《汽车构造》全书教案——第九讲：发动机点火系

图 9-7 断电器示意图 1-调节螺钉；2-固定螺钉；3-托板；4-活动触点臂；5-销丁；6-片簧；7-固定盘
活动触点经臂 4、 片簧 6 分别用导线与点火线圈上的初级线圈接线柱和电容器 相连。固定触点则依次通过托板、固定盘、外壳与发动机机体而实现接地。 断电器凸轮在按图中箭头所示方向旋转过程中，每当一个凸棱顶起顶块使触 点分开的瞬间，次级电路中产生的电压最高。配电器即应在此时将次级电路接通， 使相应的气缸立即点火。 两触点在分开时，其间的最大间隙称为触点间隙，一般规定为 0.35~0.45。间 隙过小，触点间易出现火花而使初级电路断电不良。间隙过大，则触点闭合时间 缩短，使初级电流减小，次级电压变低。所以在结构上必须保证触点间隙的大小 可以调整。为此，图中调节螺钉 1 的头部做成偏心的。松开固定螺钉 2 之后，旋 转调节螺钉 1，整个托盘 3 将绕钉 5 而转动固定触点也随之相对于活动触点移动， 从而改变了触点间隙。调整好以后，应将固定螺钉重新旋紧。 (2) 配电器 配电器的功用是将点火线圈中产生的高压电，按照发动机的工 作次序轮流分配到各气缸的火花塞上。 它主要由胶木制成的分电器盖和分火头组成。分电器盖中有一个深凹的中央 接线插孔，以及数目与气缸数相等的若干个深凹的侧插孔。所有插孔内部都嵌有 铜套。分火头套在凸轮顶端的延伸部分上。此延伸部分呈圆柱形，但侧在面铣切 出一个平面，而分火头上孔的外廓形状与之符合，借此保证分火头与凸轮同上步 旋转。 由点火线圈的高压接线头引出的高压导线插入中央孔中，在中央插孔的下部 装有用炭精制成的中心触头，并借弹簧力与分火头上的铜片紧密接触，由侧插孔 引出的高压线应按发动机工作次序分别与各缸火花塞的中心电极相连。其接线方 法是，首选让第一缸的活塞处于压缩终了时的上止点位置，使断电器触点处在张 开位置，分火头的铜片与分电器盖的某一侧电极（侧插孔铜套的下部）接通。在 此情况下将该侧电极引出的高压线接向第一缸火花塞；其他各高压线应按分火头 旋转方向，根据发动机工作次序分别接其余各缸火花塞。 因此，发动机工作时，分火头随着断电器凸轮同步运转，分火头上铜片的外 端周而复始地依次与各侧电极接通，从而将高压电分配到相应的火花塞上`。 (3) 电容器 汽车发动机点火系用的电容器通常是纸质的（见图 9-8） 。其极片 为两条狭长的金属箔 4 用两条同样狭长的很溥的绝缘纸与极片交错重叠，卷成圆 柱形，在浸渍蜡绝缘介质后，装入圆筒形的密填封金属外壳中。极片之一与金属 外壳在内部接触，另一极片与外出壳外的导线连接。 (4) 点火提前调节装置 由断电器的工作原理可知， 为实现点火提前， 必须 在压缩行程中，曲轴的曲拐尚未转到相当于上止点的位置时，便使触点分开。 ① 离心式点火提前调节装置 此装置的构造和工作原理 1， 它是随发动机转 速的变化而改变凸轮 10 和轴 3 的相位关系的方法来实现点火提前角自动调节的。 由配气凸轮轴驱动的轴上固定着托板。两个重块和分别松套在托板上的两个
9.2 蓄电池点火系
1. 蓄电池点火系的组成 蓄电池点火系的组成如图 9-1 所示。主要由电源—蓄电池和发电机、点火开 关、点火线图断电器、配电器、电容器、火花塞、高压导线、阻尼电阻等组成。
1-
图 9-3 蓄电池点火系工作示意图 (a)触点闭合 ; (b)触点分开 配电器中的心电极；2-侧电极；3-分火头；4-次级绕组；5-初级绕组；6-点火开关； 7-活动触点臂；8-固定触点；9-电容器；10-凸轮；11-火花塞
