第一讲点火系的作用.docx

1、第一讲 点火系的作用第一讲 点火系的作用、工作要求、组成和工作过程第二讲 点火系的类型、普通电子点火系的组成和工作过程第三讲 分电器的结构、工作过程第四讲 点火线圈、火花塞、点火器的结构和工作过程第五讲 普通电子点火系典型电路第六讲 微机控制电子点火系的组成第七讲 微机控制电子点火系的类型、控制功能第八讲 微机控制电子点火系的控制功能第九讲 微机控制电子点火系的工作过程第一讲 点火系的作用、工作要求、组成和工作过程教学内容点火系的作用、工作要求、组成和工作过程计划学时2教学目标1.掌握点火系的作用、要求、组成和基本工作过程2.掌握点火提前角的影响因素教学重点点火系的要求、点火提前角概念及影响因

2、素解决措施实物讲解，动画演示教学难点点火系要求、点火提前角概念及影响因素解决措施实例、动画演示教学过程一、 导入新课由教师引导思路，复习汽油机的工作过程（进气、压缩、作功、排气），引入新课。质疑：进气气缸内的混合气如何被点燃？多缸发动机如何进行工作？二、点火系的作用 动画演示将蓄电池或发电机的低压电转变成高压电，再按照发动机的工作顺序适时将高压电分送给需要点火气缸的火花塞，产生电火花以点燃可燃混合气。三、工作要求1能产生足以击穿火花塞电极间隙的电压击穿电压：火花塞电极被击穿而产生火花时所需要的电压。影响击穿电压的大小的因素有：（1）火花塞电极间隙大小和形状火花塞电极的间隙越大，击穿电压越高；电

3、极尖端棱角分明，击穿电压低。（举例说明：尖端放电现象）（2）气缸内混合气体的压力和温度混合气的压力越大，温度越低，击穿电压越高。（3）电极温度和极性火花塞电极温度越高，击穿电压越低；中心电极为负极且温度较高时，击穿电压较低。（4）发动机的工作情况火花塞的击穿电压随转速的升高而降低。发动机在起动和急加速时击穿电压高，全负荷且稳定工作状态时击穿电压较低；混合气过稀和过浓时击穿电压都会升高。此外，发动机的功率、压缩比以及点火时刻等因素也影响击穿电压的高低。为了保证点火的可靠性，点火系必须有一定的次级电压储备。但过高的次级电压，将造成绝缘困难，使成本提高。结合现代发动机大功率、高转速的特点，指出点火系

4、对次级电压的要求越来越高。2电火花应具有足够的能量发动机正常工作时，需要15mJ的火花能量。但在混合气过浓或是过稀时，如发动机起动、怠速或节气门急剧打开工况，则需要较高的火花能量。高能电子点火系一般应具有80100mJ的火花能量，起动时应产生高于100mJ的火花能量。质疑：输变电设备中的高压电能使人致死，而打火机、警棍却不能使人致死？ 3点火时刻应适应发动机的工作情况 动画演示对于多缸发动机，点火系应按发动机的工作顺序进行点火。六缸发动机的点火顺序为1-5-3-6-2-4，四缸发动机的点火顺序为1-3-4-2或1-2-4-3。点火提前角：从发出电火花开始至活塞到达上止点为止的一段时间内曲轴转过

5、的角度，称为点火提前角。动画演示对发动机性能的影响：点火提前过小，当活塞到达上止点时才点火，则混合气的燃烧主要在活塞下行过程中完成，即燃烧过程在容积增大的情况下进行，炽热的气体与气缸壁接触的面积增大，因而转变为有效功的热量相对减少，气缸内最高燃烧压力降低，导致发动机过热，功率下降。点火提前过大，混合气的燃烧完全在压缩过程进行，当活塞到达上止点之前即达最大，使活塞受到反冲，发动机作负功，不仅使发动机的功率降低，并有可能引起爆燃和运转不平稳现象，加速运动部件和轴承的损坏。燃烧最大压力出现在上止点后1015时，发动机的输出功率最大，此时所对应的点火提前角为最佳点火提前角。影响因素：主要的因素是发动机

