3.6 电容储能式点火系统（课件）《汽车电气设备构造与维修》（高教版·第3版）同步精品课堂

3.6 电容储能式点火系统 《汽车电气设备构造与维修》（高教版·第3版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 学习 目标 1.能够准确阐述电容储能式点火系统的基本组成部件 2.理解电容储能式点火系统的工作原理 3.精准掌握高电压如何分配到火花塞并实现混合气点燃的整个工作流程 4.全面掌握电容储能式点火系统常见故障的类型及原因 新知学习 情景导入 大家都知道，发动机要正常运转，需要火花塞产生强大的电火花来点燃混合气。那你们有没有想过，火花塞的电火花是怎么来的？为什么有些车在各种复杂工况下都能轻松启动，而有些车却会出现启动困难的情况呢？这背后，电容储能式点火系统有着独特的奥秘。我们常见的传统点火系统，在工作过程中存在一些局限性。而电容储能式点火系统作为一种更先进的点火方式，它的出现极大地改善了点火性能。接下来，让我们一起走进电容储能式点火系统的世界，看看它是由哪些部分组成的，又是如何工作的，当它出现故障时我们又该如何诊断和解决。 新知学习 一、电容储能式点火系统简介 电容储能式点火系统又称为电容放电式点火系统,与电感储能式点火系统相比,主要特点有: 新知学习 (1)二次电压上升速率极大、上升时间极短,使二次电压对火花塞积炭或污染不敏感,提高了火花塞抗污染的能力。 (2)二次电压高,且不受转速影响,可保证转速高达10000r/min的4缸四行程发动机和转速高达5000r/min的8缸四行程发动机可靠工作。 一、电容储能式点火系统简介 新知学习 (3)各转速下点火能量恒定,且能量利用率高,使点火线圈的工作温度明显降低,有利于延长点火线圈的使用寿命。 (4)放电持续时间(火花持续时间)太短,容易造成发动机起动和低速时点火不良,引起发动机起动和低速时的有害排放物增多。 (5)由于二次电压上升速率很高,电磁波相对较强,对无线电产生严重干扰。 (6)结构比较复杂,成本较高。 二、电容储能式点火系统的基本组成 电容储能式点火系统主要由电源、点火开关、直流升压器、储能电容、晶闸管、触发器(点火信号发生器)以及点火线圈、分电器、高压线、火花寒等组成。 新知学习 直流升压器:一般由振荡器、变压器和整流器三部分组成,其作用是将电源的低压直流电变为300~500V的高压直流电,以便给储能电容充电。 储能电容:用来储存点火所需的能量,并通过点火线圈一次绕组放电在二次绕组中感应出火花塞跳火所需的高压电动势。储能电容容量一般为0.5~2F。 二、电容储能式点火系统的基本组成 新知学习 晶闸管:起开关作用,控制点火线圈一次电路的通断。 触发器:用来产生点火信号,触发晶闸管导通。触发器可分为有触点式和无触点式两大类。无触点式触发器的组成和工作原理与曲轴位置(或转速)传感器类似。 点火线圈:将储能电容 300~500V的低压电转变为 20~30kV的高压电,为火花塞提供工作电压。点火线圈结构和原理与电感储能式点火系统采用的点火线圈相同。 三、电容储能式点火系统的工作原理 电容储能式点火系统基本电路如图3-56所示。工作过程包括三个阶段:晶闸管截止(关断),直流升压器为储能电容充电;晶闸管在触发器信号触发下导通,储能电容经点火线圈一次绕组放电;火花塞跳火,直流升压器的振荡器停止振荡。具体工作过程如下: 新知学习 三、电容储能式点火系统的工作原理 接通点火开关,直流升压器工作,振荡器把蓄电池12V直流低压电转换为交流电,再经变压器升压和整流器整流,成为300~500V的高压直流电。 晶闸管截止后,切断了直流升压器和点火线圈一次绕组之间的连接,振荡器重新开始振荡,直流升压器又开始给储能电容充电,同时使晶闸管阳极和阴极之间承受越来越高的正向电压。直至触发器输出的信号使晶闸管的控制极和阴极之间承受正向电压时,晶闸管再次导通重复点火过程。 新知学习 三、电容储能式点火系统的工作原理 晶闸管的控制极只控制晶闸管的导通,而不能控制晶闸管的截止。晶闸管导通后,控制极失去对晶闸管工作状态的控制作用,晶闸管的工作状态完全由阳极和阴极之间的电压决定,只有当阳极和阴极之间的电压低于一定值(死区电压)或为负值时,晶闸管才由导通转变为截止。 断开点火开关后,切断了直流升压器的电源,储能电容无法充电,点火线圈不能产生高压,发动机熄火。 