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电流通过初级绕组时,在点火线圈的铁心中形成磁场。
积蓄了磁场能。
当分电器凸轮将触点顶开时,初级电路被切断,初级电流迅速下降,铁心中的磁场也迅速消失,于是在点火线圈的次极绕组中感应出高压电动势。
由于次极绕组是初级绕组的80~100倍。
所以其感应电动势可达15000~20000V,配电器把高压电传送给工作缸火花塞,击穿火花塞的间隙,产生点火花。
当火花塞的间隙被击穿时,在点火线圈次极绕组的电路中有电流通过,该电流称为次极电流。
次极电流流经的电路,称为次极电路,也称高压电路,其路径是:
点火线圈次级绕组→点火线圈“开关”接线柱→附加电阻→点火线圈“+开关”接线柱→点火开关→电流表→蓄电池→搭铁→火花塞侧电极→火花间隙→火花塞中心电极→高压导线→配电器的旁电极→分火头→配电器的中央电极→高压导线→点火线圈次极绕组。
如上触电断开状态图所示。
发动机工作期间,断电器触点每开、闭一次,上述过程将重复进行一次。
因此,发动机每转两转,各缸按工作顺序轮流点火一次,点火开关断开后,初级电路切断,发动机熄火。
2.传统点火系主要部件的构造及作用
⑴点火线圈
作用
:
将电源提供的12V低压电转变成能击穿火花塞电极间隙的高压电。
构造
点火线圈是利用电磁感应原理制成的。
点火线圈按其磁路结构形式的不同,一般分为开磁路式和闭磁路式两种。
开磁路点火线圈
点火线圈按冷却方式的不同分为沥青式和油浸式;
按有无附加电阻分为带附加电阻和不带附加电阻型;
按接线柱的多少分为两接线柱式和三接线柱试。
下图为开磁路式点火线圈的内部结构。
点火线圈主要由铁心初级绕组、次极绕组、胶木盖、瓷座、接线柱和外壳等组成。
为了减少涡流和磁路损失,铁心由若干层涂有绝缘漆的硅钢片叠成,包在硬纸做成的绝缘套管内。
套管外面有用直径为0.06~0.10mm的漆包线分层绕制的次极绕组,绕组匝数为11000~26000匝。
每层绕组之间都用绝缘纸隔开,最外层的绝缘纸层数较多。
再用同样方法将初级的绕组绕在次极绕组的外边。
初级的绕组因通过的电流较大。
所以一般用0.5~1.0mm的漆包线绕制,匝数约为230~380匝;
绕组绕好后在真空中浸以石蜡和松香的混合物,以增强绝缘性。
外壳与绕组之间装有导磁用的钢套。
钢套作用是减小磁阻,并使初级绕组的热量易于散出。
两个绕组连同铁心浸渍石蜡和松香的混合物后装入外壳中,并支于瓷质绝缘座上。
为加强绝缘防止潮气浸入,利于散热,在外壳内填满沥青或变压器油,前者称为干式点火线圈。
后者称为油浸式点火线圈。
点火线圈上端装有胶木盖,用开密封点火线圈内部,并可防止高压电击穿刺激绕组的绝缘层,向外壳放电。
点火线圈的胶木盖上装有与点火开关,分电器连接的低压接柱。
两接柱点火线圈的低压接柱上分别标有“+”、“-”标记。
三接柱点火线圈的低压接柱上分别标有“开关”、“+开关”“-”标记,并在“开关”和“+开关”接柱上接有附加电阻。
胶木盖的中央是高压线查座。
周围较高,以防高压电在接柱间放电。
点火线圈的初级绕组两端分别接“+”(或开关)和“-”接线柱,次极绕组的一端接初级绕组,另一端接高压插座。
闭磁路点火线圈
闭磁路点火线圈和开磁路点火线圈相比,其铁心不是条形的,而是“曰”字形或“口”字形。
铁心磁化后,其磁感应线经铁心构成闭合磁路。
如下图所示。
由于闭磁路点火线圈漏磁小,磁路的磁阻小,能量损失小,所以能量转换率高达75%,因此称高能点火线圈。
而开磁路点火线圈的能量转换率只有60%。
另外,由于闭磁路的铁心导磁能力强,可在较小的磁动势下产生较强的磁场。
因而能有效地减少线圈匝数,使点火线圈小型化。
其体积小,可直接装在分电器上,不仅结构紧凑,并可有效地降低次极电容,故在无触点半导体点火系中广泛使用
下图为闭磁路点火的结构,它由E字形的硅钢片叠成,绕组是绕在E字形钢片的中间的“-”指上,初级绕组在里边,次级绕组在初级绕组的外面,外面用环氧树脂密封,取消了金属外壳,这样易于散热。
(2)附加电阻
作用:
减小低速时的初级电流,防止点火线圈过热,改善高速时点火特性。
点火线圈附加电阻一般用直径0.4mm左右的低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝。
绕成螺旋管形,夹在两块磁板之间,用螺栓固定在点火线圈的安装保持架上,在常温20?
