1,94 汽油机点火系（课件）-《汽车发动机构造与维修 》同步教学 （电子工业出版社·第五版）

Ch9.汽油机点火系 10.5 汽车电源 10.5.1 概述 电源组成：包括蓄电池、发电机及其调节器。 两电源并联后与用电设备并连。正常运行时，发电机向点火系统及其他用电设备供电，同时向蓄电池充电。用电设备用电量过大，超过发电机供电能力时，蓄电池和发电机共同供电。发动机起动或低速运行时，发电机不发电或电压很低，起动机、点火系统及其他用电设备所需要的电能，全部由蓄电池供给。 汽车电路的特点 1、低压电源（12V或24V）。相关编号已标准化（国际标准） 2、单线制、电源负极搭铁。 3、电瓶电源与带电压调节器的发电机电源并联于整个电路内。 4、汽车的整体电路分为电脑控制体系和非电控体系。 5、汽车电路由电源、开关/保险器、导线和用电负荷四大组成。 6、电路内的开关有三种形式 （1）手动机械式电开关 （2）小电流控制大电流的彝电器 （3）晶体三极管开关电路 7、几乎所有汽车电路都设有检查连接器——即保险/继电器盒，由此着手检查可以事半功倍 汽车电路的特点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 8、 一 旦 打 开 点 火 开 关 （1）总强电器输出的87#柱之电源导通 （2）PCM+B、+B电源被导通（执行器工作电源） （3）PCM的1GSW柱被导通（点火开关信号） （4）所有执行器正或负极的“等待电压”被导通 （5）传感器的工作电源（1V、5V、8V、10V、12V）被导通 （6）所有仪表灯、各系统指示灯呈初始点亮状态 （7）燃油泵运转 后3~5秒停转 ①PCM初始程序正常 ②油泵控制电路正常 ③总继电器电路正常 （8）PCM呈现初始化状态——巡检自诊断 汽车电路的特点 9、电路识图原则 （1）从电源读起 （2）一个单元一个单元地查、读 （3）电流闭合回路原则 10、电路图类型 （1）电气原理图 （2）电路布线图 （3）电气原理方块图 11、车载电脑PCM使用自己的输入，运算出当前的执行指令值；同时又使用反馈修正传感器来判断执行器的偏差，以至于偏差多少补偿多少 汽车电路的特点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 汽车电源电路 10.5.2 蓄电池 蓄电池种类繁多，按电解液成分分为碱性蓄电池和铅酸蓄电池。铅酸蓄电池内阻小、电压稳定、短时间内能提供大电流（汽车起动时，起动电流200~600A甚至更高1000A），且结构简单、原料丰富，在汽车上应用广泛 电能 化学能 充电 放电 蓄电池 蓄电池是化学电源。 铅电池又分普通型、干式荷电、湿式荷电型和免维护型。 干式荷电型电池除具有普通型铅电池功能外，特点是其内部无电解液，干极板、处荷电状态，新蓄电池不必长时间初充电即可用。湿式荷电型电池内部有少量的电解液，极板为荷电状态，大部分电解液被极板和隔板吸收、储存。免维护电池是使用中，不需加蒸馏水。 蓄电池的结构 正负极板组 蓄电池由6只单格电池串联成12V以供汽车选用。蓄电池主要由极板、隔板、电解液和外壳组成。 极板：分正、负极板，是蓄电池的核心。电能＜—＞化学能，靠的是极板上的活性物质与电解液的化学反应。 活性物质：正极板为PbO2，深棕，负极板为纯Pb，深灰 极板组：将多片正、负极板并联而成。其间有隔板起绝缘作用 纯硫酸与蒸馏水按比例配置而成，加入每个单格电池中。 二、蓄电池的型号 根据JB2599-85规定，蓄电池的型号为： I部分：单格电池数，用数字表示，标准电压＝格数×2。 