8.1点火系统电路故障分析(课件)-高一《汽车发动机构造与维修》同步教学（北理工版）

2023-06-12

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点火系统电路故障分析任务８-１　点火系统电路故障分析一、点火系统的发展一百多年来，伴随着汽车的发展，汽油发动机的点火技术也逐渐提高。１８８６年，第一辆以四循环内燃机为动力的汽车使用的是磁电机点火系统。１９３１年，美国人发明了被后人称为传统点火系统的点火装置。随着汽车技术的不断进步，传统点火系统已不能满足人们对汽车动力性、经济性和排放控制的要求。无触点电子点火系统自２０世纪６０年代末期开始推广应用至今，在汽车上已基本普及，传统点火系统已逐渐被淘汰。下一页返回任务８-１　点火系统电路故障分析１９７６年，美国通用公司首次将微处理器应用于点火时刻控制，此后，微机控制的电子点火系统的应用日渐增多，并与汽油喷射、怠速等发动机其他电子控制系统一起，实现了发动机的几种电子控制。下一页返回任务８-１　点火系统电路故障分析二、点火系统基本功能汽车点火系统基本功能是点燃式发动机为了正常工作，按照各缸点火次序，定时地供给火花塞以足够高能量的高压电(１５０００ ~３００００Ｖ)，使火花塞产生足够强的火花，点燃可燃混合气。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备，称为发动机点火系统。上一页下一页返回任务８-１　点火系统电路故障分析三、点火系统的作用及要求点火系统的作用是将蓄电池或发电机输出的低压电流(一般为１２ ~ １４Ｖ)，经点火线圈变为高压电流(２０ ~３０ｋＶ)，通过分电器按照发动机各缸的点火顺序，在一定时间内轮流配送给各火花塞，产生电火花，点燃汽缸内的混合气，使发动机运转。上一页下一页返回任务８-１　点火系统电路故障分析为确保发动机稳定可靠地工作，对点火系统有如下三个基本要求。１.能产生足够高的次级电压点火系统用于点燃混合气的火花塞电极伸入发动机汽缸燃烧室内，通过电极之间气体的电离作用产生电弧放电(跳火)。要使电极之间具有很高压力的气体电离而产生电火花ꎬ就必须有足够高的电压。使火花塞电极跳火所需的电压称之为击穿电压Ｕｊ (或称点火电压)，而Ｕｊ的高低与发动机工况及火花塞的状况有关。 (１) 发动机工况汽缸内的混合气压力高、温度低时，气体的密度相对较大，气体电离所需的电场力就大，所需的击穿电压也就高。上一页下一页返回任务８-１　点火系统电路故障分析发动机在不同工况下其压缩终了的混合气压力和温度是不同的，因此，当发动机的转速和负荷改变时，火花塞的击穿电压也随之而变。 (２) 火花塞电极的温度和极性当火花塞电极的温度超过混合气温度时，击穿电压可降低３０％ ~５０％。这是因为在电极温度高时，包围在电极周围的气体密度相对较小的缘故。由于火花塞中心电极的温度相对较高，因此，火花塞的中心电极为负时，火花塞电极的击穿电压可降低２０％左右。 (３) 火花塞的间隙和形状火花塞电极的间隙增大，在同样的电压下电极之间的电场就减弱，要使电极间隙间的气体电离所需的电压就得增大。上一页下一页返回任务８-１　点火系统电路故障分析火花塞电极较细或电极表面有沟棱时，在同样的电压下其电场的最强处要大于较粗、表面平的电极，因此，所需的击穿电压可降低。此外，火花塞电极上积油、积炭时，其击穿电压也会相应升高。点火系统所能产生的电压称为最高次级电压(Ｕｍ２ )。要使发动机在任何工况、状态下火花塞都能够可靠跳火，就必须满足Ｕｍ２ > Ｕｊ。为此通常要求点火系统所能产生的最高次级电压Ｕｍ２在20ｋＶ以上。上一页下一页返回任务８-１　点火系统电路故障分析２.要有足够的点火能量火花塞跳火后能确保可燃混合气迅速燃烧，还必须要有足够的点火能量。发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度已接近自燃温度，因此所需的火花能量很小，但是发动机在起动、怠速及急加速工况时，由于混合气的温度较低或混合气过浓、过稀等原因ꎬ需要有较高的点火能量才能保证混合气可靠燃烧。点火能量不足时，会使发动机起动困难、点燃率下降，发动机的动力性下降、油耗和排污增加，并可能导致发动机不工作。上一页下一页返回任务８-１　点火系统电路故障分析３.点火时间要适当为使发动机汽缸内的燃烧最高压力出现在压缩终了上止点后１０° ~１５°，使混合气的燃烧功率达到最大，就必须在压缩终了前的某个适当时刻点火。上一页下一页返回任务８-１　点火系统电路故障分析某缸火花塞开始跳火到活塞运行至压缩终了上止点的曲轴转角称之为点火提前角。点火提前角过大，压缩行程活塞上行的阻力增大，导致发动机功率下降、油耗增加，且发动机容易产生爆燃；点火提前角过小，混合气燃烧产生的最高压力和温度下降，也会导致发动机功率下降、油耗增加，且容易引起发动机过热、排气管放炮等故障。发动机在不同的转速和负荷下，

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