汽油機氣缸內的混合氣是點燃還是壓燃？

氣缸內的混合氣是電火花點燃。產生電火花的電壓，是高壓還是低壓？

一、點火系統的作用

將蓄電池（或發電機）供給的低壓電轉變為高壓電，并按照發動機的作功順序與點火時刻的要求，適時準確地將高壓電送至各缸的火花塞，點燃氣缸內的混合氣。

二、點火系的發展及組成

1、傳統點火

2、電子點火

3、有配電器微機控制點火

傳感器-ECU-點火控制器-點火線圈-配電器-火花塞

4、微機控制同時點火（點火線圈分配式）

傳感器-ECU-點火控制器-點火線圈--火花塞

5、微機控制單獨點火方式

傳感器-ECU-點火控制器-點火線圈-火花塞

三、發動機對點火系統的要求

（一）產生足以擊穿火花塞間隙的電壓

實踐證明：

發動機滿負荷、低轉速需Uj=8～10kv；

發動機起動時， Uj =17～20kv；

考慮：

余量、絕緣、成本

設計 Uj = 30kv；

Uj的高低取決于下列因素：

1.火花塞電極間隙和形狀

2.火花塞電極溫度

3.作用火花塞高壓電極性

4.氣缸內混合氣壓力和溫度

5.發動機工況（高速、低速、加速）

（二）電火花應具有足夠的能量

焦耳 = 電壓×電流×時間

（J） （V）（A）（S）

發動機正常工作，火花能量?。?～5mJ

可靠點火：50～80mJ

可靠起動： 100mJ

（三）點火時刻應適應發動機工況

1.點火時刻

點火時機—轉速、負荷、汽油辛烷值；

點火順序—氣缸設計的工作順序；

2.最佳點火時機

混合氣完全燃燒后的氣缸最大壓力，應出現在活塞壓縮上止點后，曲軸轉角的10～150 。

點火過早—爆燃、油耗↑功率↓，易損機件。

點火過遲—壓力降低、功率↓，發動機過熱。

3.最佳點火提前角θ

發動機功率最大，油耗最低時的點火提前角。

影響最佳點火提前角的因素：

（1）發動機轉速 n

n↑，θ ↑。（但增量應不同）

n低時，隨著n↑ ，θ增量應該大 。（溫度低、擾流差，燃燒速度慢）

n高時，隨著n↑ ，θ增量應減小。（壓力大、溫度高、擾流強-燃燒速度快；）

——設置離心自動調節點火提前角裝置。

折線變化規律由什么結構保證？

離心塊兩彈簧彈力一強一弱；

（2）發動機負荷（節氣門開度）

怠速：

節氣門全閉，真空孔位于節氣門上方，點火提前角不變。

小負荷：

節氣門略開，真空孔位于節氣門下方，真空度最大，點火提前角增大。

大負荷：

節氣門全開，真空孔處真空度減小，點火提前角隨之減小。

依據發動機負荷的變化，自動調節點火提前角——設置真空自動調節點火提前角裝置。

（3）汽油辛烷值

汽油辛烷值越高，抗爆性越好，初始點火提前角應該相應增大——設置人工調節（轉動分電器外殼）

氣缸壓縮比；混合氣成分；進氣溫度、壓力；火花塞電極數量；均會影響點火提前角——微機控制點火。

傳統觸點式點火系統

一 、點火系統組成

電路連接：

★點火電路原理：

二、高壓電的產生（ 打開點火開關）

（一）觸點閉合，初級繞組N1電路接通

電流通路：

蓄電池+—點火開關—初級繞組N1—斷電器觸點—搭鐵—蓄電池-；

初級繞組通過電流且增長，引起磁場變化，在初級繞組中產生自感電動勢，由于其方向與電流方向相反，阻礙初級繞組電流增長，使磁場變化速率低，在次級繞組中產生互感電動勢大約為2000V。

（二）觸點張開，初級繞組N1電路切斷

初級電流消失，引起磁場變化，在初級繞組中產生自感電動勢，由于阻礙初級電流消失，磁場變化率低，在次級繞組中產生互感電動勢大約為4000V。

自感電動勢eL的危害：

1.擊穿斷電器觸點間隙，產生電火花，燒蝕觸點；

2.阻礙初級繞組電流消失，使磁通變化速率降低，次級繞組產生的高壓電降低；

（三）設置電容器協助點火線圈產生高壓電

電容器與斷電器觸點并聯；

斷電器觸點閉合時，電容器被短路；

觸點張開時，電容器吸收自感電動勢，加速初級電流消失，提高磁場變化率，在次級繞組中產生互感電動勢大約為20000V。

點火系的工作過程可分三個階段：

初級繞組電路接通；

初級繞組電路切斷；

擊穿火花塞間隙，點燃混合氣；

（四）、高壓電流通路

點火線圈次級繞組N2”+”—點火開關—蓄電池—搭鐵—火花塞—高壓線—配電器—點火線圈次級繞組N2”-”