C时,阻值一般为1.25~1.80Ω。
附加电阻是热敏电阻,当电阻上流过的电流大,使温度升高时,其阻值随之变大;
当电阻上流过的电流变小,使温度降低时,其阻值随之变小。
(3)点火开关
控制点火系低压电路的通断,控制发动机的起动和熄火。
结构:
点火开关外形各异,但一般为圆柱形,一端有钥匙插孔。
另一端是接线柱,一般分Ⅲ、0、Ⅰ、Ⅱ档,0档为断开位置,Ⅰ档是发动机正常工作位置,Ⅱ档是起动位置,Ⅲ档是辅助电器位置。
(4)分电器
主要由断电器、配点器、点火提前机构和电容器组成。
断电器的作用是在发动机凸轮轴驱动下,准时接通和切断点火线圈初级电流,使点火线圈及时产生高压电;
配点器的作用是按点火顺序将高压电分送至各缸火花塞;
点火提前机构的作用是实现对点火时间的调整:
电容器的作用是减小断电触点火花。
提高点火线圈次极高压。
分电器又称断电一配点器,壳体一般由铸铁制成,下部压有石墨青铜衬套,分电器轴由凸轮轴驱动。
分电器轴在衬套内旋转,用油杯进行润滑。
分电器由断点器、配点器、电容器、离心点火提前结构、真空点火提前机构和辛烷值选择器等构件组成。
断电器
由断电器底板,固定触点及支架、活动触点及触电臂、压簧和凸轮轴等组成,安装在分电器壳体内部的上方。
断点器触点(俗称“白金”)由坚硬而耐高温的钨合金制成,其中固定触点固定在托板上,由偏心调整螺钉调整其位置,并用紧固螺钉固定活动底板上。
活动触点装在活动触点臂的一端,臂的另一端有孔,绝缘地套在销轴上,使活动触点与壳体绝缘,并经片状弹簧与绝缘接线柱相连通。
在触点臂的中部固定着夹布胶木顶块,靠片簧簧压紧在断点凸轮上。
两触点断开时的最大间隙称为触点间隙。
一般为0.35~0.45mm。
凸轮为钢质整体,上部呈正多边形,凸轮的边数等于发动机的气缸数,下部呈长方形。
长方形拨板上有两个对称长孔,套装在离心点火提前机构两个离心重块的销头上,通过离心重块由分电器轴驱动,对四种程发动机而言,发动机曲轴与分电器轴的转速比为2:
1,即曲轴转两圈,分电器轴转一圈,所有缸各点火一次。
〈ii〉配电器
由分火头,分电器盖组成。
分电器盖用胶木粉在钢膜中加热压制而成,具有良好的耐高压电和耐热性能。
盖内周围有与发动机气缸数相同的旁电板,它们和盖上的旁电板插孔相通,插孔用来安插分缸高压线。
盖的中间有中央高压线插孔,在孔中有中心电极、弹簧和碳精柱,碳精柱弹性地压在分火头的导电片上,分电器盖用两个弹性夹固定在分电器壳体上。
分火头由胶木制成,其顶部为一导电铜片,分火头装于断电器凸轮的顶端。
当其旋转时,其上的导电片在距离电极0.25~0.8mm的间隙处掠过。
当断电器触点张开时,导电片对准盖内某一旁电极,高压电便由中心电极经带弹簧的碳精柱、导电片跳到旁电极,再经分缸高压线送到火花塞,由于高压从分火头导电片向旁电极跳火时,产生电火花,会对无线电产生干扰。
