第8章汽油機點火系統汽車構造與原理(二)8.1點火系統基本要求汽車構造與原理(二)

1、點火提前角概念：從點火時刻起到活塞到達壓縮上止點，這段時間內曲軸轉過的角度。點火提前角對發動機性能的影響：適當點火提前角，可使發動機每循環所做的機械功最多（曲線陰影部分）點火提前角過大，易爆燃；點火提前角過小，排氣溫度升高，功率降低。A：不點火B：點火過早C：點火適當D：點火過遲汽車構造與原理(二)

最佳點火提前角:概念：當發動機轉速和節氣門開度一定時，能使發動機獲得最佳動力性、經濟性和最佳排放性能的點火提前角。影響最佳點火提前角的因素：發動機轉速：轉速升高，點火提前角增大。發動機負荷：歧管壓力高（真空度小、負荷大），點火提前角小，反之點火提前角大。燃料性質：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，點火提前角可增大。其他因素：燃燒室形狀、燃燒室內溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻水溫度。汽車構造與原理(二)基本點火提前角發動機轉速進氣量（歧管壓力）高高汽車構造與原理(二)點火提前角常用的計算方法：實際點火提前角＝初始點火提前角＋基本點火提前角＋修正點火提前角

實際點火提前角＝基本點火提前角×點火提前角修正系數起動時起動后基本點火提前角初始點火提前角修正點火提前角實際點火提前角點火正時控制起動點火控制起動后點火控制初始點火提前角基本點火提前角修正點火提前角預熱修正過熱修正怠速穩定修正爆燃修正其他修正等初始點火提前角汽車構造與原理(二)

2、點火系統性能指標（1）擊穿電壓概念：火花塞兩個電極板之間產生的擊穿電壓。點火線圈次級繞組中的感應電壓稱為次極電壓，其中通過的電流稱為次極電流，相應的電路稱為次極電路或高壓電路。斷電器觸點剛斷開時，次極電壓達到峰值，稱為發火電壓。隨后迅速衰減。次極電壓波形應保證必要的火花持續時間，此期間內的次極電壓波形大于擊穿電壓（又叫穿透電壓或火花電壓)汽車構造與原理(二)影響擊穿電壓的因素：

火花塞電極板之間的距離：火花塞間隙越大擊穿電壓越高。

氣缸壓力：氣缸壓力越高擊穿電壓就越高。

溫度：溫度越低擊穿電壓越高。（2）點火能量概念：點火能量即點火所需要的能量，是的電流和和電壓的函數。點火能量的大小影響的著發動機的動力性、經濟性和排放性。汽車構造與原理(二)3、汽油機點火系統的分類

分類：傳統點火系、電子點火系、微機控制點火系、磁電機點火系汽車構造與原理(二)

8.2傳統點火系統汽車構造與原理(二)組成：傳統點火系主要由電源、點火開關、點火線圈、分電器、電容器、火花塞、高壓導線、附加電阻等組成。汽車構造與原理(二)（1）點火線圈功用：將低壓電轉變為高壓電的升壓變壓器。組成：由初級繞組、次級繞組和鐵心等。

分類：開磁路點火線圈和閉磁路點火線圈兩種。

1）開磁路點火線圈汽車構造與原理(二)（2）閉磁路點火線圈汽車構造與原理(二)（2）分電器組成：斷電器、配電器、電容器和點火提前調節裝置等。

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。（3）根據發動機轉速和負荷自動調節點火時刻。汽車構造與原理(二)工作原理：在發動機工作時接通與切斷點火系統的初級電路，使點火線圈的次級繞組中產生高電壓，并按發動機要求的點火時刻與點火次序，將點火線圈產生的高壓電分配到相應氣缸的火花塞上。汽車構造與原理(二)

1）斷電器功用：周期地接通和切斷點火線圈初級繞組的電路，使初級電流和點火線圈鐵心中的磁通發生變化，以便在點火線圈的次級繞組中產生高壓電。汽車構造與原理(二)2）配電器

功用：將點火線圈中產生的高壓電，按發動機的工作次序輪流分配到各氣缸的火花塞。

3）電容器

功用：減少觸點斷開時的火花，延長觸點使用壽命，加快初級電流的衰減速度，提高次級電壓。汽車構造與原理(二)

4）點火提前調節裝置調節點火提前角的方法有兩種：

保持觸點不動：將斷電器凸輪相對于分電器軸順旋轉方向轉過一個角度θ，凸輪提前將觸點頂開，使點火提前。凸輪相對于軸轉過的角度越大，點火提前角越大。

凸輪不動：使斷電器觸點相對于凸輪逆著旋轉方向轉過一個角度θ，也可使點火提前。觸點相對于凸輪轉過的角度越大，點火提前角越大。汽車構造與原理(二)

1）離心點火提前調節裝置：發動機工作時，它利用改變斷電器凸輪與分電器軸之間的相對位置的方法，在發動機轉速變化時自動地調節點火提前角。汽車構造與原理(二)2）真空點火提前調節裝置：汽車構造與原理(二)（3）火花塞功用：將點火線圈或磁電機產生的脈沖高壓電引入燃燒室，并在其兩個電極之間產生電火花，以點燃可燃混合氣。

結構：

連接螺母金屬桿墊圈火花塞殼體側電極中心電極絕緣體裙部絕緣體汽車構造與原理(二)分類：火花塞一般按其熱特性分，有熱型火花塞、普通型火花塞、冷型火花塞。“熱型”火花塞：適用于低速、低壓縮比的小功率發動機。“冷型”火花塞：適用于高速、高壓縮比大功率的發動機。汽車構造與原理(二)工作原理：汽車構造與原理(二)傳統點火系統存在的缺陷：

1）觸點容易燒蝕，觸點間隙需要經常調整

2）火花能量的提高受到初級電流允許值的限制

3）多缸、高速時次級電壓顯著下降

4）對火花塞積碳較敏感

5）無線電干擾大汽車構造與原理(二)

8.3電子點火系系統汽車構造與原理(二)一、電子點火系統特點：

1）克服了與觸點相關的一切缺點，改善了點火性能。2）可以不受觸點的限制，改善發動機高速時的點火性能。3）且可以加大火花塞電極間隙，點燃較稀的混合氣，改善發動機的動力性、經濟性和排氣凈化性能。4）大大減輕了對無線電的干擾。5）結構簡單，質量輕，體積小，使用和維修方便。汽車構造與原理(二)分類：觸點式電子點火系統和無觸點的電子點火系統。（1）觸點式點火系統觸點式電子點火系統又稱為半導體輔助點火系統，它是將一只高反電壓的晶體管VT串聯在點火線圈的一次電路中，控制一次電路的通斷。而觸點開閉控制著晶體管導通和截止。汽車構造與原理(二)工作原理：汽車構造與原理(二)（2）無觸點式電子點火系統無觸點式電子點火系統取消了斷電器觸點，利用各種信號發生器代替斷電器觸點，產生點火信號，通過電子元件組成的點火控制器，控制點火系工作。

組成：

汽車構造與原理(二)汽車構造與原理(二)無觸點電子點火系統與傳統點火系統比較：

１、結構上，取消了斷電器。用信號發生器代替凸輪；用點火器取代了白金觸點。

２、原理上，初級繞組電流的通、斷由信號發生器和點火器配合完成，其他工作過程變化不大

３、點火器除了控制初級繞組電流的通、斷外，內有控制電路（閉合角控制和恒流控制）可改善點火性能。分類：磁電式、霍爾式、光電式電磁振蕩式

汽車構造與原理(二)1）磁電式電子點火系統磁電式電子點火系統主要由點火線圈、火花塞、分電器、磁電式信號發生器和點火控制器等組成。工作原理：利用電磁感應原理，信號轉子轉動時，信號轉子的凸齒與鐵心的空氣隙發生變化，使通過傳感線圈的磁通發生變化，因此傳感線圈中便產生感應的交變電動勢，該交變電動勢輸入到點火器，以控制點火系統工作。汽車構造與原理(二)電磁式信號發生器：汽車構造與原理(二)點火控制器：汽車構造與原理(二)點火器中各三極管作用：VT1——發射極與集電極相連，相當于一個二極管，VT2——觸發管，起信號檢測作用；VT3、VT4——放大作用，將VT2輸出放大以驅動VT5VT5——大功率管，控制初級電流的通斷。汽車構造與原理(二)

