第三章 汽车构造56.docx

1、第三章 汽车构造56第五节 点火系与起动系一、点火系1.点火系的功能与组成点火系的功能是用电火花方法点燃气缸内的压缩混合气并使其燃烧。点火系的主要装置如下（图3-51）：(1) 点火线圈：为点火提供高压电，所以又叫高压线圈。(2) 触点式断电器：在发动机需要电火花的瞬间提供电流。(3) 分电器：把高压电分配给各缸火花塞。(4) 高压线：把分电器的高压电接送给火花塞(5) 火花塞：利用高压电跳气点燃气缸里的混合气图3-51 点火系的总布置2点火系的类型（1）传统点火系早在1902年波许公司就发明了用点火线圈进行点火的方法。到30年代该点火方法已被广泛应用了。这一方法一直沿用到70年代末期，中间虽

2、经各种改进，但汽油机一直采用这种机械控制式的点火方法。这种点火方式主要由断电器和分电器组成（图3-52）。断电器利用触点的开闭使点火线圈产生高压电，分电器把高压电分配给各个气缸。在这种点火方式当中，使用了一些机械角点和易磨损零件，因而必须定期拆检和更换易损件。其中触点式断电器是一关键装置，它仅利用简单的触点去接触或断升高压电，少许的磨损和污垢都奖极大地影响其功能。随着发动机的不断强化，需要更精确的点火正时，解点式断电器明显地不适应这种要求，在这种情况下无触点式点火系统应运而生了。最近随着电子技术的进步，点火系发生了很大的变化，现在仍然在继续变化中。（2）晶体管点火系晶体管点火系使用蓄电池供电，

3、从蓄电池来的电流通过点火线圈的初级线圈，然后流过发火器的晶体管（图3-53）。当接到发火信号时，晶体管转达为载止状态，切断了流经初级线圈的电流，从而在初级线圈上产生很高的感应电压，最后由分电器奖高压电分配全需要点火的火花塞。一般常使用脉冲信号发电机作为发火信号装置。最近由于电控汽油喷射的发展，很多汽车的点火装置都开始进行控制了。这种点火装置每一次放电的时间比较长，对经常使用低速工况的发动机十分有利。目前几乎所有的汽车都采用了这种点火装置。图3-52 传统点火系图3-53 晶体管点火系（桑塔纳轿车）（3）直接点火系晶体管点火方式取消了触点式断电器是一大进步，晶体管点火方式的进一步发展就是直接点火

4、方式。无论是传统点火系还是晶体管点火系都必须使用分电器。直接点火系取消了分电器和高压线，这样就避免了高压电传输过程中的能量损失。直接点火系需要在每个火花塞上都布置一个小型的点火线圈（图3-54）。目前已有一些汽车开始使用直接点火方式了，例如捷达王、时代超人等轿车。图3-54 直接点火系二、起动系1起动系的作用所谓发动机起动就是用外力转动静止的曲轴，直至曲轴达到能保证混合气形成、压缩和燃烧并顺利运行的转速（称起动转速，通常在50r/min以上），使发动机自行运转的过程。常用的起动方法有手摇起动和起动机起动。手摇起动就是把手摇臂嵌入曲轴前端的起动爪内，用人力转动曲轴起动，手摇起动简单但不方便，劳动

5、强度大且不安全，现已很少使用。现代汽车都采用电力起动机起动，由于这种方法操作方便、起动迅速、安全可靠，所以得到广泛应用应用。起动机的作用是由直流电动机产生动力，经传动机构带动发动机曲轴转动，从而实现发动机的起动。2起动系的组成起动机起动装置主要由直流电动机、传动机构和控制机构组成（图3-55和图3-56）。直流电动机在直流电压的作用下产生旋转力矩，称为电磁力矩或电磁转矩。起动发动机时，它通过驱动齿轮、飞轮的齿圈驱动发动机的曲轴旋转，使发动机起动。起动机的传动机构安装在电动机电枢的轴上。在起动发动机时，将驱动齿轮与电枢轴连成一体，并使驱动齿轮与买办齿圈啮合，将起动机产生的电磁转矩传递给发动机的曲