6、转速、负荷、冷却液温度及燃油品质。 当发动机转速一定时，负荷的增大，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大。 当发动机节气门开度一定时，转速增高，应适当加大点火提前角。即点火提前角应随转速增高适当加大。 汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可适当增大，以提高发动机的性能；辛烷值较低的汽油抗爆性差，点火提前角则应减小。质疑：发动机转速增高，若点火提前角未增大，发动机会出现何现象？ 四、点火系的组成 示频展示。1.组成：蓄电池、点火开关、点火线圈、断电器、配电器和火花塞等部件组成。2.各部件的功用：蓄电池为点火系提供电能；点火开关接通或断开点火系系统电源；点火线圈

7、存储点火能量，并将蓄电池电压转变为点火电压。分电器由断电器、点火提前机构和配电器组成，断电器的作用是接通或切断点火线圈初级回路；点火提前机构的作用是随发动机转速、负荷和汽油辛烷值变化调节点火提前角。配电器的作用是根据发动机的工作顺序，将高压分配到各工作缸。火花塞将点火高压引入气缸燃烧室，并在电极间产生电火花，点燃混合气。五、点火系的工作原理 动画演示（1）触点闭合触点闭合时，初级电路通电，初级电流从蓄电池的正极经点火开关、点火线圈的初级绕组、断电器触点臂、触点，搭铁流回蓄电池的负极。（2）触点断开初级绕组通电时，其周围产生磁场。当断电器凸轮顶开触点时，初级电路被切断，初级电路电流迅速下降到零，

8、铁芯中的磁通随之迅速衰减以至消失，因而在匝数多，导线细的次极绕组中感应出相当高的次级电压，使火花塞两极之间的间隙被击穿，产生火花。（3）高压配电在断电器触点断分瞬间，次级电路中分火头恰好与侧电极对准，次级电流从点火线圈的次级绕组，经蓄电池正极、蓄电池，搭铁、火花塞侧电极、火花塞中心电极、高压导线，配电器流回次级绕组。六、质疑1.当蓄电池电压降低时，电火花能量如何变化？2.节气门开度增大，点火提前角应如何变化？七、互动性交流学生自由提问题，老师可只作启发性回答。八、总结由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。总结的主要内容是：1.点火系的要求。2.点火提前角。3.点火系的组成。4.点火系的工作过

9、程。作业1.发动机工作过程，对点火系有何要求？2.何谓点火提前角？其影响因素是什么？教学后记要使发动机顺利起动和正常工作，点火系必须满足工作要求。讲解本讲内容时，可结合发动机正常工作条件进行分析。第二讲 点火系的类型、普通电子点火系的组成和工作过程教学内容普通电子点火系的组成、工作过程计划学时2教学目标1.掌握普通电子点火系的组成、各部件的功用。 2.掌握普通电子点火系的工作过程。3.熟悉点火系的分类方法和类型。教学重点普通电子点火系各部件的功用、工作过程解决措施实物讲解，动画演示教学难点普通电子点火系的工作过程解决措施动画演示教学过程二、 导入新课由教师引导思路，复习点火系的工作过程，提出质

10、疑，引入新课。质疑：将直流低压变为高压的方式有几种？试举例说明。二、点火系的类型点火系常用的分类方法及类型有：（1）按电能的来源分：蓄电池点火系、磁电机点火系。（2）按储能方式分类可分为：电感储能点火系、电容储能点火系统。（3）按初级电路控制方式分类：有触点式和无触点式。有触点式点火系的初级绕组由断电触点控制其接通和断开，点火系工作可靠性差，点火状况受转速、触点技术状况影响较大，需要经常维修、调整。正日趋被无触点点火系所取代。无触点点火系又称电子点火系，随着先进的电子技术在点火系中的应用，电子点火系经历了普通电子点火系和微机控制电子点火系阶段。微机控制电子点火系可根据发动机传感器送来的各种参数