2）霍爾式電子點火系統霍爾效應：當電流垂直于磁場方向通過導體時，在垂直于磁場和電流的導體的兩個端面之間出現電勢差的現象就稱為霍爾效應。該電勢差稱為霍爾電壓。

霍爾式信號發生器：

如圖：汽車構造與原理(二)工作原理：當觸發葉輪轉動時，每當葉片進入永久磁鐵與霍爾集成塊之間的空氣隙時，霍爾集成塊中的磁場即被觸發葉輪的葉片所旁路(或稱隔磁)，這時霍爾元件不產生霍爾電壓，集成電路輸出級的晶體管處于截止狀態，信號發生器輸出高電位。當觸發葉輪的葉片離開空氣隙時，永久磁鐵的磁通便通過霍爾集成塊和導板構成回路，這時霍爾元件產生霍爾電壓，集成電路輸出級的晶體管處于導通狀態，信號發生器輸出低電位。汽車構造與原理(二)汽車構造與原理(二)霍爾點火控制器：汽車構造與原理(二)霍爾信號發生器的優點：1）工作可靠性高，霍爾信號發生器無磨損部件，不受灰塵、油污的影響，無調整部件，小型堅固，壽命長。2）發動機起動性能好，霍爾信號發生器的輸出電壓信號與葉輪葉片的位置有關，但與葉輪葉片的運動速度無關，也就是說它與磁通變化的速率無關，它與磁感應信號發生器不同，它不受發動機轉速的影響，明顯地增強了發動機的起動性能，有利于低溫或其他惡劣條件下起動。霍爾信號發生器目前已經得到廣泛的應用。汽車構造與原理(二)

3）光電式點火系統采用光電式點火信號發生器產生點火信號，控制電子點火器和點火系的工作。

組成：轉盤、光觸發器：發光二極管、光敏二極管

缺點：抗污能力差，對分電器的密封要求高，應用不廣泛。光電感應原理：利用光敏二極管的光敏效應制成；當光敏二極管接收到光線時，光敏二極管導通；當光敏二極管沒接收到光時，就截止。汽車構造與原理(二)光電感應式傳感器的安裝位置：一般安裝在分電盤上。汽車構造與原理(二)遮光盤、發光二極管和光敏二極管實物圖汽車構造與原理(二)工作原理：

遮光盤位于發光二極管和光敏二極管之間。當縫隙對準發光二極管和光敏二極管時，光線照到光敏二極管上，使點火控制系的晶體管導通。從而初級線圈初級繞組通電；當遮光盤的轉動擋住發光二極管的光線時，光敏二極管截止，使點火控制系的晶體管導通截止，初級線圈初級繞組斷電，次級繞組產生自感電動式。汽車構造與原理(二)

4）振蕩式電子點火系統振蕩式電子點火系統采用振蕩式信號發生器產生點火信號，并利用點火控制器控制點火。

振蕩式信號發生器：汽車構造與原理(二)點火控制器：汽車構造與原理(二)無觸點電子點火系統的優、缺點：

優點：

１、由于采用了信號發生器，從根本上消除了由觸點引起的一系列問題。

２、在所有轉速范圍內都能可靠點火（閉合角控制和恒流控制），在提高點火電壓和點火能量方面很有成效。

缺點：

對點火時刻的控制依然依靠離心式和真空式兩套機械式點火提前裝置來完成，不能保證發動機點火時刻始終處于最佳狀況。（因為最佳點火提前角除了與轉速和負荷有關外，還和其他因素有關。）

汽車構造與原理(二)

8.4微機控制的點火系統汽車構造與原理(二)汽車構造與原理(二)微機控制點火系統的特點：

1）由微機控制點火提前角取代了機械式點火提前裝置，提高了點火精度，確保在任何工況下發動機都采用最佳點火提前角。

2）采用爆燃傳感器閉環控制，在確保發動機發生爆燃的可能性降低的情況下，盡可能的提高發動機熱效率

3）對于無分電器點火方式，減少了點火能量損失，并增加了點火線圈數量，確保發動機在高速時具有足夠的次級電壓和點火能量。

4）具有故障自診斷功能汽車構造與原理(二)

微機控制點火系統的分類：

根據高壓配電方式可分為有分電器式和無分電器式，無分電器式按點火方式分為單獨點火方式和雙缸同時點火方式。根據反饋控制有無可分為開環控制方式和閉環控制方式。

1、有分電器式微機點火系統該系統仍然保留分電器，點火線圈產生的高壓電是經過分電器中的配電器進行分配的，即由分火頭和分電器蓋組成的配電器，依照點火順序適時地將高壓電分配至各氣缸，使各缸火花塞依次點火。有分電器微機控制點火系統一般由傳感器、微機控制器、點火執行器等組成。

汽車構造與原理(二)有分電器式點火系統存在的缺陷：

1）高壓電經分火頭、旁電極、高壓線時，點火能量損失大，對高速、多缸的點火能量達不到最佳。

2）點火正時誤差大，無線電干擾嚴重。2、無分電器式微機控制點火系統

直接點火系統取消了分電器，該系統中點火線圈上的高壓線直接與火花塞相連，工作時，點火線圈產生的高壓電直接送至各火花塞，由微機根據各傳感器輸入的信息，依照發動機的點火順序，適時的控制各缸火花塞點火。汽車構造與原理(二)無分電器微機控制點火系統概述：無分電器微機控制點火系統由低壓電源、點火開關、微機控制單元(ECU)、點火控制器、點火線圈、火花塞、高壓線和各種傳感器等組成。有的無分電器點火系統還將點火線圈直接安裝在火花塞上方，取消了高壓線。汽車構造與原理(二)優點：

1）在不增加電能消耗的情況下，增大了點火能量

2）對無線電的干擾大幅度降低。

3）避免了與分電器有關的一些機械故障，工作可靠性提高4）高速時點火能量有保證。

5）節省了安裝空間，有利于發動機的合理布置.6）無需進行點火正時方面的調整，使用、維護方便分類：1）同時點火方式：兩個氣缸合用一個點火線圈，對兩個氣缸同時點火。2）單獨點火方式：每個氣缸的火花塞配一個點火線圈，單獨對本缸點火。汽車構造與原理(二)工作原理：

1）單獨點火方式獨立點火方式是一個缸的火花塞配一個點火線圈，各個獨立的點火線圈直接安裝在火花塞上，獨立向火花塞提供高壓電，各缸直接點火。這種結構的特點是去掉了高壓線，因此可以使高壓電能的傳遞損失和對無線電的干擾降低到最低水平。這種線圈的初級電流可以設計得較大，即使在發動機以9000r/min高速運行時，也能夠提供足夠的點火能量汽車構造與原理(二)

2）共同點火方式共同點火方式是一種直接用點火線圈分配高壓電的同時點火方式。每個點火線圈供給配對的兩個缸的火花塞以高壓電。汽車構造與原理(二)微機控制點火系統的組成：1）傳感器用來檢測發動機工作狀況，并將各種信號傳給微機控制器。2）微機控制單元微機控制單元根據曲軸位置傳感器或氣缸判別信號傳感器確定需要控制的點火線圈初級繞組。同理，輸出接口電路也不只輸出一路點火控制信號，而是依次輸出多路點火控制信號，分別控制點火控制器中與各點火線圈初級繞組對應的大功率三極管的通斷；或者輸出接口電路在輸出一路點火控制信號的同時輸出一路判別氣缸信號，由點火控制器根據點火控制信號和判別氣缸信號控制與各點火線圈初級繞組對應的大功率三極管的通斷，使需要點火氣缸的火花塞適時跳火。汽車構造與原理(二)3）點火控制器由于無分電器點火系統有兩個或多個點火線圈或點火線圈初級繞組，所以點火控制器一般除了具有自動斷電功能、導通角控制、恒流控制等電路外，還有氣缸判別電路和多個大功率三極管及相應的控制電路。4）點火線圈①獨立點火方式配電用的點火線圈：采用獨立點火方式時，發動機每個氣缸都有自己的點火線圈，每個點火線圈的結構完全相同。獨立點火方式特別適合在雙凸輪軸發動機上配用，點火線圈安裝在兩根凸輪軸中間，每一點火線汽車構造與原理(二)圈壓裝在各缸火花塞上，在布置上很容易實現。

