五、学时分配: 六、课堂(课后)作业: 课后习题: 1.点火系统的功用是什么? 2.什么叫点火提前角?点火提前过早或过晚对发动机性能有何影响? 七、教学小结: 通过本章节的学习,要求学生掌握汽油发动机点火系统的原理和组成。 教学时注意事项: 1.只有汽油机要点火系统,柴油机不需要; 2.传统分电器式点火系统现在很少使用了; 3.本章节内容较少,但是涉及大量电路,根据学生实际情况讲解。
教学内容(或实训项目)设计 第六章 汽油发动机点火系统 【内容设计】 一、 概述 在汽油机中,可燃混合气是靠电火花点燃的。为了能在气缸中产生电火花,汽油机装设了一整套能够按照发动机点火顺序和点火时刻规律、在火花塞电极之间产生电火花的系统, 即汽油发动机点火系统。 目前汽油及应用的点火系统有: (1) 传统分电器式点火系统:主要由电源、点火线圈、断电器、分电器、火花塞、高压导线等组成。 (2)半导体点火系统:也称晶体管点火系统,是一种新型点火系统,其电源虽然也是蓄电池,但是初级电流的控制是由晶体管来完成的。 (3) 微机控制点火系统:他通过微机和各种传感器控制点火时刻,改善了发动机的动力性、经济型和排气污染。 二、 传统分电器式点火系统 (一)工作原理 点火线圈是一个带有附加电阻的自耦变压器,其初级绕组通过断电器的触点搭铁。由发动机凸轮轴驱动的分电器轴转动时,带动断电器凸轮一起旋转,使断电器触点不断地闭合和张开。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,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,产生火花。 (二)点火提前 点火提前:为了使气体能在作功行程中得到比较完全的膨胀,热能得到最有效的利用,因此要在压缩接近上止点点火,即点火提前。 点火提前角:把火花塞点火时,曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角。 影响因素:发动机转速与混合气燃烧速度 转速的影响:发动机转速越高,点火提前角应该越大 混合气燃烧速度:与混合气的成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。当发动机转速一定时,随着负荷的加大,节气门开大,进入气缸的可燃混合气量增多,压缩终了时的压力和温度增高,同时,残余废气在气缸内所占的比例减小,混合气燃烧速度加快,这时,点火提前角应适当减小。反之,发动机负荷减小时,点火提前角则应适当增大。 (三)传统分电器式点火系统的主要零部件 1.分电器 (1) 断电器
功用: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断电器的触点间隙一般为 0.35 ~ 0.45 mm,可以通过调整固定触点的位置来改变触点间隙 (2)配电器 功用:分火头旋转时,导电片在距离分缸高压线插孔电极的0.2 ~ 0.8mm间隙处越过,当断电器触点打开时,高压电自导电片跳至与其相对的分缸高压线插孔,再经分缸高压线送至火花塞。 (3)电容器 功用:是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,并可加速点火线 圈中的磁通变化率,提高点火电压。 (4)点火提前调节装置调节点火提前角的方法 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调节方式:离心式、真空式点火提前角调节装置和辛烷校正器 2.点火线圈 功用:把电源的低压电转变成火花塞点火所需要的高压电分类: 开磁路点火线圈: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 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
3.火花塞 功用:将点火线圈产生的脉冲高压电引入燃烧室,并在两极之间产生电火花,以点燃可燃混合气分类:根据火花塞裙部的长短可分为冷型、热型和普通型 火花塞间隙:中心电极和侧电极的间隙,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 三、 半导体点火系统 (一)磁感应式无触点点火系统 1.点火信号发生器 点火信号发生器装在分电器内,它由分电器轴带动的信号转子、永久磁铁、铁芯和绕在铁芯上的传感器组成。其功用是产生信号电压控制点火。 2.点火控制器 由晶体管 VT1 和 VT 2 组成的点火信号检出电路、 VT3 和 VT4 组成的开关放大电路及大功率晶体管VT5 组成其功用是将从点火信号发生器得到的信号整形、放大,以控制点火线圈初级电路的通、断。 3.其他元件作用 稳压管 VS1 和 VS2 用来限制点火信号发生器输出典雅的幅度,以保护晶体管 VT1 和 VT2 。稳压管 VS3 和 C 2 电容器,
用来稳定电源电压。 (二)霍尔效应式无触点点火装置 1.霍尔效应原理 当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时,薄片的两端就会产生电位差,这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U H。 其表达式为 其中RH为霍尔系数,I为薄片中通过的电流,B 为外加磁场(洛伦磁力Lorrentz)的磁感应强度,d是薄片的厚度。 由上式克制,当I为定值时,U H与磁感应强度B 成正比。利用这一效应可制成霍尔效应传感器,准确地控制发动机的点火时间。 2. 四、 汽车电源 (一)蓄电池 铅酸蓄电池、镍电池、锂电池、化学电池、飞轮电池等 (二)发电机 主要使用硅整流交流发电机
霍尔发生器
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