了解传统点火系统

    任务二　了解传统点火系统

    任务描述

    本任务重点介绍了传统点火系统的组成及工作原理，分析了其部件特性与相关影响因素。现场应提供传统点火系统示教板及传统点火系统设备实物。

    任务实施

    一、传统点火系统的组成

    1．传统点火系统的组成

    传统点火系统主要由电源（蓄电池）、点火触发装置、点火控制装置、高压产生器（高压线圈）、高压电分配装置、高压导线及火花塞组成，传统点火系统的构成如图2-2所示。

    

    

    图2-2　传统点火系统

    传统点火系统的线路组成如图2-3所示。

    传统点火系统的实物如图2-4所示。

    做一做

    在实习教师的指导下观察传统点火系统各部件的外形及位置。

    2．传统点火系统的主要部件

    （1）断电器

    断电器有机械式和晶体管式两种，机械式的应用较普遍。当发动机运转时，凸轮轴驱动分电器中凸轮旋转，控制断电器触点启闭。当断电器将低压电路闭合时，初级线圈中产生低压电流，在点火线圈内形成磁场。当电流达到一定值时，断电器将低压电路断开，磁通消失，在次级线圈中感应出10～24 kV的电动势，通过分电器依次传到相应汽缸的火花塞电极上，即产生电火花，实物如图2-5所示。为了消除自感电动势，与触点并联有一只0.15～0.30 μ F的电容器，实物如图2-6所示。

    

    

    图2-3　传统点火系统的线路组成及连接详解图

    

    1—分电器；2—高压导线；3—火花塞；4—附加电阻；5—点火线圈；6—点火开关；7—蓄电池；8—起动机；9—电容器；10—断电器

    

    

    图2-4　传统点火系统实物图

    （2）分电器

    分电器装于信号发生器的上部，由分电器盖、分火头组成，其作用是将高压电按点火顺序分配至火花塞。

    分电盘是以机械方式控制各缸的点火时机，其中有一转子在分电盘中旋转，其旋转轴是由引擎带动并且转速是引擎曲轴转速的二分之一，连接至各缸火花塞的接点则依顺序设置在分电盘四周。当转子在分电盘中旋转时，会依顺序使各缸接点的触发电流导通，并将高压通过导线传送至火花塞，使火花塞点火。实物如图2-7所示。

    

    

    图2-5　断电器

    

    

    图2-6　电容器实物及示意图

    

    

    图2-7　分电器

    （3）离心调节器

    离心调节器的结构如图2-8所示，离心调节器的作用是在转速变化时，利用离心力自动，使信号发生器提前产生点火信号来调节点火提前角。在分电器轴上固定有托板，两个重块分别套在托板的柱销上，重块的另一端由弹簧拉向轴心；信号发生器的转子与拨板一起套在分电器轴上，拨板的两端有长形孔，套于离心块的销钉上，实物如图2-9所示。

    

    

    图2-8　离心调节器的结构图

    

    1—离心块；2—分电器轴；3—弹簧、支架；4—托板；5—柱销；6—销钉；7—拨板

    

    

    图2-9　离心调节器实物图

    （4）真空调节器

    真空调节器的作用是在发动机负荷变化时，自动调节点火提前角。真空调节器装于分电器壳体一侧，在外壳内固定有弹性金属片制成的膜片，膜片中心一侧与拉杆固连，另一侧压有弹簧。拉杆由壳底座孔中伸出，与底板相连，拉动底板带着信号发生器的定子相对于轴产生角位移，如图2-10所示。

    

    

    图2-10　真空调节器

    （5）点火线圈

    点火线圈由初、次级线圈和铁芯组成。初级线圈的导线粗而匝数少，次级线圈导线细而匝数多，相当于一个升压变压器，主要产生送至火花塞点火的高压，基本结构如图2-11所示。

