汽車點火系統(tǒng)故障診斷與維修本科畢業(yè)論文-文庫吧

【正文】 的汽油發(fā)動機。磁電機點火系統(tǒng)在汽車上早已不使用，目前在某些摩托車上還有少量的應(yīng)用。2）蓄電池點火系統(tǒng)這種點火系的電源是蓄電池和發(fā)電機，適用于多缸發(fā)動機，目前汽車上使用的都屬于此類點火系統(tǒng)。（2）按點火系統(tǒng)儲存的點火能量的方式不同分1）電感蓄能式點火系點火系統(tǒng)在產(chǎn)生高壓點火前，從電源獲取的能量以電感線圈建立磁場能量的方式儲存點火能量。2）電容儲能式點火系點火系統(tǒng)從電源獲取的電能以電容器建立電場能量的方式儲存。（3）按點火信號產(chǎn)生的方式分類1）磁感應(yīng)式 由分電器軸驅(qū)動的導磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，改變磁路磁阻，使感應(yīng)線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生點火電壓信號。2）光電式 由分電器軸驅(qū)動的遮光轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，通過阻擋和穿過發(fā)光二極管光線的變化，使光敏三極管產(chǎn)生點火信號。3）振蕩式 由分電器軸驅(qū)動的耦合轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，通過振蕩電路起振和不起振的變化，再經(jīng)濾波電路濾波后而得到點火信號。4）霍爾效應(yīng)式 由分電器軸驅(qū)動的導磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，通過霍爾元件所通過的磁通量的變化而產(chǎn)生點火信號。[10]： （1）晶體管點火系TIB(BreakerTriggered transistorized Ignition)。（2）半導體點火系SI(semiconductor Ignition)。（3）無分電器點火系DIS(Distributor less Ignition System)。二、汽車點火系統(tǒng)工作原理汽油機點火系統(tǒng)是汽油機、煤氣機中用電火花點燃混合氣的裝置。它的功用是按氣缸點火次序定時地向火花塞提供足夠能量的高壓電，使火花塞電極間產(chǎn)生火花，從而點燃氣缸內(nèi)被壓縮的可燃混合氣。點火系統(tǒng)通常由電源、點火線圈、分電器（包括斷電器）和火花塞等組成。其中電源、斷電器和點火線圈的初級線圈構(gòu)成低壓電路部分；點火線圈的次級線圈、分電器和火花塞構(gòu)成高壓電路部分。點火線圈由初、次級線圈和鐵芯組成。初級線圈的導線粗而匝數(shù)少，次級線圈導線細而匝數(shù)多，相當于一個升壓變壓器。斷電器有機械式和晶體管式兩種，機械式的應(yīng)用較普遍。當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，凸輪軸驅(qū)動分電器中凸輪旋轉(zhuǎn)，控制斷電器觸點啟閉。當斷電器將低壓電路閉合時，初級線圈中即產(chǎn)生低壓電流，在點火線圈內(nèi)形成磁場。當電流達到一定值時，斷電器將低壓電路斷開，磁通消失，在次級線圈中感應(yīng)出10～24千伏的電動勢，通過分電器依次傳到相應(yīng)氣缸的火花塞電極上，即產(chǎn)生電火花。當觸點斷開時，初級線圈會感應(yīng)出自感電動勢，使觸點間產(chǎn)生電弧而引起燒蝕，并減緩磁通消失速度，降低次級線圈感應(yīng)的電動勢。為了消除自感電動勢，～。機械式點火系統(tǒng)工作過程是由曲軸帶動分電器軸轉(zhuǎn)動分電器軸上的凸輪轉(zhuǎn)動，使點火線圈次級觸點接通與閉合而產(chǎn)生高壓電。 這個點火高壓電通過分電器軸上的分火頭，根據(jù)發(fā)動機工作要求按順序送到各個氣缸的火花塞上，火花塞發(fā)出電火花點燃燃燒室內(nèi)的氣體。