因此,有的分火头内装置有几千欧姆的阻尼电阻或在分火头尖端熔着一种特殊陶瓷,以抑制对无线电的干扰。
电容器
电容器并联在断电器触点两端,装在分电器的壳体上,其容量一般在0.15~0.35uF之间;
耐交流电压500v,且一分钟内无击穿现象,并且不低于500MΩ的绝缘电阻。
点火提前机构
点火提前机构包括离心提前机构、真空提前机构和辛烷值选择三部分。
①离心提前机构
离心提前机构是利用离心原理,根据发动机转速的变化而自动改变点火提前角的装置。
离心提前机构通常装在断电器固定底板的下部,其结构如下图所示。
在分电器轴上固定有托板,两个离心块分别套在托板的柱销上,可绕柱销转动。
离心块的另一端由弹簧拉向轴心,凸轮及拨板制成一体,凸轮活络地套在轴上,其拨板的长方形孔套在离心块的销钉上,受离心块驱动。
当分电器轴转动时。
离心块上的销钉即通过拨板带动凸轮转动,轴的上端装有限为螺钉,紧固后仍有一定的轴向间隙,以保证凸轮能和轴做相对转动。
离心提前机构的工作情况是。
当发动机转速升高时,离心块的离心力逐渐增大、自某一转速开始。
离心块的离心力便克服弹簧拉力,便离心块向外甩开,离心块上的销钉便推动拨板带着凸轮轴沿原来旋转的方向相对轴转过一个角度,使凸轮提前顶开触点,点火便提前一个角度,转速越高离心力越大,点火提前角也就越大。
反之,点火提前角越小。
离心块上有两个直径一样的弹簧,其弹性不一样。
低速时,只有细弹簧起作用,转速高时两个弹簧同时起作用。
离心提前机构一般在发动机400~500r/mm时开始工作,当离心块甩到孔的极限位置时,点火提前角达到最大。
②真空提前机构
真空提前机构是随发动机负荷的大小自动改变点火提前角的装置,它装在分电器外壳的外侧。
主要由外壳、膜片、弹簧、拉杆和支架等部件组成。
其内部结构如下图所示。
真空提前机构内的膜片,将其分成两个腔室,位于分电器壳体一侧的腔室与大气相通,另一个腔室用管子与化油器节气门的小孔连接,膜片中心固装着拉杆,拉杆的一端固装一销钉。
断电器活动底板就套装在拉杆的销钉上,因此拉杆运动可带动断电器活动底板转动,转动的最大角度由固定底板的长形槽孔限制。
平时用膜片在弹簧的作用下拱向分电器壳体一侧,并通过拉杆带动断电器活动底板处于某一位置。
真空提前机构的工作情况如图所示。
当发动机负荷小时。
节气门下方的小孔处真空度较大,吸动膜片,膜片带动拉杆克服弹簧张力向右拱曲。
同时,拉杆拉动活动底板带着断电器触点逆分电器轴旋转方向转动一定角度,使触点提前张开,点火提前角增大。
当发动机负荷增大时,小孔处真空度减小,吸力下降,在弹簧引力作用下,膜片向左拱曲,拉杆带动活动底板并带着断电器触点顺着分电器轴旋转方向转动一定角度,使点火提前角减小。
