第10章起动和点火系统GasTurbineAero
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汽车构造与原理 上册 发动机 第5版 第10章 发动机起动系统
第十章 发动机起动 系统
1
本章学习要求
• 1、了解发动机起动的方式和解决起动的 措施。
• 2、熟悉电磁啮合式起动机结构和工作原 理。
• 3、了解减速起动机和永磁起动机基本原 理。
• 4、熟悉起动机电路。
2
3
第一节 系统概述
• 起动系统是使发动机开始运转的一种装置。
主 起动迅速可靠
要 要
连续起动数次
11
第二节 起动系统的组成与工作原理
精品课件
12
起动系统
起 动 机
精品课件
13
汽车上常用串激直流电动机作电起动机，电起动机 起动方便可靠，具有重复起动能力。
一、电起动机的啮合机构
啮合机构使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，并接通电 起动机的电枢电路。电磁式啮合机构工作可靠。 接通起动开关，吸拉线圈和保持线圈通电, 铁芯左 移，电机缓慢转动,齿轮与齿圈顺利啮合。主触点接 通，保持线圈仍通电，电机转速升至工作转速。汽 油机起动后，断开起动开关瞬间，吸拉、保持线圈 产生的磁通相反，铁芯在回位弹簧作用下复位，电 动机停止工作。
精品课件
23
精品课件
24
精品课件
25
三、起电路通电，继 电器的吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁 力，吸引铁芯左移，并带动驱动杠杆绕其销轴转 动，使齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同时，由 于吸引线圈的电流通过电动机的绕组，电枢开始 转动，齿轮在旋转中移出，减小冲击。
求 操作和维修方便
一、起动阻力、转速和时间
起动阻力包括摩擦阻力和惯性力
4
1、起动转矩：能够使曲转旋转的最低转矩称为起动转矩， 起动转矩必须克服压缩阻力和内磨擦阻力矩。起动阻力 矩与发动机压缩比、温度、机油粘度等有关。
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本章学习要求
• 1、了解发动机起动的方式和解决起动的 措施。
• 2、熟悉电磁啮合式起动机结构和工作原 理。
• 3、了解减速起动机和永磁起动机基本原 理。
• 4、熟悉起动机电路。
2
3
第一节 系统概述
• 起动系统是使发动机开始运转的一种装置。
主 起动迅速可靠
要 要
连续起动数次
11
第二节 起动系统的组成与工作原理
精品课件
12
起动系统
起 动 机
精品课件
13
汽车上常用串激直流电动机作电起动机，电起动机 起动方便可靠，具有重复起动能力。
一、电起动机的啮合机构
啮合机构使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，并接通电 起动机的电枢电路。电磁式啮合机构工作可靠。 接通起动开关，吸拉线圈和保持线圈通电, 铁芯左 移，电机缓慢转动,齿轮与齿圈顺利啮合。主触点接 通，保持线圈仍通电，电机转速升至工作转速。汽 油机起动后，断开起动开关瞬间，吸拉、保持线圈 产生的磁通相反，铁芯在回位弹簧作用下复位，电 动机停止工作。
精品课件
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三、起电路通电，继 电器的吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁 力，吸引铁芯左移，并带动驱动杠杆绕其销轴转 动，使齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同时，由 于吸引线圈的电流通过电动机的绕组，电枢开始 转动，齿轮在旋转中移出，减小冲击。
求 操作和维修方便
一、起动阻力、转速和时间
起动阻力包括摩擦阻力和惯性力
4
1、起动转矩：能够使曲转旋转的最低转矩称为起动转矩， 起动转矩必须克服压缩阻力和内磨擦阻力矩。起动阻力 矩与发动机压缩比、温度、机油粘度等有关。
吉林大学汽车构造第10章讲义发动机点火系统
第10章 发动机点火系统
•
§10.1 概述
一、功用：按照发动机各缸的点火次序，在一定的时刻供给 火花塞以能量足够的高压电，使火花塞两电极之间产生足 够强的电火花，点燃被压缩的可燃混合气，从而使发动机 作功。
二、分类—按照点火系的组成及产生高压电的方法不同，分 为：
1、蓄电池点火系：蓄电池点火系—由蓄电池或发电机供给 12V或24V的低压直流电，借点火线圈和断电器将低压电 转变为高压电，再通过配电器分配到各缸火花塞，使两电 极之间产生火花，点燃可燃混合气。汽车一般为12V电源， 由蓄电池供给低压直流电，发电机给蓄电池充电。