II 部分：用两个汉语拼音字母表示电池类型和特征，第一个字母为“Q” 启动型铅蓄电池。第二个字母表示电池结构特征。如： “A”干荷电池； “B”薄型极板； “W”免（无）维护蓄电池。 III部分：用数字表示20h率额定容量（A·h），单位略去不写。在其后用一个字母表示特殊性能，如： “G”高启动率； “S”塑料槽； “D” 低温启动性。 例：6-Q-105；6-QA-60。 10.5.3 发电机 汽车的主要电源，作用：怠速转速以上运行时，为电气设备供电且不断地给蓄电池充电。车用发电机都是交流发电机，经（硅）二极管整流，输出直流电。 （一）按总体结构不同，分为： 一、硅整流交流发电机的类型 1、普通发电机： 指无特殊装置、特殊功能的汽车交流发电机，如JF132交流发电机。 2、整体式（内装电子调节器）交流发电机：如一汽奥迪、捷达和桑塔纳等轿车用JFZ1613Z型发电机。 3、带（真空）泵交流发电机：如JFB1712系列电机。 4、无刷交流发电机：如JFW1913型交流发电机。 5、永磁交流发电机：转子磁极采用永磁材料。 （二）按整流器结构不同又可分为 1、六管交流发电机 由六只硅整流二极管组成的三相桥式全波整流电路。 2、八管交流发电机 用2个中性点二极管，将发电机中性点电压整流后汇入发电机输出端，提高发电机功率。 3、九管交流发电机 为了向励磁绕组供电，加装3个励磁二极管，与整流器的3个负极二极管形成另一个全波整流电路。 4、十一管交流发电机： 既有中性点、又有励磁二极管。 具有中性点二极管 具有中性点二极管 和励磁二极管的整流电路 具有励磁二极管 既具有中性点二极管 又具有励磁二极管 （三）按励磁绕组搭铁方式分为 内搭铁交流发电机：励磁绕组一端通过外壳直接搭铁，另一端通过调节器接电源，如JF132N发电机。 外搭铁交流发电机：励磁绕组一端直接接电源，另一端通过调节器搭铁，电子调节器发电机都是这种类型。 硅整流交流发电机的分解图 硅整流交流发电机的结构 二、硅整流交流发电机的结构 发电机工作时产生的三相交流电经整流器的三相桥式全波整流后转变为直流电。 硅整流交流发电机是由转子、定子、整流器、端盖、风扇叶轮等组成，如图所示。 转子：由爪形磁极、励磁绕组、环组成。以建立磁场。 定子：由硅钢片铁心、定子绕组组成。三相定子绕组按Y或按△连接。与转子磁场相互作用产生交流电压。 整流器： 6个（8个、9个或11个）硅二极管组成三相桥式全波整流电路。 硅二极管的安装示意图 负极搭铁的发电机，3个二极管的壳体为负极，装在与机体绝缘的元件板上，与发电机输出端（正极）相连，其引线为正极。 另外3个壳体为正极，装在不与机体绝缘的元件板，或直接装在电刷端盖上，其引线为负极。 电刷端盖：装有电刷架和彼此绝缘的电刷，电刷引线与电刷端盖的磁场接线柱相连（外搭铁式交流发电机），或一个与磁场接线柱相连，另一个在电机内部搭铁（内搭铁式发电机）。 二、硅整流交流发电机的工作原理 发电机工作时，电刷、滑环将直流电通入励磁绕组，励磁绕组产生磁场，转子轴、爪形磁极被磁化。 转子旋转，旋转的磁场，定子绕组中感应生成三相交流电，经整流器整流为直流电。 硅整流交流发电机的工作原理 硅整流交流发电机的工作原理 10.5.4 发电机的电压调节器 发电机的输出电压随发动机转速、励磁绕组的磁场强度变化。 用电设备的工作电压、对蓄电池的充电电压要求恒定。所以发电机的输出电压也必须恒定。 电压调节器是在发电机电压超过一定值时，调节励磁绕组电流强度即调节磁场强度，保持其端电压恒定在规定范围。一般为13.5~14.5V（或13.8~14.8V）。 