奧迪轎車四氣門五缸發動機的點火線圈安裝情況，每個點火線圈通過導向座用四個螺釘固定在氣缸蓋的蓋板上，然后再扣壓到各缸火花塞上。汽車構造與原理(二)②點火線圈配電方式配用的點火線圈：發動機采用點火線圈配電方式時，點火線圈實際是由若干個相互屏蔽的、獨立的點火線圈組裝起來形成的一個點火線圈組件。每個獨立的點火線圈初級繞組的一端通過點火開關與電源正極相連，另一端由點火控制器的大功率三極管控制搭鐵；次級繞組兩端分別接到兩個氣缸的火花塞上，使兩個氣缸的火花塞同時跳火。

汽車構造與原理(二)工作原理：汽車構造與原理(二)微機控制點火系統的功能：1、點火提前角的控制2、通電時間的控制3、爆燃的控制汽車構造與原理(二)一、點火提前角的控制1．最佳點火提前角確定依據2．控制點火提前角的基本方法3．點火提前角的修正

汽車構造與原理(二)發動機轉速：隨著轉速的升高點火提前角增大。采用電控點火系統，更接近理想的點火提前角。發動機負荷：歧管壓力高（真空度小、負荷大），點火提前角小，反之點火提前角大。采用電控點火（ESA）系統時，可以使發動機的實際點火提前角接近于理想的點火提前角。燃料性質：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，點火提前角可增大，反之應減小。其他因素：燃燒室形狀、燃燒室內溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻水溫度。（1）最佳點火提前角確定依據

汽車構造與原理(二)

發動機起動時，按ECU內存儲的初始點火提前角（設定值）對點火提前角進行控制。起動時點火提前角的設定值隨發動機而異，對一定的發動機而言，起動時的點火提前角是固定的，一般為10°左右。發動機正常運轉時（起動后），主ECU根據發動機的轉速和負荷信號，確定基本點火提前角，并根據其他有關信號進行修正，最后確定實際的點火提前角，并向電子點火控制器輸出點火執今信號，以控制點火系的工作。（2）控制點火提前角的基本方法

汽車構造與原理(二)豐田汽車TCCS系統點火提前角的控制汽車構造與原理(二)點火提前角確定：1）起始點火提前角設定起始點火提前角為原始設定的，也稱固定點火提前角。一般為上止點前10°。在下列情況實際點火提前角等于初始點火提前角：①發動機起動時，由于轉速變化很大，無法正確計算點火提前角

②當發動機的起動轉速在400r/min以下時

③當發動機ECU內的后備系統工作時汽車構造與原理(二)

發動機起動過程中，進氣管絕對壓力傳感器信號或空氣流量計信號不穩定，ECU無法正確計算點火提前角，一般將點火時刻固定在設定的初始點火提前角。此時的控制信號主要是發動機轉速信號（Ne信號）和起動開關信號（STA信號）。2）起動時點火提前角的控制

汽車構造與原理(二)3）起動后基本點火提前角的確定

發動機起動后怠速運轉時，ECU根據節氣門位置傳感器信號（IDL信號）、發動機轉速傳感器信號（Ne信號）和空調開關信號（A／C信號）確定基本點火提前角。發動機起動后在除怠速以外的工況下運轉時，ECU根據發動機的轉速和負荷（單位轉數的進氣量或基本噴油量）確定基本點火提前角。汽車構造與原理(二)

汽車構造與原理(二)

不同的發動機控制系統中，對點火提前角的修正項目和修正方法也不同。修正方法有修正系數法和修正點火提前角法兩種。主要修正項目有：

（1）水溫修正；（2）怠速穩定修正；（3）空燃比反饋修正（4）發動機爆燃修正（5）最大提前和推遲修正（3）點火提前角的修正汽車構造與原理(二)1）水溫修正

水溫修正又可分為暖機修正和過熱修正。發動機冷車起動后的暖機過程中，隨冷卻水溫的提高，混合氣的燃燒速度加快，燃燒過程所占的曲軸轉角減小，點火提前角也應適當減小，如右圖所示。汽車構造與原理(二)

ECU根據實際轉速與目標轉速的差來修正點火提前角，低于目標轉速，應增大點火提前角，反之，推遲點火提前角。控制信號有：發動機轉速信號（Ne信號）、節氣門位置傳感器信號（IDL信號）、車速傳感器信號（SPD信號）、空調開關信號（A／C信號）2）怠速穩定修正汽車構造與原理(二)

由于空燃比反饋控制系統，是根據氧傳感器的反饋信號調整噴油量的多少來達到最佳空燃比控制的，所以這種噴油量的變化必然帶來發動機轉速的變化。為了穩定發動機轉速，點火提前角需根據噴油量的變化進行修正，如右圖所示。3）空燃比反饋修正汽車構造與原理(二)汽車構造與原理(二)4）發動機爆燃控制當發動機產生爆燃時，對基本點火提前角進行適當修正，以迅速減少爆燃。5）最大提前和推遲控制根據發動機實際工況和狀態，微機點火時刻控制系統設定了一個實際點火提前角的數值范圍，以控制發動機工作時其點火提前角不會超出正常的工作極限值。最大點火提前角：35°~45°

最小點火提前角：-10°~0°汽車構造與原理(二)二、通電時間控制（閉合角控制）1．通電時間對發動機工作的影響2．通電時間的控制方法3．點火線圈的恒流控制汽車構造與原理(二)（1）通電時間對發動機工作的影響

在發動機工作時，必須保證點火線圈的初級電路有足夠的通電時間。但如果通電時間過長，點火線圈又會發熱并增大電能消耗。要兼顧上述兩方面的要求，就必須對點火線圈初級電路的通電時間進行控制。

汽車構造與原理(二)

現代電控點火系統和傳統的分電器不同，傳統的點火線圈初級電路的通電時間取決于斷電器觸點的閉合角和發動機轉速。而現代點火線圈初級電路的通電時間由ECU控制，根據發動機的轉度信號和電源電壓信號確定最佳的閉合角（通電時間），并控制點火器輸出指令信號（IGt信號），以控制點火器中晶體管的導通時間。（2）通電時間的控制方法汽車構造與原理(二)汽車構造與原理(二)（3）點火線圈的恒流控制

由于現代車采用了高能點火線圈，改善點火性能。為了防止初級電流過大燒壞點火線圈，在部分電控點火系統的點火控制電路中增加了恒流控制電路。恒流的基本方法是：在點火器功率晶體管的輸出回路中增設一個電流檢測電阻，用電流在該電阻上形成的電壓降反饋控制晶體管的基極電流，只要這種反饋為負反饋，就可使晶體管的集電極電流穩定，從而實現恒流控制。汽車構造與原理(二)爆燃的危害會導致冷卻液過熱，功率下降油耗上升。控制方法推遲點火提前角，利用爆震傳感器中的壓電晶體的壓力效應。

三、爆燃的控制汽車構造與原理(二)8.5汽車電源

汽車構造與原理(二)功用：兼顧發動機任何工況，適時的向汽車點火系、起動系、燈光、信號等全車用電器設備供電。組成：汽車電源主要由蓄電池和發電機及其電路組成基本工作原理：

1）在發動機起動時，蓄電池向起動機、點火系供電。

2）當發動機處于低轉速或不運轉時，由蓄電池向全車供電。3）當發動機轉速大于一定值時，由發電機向全車電器供電，并同時給蓄電池供電。

4）當車用電器所需功率超過發電機的額定功率時，蓄電池和發電機同時供電。汽車構造與原理(二)