2、半导体点火系 3、微机控制点火系 4、磁电机点火系。
•
传统分电器式点火系
•
三、汽车发动机对点火系的要求
1、迅速产生足以击穿火花塞间隙的高电压15～20kv； 2、电火花应具备足够高的能量50 ～ 120mJ； 3、点火时刻应适应发动机的工况。 四、 点火系的特点
搭铁—汽车发动机点火系线路与其它电器设备线路一样， 均采用单线制联结，即电源的一个电极用导线与各用电设 备相联，而另一个电极则通过发动机机体、汽车车架和车 身与各用电设备相联，称为搭铁，相当于接地。既可以以 电源的负极搭铁，也可以以电源的正极搭铁，汽车发动机 点火系一般以电源的负极搭铁。此时点火线圈的线路一般 使火花塞的中心电极为负极，侧电极为正极，由于电子容 易从温度高的中心电极向温度低的侧电极发射（高压电流 方向从正极流向负极），因此，可降低击穿电压15~20% 左右。
•
§10.2 传统点火系统组成与工作原理
一 、传统点火系统组成： （一）、点火线圈 功用：将电源的低电压转变为高压电的升压变压器。 分类： 开磁路点火线圈；
闭磁路点火线圈。线圈的基本结构如图4-15所 示，主要由铁心、绕组、胶木盖、瓷杯等组成。
•
§10.1 概述
一、功用：按照发动机各缸的点火次序，在一定的时刻供给 火花塞以能量足够的高压电，使火花塞两电极之间产生足 够强的电火花，点燃被压缩的可燃混合气，从而使发动机 作功。
二、分类—按照点火系的组成及产生高压电的方法不同，分 为：
1、蓄电池点火系：蓄电池点火系—由蓄电池或发电机供给 12V或24V的低压直流电，借点火线圈和断电器将低压电 转变为高压电，再通过配电器分配到各缸火花塞，使两电 极之间产生火花，点燃可燃混合气。汽车一般为12V电源， 由蓄电池供给低压直流电，发电机给蓄电池充电。
2、半导体点火系 3、微机控制点火系 4、磁电机点火系。
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传统分电器式点火系
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三、汽车发动机对点火系的要求
1、迅速产生足以击穿火花塞间隙的高电压15～20kv； 2、电火花应具备足够高的能量50 ～ 120mJ； 3、点火时刻应适应发动机的工况。 四、 点火系的特点
搭铁—汽车发动机点火系线路与其它电器设备线路一样， 均采用单线制联结，即电源的一个电极用导线与各用电设 备相联，而另一个电极则通过发动机机体、汽车车架和车 身与各用电设备相联，称为搭铁，相当于接地。既可以以 电源的负极搭铁，也可以以电源的正极搭铁，汽车发动机 点火系一般以电源的负极搭铁。此时点火线圈的线路一般 使火花塞的中心电极为负极，侧电极为正极，由于电子容 易从温度高的中心电极向温度低的侧电极发射（高压电流 方向从正极流向负极），因此，可降低击穿电压15~20% 左右。
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§10.2 传统点火系统组成与工作原理
一 、传统点火系统组成： （一）、点火线圈 功用：将电源的低电压转变为高压电的升压变压器。 分类： 开磁路点火线圈；
闭磁路点火线圈。线圈的基本结构如图4-15所 示，主要由铁心、绕组、胶木盖、瓷杯等组成。
起动与点火.最全优质PPT
功用
携带断续的高压输出从点火激励器到相应的点火电嘴
结构
一个绝缘芯装在软金属屏蔽内和终止在每端的弹簧作用的触点 端接头通常包括自锁连接螺帽
点火导线的安装维护
安装点火导线之前，应检查弹簧作用的触点组件是否运 动自由和指定的地方按照相应的维护手册实施绝缘电阻 检查
采用高能电容复合式点火系统
点火系统对发动机的性能没有影响 Nhomakorabea火系统的分类
1．直流点火装置
电容器充电
典型的直流断续器操作装置有一个感应线圈，由断续器机构 操作，通过高压整流器给储能电容器充电
能量释放
当电容器中的电压等于封严放电间隙的击穿值时，能量通过 点火电嘴端面释放
装置中轭流圈以延长放电时间 还装有一个放电电阻用以保证在系统断开1分钟内在电容器
▪ Ma＝Ms+ MT －Mf ▪ 当MT ＝Mf时，n＝np叫自持转速，这时 Ma＝Ms ▪ 当n<np时，仅有涡轮不能带动发动机转子 ▪ 当n>np时,但这时仍不能脱开起动机 ▪ 当n＝(1.2～2.0) np时， 可以脱开起动机
⒊ 第三个阶段
涡轮转子单独带动发动机转子加速
▪ n＝ n2 →n＝nid 加速力矩
贮存的能量被释放
点火装置中安全电阻使装置安全工作，即使当高压导线断开 和绝缘时也能安全工作
图12-7 直流断续器操作的点火装置