图 9-11 离心式点火提前调节装置主要零装配关系示意图 1~10 同图 9-10；11-分电器外壳；12-固定盘
离心式点火提前调节装置的工作特性取决于并联的两个弹簧和的总刚度（两 个弹簧的刚度可以相同，也可以不同） 。有的分电器采用两个弹簧不同时参加工作 的方法（其中一个弹簧在安装时有一间隙） ，以便得到变刚度的弹性特性，使之更 加符合发动机工作的要求。 ②真空式点火提前调节装置 此装置的作用主要是随发动机负荷的变化 （节 气门开度不同）而自动调节点火提前角。它是用改变触点与凸轮的相位关系的方 法来进行调节的，其工作原理见
图 9-4
具有附加电阻的点火线圈接线示意图
1-点火线圈；2-附加电阻；3-断电器触点；4-蓄电池；5-起动机；6-附加电阻短路接线柱； 7-起动机开关接触盘；8-起动继电器触点；9-点火开关
随着发动机转速降低而初级电流加大，附加电阻的电阻值因本身温度升高而 增大，因而使初级电流减小，点火线圈不致过热。 当发动机转速升高时，初级电流减少，但同时附加电阻的电阻值却因温度降 低而减小，故又使初级电流下降较少。这样，附加电阻就起了保持初级电流基本 稳定的作用。 在起动发动机时，通过起动机的电流极大，使蓄电池端电压急剧降落。此时，
轴销上。两重块的小端与托板之间借弹簧和相连。当托板随轴旋转时，重块的离 心力能使重块克服弹簧拉力而绕轴销转动一个角度，从而重块小端向外甩出一定 距离。
图 9-10 离心式点火提前调节装置 1、7-重块；2、8-弹簧；3-轴；4-托板；5-轴销；6-销钉；9-带孔拨板；10-凸轮
与断电器凸轮制成一体的套管松套在轴的上部。套管下端固定有带孔的拨板， 其两个长方孔分别套在两个重块销钉上。可见凸轮与轴不是刚性的连接，而是由 轴依次通过托板和重块带动的。 发动机不工作时，弹簧和将两重块的小端向内拉拢 当曲轴的转速达到 400r/min 后，重块离心力克服弹簧拉力向外甩出。此时两 个重块上的销钉推动拨板连同凸轮相对于轴超前一个角度，点火提前角加大。分 电器轴转速升高到 1500r/min 时，销钉顶靠在拨板长方孔的外缘上，重块便不能继 续向外甩，点火提前角也就不再继续增加。
4.点火线圈次级绕组中的感应电压称为次级电压， 其中通过的电流称为次级电 流。次级电流所流过的电路称为次级电路或高压电路。 发动机工作时，在断电器触点分开瞬间，次级电路中分火头恰好与侧电极对 准，如图 9-3（b）所示。次级电流从点火线圈的次级绕组，经蓄电池正级、蓄电 池、接地、火花塞的侧电极、中心电极、高压导线、配电器流回点火线圈的次级 绕组。 5.电容器； 在断电器触点闭合，初级电流增长的过程中，初级绕组中也有自感电流产 生，但其方向。与初组电流的方向相反，使初级电流的增长速度减慢。由此可见， 初级绕组中的自感电流对高压电的产生极为不利。 因此，为了消除自感电流的不利影响，在断电器触点间并联有电容器。当断 电器触点分开时，自感电流向电容器充电，减小了断电器触点间的火花，加速初 级电流和磁通的衰减，从而提高了次级电压。 6.附加电阻 如果点火线圈按发动机高速时的需要设计，则低速时初级电流将过大，容易 使点火线圈过热；如果按低速时绕组不致过热设计，则高速时又将使初级电流过 小而次级电压过低，不能保证可靠地点火。为解决这一矛盾，可在初级电路中的 串联一个其电阻值能随混度而变化（温度越高则电阻越大）的附加电阻（热敏电 阻）2，如图 9-4 所示。
汽车构造教案 汽车构造教案
课程名称
授课班级 课 题 教学目 的与要求
汽车构造 发动机的点火系统 1. 2. 3.