6、轴，使发动机起动；发动机起动后，飞轮转速提高，带着驱动齿轮旋转，将使电枢轴超速旋转而损坏。因此，在发动机起动后，驱动齿轮转速超过电枢轴转速时，传动机构应使驱动齿轮与电枢轴自动脱开，防止电枢轴超速。为此，起动机的传动机构必须具有超速保护装置。控制机构的作用是控制起动机主电路的通、断，并控制驱动齿轮与电枢轴的连接。起动机的控制机构也称为操纵机构，有下列两种形式：（1）直接操纵式控制机构 由驾驶员通过起动踏板和杠杆机构，直接操纵起动开关接通起动机的主电路，并使驱动齿轮随着电枢轴一同旋转来驱动飞轮。（2）电磁操纵式控制机构 由驾驶员通过起动开关操纵起动机的电磁开关，或通过起动继电器操纵起动机的电磁开关

7、，接通起动机的主电路，并使驱动齿轮随着电枢轴一同旋转来驱动飞轮。电磁操纵式控制机构结构简单、工作可靠、操作方便，在国内、外汽车上的应用十分广泛。图3-55 起动机的组成图3-56 起动机在车上的布置3起动系的类型（1）直接起动式起动机当点火开关拧到Start挡时，控制电路激励电磁开关的吸拉线圈和保持线圈。电磁开关活动铁芯移动，传动叉以轴销为支点摆动，拨叉拨动起动机构的小齿轮啮入发动机飞轮齿圈。电磁开关活动铁芯走完全行程时，活动铁芯触盘接触蓄电池至起动机的电路，电流流过磁场绕组和电枢，建立起引起电枢旋转的磁场，于是便拖动发动机旋转（图3-57）。图3-57 直接起动式起动机（2）齿轮减速式起动机

8、有些汽车厂采用齿轮减速式起动机以增大转矩。齿轮减速式起动机不同于大多数别的起动机之处，是电枢不直接带动起动小齿轮，而是电枢的小齿轮与一只大齿轮常啮合。根据用途，常啮合齿轮的减速比在2：1和3.5：1之间。增加减速，使小型起动机能高速运转，在耗电少的条件下得到较大的转矩（图3-58）。图3-58 齿轮减速式起动机（3）强制啮合式起动机强制啮合式起动机，利用起动机的分路磁场绕组来开动起动机构。起动时的大电流由装在蓄电池附近的起动机继电器控制。继电器吸合时电流便流过起动绕组，起动绕组建立磁场，磁场吸动一可动极靴，可动极靴通过拨叉与起动机构联系。当可动极靴移动时，起动小齿轮啮入发动机飞轮齿圈（图3-5

9、9）。（4）永磁式起动机在永磁电动机的电枢上装有减速器的起动机，称为永磁式起动机。其减速器的形式有外啮合式、内啮合式和行星齿轮式（图3-60）。 图3-59 强制啮合式起动机 图3-60 永磁式起动机第六节 冷却系与润滑系一、冷却系1冷却系的作用发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度高达（19272527），使发动机零部件温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件，若不及时冷却，则难以保证发动机正常工作。冷却系的作用就是保持发动机在最适宜的温度（8090）范围内工作。2冷却方式根据不同冷却介质不同，可分为风冷式和水冷式。水冷式 以水为冷却介质，热量先由机件传达室给水，靠水的流动把热量带走而

10、后散入大气中。散热后的水再重新流回到受热机件处，适当调节水路和冷却强度，就能保持发动机的正常工作温度，同时，还可以用热水预热发动机，便于冬季起动.风冷式 高温零件的热量直接散入大气。3冷却系的组成目前汽车发动机均采用强制循环式水冷却系，它主要由风扇、水泵、水套、散热器百叶窗、水管、水温表和水温传感器等组成（图3-61）。各零部件布置如图3-62所示。图3-61 冷却系的组成图3-62 冷却系的零件分布冷却风扇 风扇旋转送风辅助散热器进行热交换。散热器 又名水箱，其作用是利用冷风冷却被加热的冷却液。散热器的芯管常用扁形直管，周围制有散热片，芯管有竖置和横置两种方式。散热器盖 散热器盖具有较高的密