图12-8 晶体管点火装置
晶体管点火装置的工作与直流断续器操作的装 置的比较
工作原理相似 晶体管点火装置没有运动零件，因此其寿命长得多 尺寸减少和它的重量比断续器操作装置更轻
▪ ④起动机脱开时的转速太低;
▪ ⑤场温过高; 场压过低。
12.2 点火系统
点火系统
携带断续的高压输出从点火激励器到相应的点火电嘴
结构
一个绝缘芯装在软金属屏蔽内和终止在每端的弹簧作用的触点 端接头通常包括自锁连接螺帽
点火导线的安装维护
安装点火导线之前，应检查弹簧作用的触点组件是否运 动自由和指定的地方按照相应的维护手册实施绝缘电阻 检查
采用高能电容复合式点火系统
点火系统对发动机的性能没有影响 Nhomakorabea火系统的分类
1．直流点火装置
电容器充电
典型的直流断续器操作装置有一个感应线圈，由断续器机构 操作，通过高压整流器给储能电容器充电
能量释放
当电容器中的电压等于封严放电间隙的击穿值时，能量通过 点火电嘴端面释放
装置中轭流圈以延长放电时间 还装有一个放电电阻用以保证在系统断开1分钟内在电容器
▪ Ma＝Ms+ MT －Mf ▪ 当MT ＝Mf时，n＝np叫自持转速，这时 Ma＝Ms ▪ 当n<np时，仅有涡轮不能带动发动机转子 ▪ 当n>np时,但这时仍不能脱开起动机 ▪ 当n＝(1.2～2.0) np时， 可以脱开起动机
⒊ 第三个阶段
涡轮转子单独带动发动机转子加速
▪ n＝ n2 →n＝nid 加速力矩
贮存的能量被释放
点火装置中安全电阻使装置安全工作，即使当高压导线断开 和绝缘时也能安全工作
图12-7 直流断续器操作的点火装置
图12-8 晶体管点火装置
晶体管点火装置的工作与直流断续器操作的装 置的比较
工作原理相似 晶体管点火装置没有运动零件，因此其寿命长得多 尺寸减少和它的重量比断续器操作装置更轻
▪ ④起动机脱开时的转速太低;
▪ ⑤场温过高; 场压过低。
12.2 点火系统
点火系统
10 点火系统
4、蓄电池点火系—由蓄电池或发电机供给12V或24V的低压直 流电，借点火线圈和断电器将低压电转变为高压电，再通过配 电器分配到各缸火花塞，使两电极之间产生火花，点燃可燃混 合气。汽车一般为12V电源，由蓄电池供给低压直流电，发电 机给蓄电池充电。
5、搭铁—汽车发动机点火系线路与其它电器设备线路一样，均采 用单线制联结，即电源的一个电极用导线与各用电设备相联，而 另一个电极则通过发动机机体、汽车车架和车身与各用电设备相 联，称为搭铁，相当于接地。既可以以电源的负极搭铁，也可以 以电源的正极搭铁，汽车发动机点火系一般以电源的负极搭铁。 此时点火线圈的线路一般使火花塞的中心电极为负极，侧电极为 正极，由于电子容易从温度高的中心电极向温度低的侧电极发射 （高压电流方向从正极流向负极），因此，可降低击穿电压 15~20%左右。
第10章
发动机点火系统
本章内容
一、点火系概述 二、传统点火系的结构和工作原理 三、点火系重点问题 四、蓄电池点火系主要元件 五、电控点火系的组成与工作原理
第一节 概述
1、点火系发展历史:
十九世纪八十年代， 出现磁电机为电源的点火系 二十世纪初， 出现传统点火系，即以蓄电池和发 电机为电源的点火系 二十世纪六十年代， 出现电子点火系 二十世纪七十年代初 出现无触点的电子点火系。目前， 使用广泛 二十世纪七十年代末 开始使用微机控制点火时刻的电 子控制系统。
三、汽油机的点火机理：
在火花塞电极间加上高电压后，电极间的气体便发生电离现象， 所加电压愈高，气体电离的程度愈高。当电压增高到一定值时，火花 塞两极间的间隙被击穿而产生电火花。使火花塞两电极之间产生电火 花所需要的最低电压，称为击穿电压。当火花塞间隙为0.5~1.0mm时， 发动机冷起动时所需击穿电压约7000~8000V，实际工作电压一般在 10000~15000V。 击穿电压的高低与两电极之间的距离（火花塞间隙）、气缸内压 力和温度的大小有关。火花塞间隙愈大，气缸内气体压力愈高，温度 愈低时，则击穿电压愈高。 击穿电压的高低与火花塞间隙内的可燃混合气浓度也有关，气缸 内稀薄混合气难以点燃。为了提高汽油机压缩比，希望点燃稀薄可燃 混合气，但应保证火花塞间隙内混合气浓度较浓，离开火花塞距离愈 远，混合气浓度愈稀，这样，既保证了正常的火焰传播速率，又能使 气缸内总体空间平均的混合气浓度较为稀薄，远远超过了火焰传播上 限（分层充气进气方式）。
汽车发动机构造A-第十章起动系10(2015版)
汽车章主要内容：
1、功用 2、车用发动机起动条件 3、起动方式分类 4、车用发动机起动系统组成 5、起动原理 6、车用发动机起动辅助装置
汽车发动机构造
一、起动系统的功用 使发动机由静止状态过渡到工作状态。组成：起动机及其附属装置
二、车用发动机起动条件 起动转矩和起动转速