1、蓄電池

功用：在發動機起動時向起動機提供200-600A的起動電流。分類：普通蓄電池、干荷蓄電池、免維護蓄電池

構造：蓄電池主要由極板、隔板、殼體、電解液組成。

（1）極板正極板：活性物質為二氧化鉛，呈深棕色

負極板：活性物質為海綿狀純鉛，呈青灰色（2）隔板功用：防止正極板短路和減少蓄電池內阻和尺寸

汽車構造與原理(二)（3）殼體功用：用來承裝電解液和極板組。（4）電解液電解液是由純硫酸和蒸餾水按一定比例配置而成。并通過硫酸水溶液的電化學反應從而發生導電作用。汽車構造與原理(二)工作原理：

正極：

PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O

負極：Pb+SO42--2e-=PbSO4

總反應：PbO2+2H2SO4+Pb==2PbSO4+2H2O

(陽極)(電解液)(陰極)PbO2+2H2SO4+Pb--->PbSO4+2H2O+PbSO4(放電反應)(硫酸鉛)

(水)

(硫酸鉛)(陽極)(電解液)(陰極)PbSO4+2H2O+PbSO4--->PbO2+2H2SO4+Pb(充電反應)

(過氧化鉛)(硫酸)(海綿狀鉛)汽車構造與原理(二)從以上的化學反應方程式中可以看出，鉛酸蓄電池在放電時，正極的活性物質二氧化鉛和負極的活性物質金屬鉛都與硫酸電解液反應，生成硫酸鉛，在電化學上把這種反應叫做“雙硫酸鹽化反應”。在蓄電池剛放電結束時，正、負極活性物質轉化成的硫酸鉛是一種結構疏松、晶體細密的結晶物，活性程度非常高。在蓄電池充電過程中，正、負極疏松細密的硫酸鉛，在外界充電電流的作用下會重新變成二氧化鉛和金屬鉛，蓄電池就又處于充足電的狀態。正是這種可逆轉的電化學反應，使蓄電池實現了儲存電能和釋放電能的功能。

汽車構造與原理(二)免維護蓄電池:

所謂免維護蓄電池，是指在規定的使用條件下，使用期間不需要進行維護的蓄電池。免維護蓄電池因其在正常充電電壓下，電解液僅產生少量的氣體具有內阻小、低溫起動性能好、比常規蓄電池使用壽命長等特點。由于免維護蓄電池采用鉛鈣合金柵架，充電時產生的水分解量少，水份蒸發量低，加上外殼采用密封結構，釋放出來的硫酸氣體也很少。汽車構造與原理(二)蓄電池的正確使用和維護主要有以下7點：1）檢查蓄電池在支架上的固定螺栓是否擰緊,安裝不牢靠會因行車震動而引起殼體損壞。另外不要將金屬物放在蓄電池上以防短路。

2）時常查看極柱和接線頭連接得是否可靠。為防止接線柱氧化可以涂抹凡士林等保護劑。

3）不可用直接打火(短路試驗)的方法檢查蓄電池的電量這樣會對蓄電池造成損害。

4）普通鉛酸蓄電池要注意定期添加蒸餾水。干荷蓄電池在使用之前最好適當充電。必要時補充蒸餾水有助于延長使用壽命。汽車構造與原理(二)5）蓄電池蓋上的氣孔應通暢。蓄電池在充電時會產生大量氣泡若通氣孔被堵塞使氣體不能逸出當壓力增大到一定的程度后就會造成蓄電池殼體炸裂。

6）在蓄電池極柱和蓋的周圍常會有黃白色的糊狀物,這是因為硫酸腐蝕了根柱、線卡、固定架等造成的。這些物質的電阻很大，要及時清除。

7）當需要用兩塊蓄電池串聯使用時蓄電池的容量最好相等。否則會影響蓄電池的使用壽命。

汽車構造與原理(二)蓄電池型號：

蓄電池型號主要由三部分組成：第一部分：串聯的單體的蓄電池數第二部分：蓄電池類型和特征代號蓄電池類型代碼：Q表示起動用G表示固定用D表示電車用

A表示干荷點式F表示防酸式FM表示閥控式

W表示無需維護J表示激活式B表示半密封式

TK表示坦克用M摩托車用蓄電池特征代碼：

見書汽車構造與原理(二)第三部分：額定容量為20h放電率額定容量

20h放電率額定容量：一個全充電的12V蓄電池在電解液溫度為25°時，連續20h輸出最大穩定電流而電池電壓不低于10.5V是所輸出的電量。例：

6-QA-90由六個單格蓄電池組成，額定電壓為12V，額定容量為90Ah。起動用的干荷蓄電池

8-MW-60？汽車構造與原理(二)

2、發電機功用：車用發電機是在發動機的驅動下，將機械能轉變為電能的裝置。它作為汽車的主要電源，其作用是在發動機怠速以上轉速運行時，為電氣設備供電且不斷地給蓄電池充電。

（1）硅整流交流發電機

分類：

按總體結構的不同分：

普通交流發電機：指無特殊裝置和特殊功能的汽車交流發電機，如JF132交流發電機。

整體式交流發電機：指內裝電子調節器的交流發電機，如一汽大眾奧迪、高爾夫、捷達和上海桑塔納等轎車用JFZ1613Z型交流發電機。汽車構造與原理(二)帶泵交流發電機：指帶真空泵的交流發電機，如JFB1712系列交流發電機。無刷交流發電機：指無電刷和滑環結構的交流發電機，如JFW1913型交流發電機。

永磁交流發電機：指轉子磁極采用永磁材料的交流發電機。按整流器結構不同分：六管交流發電機、八管交流發電機、九管交流發電機、十一管交流發電機。按勵磁繞組搭鐵方式不同：

內搭鐵交流發電機：指勵磁繞組一端通過發電機外殼直接搭鐵，另一端通過調節器接電源的交流發電機，如JF132N交流發電機。汽車構造與原理(二)

外搭鐵交流發電機：指勵磁繞組一端直接接電源，另一端通過調節器搭鐵的交流發電機，多數采用電子調節器的發電機都是這種類型。硅整流交流發電機的結構：硅整流交流發電機由一臺三相同步交流發電機和硅二極管整流器組成。發電機工作時產生的三相交流電通過整流器進行三相橋式全波整流后轉變為直流電。硅整流交流發電機是由轉子、定子、整流器、端蓋、風扇葉輪等組成。

汽車構造與原理(二)

1）轉子功用：通過軸承固定在發電機上，由發動機驅動旋轉，用來產生旋轉的磁場。組成：爪形磁極、磁場繞組、滑環

2）定子功用：固定在發電機殼體上，用來產生感應電動勢組成：定子鐵芯、三項定子繞組

3）整流器

功用：將三相定子繞組產生的交流電轉變成直流電

4）端蓋和冷卻風扇功用：密封、散熱汽車構造與原理(二)工作原理：發電機工作時，通過電刷和滑環將直流電壓作用于勵磁繞組1的兩端，則在勵磁繞組中有電流通過，并在其周圍產生磁場，使轉子軸和軸上的兩塊爪形磁極被磁化，一塊為N極，另一塊為S極。由于它們的極爪相間排列，便形成了一組交錯排列的磁極。當轉子旋轉時，在定子中間形成旋轉的磁場，使安裝在定子鐵心上的三相定子繞組中感應生成三相交流電，經整流器整流為直流電。汽車構造與原理(二)

3、電壓調節器功用：在發電機轉速變化時，保持發電機端電壓恒定。分類：觸點振動式、晶體管電壓調節器、集成電路電壓調節器

1）觸點振蕩式電壓調節器觸點振蕩式電壓調節器簡稱為觸點式電壓調節器，是一種機械式電壓調節器，它包括單級觸點式電壓調節器、雙級觸點式電壓調節器其基本原理都是以發電機的轉速為基礎，通過改變觸點的開閉時間，改變勵磁電流，維持發電機電壓的恒定。由于觸點振蕩式電壓調節器存在體積大、觸點易燒蝕、機械慣性大、被調電壓起伏幅度大等缺點，

