1、汽車構造第十章發動機點火系第1頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四 能夠按時在火花塞兩電極間產生電火花的全部裝置稱為發動機點火系。點火系組成示意圖（注意“搭鐵”點）：蓄電池點火開關點火線圈斷電器配電器電容器火花塞高壓導線阻尼電阻(缺)第2頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四汽車發動機的點火系同汽車上的其它電器設備一樣采用單線制連接，即一端搭鐵 。單線制：正極搭鐵舊車 負極搭鐵新車無論是正極搭鐵還是負極搭鐵，均應保證點火瞬間火花塞中心電極為負，因為，熱的金屬表面比冷的金屬表面容易發射電子，發動機工作時，火花塞的中心電極較側電極溫度高。點火系按照組成和產生高

2、壓電方法不同，可以分為 ： 分類與組成 電源 產生高壓的方法1蓄電池點火系 蓄電池或發電機 點火線圈和斷電器 2半導體點火系 蓄電池或發電機 點火線圈和半導體元件 3磁電機點火系 無 第3頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第一節 傳統點火系的組成；蓄電池點火系主要由電源、點火開關、點火線圈、斷電器、配電器、電容器、火花塞、高壓導線、阻尼電阻等組成。蓄電池點火開關點火線圈斷電器配電器火花塞高壓導線高壓阻尼電阻起動機第4頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四傳統點火系的一次電路（低壓電路），二次電路（高壓電路）。理解要點提示：1）蓄電池負極搭鐵（即負極接金屬

3、部件，如：變速器或車架等）、斷電器搭鐵；2）火花塞旁電極搭鐵；3）當點火線圈初級（一次）電路由接通到短開時，鐵心中磁場有某一數值變到零，因此，在二次繞組中感應出很高的電壓（20000伏左右），擊穿火花塞間隙。4）以理解單缸發動機點火系為基礎。第5頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第二節 點火系的工作過程1、主要電路：電源是蓄電池，其電壓為12 V 或24 V ，由點火線圈和斷電器共同產生高壓1520kV。分初級回路和次級回路。點火線圈實際上是一個自耦變壓器，主要由初級繞組，次極繞組和鐵芯組成。斷電器是一個凸輪操縱的開關。斷電器凸輪由發動機配氣凸輪驅動，并以同樣的轉速旋轉，

4、即曲軸齒輪每轉兩圈，凸輪軸轉一圈，為了保證曲軸轉兩圈各缸輪流點火一次，斷電器凸輪的凸棱數一般等于發動機的氣缸數，斷電器的觸點與點火線圈的初級繞組串聯，用來切斷或接通初級繞組的電路。第6頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第二節 點火系的工作過程2、工作過程：觸點閉合時，初級電路通電，電流從蓄電池的正極經點火開關，點火線圈的初級繞組，斷電器觸點，接地流回蓄電池的負極，為低壓電路。觸點斷開時，在初級繞組通電時，其周圍產生磁場，并由于鐵芯的作用而加強。當斷電器凸輪頂開觸點時，初級電路被切斷，初級電路迅速下降到零，鐵芯中的磁通隨之迅速衰減以至消失，因而在匝數多，導線細的次極繞組中感

5、應出很高的電壓，使火花塞兩極之間的間隙被擊穿，產生火花。第7頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四一次（初級）電路（低壓電路），二次（次級）電路（高壓電路）初級繞組中電流下降的速度愈大，鐵芯中磁通的變化就愈大，次級繞組中的感應電壓也就愈高。初級電路為低壓電路，次級電路為高壓電路。 在斷電器觸點分開瞬間，次級電路中分火頭恰好與側電極（配電器）對準，次級電路電流從點火線圈的次級繞組，經高壓導線，配電器，火花塞側電極，蓄電池流回次極繞組。第8頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四3、幾個元件的作用 電容器與斷電器觸點并聯， 當觸點斷開時，有兩個作用：（1） 保護觸

6、點，自感電流向電容器充電，防止觸點燒損。（2） 加速斷電，提高次級電壓。當點火線圈鐵芯中的磁通發生變化時，不僅在次級繞組中產生高壓電（互感電壓），同時也在初級繞組中產生自感電壓和電流，在觸點分開，初級電流下降瞬間，自感電流與原初級電流方向相同，其感應電壓高達300V左右，在觸點間產生強烈火花，使觸點迅速燒損。影響斷電器正常工作。同時使初級電流的變化率下降，次級繞組中感應的電壓下降。火花塞間隙中的火花變弱，難以點燃混合氣。在觸點閉合時，初級電流增長的過程中，初級繞組中也有自感電流產生，其方向與初級電流方向相反，使初級電流的增長速度減慢，次級繞組產生的電壓下降。第9頁，共26頁，2022年，5月2