③辛烷值选择器
辛烷值选择器一般装在分电器下部的壳体上,通过人工用转动分电器的壳体来带动触点,使触点与凸轮工作相对移动,从而改变起始点火提前角。
辛烷值选择器一般由调节臂,夹紧螺钉及螺母、托架、调节底板与拉杆等组成,其结构如图。
当换用不同品质的汽油时,需要改变点火提前角。
通常是先将分电器总成的固定螺钉松开,转动外壳,顺着分电器轴的旋转方向转动为推迟。
逆着分电器轴的旋转方向为提早,一般每转动一个刻度相当于曲轴转角2°
(5)火花塞
将高压电引入燃烧室产生火花。
火花塞主要由中心电极、侧电极、绝缘瓷体、壳体、导电玻璃、导电金属杆、紫铜内垫圈和密封垫圈等组成。
结构如下图所示。
在钢质壳体内部固定有高氧化铝陶瓷绝缘体,在绝缘体中心孔的上部有金属杆,杆的上端有接线螺母,用来接高压导线。
下部有中心电极,金属杆与中心电极之间用导电玻璃密封,铜质内垫圈起密封和导热作用。
壳体的上部有便于拆装的六方,下部有螺纹以备拧装在发动机气缸盖内,并采用了氧化处理或其他防锈镀层,以提高其耐腐蚀性。
壳体的下端面固定有弯曲的侧电极。
火花塞装入火花塞孔时,需加多层密封垫圈或铜包石棉垫圈以保证密封。
中心电极用镍锰合金钢制成,具有良好的高导电、导热性,并具有很强的耐高温。
耐化学腐蚀和抗氧化性能,有较长使用寿命。
火花塞的电极间隙一般为0.7~0.9mm,近年来为适用发动机排气净化的要求,利用稀混合气燃烧,火花塞间隙有增大的趋势,有的已增大到1.0~1.2mm。
第二集)
第三节
传统点火系主要元件的检修
一、点火线圈的检查
1、外观检查
绝缘盖表面,要求色泽均匀,表面光洁无气泡、杂质等缺陷,绝缘盖与壳体封装应良好,周围不得有沥青或油溢出;
各接线柱焊接应牢固,高压插孔螺钉应密封可靠,高压线插头应能顺利插入和拔出;
应有零件不可缺损,绝缘盖,外壳不得有裂纹。
2、初、次级绕组断路、短路和搭铁的检查。
用万用表R×
1档测量初级绕组两个端头,用R×
1K档侧次级绕组的两个端头,如K=∞说明断路,如阻值在规定范围内,说明正常;
如阻值过小说明短路。
初级绕组一般在1~2Ω之间,次级绕组一般是几KΩ;
用万用表R×
10K档(以MF500型为例),一支表笔测初级绕组一个端头,另一只表笔测点火线圈外壳,R=∞为正常,有电阻为搭铁
3、点火线圈的修理
高压插座端部缺损,低压接线柱松脱,点火线圈漏油及内部发生故障时都应换新不应修理。
二、分电器的检修
(1)电器常见故障
断电器常见故障
a.表面氧化烧蚀
b.触点间隙调整不当,过大过小
c.触点臂弹簧弹力不足
d.凸轮磨损不均或传动轴松旷
配电器常见故障
a.火头裂损
b.分火头受潮、积污而漏电
离心调节装置常见故障
a.离心块弹簧失效
b.