分電器殼體可以手動轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)基本的點火提前角(即怠速運轉(zhuǎn)時的點火提前角)，同時還有真空提前裝置，它根據(jù)進氣管內(nèi)真空度的變化提供不同的提前角。在要求工作可靠又不帶蓄電池的場合，如飛機用汽油機、拖拉機用汽油機和小型汽油機則多使用磁電機點火系統(tǒng)。內(nèi)燃機是一種神奇的機器，已有超過100年的發(fā)展歷史。 隨著汽車制造商多年來努力地一點點提高效率和減少污染，內(nèi)燃機也得以不斷發(fā)展。 結(jié)果使內(nèi)燃機變得驚人地復(fù)雜，但同時也更加可靠。 博聞網(wǎng)的其他文章解釋了發(fā)動機及其眾多子系統(tǒng)的機械原理，這些子系統(tǒng)包括燃料系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、凸輪軸、渦輪增壓器和齒輪。有人可能會這樣認為：通過準確的點火正時，點火系統(tǒng)將各系統(tǒng)聯(lián)系在一起。 在本文中，我們將首先從點火正時開始了解點火系統(tǒng)。 然后將了解與生成火花相關(guān)的所有部件，包括火花塞、線圈和分電器。 最后，我們將討論一些較新的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)使用固態(tài)部件代替分電器。[1] （一）傳統(tǒng)點火系統(tǒng)工作原理點火系包括蓄電池、發(fā)電機、點火開關(guān)、電流表、點火線圈、電容器、分電器、高壓導線和火花塞等（）1配電器的中心電極 2側(cè)電極 3分火頭 4次級繞組 5初級繞組 6點火開關(guān) 7活動觸點臂 8固定觸點9電容器 10凸輪 11火花塞 點火系電路原理圖點火系的高、低壓電路電流的流動順序是：低壓電路：蓄電池—電流表—點火開關(guān)—點火線圈的低壓線圈—斷電器活動觸點（閉合時）—斷電器固定觸點底盤搭鐵—蓄電池。高壓電路：點火線圈的高壓線圈的一端—點火線圈附加電阻—點火開關(guān)—電流表—蓄電池正極—蓄電池負極搭鐵—火花塞跳火—分電器的分火頭—分電器蓋中央孔—點火線圈中央插孔—高壓線圈另一端。汽車上的點火系統(tǒng)必須與發(fā)動機的其他部件配合得非常好。 目的是在最恰當?shù)臅r機點燃燃油，以便膨脹氣體做功最大。 如果點火系統(tǒng)在不恰當?shù)臅r機點火，功率會下降，油耗和排放會上升。 當氣缸內(nèi)的燃油/空氣混合物燃燒時，溫度上升，燃油轉(zhuǎn)化成排放氣體。 這種轉(zhuǎn)化使氣缸內(nèi)的壓力顯著增大，將活塞下壓。 為了從發(fā)動機獲得最大的扭矩和功率，需要做的是在動力沖程期間，盡量提高氣缸的壓力。 盡量提高壓力還可以得到最佳的發(fā)動機效率，其直接表現(xiàn)就是降低油耗。 點火正時是成功的關(guān)鍵。 從產(chǎn)生火花，到燃油/空氣混合物全部燃燒且氣缸內(nèi)壓力達到最大值之間，存在著短暫的延遲。 如果正好在活塞到達壓縮沖程頂點時產(chǎn)生火花，那么在氣缸內(nèi)的氣體達到最大壓力之前，活塞已經(jīng)向下運動了部分距離，進入動力沖程。 為最大限度利用燃油，應(yīng)在活塞到達壓縮沖程頂點之前產(chǎn)生火花，這樣，在活塞開始向下進入動力沖程時，便能有足夠的壓力做有用功。 功=力距離 在氣缸內(nèi)： 力=壓力活塞面積 距離=沖程長度 因此，就氣缸而言，功=壓力活塞面積沖程長度。由于沖程長度和活塞面積是固定的，因此要使做功最大，唯一的途徑就是增大壓力。點火正時很重要，根據(jù)條件，正時可以提前，也可以延后。燃料燃燒耗費的時間基本上不變。 但是，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加時，活塞的速度增加。 這意味著，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越大，產(chǎn)生火花的時間必須越早。 