电压调节器的类型，按结构原理不同分为 触点振荡式、晶体管式和集成电路电压调节器。 一、触点振荡式电压调节器 包括单级触点式电压调节器、双级触点式电压调节器和具有充电继电器的触点式电压调节器等多种形式。 基本原理都是以发电机的转速为基础，改变触点开闭时间，改变励磁电流，维持发电机电压恒定。 触点式电压调节器体积大、触点易烧蚀、机械惯性大、被调电压起伏幅度大等缺点，已逐步淘汰。 具有充电继电器的发电机调节器电路原理图 单级触点式电压调节器的结构原理图 双级触点式电压调节器结构图 二、晶体管电压调节器 利用晶体管的开关作用，控制发电机励磁电路通、断，调节励磁电流和磁极磁通，在发电机转速超过一定数值以后维持发电机电压恒定。CA1091型汽车发电机晶体管电压调节器电路原理图。 其工作原理如下： 接通点火开关，蓄电池电压加在发电机的“F”接柱，经调节器 “+”端作用于分压器 R1、R2 两端，使稳压管 VS1 承受反向电压。因R1、R2端电压（蓄电池电压）<调节电压，稳压管 VS2 两端的电压也<反向击穿电压→ VS2 截止→三极管 VT1 也截止。“b”点电位接近电源电位，使二极管 VD2、三极管 VT2、VT3 导通，接通励磁绕组电路，建立磁场，发电。发电机转速升高→电压升高，分压器电压、稳压管反向电压升高。电机电压略高于调节电压时，VS2反向导通，VT1 导通，“b”点的电位降至零，VD2 及 VT2、VT3 截止，切断励磁绕组电路，磁场迅速消失，发电机电压降至略低于调节电压，VS2 已截止，发电机电压又上升，如此反复，发电机电压保持恒定。 晶体管电压调节器是由R1、R2 分压器感受发电机电压变化，利用稳压管和晶体三极管的开关作用控制发电机励磁电路的通断，调节发电机的励磁电流和磁极磁通，在发电机转速超过一定值后保持发电机电压恒定。 三、集成电路电压调节器 其组成和工作原理与晶体管电压调节器相似，但集成电路调节器的所有元件都制作在同一个半导体基片上，形成独立、相互不可分的电子电路。 具有体积小、工作可靠、无需维护等特点，在现代汽车上应用十分广泛。具有内装式调节器的发电机和调节器安装在发电机壳体上的发电机都称为整体式交流发电机。桑塔纳轿车上采用的整体式交流发电机的结构图 桑塔纳轿车采用的整体式交流发电机的电路原理图 工作过程如下： 接通点火开关，蓄电池通过点火开关、熔断器、充电指示灯、二极管给发电机提供它激电流和为调节器检测控制部分提供电压。由于蓄电池电压低于调节器的调节电压上限值，调节器使励磁电路接通，同时充电指示灯亮。它激电路和充电指示灯电路为： 蓄电池正极→点火开关→熔断器→充电指示灯→二极管→励磁绕组→调节器→搭铁→蓄电池负极。 随转速升高，当发电机端电压超过蓄电池端电压时，发电机开始自激并给负载供电，给蓄电池充电，并为调节器检测控制部分提供电压。 充电指示灯因两端的电压几乎为零而熄灭，指示发电机正常工作。如果发电机端电压还未升高到调节器的调节电压上限值，则调节器使励磁电路接通。 发电机自励电路为：发电机定子绕组→励磁二极管→励磁绕组→调节器→搭铁→负极管→发电机定子绕组。 当发电机端电压高于调节器的调节电压上限值时，调节器使励磁电路断开，发电机磁通减弱，端电压降低； 当发电机端电压低于调节器的调节电压下限值时，调节器又使励磁电路接通，发电机电压上升。 如此循环，调节器不断控制励磁电路通断，维持发电机端电压不超过调节器调节电压。 与充电指示灯串联的二极管的作用是：在发电机端电压高于蓄电池端电压时，保证发电机不通过励磁二极管和充电指示灯对外供电，以免充电指示灯亮给驾驶人造成错觉，以及励磁二极管过载损坏。 $$