新知学习 四、电容储能式点火系统故障诊断 与电感储能式点火系统一样,电容储能式点火系统常见故障有个别或所有火花塞不跳火或火花能量不足、点火次序与发动机各缸配气顺序不一致、点火不正时和火花塞炽热点火等,导致发动机在起动系、燃料供给系等其他系统正常情况下发动不着或起动后工作不正常等。 新知学习 四、电容储能式点火系统故障诊断 个别火花塞不跳火、点火次序与发动机各缸配气顺序不一致、点火不正时和火花塞炽热点火等故障的主要原因有:火花塞、高压线、配电器有故障或高压线次序不对、点火正时不当、火花塞热值不符等,诊断方法和电感储能式点火系统一样。 新知学习 点火开关 点火线圈 火花塞 四、电容储能式点火系统故障诊断 如果所有火花塞都不跳火,即点火线圈不能产生高压电,可以按图 3-57 所示进行检查。 新知学习 随堂练习 (1)简述电容储能式点火系统的基本组成部件及其各自的作用。 (2)请详细说明电容储能式点火系统的工作原理。 课堂练习 1.电容储能式点火系统与传统点火系统相比，其优点不包括（ ） A. 点火能量高 B. 点火时间精确 C. 结构简单 D. 对火花塞积炭不敏感 答案：C 解析：电容储能式点火系统点火能量高，能更好地适应各种工况，点火时间精确，并且对火花塞积炭不敏感。但它相对传统点火系统，结构并不简单，因为增加了电容器等部件，所以选 C。 课堂练习 2.当电容储能式点火系统中的电容器漏电时，可能出现的故障现象是（ ） A. 发动机无法启动 B. 点火能量过高 C. 点火时间提前 D. 火花塞跳火正常 答案：A 解析：电容器漏电会导致储存的电能不足，无法提供足够的点火能量，从而使发动机无法启动。漏电不会使点火能量过高，也不会直接影响点火时间，且火花塞跳火会异常，所以选 A。 课堂练习 3.电容储能式点火系统中，若限流电阻短路，可能会造成（ ） A. 电容器充电电流过大 B. 点火线圈次级电压过高 C. 火花塞不跳火 D. 点火时间延迟 答案：A 解析：限流电阻的作用是限制电容器充电电流大小。若限流电阻短路，充电回路电阻减小，会导致电容器充电电流过大。对点火线圈次级电压、火花塞跳火以及点火时间没有直接这样的因果影响，所以选 A。 课堂练习 4.电容储能式点火系统中，点火控制器的作用不包括（ ） A. 控制电容器的充电和放电 B. 调节点火时间 C. 监测发动机转速 D. 产生初级电流 答案：D 解析：点火控制器控制电容器的充电和放电时机，调节点火时间以适应不同工况，也能监测发动机转速来优化点火控制。产生初级电流是电源通过相关电路实现的，不是点火控制器的作用，所以选 D。 课堂练习 5.电容储能式点火系统中，若点火线圈初级绕组断路，会出现的现象是（ ） A. 电容器无法充电 B. 火花塞持续跳火 C. 点火能量过高 D. 发动机正常运转 答案：A 解析：点火线圈初级绕组是电容器充电回路的一部分，若初级绕组断路，充电回路不通，电容器无法充电。火花塞无法得到高电压，不会持续跳火，点火能量为零，发动机也无法正常运转，所以选 A。 课堂练习 6.电容储能式点火系统中，电容器的容量大小对点火性能的影响是（ ） A. 容量越大，点火能量越高 B. 容量越小，点火时间越精确 C. 容量大小与点火性能无关 D. 容量越大，点火时间越提前 答案：A 解析：电容器容量越大，储存的电能越多，在放电时能提供更高的点火能量。容量大小与点火时间精确与否没有直接关联，也不会使点火时间提前，所以选 A。 课堂练习 7.电容储能式点火系统的基本组成中，不包括（ ） A. 蓄电池 B. 分电器 C. 传感器 D. 喷油器 答案：D 解析：电容储能式点火系统基本组成包括蓄电池提供电源，分电器分配高压电，传感器为点火控制器提供信号用于控制点火。喷油器属于燃油供给系统，不属于点火系统基本组成，所以选 D。 课堂练习 8.电容储能式点火系统故障诊断中，使用示波器检测点火波形，若波形异常，可能表示（ ） A. 点火系统部件故障 B. 发动机机械故障 C. 燃油系统故障 D. 以上都有可能 答案：A 解析：示波器检测的点火波形反映点火系统工作状态，波形异常主要表示点火系统部件如点火线圈、火花塞、点火控制器等出现故障。发动机机械故障和燃油系统故障一般不会直接通过点火波形体现，所以选 A。 课堂小结 感谢观看 $$