這稱為點火提前。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速越大，所需的提前越多。 不需要最大功率時，就要優(yōu)先考慮其他的目標，例如降低排放。 例如，通過延后點火正時（將火花移近壓縮沖程的頂點），可以減小氣缸最大壓力和最高溫度。 降低溫度有助于減少氮氧化物 (NOx) 的形成，而此類物質(zhì)是限制排放的污染物。 延后正時還可以消除爆震；有些汽車裝配了爆震傳感器，可自動延后正時。點火正時對發(fā)動機性能非常關(guān)鍵，所以大多數(shù)汽車都不使用斷點。 它們使用一個傳感器，告訴發(fā)動機控制單元(ECU)活塞的精確位置。 然后，發(fā)動機計算機控制一個晶體管，切斷和接通線圈的電流。 點火線圈的作用是將蓄電池的低壓電（12V）轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姡?0000V~15000V）。當點火開關(guān)接通電源后，斷電器觸點閉合，低壓線圈有電流通過，線圈周圍產(chǎn)生磁場。當斷電器觸點張開時，低壓線圈里電流消失，磁場也減弱并趨于消失。由于這個磁場的變化，高壓線圈感應(yīng)產(chǎn)生高壓電流。當此電流經(jīng)分電器配送到各氣缸的火花塞時，便產(chǎn)生電火花，點燃氣缸里的可燃混合氣。點火系的低壓線路上還有附加電阻和電容器。 （1）附加電阻：附加電阻串聯(lián)在低壓電路中，其電阻值可隨溫度升高而增大，用來自動調(diào)節(jié)低壓電路的電流強度。發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時，由于斷電器觸點閉合時間長，電流強度大，使電阻溫度升高，阻值隨之增大，低壓電流減小，點火線圈不會過熱；發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，斷電器觸點閉合時間短，電流強度小，附加電阻溫度下降，其阻值隨之下降，使通過低壓線圈的電流強度增大，從而使點火線圈產(chǎn)生足夠的高壓電流。 啟動發(fā)動機時，由于大量放電而使蓄電池電壓降低。為了補償?shù)蛪壕€中的電壓，在起動機上附設(shè)一個開關(guān)，接通起動機電路后，能使點火線圈的附加電阻自動短路。此時，低壓線圈中電流強度增大，磁場增強，高壓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓增高，火花塞產(chǎn)生的火花也增強。 （2）電容器：電容器的作用是收容低壓線圈的感生電流，防止觸點過早燒蝕，同時幫助點火線圈提高電火電壓。電容器是用兩條鋁箔中間夾有絕緣性很好的蠟紙卷制而成。其中心引線為正極，外表皮為負極。火花塞是利用高壓放電原理，在保持一定距離（間隙）的兩個電極間產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。火花塞裝在發(fā)動機氣缸蓋上。點火線圈產(chǎn)生的高壓電流經(jīng)分電器配送至火花塞電極時，高壓電流擊穿混合氣而產(chǎn)生電火花，從而點燃混合氣火花塞電極間隙應(yīng)保持正常，絕緣磁體應(yīng)絕緣良。 . “熱”火花塞和“冷”火花塞之間的區(qū)別在于陶瓷尖端的形狀分電器是用來接通和切斷低壓電路，使點火線圈產(chǎn)生高壓電流，并按照發(fā)動機的點火順序，在規(guī)定的時間內(nèi)，將高壓電分配給各氣缸的火花塞，點燃混合氣。分電器包括斷電器、配電器、電容器和點火提前裝置等。（1） 斷電器：用來接通和切斷低壓電路。由一對裝在底板上的觸點（固定觸點和活動觸點）和凸輪組成。~（可以用偏心螺釘調(diào)整）。凸輪和撥板制成一體，裝在分電器軸上部，由分電器軸帶動。分電器軸則通過配氣機構(gòu)凸輪軸上的齒輪驅(qū)動。發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)兩圈，分電器軸轉(zhuǎn)一圈，凸輪共頂開活動觸點四次（四缸機）或六次（六缸機）。