7、0日，9點18分，星期四附加電阻與點火線圈初級繞組串聯其作用是調節初級電流大小，維持初級電流基本穩定。附加電阻的特點是溫度愈高，電阻愈大，所以又叫熱敏電阻。 次級電壓的大小與初級電流的大小有關，初級電流愈大，鐵芯中的磁場愈強，當觸點分開時磁通的變化率就愈大，感應的次級電壓也愈高。因此，應盡可能增大流過初級繞組中的電流。但是，在斷電器觸點閉合以后，初級電流是按指數規律由零開始逐漸增大的，需要經過一定時間以后，才能達到歐姆定律得出的穩定值。第10頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四 發動機轉速高時，觸點閉合時間短，初級電路斷開時電流小，感應的次級電壓低；反之發動機轉速低時，觸點

8、閉合時間長，初級斷開時電流大，感應的次級電壓高。如果點火線圈按照發動機高速時設計時，則低速時初級電流過大，容易使點火線圈過熱；如果點火線圈按照發動機低速時設計時，則高速時初級電流過小，而次級電壓過低，不能保證可靠點火。 附加電阻就是解決這一矛盾的。當發動機轉速降低時，初級電流加大，附加電阻的電阻值隨其溫度升高而增大，使初級電流減小，點火線圈不致過熱。當發動機轉速升高時，初級電流減小，附加電阻的電阻值隨其溫度降低而減小（妙！）。 起動中，將附加電阻短路，以保證初級電流的必要強度。第11頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第三節 點火時刻1為什么要點火提前 點火時刻對發動機性能

9、影響很大，從火花塞點火到氣缸內大部分混合氣燃燒，并產生很高的爆發力需要一定的時間，雖然這段時間很短，但由于曲軸轉速很高，在這段時間內，曲軸轉過的角度還是很大的。若在壓縮上止點點火，則混合氣一面燃燒，活塞一面下移而使氣缸容積增大，這將導致燃燒壓力低，發動機功率也隨之減小。因此要在壓縮接近上止點點火，即點火提前。把火花塞點火時，曲軸曲拐位置與活塞位于壓縮上止點時曲軸曲拐位置之間的夾角稱為點火提前角。第12頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四2點火提前的影響因素 最佳的點火提前角隨許多因素變化，最主要的因素是發動機轉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

10、狀、壓縮比等因素有關。 當發動機轉速一定時，隨著負荷的加大，節氣門開大，進入氣缸的可燃混合氣量增多，壓縮終了時的壓力和溫度增高，同時，殘余廢氣在氣缸內所占的比例減小，混合氣燃燒速度加快，這時，點火提前角應適當減小。反之，發動機負荷減小時，點火提前角則應適當增大。 當發動機節氣門開度一定時，隨著轉速增高，燃燒過程所占曲軸轉角增大，這時，應適當加大點火提前角。點火提前角應隨轉速增高適當加大。 另外，點火提前角還和汽油的抗爆性能有關，使用辛烷值高，抗爆性能好的汽油，點火提前角應較大。第13頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四3 點火提前角調節裝置 自動調節裝置：（1）離心式點火提

11、前調節裝置（集成在斷電器中，機械離心原理，與發動機轉速有關） （2） 真空式點火提前調節裝置（集成在斷電器中，有接口通節氣門下方，以引入負壓，與發動機負荷即節氣門開度有關） 手動調節裝置： 為了適應燃油品質變化或發動機技術狀況變化時，改變點火提前角的要求，可以旋松分電器總成的固定螺釘，將分電器的外殼相對于分電器軸，順著凸輪旋轉方向（減小點火提前角）或逆著凸輪旋轉方向（增大點火提前角）旋轉，以改變點火提前角。第14頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第四節 傳統點火系的主要元件的結構1分電器功用（1）接通或斷開初級電路。（2）將點火線圈產生的高壓電按照發動機分配給各缸火花塞。

12、（3）根據發動機轉速和負荷自動調節點火時刻。組成：分電器是由斷電器、配電器、電容器和點火提前調節裝置組成。斷電器配電器分火頭電容器離心式點火提前調節裝置真空式點火提前調節裝置第15頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四 斷電器的功用是周期地接通和斷開初級電路，使初級電流發生變化，以便在點火線圈中感應生成次級電壓。斷電器的觸點間隙一般為0.350.45 mm，可以通過調整固定觸點的位置來改變觸點間隙。第16頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四 配電器的功用是將點火線圈中產生的高壓電，按照發動機的工作順序輪流分配到各氣缸的火花塞上。中央高壓線插孔（接點火線圈）