汽车发动机构造
内装有氮气、乙醚 等易燃气体。
汽油机：最低起动转速50～70r/min 柴油机：最低起动转速150～300r/min
汽车发动机构造
四、发动机起动系统组成
控制机构
直流电动机
传动机构
汽车发动机构造
五、起动原理
汽车发动机构造
六、车用发动机起动辅助装置 电热塞、进气预热器、起动液喷射装置以及减压装置等。
起动前 使用。 安装于 副燃烧 室 起动时 使用。 安装于 进气管 道
三、发动机起动方式
发动机常用的起动方式有人力起动、辅助汽油机起动和电力起动三种形式 起动机按工作原理分为：直流电起动机、汽油起动机、压缩空气起动机等
车用发动机上大都采用的是直流电起动机，其特点是结构紧凑、操作简单且便于维护。 汽油起动机是一种带有离合器与变速机构的小型汽油机，功率大且受气温影响较小，可起动大 型内燃机，并适用于高寒地带。 压缩空气起动机分为两类，一种是将压缩空气按照工作顺序打入气缸，一种是使用气动马达驱 动飞轮。压缩空气起动机的用途接近于汽油起动机，通常用于大型内燃机的起动。
1、功用 2、车用发动机起动条件 3、起动方式分类 4、车用发动机起动系统组成 5、起动原理 6、车用发动机起动辅助装置
汽车发动机构造
一、起动系统的功用 使发动机由静止状态过渡到工作状态。组成：起动机及其附属装置
二、车用发动机起动条件 起动转矩和起动转速
汽车发动机构造
内装有氮气、乙醚 等易燃气体。
汽油机：最低起动转速50～70r/min 柴油机：最低起动转速150～300r/min
汽车发动机构造
四、发动机起动系统组成
控制机构
直流电动机
传动机构
汽车发动机构造
五、起动原理
汽车发动机构造
六、车用发动机起动辅助装置 电热塞、进气预热器、起动液喷射装置以及减压装置等。
起动前 使用。 安装于 副燃烧 室 起动时 使用。 安装于 进气管 道
三、发动机起动方式
发动机常用的起动方式有人力起动、辅助汽油机起动和电力起动三种形式 起动机按工作原理分为：直流电起动机、汽油起动机、压缩空气起动机等
车用发动机上大都采用的是直流电起动机，其特点是结构紧凑、操作简单且便于维护。 汽油起动机是一种带有离合器与变速机构的小型汽油机，功率大且受气温影响较小，可起动大 型内燃机，并适用于高寒地带。 压缩空气起动机分为两类，一种是将压缩空气按照工作顺序打入气缸，一种是使用气动马达驱 动飞轮。压缩空气起动机的用途接近于汽油起动机，通常用于大型内燃机的起动。
吉林大学汽车构造第10章讲义发动机点火系统
如果温度低于自净温度，就可能使油雾聚积成油层，引起 积炭而不能跳火；
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吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
•☆点火提前角 • 点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。其数 值应视燃料性质、转速、负荷、过量空气系数等很多因素而定。
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•1、点火提前角过大（早）；2、点火提前角过小（晚） •3、点火提前角最佳。
吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
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吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
•§10.2 传统点火系统组成与工作原理
一 、传统点火系统组成：
（一）、点火线圈
功用：将电源的低电压转变为高压电的升压变压器。
分类： 开磁路点火线圈；
闭磁路点火线圈。
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吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
1、点火线圈
吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
（2）闭磁路点火线圈
闭磁路点火线圈 的铁心是“曰” 字形或“口”字 形，磁路中只设 有一个微小的气 隙，其磁路图 10-7所示 。闭 磁路点火线圈漏 磁少，磁阻小， 变换效率高，可 使点火线圈小型 化。
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吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