（2） 配電器：配電器的作用是按發(fā)動機的點火順序分配高壓電。分電器蓋的中央有一插孔，內(nèi)部裝有接觸炭棒和小彈簧，接觸炭棒靠彈簧張力同分火頭導電片接觸。蓋的圓周還有幾個旁插孔，用以接插通往火花塞的高壓電線。（3） 點火提前角調(diào)節(jié)裝置：點火提前角調(diào)節(jié)裝置是根據(jù)發(fā)動機燃燒過程的需要，自動調(diào)整點火提前角度。點火提前裝置包括離心調(diào)節(jié)器（）和真空調(diào)節(jié)器（） 1凸輪固定螺釘及墊片 2凸輪 3撥板 4分電器軸 1凸輪 2氣室 3彈簧 4真空氣道 5節(jié)氣門 6膜片 5離心重塊 6彈簧 7托板 8銷釘 9柱銷 7拉桿 8隨動板突緣 9分電器外殼 真空式調(diào)節(jié)器離心式調(diào)節(jié)器的工作原理：當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加時，離心塊在離心力作用下，克服了彈簧的拉力，向外張開；這時離心塊的撥板銷使撥板及凸輪沿分電器軸旋轉(zhuǎn)方向，加速轉(zhuǎn)動一個角度，因觸點位置不變，所以凸輪提前頂開觸點，使點火時間提前。真空調(diào)節(jié)器工作原理：當化油器節(jié)氣門開度不大或發(fā)動機的負荷減小而轉(zhuǎn)速增高時，節(jié)氣門下方真空度增大，通過真空管吸動膜片，拉桿拉動隨動板及斷電器觸點副，使其逆分電器軸旋轉(zhuǎn)方向（凸輪轉(zhuǎn)動方向）轉(zhuǎn)動一定角度，將觸點提前頂開，從而提前了點火時間。在下一部分，我們將看看現(xiàn)代點火系統(tǒng)的一項進步，即無分電器點火。[6]近年來，您可能聽說過，有的汽車在16萬公里時才需要首次保養(yǎng)。 之所以能實現(xiàn)如此長的保養(yǎng)間隔，這與其中的一項技術(shù)—無分電器點火，是分不開的。 無分電器點火不是只有一個主線圈，而是每個火花塞上都有一個線圈此類系統(tǒng)中的線圈與較大的居中線圈的工作方式相同。 發(fā)動機控制單元切斷電路接地端的晶體管，從而產(chǎn)生火花。 這使發(fā)動機控制單元能完全控制點火正時。 因此，此類系統(tǒng)有許多顯著的優(yōu)點。 首先，沒有分電器這一易磨損的部件。 而且，也沒有易磨損的高壓火花塞線。 最后，對點火正時的控制更為精確，從而提高效率，降低排放，提高汽車總功率。 電子點火系統(tǒng)電子點火系統(tǒng)與機械式點火系統(tǒng)完全不同，它有一個點火用電子控制裝置，內(nèi)部有發(fā)動機在各種工況下所需的點火控制曲線圖(MAP圖)。通過一系列傳感器如發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、進氣管真空度傳感器(發(fā)動機負荷傳感器)、節(jié)氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器等來判斷發(fā)動機的工作狀態(tài)，在MAP圖上找出發(fā)動機在此工作狀態(tài)下所需的點火提前角，按此要求進行點火。然后根據(jù)爆震傳感器信號對上述點火要求進行修正，使發(fā)動機工作在最佳點火時刻。電子點火系統(tǒng)也有閉環(huán)控制與開環(huán)控制之分:帶有爆震傳感器，能根據(jù)發(fā)動機是否發(fā)生爆震及時修正點火提前角的電控系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)；不帶爆震傳感器，點火提前控制僅根據(jù)電控單元內(nèi)設(shè)定的程序控制的稱為開環(huán)控制系統(tǒng)［1］。點火線圈初級電流的通斷由電子點火器中的開關(guān)晶體管控制，而開關(guān)晶體管導通與截止則是由點火信號發(fā)生器產(chǎn)生的電信號控制。 1點火信號發(fā)生器 2點火信號