汽車構造與原理(二)壓起伏幅度大等缺點，

已逐步被晶體管和集成電路電子電壓調節器所取代。汽車構造與原理(二)2）晶體管電壓調節器

晶體管電壓調節器利用晶體管的開關作用，控制發電機勵磁電路的通、斷，調節勵磁電流和磁極磁通，在發電機轉速超過一定數值以后維持發電機電壓恒定。汽車構造與原理(二)3）集成電路電壓調節器

集成電路電壓調節器的組成和工作原理與晶體管電壓調節器相似，但集成電路調節器中的所有元件都制作在同一個半導體基片上，形成一個獨立的、相互不可分割的電子電路。集成電路調節器具有體積小、工作可靠、無需維護等特點，在現代汽車上應用十分廣泛。由于集成電路調節器體積小巧、外部結構十分簡單，它可以安裝在發電機的內部或安裝在發電機的殼體上，與發電機組成一個完整的充電系統，簡化了充電系統的結構。安裝在發電機內部的調節器，稱為內裝式調節器。具有內裝式調節器的發電機和調節器安裝在發電機殼體上的發電機都稱為整體式交流發電機。汽車構造與原理(二)本章小結：

1）點火提前角的影響因素

2）傳統點火系的組成及工作原理和缺陷

3）電子點火系的種類4）微機點火系統的分類和基本組成5）汽車電源的組成和蓄電池的工作原理汽車構造與原理(二)

第9章發動機冷卻系統汽車構造與原理(二)

9.1冷卻系統概述汽車構造與原理(二)冷卻系統的功用：使發動機在所有工況下都保持在適當的溫度范圍內，防止發動機過熱或過冷，并且在發動機冷起動后使發動機迅速升溫，盡可能縮短暖機時間。冷卻系統的分類：發動機常見的冷卻方式可分為風冷和水冷

汽車構造與原理(二)1、水冷系水冷卻系一般指強制循環水冷系，通常以冷卻液為冷卻介質。汽車發動機就采用強制循環水冷卻系統。水冷卻系的最大優點是冷卻強度高、發動機內部和外部冷卻較均勻、冷卻水路設計自由度大等，最大缺點是容易漏水，需要經常維修等。組成：

水冷系由水泵、散熱器、冷卻風扇、節溫器、補償水桶、發動機機體和氣缸蓋中的水套以及其它附屬裝置組成。汽車構造與原理(二)冷卻水在強制循環水冷系中的流動：散熱器底部經過冷卻的冷卻水經水泵加壓，經過分水管進入發動機機體的冷卻水套，吸熱后向上流入氣缸蓋水套，再次吸熱后經節溫器主閥門通過出水軟管進入散熱器，對著散熱器的冷卻風扇加速流經散熱器芯的空氣，促使熱水加速冷卻，然后經進水軟管被水泵有一定真空度的進水口吸入。汽車構造與原理(二)

2、風冷系風冷系發動機是以空氣作為冷卻介質的發動機。它在氣缸及缸蓋的外壁鑄造出一些散熱片，并用冷卻風扇使空氣高速吹過散熱片表面，帶走發動機散出的熱量,使發動機冷卻。

風冷發動機的特點是結構簡單，質量輕。維護使用方便，對氣候變化適應性強，起動快，不需要散熱器。因此它被一些軍用汽車和個別載貨汽車采用。風冷發功機大量用于摩托車，使摩托車不必安裝散熱器。風冷發動機還用于缺水地區，因為它不用水作冷卻介質。它的缺點是，缸體和缸蓋剛度差，振動大，噪聲大，容易過熱。汽車構造與原理(二)結構：汽車構造與原理(二)3、冷卻液冷卻液是汽車發動機不可缺少的一部分。它在發動機冷卻系統中循環流動，將發動機工作中產生的多余熱能帶走，使發動機能以正常工作溫度運轉。汽車常用的冷卻液有水及加有防凍液的冷卻液。

1）水冷卻液：水冷卻液是指直接用水作冷卻液，具有簡單方便的優點，要求添加雨水、雪水、或離子交換水，不宜添加河水、井水等含礦物質的水，以免產生水垢，導致散熱不良。并注意在冬季，應放水過夜，以防水結冰脹裂機體等部件。汽車構造與原理(二)2）防凍液采用防凍液可以提高汽車冷卻液的防凍和防沸能力，不同的冷卻液有不同的凝固點和沸點，可根據發動機使用條件進行選用。一般采用乙二醇或酒精為防凍材料。冷卻液一般具有一定毒性，使用時應當注意。正常冷卻要求及冷卻不足的后果：正常冷卻要求：汽車構造與原理(二)冷卻不足的后果：汽車構造與原理(二)

9.2水冷系的基本組成汽車構造與原理(二)構成：主要有散熱器、冷卻風扇、冷卻水泵、節溫器組成

汽車構造與原理(二)1、散熱器結構：散熱器由上水室、下水室、散熱器芯等組成。散熱器上水室頂部有加水口，冷卻水由此注入整個冷卻系并用散熱器蓋蓋住。在上水室和下水室分別裝有進水管和出水管，進水管和出水管分別用橡膠軟管和氣缸蓋的出水管和水泵的進水管相連，這樣，既便于安裝，而且當發動機和散熱器之間產生少量位移時不會漏水。在散熱器下面一般裝有減震墊，防止散熱器受振動損壞。在散熱器下水室的出水管上還有放水開關，必要時可將散熱器內的冷卻水放掉。分類：縱流式和橫流式汽車構造與原理(二)

功用：將水套出來的熱水自上而下或橫向的分成許多小股并將其熱量散給周圍的空氣。增大散熱面積，加速水的冷卻。冷卻水經過散熱器后，其溫度可

橫流式散熱器1-上水室；2-進水管；3-散熱器芯；4-散熱器蓋；5-下水室；6-出水管縱流式散熱器

汽車構造與原理(二)降低10～15℃，為了將散熱器傳出的熱量盡快帶走，在散熱器后面裝有風扇與散熱器配合工作。散熱器芯：散熱器芯由許多冷卻管和散熱片組成，對于散熱器芯應該有盡可能大的散熱面積，采用散熱片是為了增加散熱器芯的散熱面積。散熱器芯的構造形式有多樣，常用的有管片式、管帶式和板式

1）管片式散熱器冷卻管的斷面大多為扁圓形，它連通上、下水室，是冷卻水的通道。和圓形斷面的冷卻管相比，不但散熱面積大，而且萬一管內的冷卻水結冰膨脹，扁管可以借其橫斷面變形而避免破裂。采用散熱片汽車構造與原理(二)不但可以增加散熱面積，還可增大散熱器的剛度和強度。這種散熱器芯強度和剛度都好，耐高壓，但制造工藝較復雜，成本高。2）管帶式散熱器采用冷卻管和散熱帶沿縱向間隔排列的方式，散熱帶上的小孔是為了破壞空氣流在散熱帶上形成的附面層，使散熱能力提高。這種散熱器芯散熱能力強，制造工藝簡單，成本低，但結構剛度不如管片式大，一般多為轎車發動機采用。汽車構造與原理(二)3）板式散熱器板式散熱器的冷卻液通道由成對的金屬薄板焊接而成。這種散熱器芯散熱效果好，制造簡單，但焊縫多不堅固容易沉積水垢不易維修。

汽車構造與原理(二)