1-金属箔 2-盖板 3-外壳 4-绝缘纸
吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
4、点火提前装置
作用： 实现点火提前，必须在压缩行程未到达上质点位 置时，使触点分开。
方法： 1.触点不动，使凸轮相对轴向转一个角度； 2.凸轮不动，使触点相对凸轮转一个角度。
装置： 1.离心式点火提前调节装置； 2.真空式点火提前调节在装置； 3.辛烷值校正器。
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吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
•☆点火提前角 • 点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。其数 值应视燃料性质、转速、负荷、过量空气系数等很多因素而定。
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•1、点火提前角过大（早）；2、点火提前角过小（晚） •3、点火提前角最佳。
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•§10.2 传统点火系统组成与工作原理
一 、传统点火系统组成：
（一）、点火线圈
功用：将电源的低电压转变为高压电的升压变压器。
分类： 开磁路点火线圈；
闭磁路点火线圈。
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吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
1、点火线圈
吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
（2）闭磁路点火线圈
闭磁路点火线圈 的铁心是“曰” 字形或“口”字 形，磁路中只设 有一个微小的气 隙，其磁路图 10-7所示 。闭 磁路点火线圈漏 磁少，磁阻小， 变换效率高，可 使点火线圈小型 化。
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吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
1-金属箔 2-盖板 3-外壳 4-绝缘纸
吉林大学汽车构造第10章讲义发动机 点火系统
4、点火提前装置
作用： 实现点火提前，必须在压缩行程未到达上质点位 置时，使触点分开。
方法： 1.触点不动，使凸轮相对轴向转一个角度； 2.凸轮不动，使触点相对凸轮转一个角度。
装置： 1.离心式点火提前调节装置； 2.真空式点火提前调节在装置； 3.辛烷值校正器。
10 点火系统
实现点火提前角调节的方法有两种： （1）触点不动，使凸轮相对于其轴顺旋转方向转过一个角度， 如图9-9b所示。这样，在活塞尚未到达上止点时（假定点火提前 角调节装置不工作时，点火提前角为零）断电器触点即分开，使 点火提前。 （2）凸轮不动， 使触点（连同 固定托板）相 对于凸轮逆旋 转方向转过一 个角度，使点 火也提前。
四 蓄电池点火系主要元件 点火线圈
点火线圈是用来将电源的低电压转变为高压电的基本元件。 常用的点火线圈分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈。
点火线圈分类
按铁芯结构型式有两种： 开磁路点火线圈： 开磁路点火线圈采用柱形铁芯，其上下两端 没有连接在一起，磁力线通过空气形成磁回路。 闭磁路点火线圈： 闭磁路点火线圈的铁芯用"口"字形或"日"字 形的铁片叠制而成。磁路闭合。
三、汽油机的点火机理：
在火花塞电极间加上高电压后，电极间的气体便发生电离现象， 所加电压愈高，气体电离的程度愈高。当电压增高到一定值时，火花 塞两极间的间隙被击穿而产生电火花。使火花塞两电极之间产生电火 花所需要的最低电压，称为击穿电压。当火花塞间隙为0.5~1.0mm时， 发动机冷起动时所需击穿电压约7000~8000V，实际工作电压一般在 10000~15000V。 击穿电压的高低与两电极之间的距离（火花塞间隙）、气缸内压 力和温度的大小有关。火花塞间隙愈大，气缸内气体压力愈高，温度 愈低时，则击穿电压愈高。 击穿电压的高低与火花塞间隙内的可燃混合气浓度也有关，气缸 内稀薄混合气难以点燃。为了提高汽油机压缩比，希望点燃稀薄可燃 混合气，但应保证火花塞间隙内混合气浓度较浓，离开火花塞距离愈 远，混合气浓度愈稀，这样，既保证了正常的火焰传播速率，又能使 气缸内总体空间平均的混合气浓度较为稀薄，远远超过了火焰传播上 限（分层充气进气方式）。