11、进行运算、判断，然后进行点火时刻的调节，使点火时刻总是处于最佳，因而得到了广泛的应用。（4）按高压电的配电方式分类：机械配电点火系（有分电器点火系）、计算机配电点火系（无分电器点火系）。三、普通电子点火系的组成1.组成 实物展示普通电子点火系主要由蓄电池、点火线圈、分电器、点火器和火花塞等部件组成。2.各部件的作用蓄电池为点火系提供电能；点火开关接通或断开点火系系统电源；点火线圈存储点火能量，并将蓄电池电压转变为点火电压。分电器由信号发生器和点火提前机构组成，信号发生器的作用是产生与发动机气数相同、与曲轴位置相对应的点火的信号。点火提前机构的作用是随发动机转速、负荷和汽油辛烷值变化调节点火提前

12、角。配电器的作用是根据发动机的工作顺序，将高压电分配到各工作缸。点火器将信号发生器产生的信号放大，控制大功率三极管的导通与截止，达到控制点火线圈初级电流通断的目的。火花塞将高压电引入燃烧室产生电火花点燃混合气。四、工作原理 动画演示1.接通点火开关，点火器内的大功率三极管导通，初级电路接通，在线圈中形成磁场。其电路是：蓄电池正极点火开关附加电阻Rf点火线圈初级绕组三极管（集电极、发射极）搭铁蓄电池负极。2.起动发动机，分电器开始转动，信号发生器的传感线圈开始产生交变电动势信号。若线圈中产生正（或负）向信号电压，大功率三极管仍导通，初级电路继续接通。3分电器继续转动，信号发生器的传感线圈产生负（

13、或正）向信号电压，则大功率三极管截止，初级电路切断，磁场迅速消失，次级绕组产生高压。4.次级绕组产生高压电经高压线传送到配电器，由配电器根据各缸工作顺序将高压电分配到各缸火花塞。五、质疑1. 如何保证信号发生器输出的点火信号与各工作缸相对应？2.点火控制器与断电器之间有何相同和区别？七、互动性交流学生自由提问题，老师可只作启发性回答。八、总结由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。总结的主要内容是：1.点火系的类型。2.普通电子点火系的组成和各部件的功用。3.点火系的工作过程。作业1.普通电子点火系各部件的功用是什么？2.普通电子点火系的工作过程如何？教学后记讲解普通电子点火系的组成和工作过程

14、时，可结合其工作过程引出该点火系的优点。第三讲 分电器的结构、工作过程教学内容分电器的结构、工作过程计划学时2教学目标1.掌握信号发生器的类型和工作过程。 2.掌握点火提前机构的工作过程。教学重点1.磁感应式信号发生器、霍尔式信号发生器的结构和工作过程。2.点火提前机构的工作过程解决措施实物讲解，动画演示教学难点霍尔式信号发生器的工作过程、点火提前机构的工作过程。解决措施实物讲解，动画演示教学过程一、导入新课由教师引导思路，复习电子点火系的工作过程，提出质疑，引入新课。想一想：能否用信号发生器直接控制点火线圈初级绕组的通断？二、分电器 实物展示分电器主要由信号发生器、配电器、离心点火提前装置组

15、成。1.信号发生器 实物展示作用：产生信号电压输送给点火控制器，通过点火控制器来控制点火系的工作。类型：按其工作原理不同可分为磁感应式、霍尔式、光电式、电磁震荡式。（1）磁感应式信号发生器 组成：信号转子、永久磁铁、感应线圈和支座架等。实物展示 动画演示工作原理： 信号发生器的信号转子上有与发动机气缸数相同的凸齿，信号转子转动时，信号转子的凸齿与铁心的空气隙发生变化，则通过传感线圈的磁通发生变化，在传感线圈中便产生感应的交变电动势，该交变电动势输入到点火器可控制点火系统工作。工作过程： 动画演示转子凸齿与线圈铁心间的气隙最大，线圈中的磁通量最小，磁通变化率等于0，此时线圈中无感应电动势产生；凸