三、使用因素對高壓電的影響

（一）發動機曲軸轉速

曲軸轉兩轉，分電器軸轉一轉，由配電器按照點火順序將高壓電送至各缸火花塞跳火一次。

a.曲軸轉速越高，初級繞組通電時間越短，磁通變化率越低，次級繞組產生的高壓電也就越低。

b.轉速過低，高壓電也越低。

（二）發動機氣缸數

氣缸數越多，初級繞組通電時間越短，磁通變化率越低，次級繞組產生的高壓電也就越低。

同一點火線圈，用于4缸和6缸發動機時，極限轉速不同。

（三）火花塞積炭

正常時：

火花塞中心電極與旁電極間電阻值很大，U2未達到Uj時，電極間隙不會擊穿。

積炭時：（竄油、混合氣濃）

在火花塞電極間并聯一個積炭電阻Rj-能量泄漏、失火。

檢查：

高壓電路斷開間隙3～4mm—“吊火”

能否長期“吊火”使用 ？

（四）容電器容量

標值：0.15～0.35μf

容量過大：充放電時間過長，低壓電流消失緩慢，磁通變化速率降低，次級電壓降低。

容量過?。撼潆姇r間過短，觸點間產生電火花，低壓電流消失緩慢，磁通變化速率降低，次級電壓降低。

（五）斷電器觸點

1.觸點間隙

標值：0.35～0.45mm

觸點間隙過大，觸點閉合角減小，時間縮短，低壓電流值減小，磁通變化速率降低，次級電壓降低。

觸點間隙過小，盡管觸點閉合角增大，觸點閉合時間增長，低壓電流值增大，但由于觸點張開間隙過小，易產生電火花，使低壓電流消失緩慢，磁通變化速率降低，次級電壓降低。

提示：

觸點間隙過大，觸點張開時機過早，點火提前角增大，易產生爆震。

2.觸點接觸電阻

觸點氧化、燒蝕、彈片彈力過弱，均會使接觸電阻增大；

觸點接觸電阻增大，低壓電流值減小，磁通變化速率降低，次級電壓降低。

（六）點火線圈溫度

環境溫度升高；

發動機過熱；

調節電壓過高；

均會導致點火線圈過熱，使初級繞組電阻增大，通過的電流減小，引起磁通變化速率降低，使次級繞組感應電壓降低。

一般要求：T不大于80 ℃

四、點火系統各部件構造

（一）分電器

斷電器

配電器

容電器

離心自動調節機構

真空自動調節機構

1、斷電器

觸點：

鎢合金；固定觸點搭鐵；活動觸點絕緣；觸點張開間隙由偏心螺釘調整。

凸輪：凸角數=氣缸數

2、配電器

分電器蓋，分火頭，膠木制成。

分火頭安裝在分電器軸頂端，并隨其轉動，其上導電片傳遞高壓電。

分電器蓋上制有高壓插孔；

旁插孔數=氣缸數

3、容電器

作用：吸收自感電動勢，保護觸點不燒蝕，協助點火線圈產生高壓電。

并聯在觸點兩端；

容量=0.15～0.35uf；

耐壓：600V；

絕緣電阻：50MΩ。

結構：

兩片錫箔作電極，絕緣紙絕緣。卷成圓柱體，裝入金屬殼內。

4、點火提前角自動調節機構

（1）離心自動調節機構

作用：

依據發動機轉速的變化，自動調節點火提前角。

組成：

與凸輪制成一體的撥板、離心塊、彈簧。

注：兩彈簧一軟一硬

工作：

轉速升高，離心力增大，離心塊外甩，使凸輪隨著分電器軸轉動的同時，又提前轉過一定的角度—提前頂開觸點，使點火提前。

（2）真空自動調節機構

作用：

依據發動機負荷的變化，自動調節點火提前角。

組成：

真空驅動器；

拉桿；

底板帶動觸點；

工作：

怠速：節氣門全閉，真空孔位于節氣門上方，點火提前角不變。

小負荷：節氣門略開，真空孔位于節氣門下方，真空度最大，拉桿拉動底板帶動觸點，逆著分電器軸的旋轉方向轉過一個角度—點火提前角增大。

大負荷：節氣門全開，真空孔處真空度減小，點火提前角隨之減小。

5、辛烷值選擇器

更換汽油號數，可作預置提前和滯后。

一般轉動分電器外殼，即可實現：

a.逆著分電器軸的轉動方向，轉動分電器外殼，點火提前。

b.順著分電器軸的轉動方向，轉動分電器外殼，點火遲后。

6、對分電器結構說明

①需要調整的三個間隙：

觸點、凸輪軸、分電器軸；

②需要潤滑的三個部位：

凸輪、凸輪軸、分電器軸承；

③不能漏裝的幾處墊片：

凸輪頂端、凸輪撥板下端、托板下端、殼下端。

（ 二）點火線圈

1.結構型式

（1）開磁路

條形鐵心上繞2個線圈：

初級線圈N1：

線徑：0.5～1.0mm；

匝數：200～300；

阻值：1.2～1.8Ω

次級線圈N2：

線徑：0.06～0.10mm；

匝數：1200～2000；

阻值：5 KΩ