    点火线圈实物图如图2-12所示。

    （6）火花塞

    火花塞的作用是将高压电引进发动机燃烧室，在电极间形成火花，用以点燃可燃混合气。火花塞拧装于汽缸盖的火花塞孔内，下端电极伸入燃烧室，上端连接分缸高压线。火花塞是点火系统中工作条件最恶劣、要求最高和最易损坏的部件，其外形图如图2-13所示。

    

    

    图2-11　点火线圈结构图

    

    1—瓷杯；2—铁芯；3—初级绕组；4—次级绕组；5—钢片；6—外壳；7—“ － ”接线柱；8—胶木盖；9—高压插座；10—“＋”接线柱；11—“开关”接线柱；12—附加电阻

    

    

    图2-12　点火线圈

    

    

    图2-13　火花塞

    知识拓展

    火花塞的要求

    ①混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲击，这就要求火花塞必须有足够的机械强度。

    ②火花塞承受着交变的高电压，这就要求它应有足够的绝缘强度，能承受30 kV高压。

    ③混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达1 500～2 200℃，进气时又突然冷却至50～60℃，因此要求火花塞不但能耐高温，而且能承受温度剧变，不会出现局部过冷或过热。

    ④混合气的燃烧产物很复杂，含有多种活性物质，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐蚀。因此要求火花塞要耐腐蚀。

    ⑤火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有合适的电极间隙。火花塞安装位置要合适，以保证有合理的着火点。火花塞气密性应当好，以保证燃烧室不漏气。

    （7）附加电阻

    附加电阻是一个热敏电阻器件，具有温度升高时电阻迅速增大、温度降低时电阻迅速减小的特点。发动机工作时，会利用附加电阻这一特点自动调节初级电流，这样可以改善点火系的工作特性。附加电阻实物及示意图如图2-14所示。

    

    

    图2-14　附加电阻实物及示意图

    二、传统点火系统的工作原理

    在传统点火系统中，由蓄电池或发电机供给12 V的低压电，借助点火线圈和断电器将其转变为高电压，再通过配电器分配到各缸火花塞，使其电极之间产生高压电火花，完成点火过程。具体工作过程如图2-15所示。

    接通点火开关，发动机开始运转，断电器凸轮在配气凸轮轴的驱动下也随之旋转；凸轮旋转时，交替地将触点闭合和打开。在点火开关SW接通的情况下，当触点闭合时，初级绕组中有电流流过，初级电流I₁用实线表示，电流从蓄电池正极→点火开关SW→点火线圈“＋开关”接线柱→附加电阻→“开关”接线柱→点火线圈的初级绕组→“ － ”接线柱→断电器触点→搭铁→蓄电池负极。

    

    

    图2-15　传统点火系统工作原理图

    初级电流在线圈的铁芯中形成磁场，经过一定时间后，当凸轮将触点打开时，初级电路被切断，初级电流消失，它所形成的磁场也随之迅速变化，在两个绕组中都感应出电动势。由于次级绕组的匝数多，因而在次级绕组内就感应出15 kV～20 kV的电动势，它足以击穿火花塞的电极间隙，产生火花点燃混合气。

    高压电流I₂用虚线箭头表示的回路为：次级绕组→“开关”接线柱→附加电阻→“＋开关”接线柱→点火开关→电流表→蓄电池→搭铁→火花塞旁电极→中心电极→配电器旁电极→分火头→次级绕组。

    配电器轴每转一圈，各缸按点火顺序轮流点火一次。

    由上述可知，在点火系统中有两个电路：初级电流I₁流经的电流为低压电路，而高压电流I₂流经的电路为高压电路。发动机工作时，上述过程周而复始的重复着，若要停止发动机的工作，只要断开点火开关，切断初级电路即可。

    想一想

    传统点火系统中的点火高压是怎样产生的？

    三、任务评价表

    

    自我测试

    1．传统点火系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

    2．传统点火装置分电器中的电容器容量为多少？

    3．传统点火系统在断电触点________时产生高压火。