16、齿逐渐接近铁心，线圈中的磁通量增大，当磁通变化率达到最大时，线圈中感应出最大的感应电动势；转子继续转动，线圈中磁通增加的速度减小，磁通变化率为0时，线圈中的感应电动势也等于0；凸齿转过铁心位置后，磁通量逐渐减小，磁通量减小的速度达到最大时，又使磁通变化率达到最大值，信号感应线圈中的感应出的反向电动势最大。特点：结构简单，能适应各种环境。但信号电压是随转速的升高而增大，随转速的降低而减小。当发动机转速较低时，信号电压较低，不利于发动机的起动。质疑：若凸齿与铁心间的气隙减小、铁心退磁，线圈中的感应电动势大小是否变化？（2）霍尔信号发生器基本原理： 动画演示当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方

17、向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。结构： 实物展示 主要由触发叶轮、霍尔集成电路、带导磁板的永久磁铁及专用插座等组成。触发叶轮上有与发动机气缸数相等的叶片，触发开关板上制有霍尔集成电路及带导磁板的永久磁铁，霍尔集成电路的外层是霍尔元件，同一基板的其它部分制成放大电路。工作原理： 动画演示分电器轴带动触发叶轮转动，当叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电压；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压。霍尔电压的信号较弱（仅为mV级），因此必须对其进行放大。

18、经放大后的信号控制输出端三极管的导通与截止。当霍尔元件不产生霍尔信号时，输出端的三极管处于截止状态，由点火器输入的检测信号处于高电平（接近电源电压，约9V左右）；当霍尔元件产生霍尔信号时，输出端的三极管处于导通状态，由点火器输入的检测信号处于低电平（约0.4V左右）。质疑：若发动机的转速变化，霍尔信号产生的时刻是否变化？（3）光电感应式信号发生器结构： 实物展示主要由发光元件、光敏元件和遮光转子组成。工作过程： 发光元件和光敏元件位置相对，分别位于遮转子的两侧。遮光转子固定在凸轮轴上，与凸轮轴一同旋转。当遮光转子挡住发光元件的光线时，光敏元件截止，控制电路输出低电平。当缝隙对准发光元件与光敏元

19、件时，光线照射到光敏元件上，控制电路输出高电平。凸轮轴转一周，由360条缝隙所控制的电路将输出360个脉冲信号，此信号作为向电脑输入的转速信号。2.配电器 作用：将高压电按点火顺序分配至火花塞。结构：实物展示配电器装于信号发生器的上部，由分电器盖、分火头组成。 分电器盖由胶木粉在钢模中热压而成，装于分电器顶端，用两弹性夹卡固。四周有与发动机气缸数相等的旁电极通至盖上的金属套座孔，以安插分缸高压线。分火头套装在分电器轴的顶端随轴一起旋转，其上有金属导电片。工作过程：分火头旋转时，导电片在距离旁电极0.20.8mm间隙处越过，当信号发生器产生点火信号时，高电压自导电片跳至与其相对的旁电极，经分缸高

20、压线送至火花塞。3.离心调节器作用：在转速变化时，利用离心力自动使信号发生器提前产生点火信号来调节点火提前角。结构：实物展示在分电器轴上固定有托板，两个重块分别套在托板的柱销上，重块的另一端由弹簧拉向轴心。信号发生器的转子与拨板一起套在分电器轴上，拨板的两端有长形孔，套于离心块的销钉上。工作过程：动画演示提前角无需调整时，离心调节器处于不工作位置，两离心块在拉簧作用下抱向轴心；发动机转速升高时，两离心块在离心力作用下向外甩开，离心块上的销钉拨动拨板和信号发生器转子，顺着分电器轴的旋转方向相对于轴转动一个角度，提前产生点火信号，点火提前角增大。4.真空调节器 作用：发动机负荷变化时，自动调节点火

21、提前角。结构：实物展示在外壳内固定有弹性金属片制成的膜片，膜片中心一侧与拉杆固连，另一侧压有弹簧。拉杆由壳底座孔中伸出，与底板相连，拉动底板带着信号发生器的定子相对于轴产生角位移。工作过程：动画演示发动机负荷较小时，节气门开度也小，节气门下方及管道的真空度增大，真空吸力吸引膜片压缩弹簧而拱曲，通过拉杆拉动底板带着信号发生器的定子逆着分电器轴旋转方向转动一定角度，提前产生点火信号，点火提前角增大；反之，负荷变大则点火提前角减小。三、质疑1.当发动机处于大负荷、低速或小负荷、高速工况下运转时，点火提前如何变化？2.装有磁感应信号发生器的分电器能否用霍尔信号发生器代替？四、互动性交流学生自由提问题，