课时
教学方式 任课教师
4 讲授
掌握蓄电池点火系和半导体点火系的组成、结构、工作原理; 理解各种点火提前调节装置的工作原理； 了解微机控制点火系的结构、工作原理。
重、难点
点火提前调节装置的工作原理； 微机控制点火系的结构、工作原理。 备注
图 9-12 真空点火提前调节装置工作原理图 (a)节气门部分开启；(b)节气门全开；(c)节气门全闭 1-分电器壳体；2-断电器底板；3-断电器触点；4-拉杆；5-膜片；6-弹簧； 7-真空连接管；8-节气门；9-调节器外壳；10-断电器凸轮
当发动机小负荷工作时，节气门开度小，节气门后的真空度增大并从小通气 孔经真空连接传入调节装置真空室，克服弹簧的预紧力，将膜片连同拉杆向右吸 过一段距离（图 9-12（a）。与此同时，断电器底板连同触点相对于凸轮 10 向后 ） 退一个角度，从而实现了点火提前。 在发动机转速一定时，节气门后真空度只取决于节气门开度。节气门开度越 小，节气门后通气孔处真空度越高，点火提前角也越大。 当发动机全负荷工作时，节气门全开。上述小通气孔处真空度不大，真空式 调节装置不工作。弹簧 6 通过膜片和拉杆使断电器底板处于点火提前角调节量为 零的位置（图 9-12（b），此时弹簧仍有一定的压缩量，因而有预紧力。 ） 当发动机负荷为零，即怠速时，节气门接近全闭（图 9-12（c）。此时通气小 ） 孔的位置已转移到节气门前方，该处的真空度几乎为零。于是真空式调节装置的 弹簧 6 立即将断电器底板推回到点火提前角调节量为零的位置。这是因为怠速时 转速很低，不需要真空提前。 ③辛烷值校正器 在发动机换用不同辛烷值的汽油时， 用此装置改变初始的 点火时刻（前述两种自动调节装置即在此基础上进行工作） 。它也用改变触点与凸 轮的相位关系的方法来调节点火提前角的。 辛烷值校正器实际上只是一个刻度板。它是由带指示箭头的真空式点火提前 调节装置的支架和带刻度的固定板等组成，二者套装在分电器外壳下部的轴头上， 并借此机构将分电器固定在缸体上。不同型式的分电器，辛烷选择器的结构也不 相同，但其调节原理都是一样的。当发动机所燃用的汽油标号变更，需要改变点 火提前角时，只要将固定螺钉旋松，将真空调节装置的支架（连同分电器外壳） 转动一定角度，调好后再将螺钉旋紧即可。逆着凸轮旋转方向转动分电器壳体时， 点火提前角增大；反之，点火提前角减小。壳体转动的多少，可以从刻度板上看 出。 由以上所述可知，离心式点火提前调节装置、真空式点火提前调节装置和辛 烷值校正器三者在工作时并无任何运动干涉，而能各自独立起作用，实际的点火 提前角乃是三者作用效果的综合。 2.点火线圈 点火线圈是将电源低压电转变成点火所需的高压电的基本元件。常用的点火 线圈分为开磁路和闭磁路两种型式。 ⑴开磁路点火线圈 点火线圈的中心有一条由若干层涂有绝缘漆的硅钢片叠成的铁芯，次级绕组
主 要 内 容
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 概述
1.击穿电压： 使火花塞两电极间产生电火花所需要的电压，称为击穿电压。击穿电压的数 力越高，温度越低时，则击穿电压越高。 2.发动机点火系： 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。 3.分类： 按照点火系组成和产生高压电方法的不同 分为蓄电池点火系、半导体点火和磁电机点火系 4.连接方式： 汽车发动机的点火系，与汽车上其他电设备一样，采用单线制联接，即电源 的一个电极用导线与各用电设备相联，而电源的另一个电极则通过发动机体、汽 车架和车身等金属构件与各用电设备相联，称为搭铁，其性质相当于一般电路中 的接地。搭铁的电极可以是正极，也可以是负极。 因为热的金属表面比冷的金属表面容易发射电子，发动机工作时，火花塞的 中心电极较侧电极温度高，因而电子容易从中心电极向侧电极发射，使火花塞间 隙处离子化程度高，火花塞容易跳火，击穿电压可降低 15%~20%。因此，无论采 用正极接地还是负极接地，点火线圈的内部连接或外部接线，均应保证点火瞬间 火花塞中心电极为负，即火花电流应从火花塞的侧电极流向中心电极。目前大多 数汽车都采用负极接地。