拨板销磨损。
真空调节装置常见故障
a.膜片破裂或真空管路漏气
b.膜片弹簧弹力减小
(2)分电器的检修
触点的检修
检查触点的接触情况,将触点分开察看接触面是否有油污、烧蚀、凹凸不平及触点间能否全面接触。
如有油污,可用干布稍沾些汽油将其擦净;
如触点有轻微烧蚀,可用“00”号细砂纸磨净;
如烧蚀较重表面凹凸不平时,应更换触点臂总成。
触点的中心线应重合,偏差不得超过0.2mm,接触面积应大于80%。
否则应用尖嘴钳校正。
触点间隙的检查与调整
打开分电器盖,转动曲轴,使凸轮的凸角顶开触点到最大开口间隙的位置,然后用塞尺测量间隙,其值一般为0.35~0.45mm。
如不符和规定,可旋松触电底版的固定螺钉,再拧转偏心螺钉进行调整,最后拧紧触点底板固定螺钉。
触点臂弹簧力的检查与调整
触点闭合时,用弹簧秤的挂钩拉住活动触点的尖端,沿着触点的轴向拉动弹簧秤。
当触点刚刚分开时,弹簧秤的读数即为触点臂弹簧弹力,其值一般为5~7N。
若弹簧弹力不符合规定,可通过改变固定槽与固定螺栓的位置或弯曲弹簧片的方法予以调整;
若调整后弹力仍不符和规定,则需更换弹簧片。
(iv)分电器凸轮的检修
用游标卡尺测量各对角磨损处的直径,然后与标准尺寸对比一般其磨损量不得超过0.4mm,否则应予以更换。
如果各个凸角使触电打开的间隙相差0.05mm以上,说明凸轮已磨损不均,应予更换。
(v)分电器轴与衬套的检修
用虎钳夹住分电器壳体,使千分表触针垂直顶在轴的上部,然后沿触针的轴线方向推、拉分电器轴,测得的最大间隙不应大于0.07mm。
用手上、下推拉分电器轴,其上、下窜动间隙不应超过0.25mm。
不满足上述要求,应更换新分电器。
(vi)离心调节装置的检修
用手捏住分火头,左右各扭动一次,若每次放手后,分火头均能自如地完全回正,则可认为无故障,否则应整体进行检修。
(vii)真空调节装置的检修
将手握式真空唧筒接在真空调节装置管端,握住手柄,使表的指针示值为53kpa,观察断电器固定盘是否随之转动,若真空表指示值在1min内不下降,且断电器底版或外壳保持最大转角不退回,则真空调节装置良好,否则有故障,应予检修。
(viii)分火头的检修
就车检查。
将分火头拆下倒放在气缸盖上,使导电片与气缸盖接触,然后将点火线圈的高压线端头从分电器盖中拔出并对分火头座孔约7~8mm之处。
起动马达,如有明显火花,说明分火头漏电,予以更换。
(ix)分电器盖的检查
闭合点火开关,将所有高压线从火花塞上拔下,并将分电器盖打开而且悬空。
一手拿着所有的高压分线,使其端头距机体3~4mm;
用另一只手拔动活动触点臂,使其开、闭,若高压线端头与机体间有火花跳过,说明中央高压线插孔与分缸高压线插孔间漏电,分电器盖漏电或有裂纹时,应予更换。
(x)电容器的检修
车上检查:
将电容从车上拆下,用仪表测量电容的容量,很容易查出故障。
就车检查:
打开分电器盖,拔下分电器中央高压线,使其端头距缸体6~8mm,起动发动机,观察火花强弱;
然后拆除电容引线,重新打马达起动发动机,如果火花减弱,说明电容正常;
若两次火花一样或基本一样,说明电容失效。
损坏的电容器,必需换新。
三、火花塞的检修
1.火花塞的拆除
为了防止污物进入气缸内,用火花塞套筒拆下火花塞之前,必须用压缩空气或刷子将火花塞周围的污物去除。
2.火花塞常见故障及原因
⑴过热
火花塞裙部正常温度应当在45~85°
C范围内,如超过900°
C时,应检查火花塞的热值,点火提前角,发动机的散热及可燃混合气等。
⑵严重积碳
积碳是由于气缸内游离碳在火花塞上的沉积所造成的。
发生积碳时,应检查,可燃混合气是否过浓,发动机是否窜机油,火花塞裙部温度是否过低等。
⑶电极严重烧蚀。
火花塞的两电极在工作中会逐渐有所烧蚀,在定期保养时对电极间隙进行调整,使烧蚀后的两极保持规定的间隙。
当两电极严重烧蚀,使电极间隙难以调整合格时,应更换火花塞。
⑷漏气
重新拧紧,如属于本身损坏漏气的换新。
3.火花塞的清洁与调整
⑴清洁