22、老师可只作启发性回答。五、总结由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。总结的主要内容是：1.信号发生器的类型、结构、工作过程。2.配电器的作用和结构。3.点火提前机构的作用和工作过程。作业1.磁感应信号发生器、霍尔信号发生器的工作原理？2.点火提前机构的工作过程？教学后记讲解信号发生器、配电器、点火提前机构等内容，可遵循作用、结构、工作过程的顺序。讲解信号发生器时，应将三种信号发生器之间的区别交待清楚。第四讲 点火线圈、火花塞、点火器的结构和工作过程教学内容点火线圈、火花塞、点火器的结构和工作过程计划学时2教学目标1.掌握点火线圈、火花塞的结构和工作过程2.掌握点火器的作用和控制功能。3.熟悉

23、点火器的工作过程、点火线圈和火花塞的类型和型号教学重点1. 点火线圈、火花塞的结构和工作过程2.点火器的作用和控制功能解决措施实物讲解，动画演示教学难点点火器的作用和控制功能解决措施动画演示教学过程一、 导入新课由教师引导思路，复习点火系的工作过程，提出质疑，引入新课。想一想：点火系的高压电是如何产生？电火花又是如何被引入气缸内的？二、点火线圈 实物展示作用：将低压电转变为1500040000伏的高压电，以满足火花塞跳火的需要。类型：按磁路和结构的不同，分为开磁路和闭磁路两种。1.开磁路点火线圈结构：实物展示铁心、绕组、胶木盖、瓷杯铁心用0.30.5mm厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级绕组和次级

24、绕阻。次级绕阻居内，通常用直径为0.060.10mm的漆包线绕1100026000匝；初级绕阻居外，通常用0.51.0mm的漆包线绕230370匝。次级绕阻的一端连接在盖子高压插孔中的弹簧片上，另一端与初级绕阻的一端相连；初级绕阻的两端则分别连接在盖子上的低压接线柱上。绕阻与外壳之间装有导磁钢套并填满沥青或变压器油，以减少漏磁、加强绝缘性并防止潮气侵入。2.闭磁路点火线圈结构：实物展示点火线圈的铁心是“曰”字形或“口”字形，铁心内绕有初级绕阻，在初级绕组外面绕有次级绕组，其铁心构成闭合磁路，磁路中只设有一个微小的气隙。特点：漏磁少，磁阻小，能量损失小，变换效率高，可使点火线圈小型化。互动性交流

25、：老师引导思路，学生总结闭磁路点火线圈次线电压高的原因。 3.型号1产品代号 DQ表示点火线圈，DQG表示干式点火线圈，DQD表示电子点火系用点火线圈。2. 电压等级 112V，224V，66V。3用途代号 1单、双缸发动机 2四、六缸发动机 3四、六缸发动机（带附加电阻） 4六、八缸发动机（带附加电阻） 5六、八缸发动机 6八缸以上的发动机 7无触点分电器 8高能9其他（包括三、五、七缸）4设计序号5变形代号互动性交流：学生分析DQ125C型号火花塞各部的含义。 三、火花塞 实物展示作用：将高压电引入燃烧室内，在电极间形成火花，以点燃可燃混合气。工作条件及要求：足够的机械强度和绝缘强度；耐高

26、温，而且能承受温度剧变；耐腐蚀；气密性好；结构：图片展示由接触头、瓷绝缘体、中心电极、侧电极和壳体等部分组成。热特性：实践证明，火花塞裙部温度保持在500750时，落在电极上的油滴会被立即烧掉，不会形成积炭，也不会产生是炽热点火。影响火花塞热特性因素有发动机的功率、转速、压缩比及火花塞的结构。发动机功率大、转速高、压缩比大，气缸内的工作温度高，则火花塞的温度高；反之，火花塞的温度低。火花塞的陶瓷绝缘体暴露在燃烧室内的部分，称为火花塞的裙部。在相同的工作条件下，火花塞的裙部越长，内径大，受热面积也越大，其吸收的热量多，因此工作温度高。反之，火花塞的裙部短，内径小，受热面积小，因而工作温度低。火花