散熱器蓋：

散熱器蓋主要功用是將水冷系密封住，以防冷卻水濺出；其次，散熱器蓋具有空氣-蒸汽閥的功用，當水冷系過熱而使水蒸氣多時，冷卻系統壓力過高，可能導致散熱器芯漲破，此時散熱器蓋中的蒸汽閥打開，多余的水蒸氣經溢流管流入補償水桶；當水冷系過冷而使水蒸氣凝結，冷卻系統壓力過低，可能導致散熱器芯壓癟而破裂，此時散熱器蓋中的空氣閥打開，冷空氣補充入冷卻系統。因此，散熱器蓋可以確保密封加壓的水冷系壓力穩定。汽車構造與原理(二)補償水桶：功用：補償冷卻液損失消除水冷系中的所有氣泡。散熱器百葉窗作用：通過改變吹過散熱器的空氣流量來調節發動機的冷卻強度，以保證發動機經常在適當的溫度范圍內工作汽車構造與原理(二)2、冷卻風扇作用：提高流經散熱器的空氣流速和流量，以增強散熱器的散熱能力并冷卻發動機附件。安裝位置：風扇多為軸流式，裝在發動機與散熱器之間，與水泵同軸驅動。風扇用螺釘安裝在水泵軸前端的皮帶輪或凸緣盤上。風扇扇風量的相關因素：風扇的扇風量主要與風扇的直徑、轉速、葉片形狀、葉片安裝角及葉片數目有關。汽車構造與原理(二)結構型式：（1）目前汽車水冷發動機上常用螺旋槳式風扇（2）風扇葉片材料有鋼板、塑料和鋁合金。為了減輕振動噪聲，葉片間夾角不等。（3）葉片數：4～6片。（4）葉片與葉輪旋轉平面之間有一偏扭角，偏扭角可為定值（30-50），也可制成變偏扭角。因風扇旋轉時葉和葉尖的氣流速度外大內小，為了提高風扇的效率，葉片從葉根到葉尖偏扭角逐漸減小。a)葉尖前彎的風扇；b)尖窄根寬的風扇；c)尼龍壓鑄整體風扇

1-葉片；2-連接板汽車構造與原理(二)硅油液力離合器：功用：利用流經散熱器的空氣溫度來控制風扇轉速的變化結構：汽車構造與原理(二)工作原理：當發動機冷起動或小負荷下工作時，冷卻水及通過散熱器的氣流溫度不高，進油孔被閥片關閉，工作腔內無硅油，離合器處于分離狀態。當發動機負荷增加時，冷卻水和通過散熱器的氣流溫度隨之升高，感溫器受熱變形而帶動閥片軸及閥片轉動。當流經感溫器氣流溫度超過65℃時，進油孔A被完全打開，于是硅油從貯油腔進入工作腔。硅油十分粘稠，主動板即可利用硅油的粘性帶動殼體和風扇轉動。此時風扇離合器處于接合狀態，風扇轉速迅速提高。當發動機負荷減小，流經感溫器的氣流溫度低于35℃時，感溫器恢復原狀，并帶動閥片將進油孔關閉，工作腔中油液繼續從回油孔流回貯油腔，直到甩空為止。硅油液力離合器又回到分離狀態。汽車構造與原理(二)風扇驅動：

（1）皮帶驅動

風扇常和發電機一起由曲軸通過三角皮帶帶動。皮帶發電機風扇曲軸汽車構造與原理(二)（2）電動風扇電動風扇是指用電動機驅動的風扇，他不用發動機作為直接動力源，而是使用蓄電池的電能，所以其轉速與發動機的轉速無關。原理：電動機的開關由散熱器的水溫開關控制，并且有高低速兩個檔位，低速檔在沸點內使用，高速檔在沸點外使用，需要冷卻時自動起作用。這樣，在一般行駛條件下，電動風扇幾乎不轉，功率消耗減少，油耗率降低。而在低速大負荷時又能得到充分的冷卻。

汽車構造與原理(二)

3、水泵功用：對冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環流動。由于離心式水泵具有尺寸小，出水量大，結構簡單，損壞后不妨礙水在冷卻系中自然循環的特點，故為強制循環式冷卻系普遍采用。常見的水泵在機體外安裝與風扇同軸驅動，也有裝在機體內(內藏式)單獨驅動的。離心式水泵結構組成：

水泵由殼體、葉輪、泵蓋板、水泵軸、支承軸承、水封等組成汽車構造與原理(二)離心式水泵結構1-水泵外殼；2-葉輪；3-夾布膠木密封墊圈；4-密封墊圈；5-螺釘；6-水封皮碗；7-彈簧；

8-墊圈；9-泵蓋板；10-水封座圈；11-球軸承；12-水泵軸；13-半圓鍵；14-凸緣盤；

15-軸承卡環；16-隔離套筒；17-滑脂嘴；18-水封環；19-管接頭汽車構造與原理(二)2.離心式水泵的工作原理（1）壓水：當葉輪旋轉時，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉，由于離心力的作用，水被甩向葉輪邊緣，在蝸形殼體內將動能轉變為壓能，經外殼上與葉輪成切線方向的出水管被壓送到發動機水套內。（2）吸水：與壓水同時，葉輪中心處壓力降低，散熱器中的水便經進水管被吸進葉輪中心部分。汽車構造與原理(二)

4、節溫器功用：隨發動機負荷和水溫的大小而自動改變冷卻液的流量和循環路線，保證發動機在適宜的溫度下工作，減少燃料消耗和機件的磨損。蠟式節溫器的結構：蠟式節溫器由上支架、下支架、主閥門、旁通閥、感應體、中心桿、橡膠管和彈簧等組成蠟式節溫器。節溫器的上支架和下支架與閥座鉚成一體。中心桿上端固定在上支架的中心，其下部插入橡膠管的中心孔內，中心桿下端呈錐形。橡膠管與感應體外殼之間的空腔里裝有石蠟。為了提高導熱性，石蠟中常摻有銅粉和鋁粉。感應體外殼上下部有聯動的主閥門和旁通閥門。主閥門上有通氣孔，它的作用是在加水時使水套內的空氣經小孔排出，汽車構造與原理(二)保證能加滿水。為了防止通氣孔阻塞，有的加裝一個擺錘。1-主閥門；2-蓋和密封墊3-上支架；4-膠管；5-閥座；6-通氣孔；7-下支架；8-石蠟，9-感應體；10-旁通閥；11-中心桿；12-彈簧

汽車構造與原理(二)工作原理：（1）當水溫低于349K(76℃)時，主閥門完全關閉，旁通閥完全開啟，由氣缸蓋出來的水經旁通管直接進入水泵，故稱小循環。由于水只是在水泵和水套之間流動，不經過散熱器，且流量小，所以冷卻強度弱。（2）當冷卻水溫度在349K~359K(76℃~86℃)之間時，大小循環同時進行(如圖所示)。當發動機水溫達349K(76℃)左右時，石蠟逐漸變成液態，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對中心桿下部錐面產生向上的推力。由于桿的上端固定，故中心桿對橡膠管及感應體產生向下的反推力，克服彈簧張力使主閥門逐漸打開，旁通閥開度逐漸減小。汽車構造與原理(二)（3）當發動機內水溫升高到359K(86℃)，主閥門完全開啟，旁通閥完全關閉，冷卻水全部流經散熱器，稱為大循環。由于此時冷卻水流動路線長，流量大，冷卻強度強。汽車構造與原理(二)汽車構造與原理(二)汽車構造與原理(二)5、冷卻液溫度傳感器功用：感測發動機冷卻液溫度的變化。結構：汽車構造與原理(二)工作原理：熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器采用熱敏電阻制成，工作溫度范圍為－20℃～＋130℃。一般安裝在發動機缸體、缸蓋的水套或節溫器殼內并伸入水套中，與冷卻液直接接觸，用來檢測發動機的冷卻液溫度。并向發動機ECU傳送信息汽車構造與原理(二)

9.3冷卻系統工作原理汽車構造與原理(二)1、冷卻水路汽車構造與原理(二)工作原理：1）小循環汽車構造與原理(二)2）大循環汽車構造與原理(二)本章小結：

1）發動機冷卻方式的分類

2）發動機水冷系的組成

3）發動機水冷系的工作原理汽車構造與原理(二)第10章發動機潤滑系統汽車構造與原理(二)

10.1潤滑系統的作用及類型汽車構造與原理(二)潤滑系統的基本功用：

1）在發動機工作時連續不斷地把數量足夠、溫度適當的潔凈機油輸送到全部傳動件的摩擦表面，并在摩擦表面之間形成油膜，實現液體摩擦，從而減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕機件磨損，以達到提高發動機工作可靠性和耐久性的目的。