磁阻大； 能量傳遞效率低，僅60%；

（2）閉磁路

硅鋼片制成“日”字形，預留間隙--減小磁滯。

磁阻小，能量傳遞效率高，可達75%。

2.附加電阻Rf

作用：根據發動機轉速變化，自動調節通過點火線圈初級繞組電流值， 防止：

a.發動機低轉速時，點火線圈不過熱；

b.發動機高轉速時，火花塞不斷火；

材料：低炭鋼絲；

特點：其電阻值隨溫度的升高而增大；

連接：串聯在點火線圈初級繞組電路中；

調節過程：

轉速升高，低壓電流減小，溫度降低，附加電阻阻值減小，使低壓電流減小的少—火花塞不斷火；

轉速降低，低壓電流增大，溫度升高附加電阻阻值增大，使低壓電流增大的少—點火線圈不過熱；

型式：

1.纏繞成電阻絲，附加在點火線圈上；

2.制成導線，包扎在線束中；

注：起動發動機時，附加電阻Rf必須被短路。

（三）火花塞

1.作用

將高壓電引入燃燒室，在電極間形成電火花，點燃混合氣。

2.工作條件及要求

（1）足夠的機械強度

承受燃燒后的高壓5.58～6.68Mpa（60～70kg/Cm2）的沖擊。

（2）絕緣性能要好，承受30kV高壓電。

（3）承受溫度的反復變化

高溫1500℃～2200℃，進氣冷卻溫度50℃～60℃。

（4）耐腐蝕

高溫燃燒產物：臭氧、一氧化碳、氧化硫等。

（5）適當的間隙及正確安裝位置

3.結構

鋼制殼體—高氧化鋁陶瓷絕緣體；

中心電極、側電極—鎳錳合金

電極間隙：

傳統點火：0.6～0.7mm

電子點火：1.0 ～ 1.2mm

4.熱特性

—指火花塞散熱能力；

火花塞散熱能力取決于絕緣體裙部長度；

自凈溫度：500℃～750℃

低于該溫度—易積炭；

高于該溫度—易熾點火（爆燃）；

裙部長，吸熱多，散熱慢—熱型；

裙部短，吸熱少，散熱快—冷型；

熱特性標定——我國用熱值標定：

1、2、3 —低熱值（熱型）—低壓縮比、低功率、低轉速發動機；

4、5、6 —中熱值（中型）

7、8、9 —高熱值（冷型）—高壓縮比、大功率、高轉速發動機；

電子點火系統

一、傳統點火系統存在的不足

1.點火可靠性差

觸點氧化、燒蝕、跳振均導致接觸不良；

2.點火線圈產生次級電壓不穩定

轉速變化，影響觸點閉合時間，導致次級電壓不穩定；

3.點火能量低

觸點通過電流受限制；

4.對火花塞積炭敏感、干擾大

二、電子點火系統的組成

電源

點火開關

附加電阻

點火線圈

配電器

信號發生器

點火控制器

火花塞

三、電子點火系統部件結構與原理

（一）磁感應式電子點火系統

解放CA1092型汽車電子點火裝置：

1、磁感應式信號發生器

（1）結構

①信號轉子

凸齒數=氣缸數

信號轉子安裝在分電器軸頂端，隨軸轉動的同時，又能與軸作相對運動

②傳感器頭

固定在分電器外殼內。

鐵心

感應線圈

導磁板

永久磁鐵

（2）信號電壓的產生

信號轉子轉動，鐵心磁通發生變化，感應線圈中產生感應電壓，其數值將隨轉速的升高而增大。

2、點火控制器控制過程

（二）霍爾式電子點火系統

1.霍爾效應

硅片上方放置一塊永久磁鐵，與磁場垂直方向通過電流，在其側面可測量出電壓UH—霍爾電壓。

2.霍爾信號發生器結構

（1）信號轉子（觸發葉輪）

葉片數=氣缸數

（葉片與窗口寬度比為：7∶3）

信號轉子安裝在分電器軸頂端，隨軸轉動的同時，又能與軸作相對運動。

（2）觸發開關

永久磁鐵、導磁板、集成電路

三根引線：電源線、信號線、搭鐵線

（3）霍爾信號發生器工作過程

觸發葉輪隨分電器軸轉動：

a.葉片進入氣隙，磁通被短路，UH=0；

b.葉片離開氣隙，磁通穿過半導體基片，UH≠0；

因為UH為mV級，數值很小，經集成電路放大、整形，并轉換成矩形脈沖信號，控制點火控制器工作。

3.點火控制器

（1）點火控制器功能：

點火功能；

限流功能；

導通時間控制功能；

停車斷電保護功能；

（2）高壓電的產生

葉片進入氣隙，UH=0，大功率管T導通—儲存磁場能。

葉片離開氣隙，UH≠0，大功率管T截止—產生高壓電。

有時候，堅持就是一種勝利！毛主席輕年時期曾寫過這樣一句話：

貴有恒，何必三更起五更眠；

最無益，只怕一日曝十日寒。

所以積學貴有恒，與大家共勉，沒有長期的積累與學習，就不會出現厚積薄發的可能。將學習和堅持當作習慣，才是人生真正的贏家！