27、塞的热特性通常用热值表示。所谓热值是指火花塞散掉所吸热量的程度。我国以火花塞绝缘体的长度来标定火花塞的热特性，用阿拉伯数字表示热值的高低。火花塞热特性的选择：为保证火花塞工作在正常温度下，对于功率小、转速低、压缩比小的发动机，气缸的工作温度低，应采用热值高的火花塞；而对于功率大、转速高、压缩比大的发动机，气缸内的工作温度高，则应采用热值低的火花塞。质疑：发动机工作期间，如果火花塞经常因积炭而断火，此火花塞是太“冷”还是太“热”？类型：断电触头尖形火花塞、多极火花塞、突出型火花塞、细电极型火花塞和铜芯电极型。型号：根据ZBT3700389火花塞产品型号编制方法的规定，火花塞型号由三部分组成。第一

28、部分用汉语拼音字母表示火花塞的结构类型和主要尺寸，其字母的含义见表。第二部分用阿拉伯数字表示火花塞的热值。数字越大，表示火花塞越“冷”。一般地说,1、2、3为热型火花塞，4、5、6为中型火花塞，7以上为冷型火花塞。第三部分用汉语拼音字母表示火花塞派生产品结构特征、发火端特征、材料特性及特殊技术要求。四、点火器作用：按照信号发生器输入的点火信号接通或断开点火系统的初级电路，使点火线圈次级绕组产生点火高压电。基本工作原理：动画演示（1）停机保护状态（2）初级电路导通状态（3）初级电路截止状态恒流控制：（1）恒流控制的必要性现代汽车点火线圈初级绕组的阻值较小，一般为0.50.8，电流值较大。发动机低

29、速运转时，点火线圈长时间通过大的电流，不但浪费电能，更重要的是会使点火线圈以及电子组件过热而烧坏。设置点火线圈限流控制保护电路的目的是将初级电流限制在某一值并保持恒定不变。（2）控制原理：VT为点火器末级大功率管，Rs为采样电阻，IC为点火集成块。当采样电阻值一定时，采样电阻两端的电压值与通过点火线圈的初级电流成正比，工作中，采样电阻压降值反馈到点火集成块中的限流控制电路，使限流控制电路工作，从而保持流过点火线圈的初级电流恒定不变。（3）工作过程当大功率管饱和导通时，如果初级电流限流值时，初级电流逐渐增大；当初级电流限流值时，Rs反馈电压使放大器F输出端电压升高，使VT1更加导通，集电极电位下

30、降，VT向截止区偏移，初级电流下降；当初级电流略低于限流值时，Rs反馈电压使放大器F输出端电压下降，使VT1趋于截止，集电极电位上升，VT趋于导通，初级电流上升。闭合角控制：定义：闭合角是指点火控制器的末级大功率开关管导通期间，分电器轴转过的角度，也称导通角。发动机低速运转时，闭合角减小，防止初级电流过大；发动机高速运转时，闭合角增大，保证一定的初级电流，确保高速时可靠点火。五、高压线作用：将点火线圈的高压电送至分电器盖的中央插孔，再从分电器盖的旁电极插孔传至火花塞。类型：普通铜芯线、高压阻尼线六、质疑1.点火器的功率三极管出现断路或短路，次级电压将如何变化？2.发动机高速运转状态时，闭合角减小，次级电压将如何变化？七、互动性交流学生自由提问题，老师可只作启发性回答。八、总结由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。总结的主要内容是：1.点火线圈的作用、结构、型号。2.火花塞的作用、结构、类型和型号。3.点火器的作用、工作过程、控制功能。作业1.点火线圈的作用是什么？由哪几部分组成？2.点火器的作用是什么？它是如何工作的？教学后记点火器工作过程比较难以理解，讲解时可结合断电器