2）潤滑油在流經摩擦表面時可以帶走炙熱表面的熱量。

3）潤滑油在潤滑過程中可以帶走磨損留下的鐵屑及其他雜質，起到清潔的功用

4）潤滑油涂抹在汽缸壁與活塞和活塞環之間，起到增加活塞環的密封作用。汽車構造與原理(二)汽車構造與原理(二)潤滑方式分類：1.壓力潤滑壓力潤滑是以一定的壓力把機油供入摩擦表面的潤滑方式。2.飛濺潤滑

利用發動機工作時運動件濺潑起來的油滴或油霧潤滑摩擦表面的潤滑方式，稱飛濺潤滑。可使裸露在外面承受載荷較輕的氣缸壁，相對滑動速度較小的活塞銷，以及配氣機構的凸輪表面、挺柱等得到潤滑。3.潤滑脂潤滑通過潤滑脂嘴定期加注潤滑脂來潤滑零件的工作表面。例如水泵及發電機軸承等，它不屬于潤滑系的工作范疇汽車構造與原理(二)汽車構造與原理(二)

10.2潤滑系統的組成汽車構造與原理(二)潤滑系統的組成：

油底殼、機油集濾器、機油泵、機油濾清器、機油冷卻器等汽車構造與原理(二)潤滑油路分類：汽車構造與原理(二)潤滑系部件結構原理：1）油底殼

功用：存儲潤滑油

2）機油集濾器

功用：濾除潤滑油中粗大的雜質分類：浮子式和固定式

汽車構造與原理(二)

1、油底殼功用：存儲潤滑油2、機油集濾器功用：濾除潤滑油中粗大的雜質分類：浮式集濾器和固定集濾器

a)濾網不阻塞b)濾網阻塞1-外罩2-濾網3-浮子4-吸油管5-固定管汽車構造與原理(二)3、機油泵功用：保證機油在潤滑系統內循環流動，并在發動機任何轉速下都能以足夠高的壓力向潤滑部位輸送足夠數量的機油。

分類：按結構分可分為轉子式和齒輪式，齒輪式又可分為外接齒輪式和內接齒輪式。汽車構造與原理(二)1）外齒輪式機油泵結構：汽車構造與原理(二)工作原理：

當機油進入機油泵時，通過主動齒輪和被動齒輪的嚙合旋轉，進油腔的容積由于輪齒逐漸脫離嚙合而增大，腔內產生一定的真空度，潤滑油從底殼被吸入進油腔。然后被旋轉齒輪帶到過渡油腔，在進入出油腔，通過容積的變化，使潤滑油壓力升高，送往各潤滑油道。2）內齒輪式機油泵結構：汽車構造與原理(二)工作原理：內齒輪與主動齒輪嚙合，當主動齒輪旋轉時，帶動從動齒輪旋轉，進油容積由小變大，不斷進油；出油容積不斷由大變小，油壓升高。3）轉子式機油泵結構：汽車構造與原理(二)工作原理：機油泵工作時，內轉子帶動外轉子旋轉，進油腔容積由小變大，腔內產生一定的真空度，潤滑油被吸入油腔；經過過渡油腔進入出油腔，容積不斷由大變小，油壓升高。送往各潤滑油道。汽車構造與原理(二)4、安全閥功用：防止因發動機轉速過快，導致機油泵轉速增加，機油壓力過高的現象。

5、機油濾清器

功用：濾掉機油中機械雜質和膠質、保持機油清潔

分類：全流式濾清器和分流式濾清器

結構：1-出油口2、4-密封圈3-進油口5-濾清器殼體6-紙濾芯7-濾芯襯網8-旁通閥彈簧9-旁通閥片10-彈簧汽車構造與原理(二)

6、機油冷卻器

功用：防止機油溫度過高氧化變質，降低粘度。降低潤滑效果。

分類：風冷式和水冷式汽車構造與原理(二)

潤滑油路：

現代汽車發動機潤滑系油路布置方案大致相似，只是由于潤滑系的工作條件和某些具體結構的不同而稍有差別。

汽車構造與原理(二)工作原理：汽車構造與原理(二)10.3潤滑劑汽車構造與原理(二)分類：汽車發動機潤滑劑包括機油和潤滑脂兩種。

功用：1）潤滑2）冷卻3）清洗4）密封5）防銹汽車構造與原理(二)潤滑油機油主要性能指標：

（1）粘度粘度標準：單極油：0W、5W、10W、15W、20W、25W（冬季用油）20、30、40、50、60（夏季用油）多級油：同時滿足高溫和低溫測試的機油如：SAE10W/30；SAE15W/40

汽車構造與原理(二)SAE5W/20SAE10W/30SAE15W/40SAE20W/40SAE5W/30SAE10W/40SAE15W/50SAE20W/50SAE5W/40SAE10W/50SAE5W/50汽車構造與原理(二)（2）凝點與傾點

潤滑油在規定條件下冷卻至停止流動時的最高溫度稱為凝點。規定條件下，被冷卻的潤滑油能夠流動的最低溫度稱為傾點。凝點和傾點都是表示油品低溫流動性的指標，二者無原則差別，只是測定方法有所不同。

（3）閃點

閃點又叫閃燃點，是指可燃性液體表面上的蒸汽和空氣的混合物與火接觸而初次發生閃光時的溫度。潤滑油越輕，閃點越低。潤滑油的危險等級是根據閃點來劃分的。（4）粘溫性指潤滑油粘度隨溫度而變化的特性。汽車構造與原理(二)（4）抗氧化安定性指潤滑油抵抗氧化作用不使其性質發生永久變化的能力（5）酸值和腐蝕性我國潤滑油的分類：（1）汽油機潤滑油：SC、SD、SE、SF、SG、SH（2）柴油機潤滑油：CC、CD、CD-II、CF、CF-4（3）二沖程汽油機：ERA、ERB、ERC、CF-4潤滑油的選用：

1）根據發動機的種類不同2）根據發動機強化程度不同

3）根據氣溫的不同汽車構造與原理(二)潤滑脂潤滑脂是稠厚的油脂狀半固體。用于機械的摩擦部分，起潤滑和密封作用。也用于金屬表面，起填充空隙和防銹作用。分類：

鈣基潤滑脂、鈉基潤滑脂、鈣鈉基潤滑脂、復合鈣基潤滑脂、通用鋰基潤滑脂、石墨鈣基潤滑脂。汽車構造與原理(二)本章小結：

1）潤滑方式的分類；

2）潤滑系統的組成；

3）潤滑油路；

4）潤滑劑分類汽車構造與原理(二)

第十一章發動機起動系統汽車構造與原理(二)

11.1起動系統概述汽車構造與原理(二)發動機的起動：

要使發動機由靜止狀態過渡到工作狀態，必須先用外力轉動發動機的曲軸，使活塞作往復運動，氣缸內的可燃混和氣燃燒膨脹做功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉，發動機才能自行運轉，工作循環才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉動到發動機開始自動地怠速運轉的全過程，稱為發動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發動機的啟動系。汽車構造與原理(二)起動系統的作用：

在發動機起動時，按照發動機的需求，提供一定的轉矩，使發動機達到規定的轉速，順利完成起動過程所需要的裝置。發動機起動方式的分類：

用手起動、電起動、汽油機起動、壓縮空氣起動、拖動起動

汽車構造與原理(二)電起動系的基本組成：蓄電池、起動機、起動繼電機、點火開關、安全開關、低溫啟動預熱裝置汽車構造與原理(二)起動系統的工作原理：

起動時，接通起動開關起動機電路通電，繼電器的吸引線圈和保持線圈通電，產生很強的磁力，吸引鐵芯左移，并帶動驅動杠桿繞其銷軸轉動，使齒輪移出與飛輪齒圈嚙合。與此同時，由于吸引線圈的電流通過電動機的繞組，電樞開始轉動，齒輪在旋轉中移出，減小沖擊。汽車構造與原理(二)當駕駛員將點火開關轉到點火位時，切斷起動機控制點火電路，驅動齒輪退回，起動機停止運轉。汽車構造與原理(二)