13、分火頭分高壓線插孔（接火花塞）第17頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四 電容器與斷電器觸點并聯，其功用是在點火線圈初級電路斷開時，減小觸點間產生的電火花，防止觸點燒損，并可加速點火線圈中的磁通變化率，提高點火電壓。 點火提前調節裝置位于分電器下部，由離心式點火提前調節裝置（圖1012，原理見P291）和真空式點火提前調節裝置（圖1013，原理見P292）組成。第18頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四2點火線圈 點火線圈把電源的低壓電轉變成火花塞點火所需要的高壓電。按其鐵芯結構型式有兩種： 開磁路點火線圈：開磁路點火線圈采用柱形鐵芯，其上下兩端沒有連接

14、在一起，磁力線通過空氣形成磁回路。閉磁路點火線圈：閉磁路點火線圈的鐵芯用“口”字形或“日”字形的鐵片疊制而成。磁路閉合。第19頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四3火花塞 功用：將高壓電引入燃燒室產生火花并點燃混合氣。 自凈溫度500600以上，裙部溫度若低于此溫度，落在絕緣體裙部的油粒便不能立即燃燒掉，形成積炭而引起漏電。 熾熱點800900,溫度若太高，則混合氣與這樣熾熱的絕緣體接觸時，可能在火花塞產生火花之前就自行著火，從而引起發動機早燃，發生化油器，回火現象。第20頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四 不同發動機使用的火花塞裙部受熱是不一樣的，就

15、要求絕緣體裙部長度不同，根據裙部長度不同，又把火花塞分成冷型（裙部長度等于8mm）；中 型（裙部長度等于11mm和14mm）；熱型（裙部長度等于16mm和20mm）第21頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第五節 半導體點火系 蓄電池點火系工作時，斷電器觸點分開瞬間，會在觸點處產生火花，燒損觸點。當火花塞積炭時，易漏電，次級電壓上不去，不能可靠地點火，產生高速缺火現象。半導體點火系克服了這些缺點，具有較強地跳火能力，使點火可靠。半導體點火系分為半導體輔助點火系，無觸點半導體點火系和計算機控制的半導體點火系三大類。第22頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四

16、半導體點火系的工作原理與蓄電池點火系工作原理基本相同，只是半導體點火系與蓄電池點火系產生高壓的方法不同，它利用了一些半導體元件替代了蓄電池點火系中的斷電器，產生脈沖信號點火（圖1019，或下左）。例如，在無觸點半導體點火系中使用了點火發生器（傳感器）代替了斷電器，常用的傳感器有霍爾式（圖1025或下中）、磁電式（下右）和光電式（無圖）。第23頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第七節 汽車電源汽車上的點火系及全車電器設備的電源由蓄電池、發電機及其調節器組成。詳見汽車電器。此處作為常識性介紹，簡講汽車電氣系統的特點：1）、單線制 2）、負極搭鐵 3）、兩個電源 4）、用電設備

17、并聯 5）、低壓直流供電 1） 所謂單線制，就是利用汽車發動機和底盤、車身等金屬機件作為各種用電設備的共用連線（俗稱搭鐵），而用電設備到電源只需另設一根導線。任何一個電路中的電流都是從電源的正極出發，經導線流入到用電設備后，通過金屬車架流回電源負極而形成回路。 采用單線制不僅可以節省材料（銅導線），使電路簡化，而且便于安裝和檢修，降低故障率。但在一些不能形成可靠的電氣回路或需要精確電子信號的回路，采用雙線。第24頁，共26頁，2022年，5月20日，9點18分，星期四第七節 汽車電源2）、負極搭鐵 所謂搭鐵，就是采用單線制時，將蓄電池的一個電極用導線連接到發動機或底盤等金屬車體上。若蓄電池的負極連接到金屬車體上，稱為負極搭鐵；反之，若蓄電池的正極連接到金屬車體上，稱為正極搭鐵。我國標準中規定汽車電器必須采用負極搭鐵。目前世界各國生產的汽車也大多采用負極搭鐵方式。3）、兩個電源 所謂兩個電源，就是指蓄電池和發電機兩個供電電源。蓄電池是輔助電源，在汽車未運轉時向有關用電設備供電；發電機是主電源，當發動機運轉到一定轉速后，發電機轉速達到規定的發電轉速，開始向有關用電設備供電，同時對蓄電池進行充電。兩者互補可以有效地使用電設備在不同的情況下都能正常地工作，同