11、封性。其作用是使冷却系保持一定的压力，提高冷却常委会的沸点。节温器 节温器是控制冷却液流路的开关阀，从而使冷却液保持适当的温度。水泵 水泵的作用是使冷却水循环。4冷却系的工作过程（1）小循环当水温低于85时，节温器体内的石蜡体积膨胀量尚小，节温器主阀门关闭，来自散热器的水道被关闭，冷却水不经过散热器，只在水泵与发动机水套之间作小循环流动（图3-63）。因此，冷发动机开始工作时，冷却水快速升温，能很快暖机，在短时间内达到发动机正常工作温度。图3-63 小循环工作状态（2）大循环当冷却水温度高于85时，石蜡体积膨胀，使节温器的主阀门逐渐开启，副阀门逐渐关闭，因而来自散热器的冷却水作大循环流动（图3

12、-64）。当冷却水温度达到105时，主阀门完全开启，副阀门完全关闭，全部冷却水流经散热器作大循环流动。图3-64 大循环工作状态二、润滑系1润滑系的作用在发动机运转时，必须向各润滑部位提供机油进行润滑。润滑系的作用就是不断地使机油循环，从而润滑发动机的各个部位，使发动机的各个零件都能发挥出最大的性能。归纳起来如下：润滑作用 是将零件间的直接摩擦变为间接摩擦，减少零件磨损和功率损耗。密封作用 是利用润滑油的粘性，提高零件的密封效果。如活塞与气缸套之间保持一层油膜，增强了活塞的密封作用。散热作用 是通过润滑油的循环，将零件摩擦时产生的热量带走。清洗作用 是利用润滑油的循环，将零件相互摩擦时产生的金

13、属屑带走。防锈作用 是将零件表面附上一层润滑油膜，可以防止零件表面被氧化锈蚀。根据发动机类型和润滑部位不同，其润滑方式也不同。2润滑系的组成润滑系主要由油底壳、机油泵、滤清装置、限压阀、压力表、机油尺、油道就油管等组成（图3-65）。发动机工时，机油泵将机油从油底壳吸入，并压送到机油滤清器，经滤清器后的机油流入主油道，然后分别流入各曲轴轴承、凸轮轴轴承、连杆轴承等处，最后又重新回到油底壳。由于轿车发动机转速高、功率大、凸轮轴多为顶置，机油泵一般由中间轴驱动；配气机构多采用液力挺柱；在主轴道与机油泵之间多用单级全流式滤清器，以简化滤清系统。集滤器为固定淹没式，避免机油泵吸入表面泡沫，保证润滑系工

14、作可靠。 图3-65 轿车汽油机润滑油路由于柴油机与汽油机的结构和工作条件不一样，其润滑系的组成和油路也各有不同。柴油机的机械负荷和热负荷较大，其活塞一般专设油道进行冷却，所配用的喷油泵、调速器、增压器等也需要润滑，因此，要求柴油机的润滑强度较高。为了保证润滑系工作可靠，通常设有机油散热器（图3-66）。图3-66 柴油机润滑油路（485型柴油机）3机油冷却器在高性能大马力的强化发动机上，由于热负荷大，必须装用机油冷却器。按冷却方法可将发动机机油冷却器分为二大类，即空冷式和水冷式冷却器（图3-67）。其中水冷式机油冷却器已经相当地小型化了，广泛地应用在轿车上。空冷式机油冷却器芯子由许多冷却管和

15、冷却板组成。在汽车行驶时，利用汽车迎面风冷却热的机油冷却器芯子。赛车大都把机油冷却器布置在很显眼的地方，一般轿车大都把机油冷却器布置在保险杆内侧或其它不显眼的部位。水冷式机油冷却器的芯子布置在机油滤清器的安装位置上。同时使用水管，把散热器的出水也引到机油滤清器的安装位置上。过热的机油在机油冷却器的芯子里面流过，从散热器来的冷却液在机油冷却器的芯子外部流过，从而冷却过热的机油。 （a）空冷式 （b）水冷式图3-67 机油冷却器4发动机运转时的机油压力怠速时机油压力不低于100千帕（1kg/cm2），正常运转时机油压力不低于200400千帕（24kg/cm2）。5曲轴箱通风为了延长机油的使用期限，减轻零件磨损和腐蚀，发动机曲轴箱都设有强制通风装置。图3-68为曲轴箱强制通风示意图。曲轴箱和进气管之间用抽气管连接。当发动机工作时，曲轴箱内的气体经挺杆室和抽气管被吸入进气管，而新鲜空气经气门室罩上的小空气滤清器进入曲轴箱。（a）东风EQ6100型发动机 （b）奥迪100型轿车发动机图3-68 曲轴箱通风示意图