拆下火花塞放入汽油中,用铜丝刷刷除火花塞表面、电极之间、螺纹之间的污物或积碳,注意严禁用金属片或钢丝刷清除。
⑵调整
火花塞间隙一般为0.7~0.9mm,必须用专用工具测量间隙值,调整时必须用专用工具弯曲侧电极进行调整。
第四节电子点火系
电子点火系按触发方式可分为磁感应式、霍尔式、光电式和震荡式四种。
现在最常用的是磁感应式和霍尔式两种电子点火系
一。
磁感应式电子点火系
1.组成
磁感应电子点火系由电源、点火开关、点火模块、点火线圈、带磁感应信号传感器的分电器总成、高压导线、火花塞等组成。
磁感应电子点火系与传统点火系最大的区别是:
分电器中的断电器触电由磁感应信号传感器代替。
另外,在分电器和点火线圈之间不在是一根导线而是多增加了一个点火模块,如图所示:
2.工作原理
发动机运转时,发动机曲轴带动分电器轴转动,分电器里的磁感应传感器产生感应信号,此信号输出给点火模块。
由于感应信号比较弱且不规则必须经过点火模块内部电路进行信号放大、脉冲信号整形,输出给大功率三极管,此晶体三极管的集电极和发射极接在点火线圈的初级电路上。
当分电器里的信号传感器转子、定子爪极互相接近时,信号传感器输出正极性信号给点火模块,使点火模块内晶体三极管导通,从而接通点火线圈初级电路,点火线圈储存磁场能。
当转子、定子爪极相互对正后趋向离开时,信号传感器输出负极性信号,此信号输送给点火模块后,使晶体三极管截止,从而切断点火线圈初级电流;
点火线圈的突然消失使得次极感应出20000~25000V的电动势;
配电器在转动过程中准时将产生的高电压按点火顺序分配给工作缸火花塞跳火。
3.主要部件结构
1)分电器总成
磁感应式分电器主要由磁感应式信号传感器、配电器、真空点火提前装置、离心点火提前装置等组成。
(1)感应式点火信号传感器
下面以解放CA1092分电器为例讲解磁感应式信号传感器。
它主要由转子和定子两大部分组成,底版和感应线圈是固定在分电器壳体内的,定子、塑性永磁片和导磁片三者用铆钉铆合后套在底版的轴套上,受真空点火提前装置的膜片拉杆约束。
塑性永磁片上面为N极,下面为S极,工作中传感器磁路为:
塑性永磁片N极→
定子→
定子爪极与转子爪之间的气隙→
转子感应线圈铁心(凸轮轴)→
导磁板
→
塑性永磁片S极→
N极。
见下图:
当凸轮轴带动转子转动时,磁路的空气间隙即发生规律性变化,使穿过感应线圈铁心的磁通时也发生变化,从而产生感应电动势。
(2)
离心点火提前装置
与传统点火系离心点火提前装置类似,这里就不在赘述。
(3)
真空点火提前装置
与传统点火系离心点火提前装置类似,这里也不在赘述。
(4)
配电器
也同传统式配电器,不在多述。
2)电子点火模块
无触电式电子点火模块实质上是一只点火脉冲信号放大器。
如图所示是CA1092汽车磁感应式电子点火系配用6TS2017型电子点火模块外形。
它主要由美国摩托罗拉公司生产的89S01型点火专用集成电路芯片和一些电子元件组成,辅助电子元件采用厚膜混合电路技术制成。
内部电路为全密封结构,底版为一铝质散热板。
用两个螺钉固定在点火线圈支架上。
6TS2107电子点火模块具有恒能控制、停车断电保护、低速推迟点火、过电压保护等功能。
在6TS2107电子点火模块内有一个大功率三极管,它的集电极和发射极接在点火线圈的初级电路中,控制着点火线圈初级电路的通断,而它的基极受磁感应信号传感器输送过来的信号控制。
3)高能点火线圈
解放CA1092磁感应式电子点火采用的是JDQ172高性能电子点火线圈。
其初级绕组电阻为0.7~0.8Ω,次极绕组电阻为3000~4000Ω。
次极电压可达到9000~
25000V。
第三集)
二。
霍尔式电子点火系
霍尔式电子点火系由电源、点火开关、电子点火模块、高能点火线圈、霍尔式分电器总成、高压线、火花塞等部件组成
下面以上海桑塔纳轿车为例。
接通点火开关ON档或ST档:
发动机曲轴
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