯中的磁通發(fā)生變化時(shí)，不僅在二次繞組中產(chǎn)生高壓電（互感電壓），同時(shí)也在初級(jí)繞組中產(chǎn)生自感電壓和電流，在觸點(diǎn)分開(kāi)，初級(jí)電流下降瞬間，自感電流與原初級(jí)電流方向相同，其感應(yīng)電壓高達(dá)300V左右，在觸點(diǎn)間產(chǎn)生強(qiáng)烈火花，使觸點(diǎn)迅速燒損，影響斷電器正常工作。同時(shí)使初級(jí)電流的變化率下降，二次繞組中感應(yīng)的電壓下降，火花塞間隙中的火花變?nèi)酰y以點(diǎn)燃混合氣。在觸點(diǎn)閉合時(shí)，初級(jí)電流增長(zhǎng)的過(guò)程中，初級(jí)繞組中也有自感電流產(chǎn)生，其方向與初級(jí)電流方向相反，使初級(jí)電流的增長(zhǎng)速度減慢，二次繞組產(chǎn)生的電壓下降。

附加電阻與點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組串聯(lián)。附加電阻與點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組串聯(lián)其作用是調(diào)節(jié)初級(jí)電流大小，維持初級(jí)電流基本穩(wěn)定。附加電阻的特點(diǎn)是溫度愈高，電阻愈大，所以又叫熱敏電阻。二次電壓的大小與初級(jí)電流的大小有關(guān)，初級(jí)電流愈大，鐵芯中的磁場(chǎng)愈強(qiáng)，當(dāng)觸點(diǎn)分開(kāi)時(shí)磁通的變化率就愈大，感應(yīng)的二次電壓也愈高。因此，應(yīng)盡可能增大流過(guò)初級(jí)繞組中的電流。但是，在斷電器觸點(diǎn)閉合以后，初級(jí)電流是按指數(shù)規(guī)律由零開(kāi)始逐漸增大的，需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后，才能達(dá)到歐姆定律得出的穩(wěn)定值。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，初級(jí)電流加大，附加電阻的電阻值隨其溫度升高而增大，使初級(jí)電流減小，點(diǎn)火線圈不致過(guò)熱。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，初級(jí)電流減小，附加電阻的電阻值隨其溫度降低而減小。起動(dòng)中，將附加電阻短路，以保證初級(jí)電流的必要強(qiáng)度。第三節(jié)點(diǎn)火時(shí)刻點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響很大，從火花塞點(diǎn)火到氣缸內(nèi)大部分混合氣燃燒，并產(chǎn)生很高的爆發(fā)力需要一定的時(shí)間，雖然這段時(shí)間很短，但由于曲軸轉(zhuǎn)速很高，在這段時(shí)間內(nèi)，曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度還是很大的。若在壓縮上止點(diǎn)點(diǎn)火，則混合氣一面燃燒，活塞一面下移而使氣缸容積增大，這將導(dǎo)致燃燒壓力低，發(fā)動(dòng)機(jī)功率也隨之減小。因此要在壓縮接近上止點(diǎn)點(diǎn)火，即點(diǎn)火提前。

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

最佳的點(diǎn)火提前角隨許多因素變化，最主要的因素是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和混合氣的燃燒速度，混合氣的燃燒速度又和混合氣的成分、燃燒室形狀、壓縮比等因素有關(guān)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，隨著負(fù)荷的加大，節(jié)氣門開(kāi)大，進(jìn)入氣缸的可燃混合氣量增多，壓縮終了時(shí)的壓力和溫度增高，同時(shí)，殘余廢氣在氣缸內(nèi)所占的比例減小，混合氣燃燒速度加快，這時(shí)，點(diǎn)火提前角應(yīng)適當(dāng)減小。反之，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷減小時(shí)，點(diǎn)火提前角則應(yīng)適當(dāng)增大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開(kāi)度一定時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速增高，燃燒過(guò)程所占曲軸轉(zhuǎn)角增大，這時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速增高適當(dāng)加大。另外，點(diǎn)火提前角還和汽油的抗爆性能有關(guān)，使用辛烷值高，抗爆性能好的汽油，點(diǎn)火提前角應(yīng)較大。第四節(jié)傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)主要元器件的結(jié)構(gòu)一、點(diǎn)火線圈點(diǎn)火線圈把電源的低壓電轉(zhuǎn)變成火花塞點(diǎn)火所需要的高壓電。按其鐵芯結(jié)構(gòu)型式有兩種：1.開(kāi)磁路點(diǎn)火線圈：開(kāi)磁路點(diǎn)火線圈采用柱形鐵芯，其上下兩端沒(méi)有連接在一起，磁力線通過(guò)空氣形成磁回路。2.閉磁路點(diǎn)火線圈：閉磁路點(diǎn)火線圈的鐵芯用“口”字形或“日”字形的鐵片疊制而成。磁路閉合。二、分電器功用：接通或斷開(kāi)初級(jí)電路；將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電按照發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序分配給各缸火花塞；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。組成：分電器是由斷電器、配電器、電容器和點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置組成。

斷電器的功用是周期地接通和斷開(kāi)初級(jí)電路，使初級(jí)電流發(fā)生變化，以便在點(diǎn)火線圈中感應(yīng)生成次極電壓。斷電器的觸點(diǎn)間隙一般為0.35mm~0.45mm，可以通過(guò)調(diào)整固定觸點(diǎn)的位置來(lái)改變觸點(diǎn)間隙。分電器實(shí)物圖

配電器的功用是將點(diǎn)火線圈中產(chǎn)生的高壓電，按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序輪流分配到各氣缸的火花塞上。

電容器與斷電器觸點(diǎn)并聯(lián)，其功用是在點(diǎn)火線圈初級(jí)電路斷開(kāi)時(shí)，減小觸點(diǎn)間產(chǎn)生的電火花，防止觸點(diǎn)燒損，并可加速點(diǎn)火線圈中的磁通變化率，提高點(diǎn)火電壓。

點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置位于分電器下部，由離心式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置和真空式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置組成。三、火花塞

火花塞的作用是將高壓電引進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，在電極間形成火花，以點(diǎn)燃可燃混合氣?；鸹ㄈ屈c(diǎn)火系中工作條件最惡劣、要求高和易損壞部件。火花塞熱特性就是指火花塞發(fā)火部位的熱量向發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)散發(fā)的性能。影響火花塞熱特性的主要因素是火花塞裙部的長(zhǎng)度。裙部較長(zhǎng)時(shí)，受熱面積大，吸收熱量多，而散熱路徑長(zhǎng)，散熱少，裙部溫度較高，把這種火花塞