11.2電起動機汽車構造與原理(二)功用：起動機的作用是將蓄電池的電能轉化成機械能

組成：直流電動機、控制裝置、傳動機構

直流電動機工作原理：

PS：兩個定則和兩個定理

電磁感應定理：在磁場中運動的導體將會感應電勢，若磁場、導體和導體的運動方向三者互相垂直，則作用導體中感應的電勢大小為：e=B·l·v

電磁力定律：載流導體在磁場中將會受到力的作用，若磁場與載流導體互相垂直，作用在導體上的電磁力大小為：f=B·l·i汽車構造與原理(二)B：磁場的磁感應強度

V：導體運動速度I：導體有效長度

e：感應電勢f：電磁力

電勢的方向用右手定則電勢的方向用左手定則汽車構造與原理(二)直流電動機工作原理：當線圈邊在不同極性的磁極下，利用磁感現象，通過換向器將流過線圈中的電流方向及時地加以變換，即進行所謂“換向”。從而保證每個極下線圈邊中電流始終是一個方向，就可以使電動機能連續朝一個方向的旋轉汽車構造與原理(二)直流電動機構造：轉子電樞鐵芯直流電動機定子轉向極換向器主磁極基座端蓋電刷裝置電樞繞阻電樞軸、風扇電樞總成汽車構造與原理(二)汽車構造與原理(二)（1）轉子部分（電樞總成）

直流電機的轉動部分稱為轉子，又稱電樞。轉子部分包括電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉軸、軸承、風扇等。

1）電樞鐵心電樞鐵心既是主磁路的組成部分，又是電樞繞組支撐部分；電樞繞組就嵌放在電樞鐵心的槽內。為減少電樞鐵心內的渦流損耗，鐵心一般用厚0.5mm且沖有齒、槽的的硅鋼片疊壓夾緊而成。

2）電樞繞組

電樞繞組由一定數目的電樞線圈按一定的規律連接組成，他是直流電機的電路部分，也是感生電動汽車構造與原理(二)勢，產生電磁轉矩進行機電能量轉換的部分。線圈用絕緣的圓形或矩形截面的導線繞成，分上下兩層嵌放在電樞鐵心槽內，上下層以及線圈與電樞鐵心之間都要妥善地絕緣，并用槽楔壓緊。

3）

換向器

在直流電動機中，換向器起逆變作用。換向器由許多具有鴿尾形的換向片排成一個圓筒，其間用云母片絕緣，兩端再用兩個V形環夾緊而構成。汽車構造與原理(二)（2）定子部分

直流電動機的定子由主磁極、機座、換向極、端蓋和電刷裝置等部件組成。

1）主磁極主磁極的作用是建立主磁場。絕大多數直流電機的主磁極不是用永久磁鐵而是由勵磁繞組通以直流電流來建立磁場。主磁極由主磁極鐵心和套裝在鐵心上的勵磁繞組構成。主磁極鐵心靠近轉子一端的擴大的部分稱為極靴，它的作用是使氣隙磁阻減小，改善主磁極磁場分布，并使勵磁繞組容易固定。為了減少轉子轉動時由于齒槽移動引起的鐵耗，主磁極鐵心采用1～1.5mm的低碳鋼板沖壓一定形狀疊裝固定而成。主磁極上裝有勵磁繞組，整個汽車構造與原理(二)主磁極用螺桿固定在機座上。主磁極的個數一定是偶數，勵磁繞組的連接必須使得相鄰主磁極的極性按N，S極交替出現。2）機座機座有兩個作用，一是作為主磁極的一部分，二是作為電機的結構框架。機座中作為磁通通路疊部分稱為磁軛。機座一般用厚鋼板彎成筒形以后焊成，或者用鑄鋼件（小型機座用鑄鐵件）制成。機座的兩端裝有端蓋。3）換向極

換向極是安裝在兩相鄰主磁極之間的一個小磁極，它的作用是改善直流電機的換向情況，使電機運行時不產生有害的火花。換向極結構和主磁極類汽車構造與原理(二)極類似，是由換向極鐵心和套在鐵心上的換向極繞組構成，并用螺桿固定在機座上。換向極的個數一般與主磁極的極數相等，在功率很小的直流電機中，也有不裝換向極的。換向極繞組在使用中是和電樞繞組相串聯的，要流過較大的電流，因此和主磁極的串勵繞組一樣，導線有較大的截面。

汽車構造與原理(二)

4）端蓋端蓋裝在機座兩端并通過端蓋中的軸承支撐轉子，將定轉子連為一體。同時端蓋對電機內部還起防護作用。5）

電刷裝置電刷裝置是電樞（轉子）電路的引出（或引入）裝置，它由電刷，刷握，刷桿和連線等部分組成，電刷是石墨或金屬石墨組成的導電塊，放在刷握內用彈簧以一定的壓力按放在換向器的表面，旋轉時與換向器表面形成滑動接觸。刷握用螺釘夾緊在刷桿上。每一刷桿上的一排電刷組成一個電刷組，同極性的各刷桿用連線連在一起，再引到出線盒。刷桿裝在可移動的刷桿座上，以便調整電刷的位置。汽車構造與原理(二)直流電機的勵磁方式：

直流電機的勵磁方式是指對勵磁繞組如何供電、產生勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。根據勵磁方式的不同，直流電機可分為下列幾種類型。

1）他勵直流電機勵磁繞組與電樞繞組無聯接關系，而由其他直流電源對勵磁繞組供電或勵磁繞組為永磁體的直流電機稱為他勵直流電機。

汽車構造與原理(二)2）并勵直流電機

并勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組相并聯，勵磁繞組與電樞共用同一電源。

3）串勵直流電機

串勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組串聯后，再接于直流電源，這種直流電機的勵磁電流就是電樞電流。

汽車構造與原理(二)4）復勵直流電機復勵直流電機有并勵和串勵兩個勵磁繞組，若串勵繞組產生的磁通勢與并勵繞組產生的磁通勢方向相同稱為積復勵。若兩個磁通勢方向相反，則稱為差復勵。

汽車構造與原理(二)傳動機構

功用：在起動時，它保證起動機的動力能夠通過飛輪傳遞給曲軸；起動完畢，發動機開始工作時，立即切斷動力傳遞路線，使發動機不可能反過來通過飛輪驅動起動機以高速旋轉。分類：滾柱式、摩擦片式、扭簧式

1）滾柱式汽車構造與原理(二)

2）摩擦片式離合器汽車構造與原理(二)3）扭簧式離合器汽車構造與原理(二)控制裝置

1）電磁開關

功用：控制起動機驅動齒輪與發動機飛輪的嚙合與分離及電動機電路的通斷。汽車構造與原理(二)2）起動繼電器功用：通過起動繼電器觸點的開閉控制電磁開關的通斷，減少起動開關的電流。汽車構造與原理(二)3）起動機驅動保護電路功用：

1）發動機一旦起動，應使起動機自動停止工作。2）發動機正常工作后，即使誤將起動開關接通，起動機也不會工作。保護原理：

1）點火開關轉至起動檔位時

起動繼電器電磁鐵線圈電路接通。其電路為：

蓄電池正極→電流表→點火開關→組合繼電器接柱“SW”→起動繼電器電磁鐵線圈→充電指示控制繼電器觸點→搭鐵→蓄電池負極。

起動繼電器觸點閉合，接通吸引線圈和保持線圈電流通路，起動機開始工作。汽車構造與原理(二)（2）發動機發動后

起動后，發電機正常發電，其中點電壓L2無電，K2斷開，起動繼電器線圈L1斷電，其觸點斷開。切斷起動繼電器線圈電路，觸點張開，起動機停止工作。

發動機正常工作后，若誤接通起動開關，起動機也不會工作。因為此時，發電機已正常供電，使充電指示控制繼電器觸點K2總是處于張開狀態，起動繼電器觸點不再閉合，起動機更不會工作，從而實現了對起動機的保護汽車構造與原理(二)