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汽车点火系统的作用及工作原理

发布日期:2018-04-03 11:58
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汽车点火系统是点燃式发动机为了正常工作,按照各缸点火次序,定时地供给火花塞以足够高能量的高压电(大约15000~30000V),使火花塞产生足够强的火花,点燃可燃混合气。
 
传统点火
机械式点火系统工作过程是由曲轴带动分电器轴转动,分电器轴上的凸轮转动,使点火线圈初级触点接通与闭合而产生高压电。
这个点火高压电通过分电器轴上的分火头,根据发动机工作要求按顺序送到各个气缸的火花塞上,火花塞发出电火花点燃燃烧室内的气体。分电器壳体可以手动转动来调节基本的点火提前角(即怠速运转时的点火提前角),同时还有真空提前装置,它根据进气管内真空度的变化提供不同的提前角。
电子点火
电子点火系统与机械式点火系统完全不同,它有一个点火用电子控制装置,内部有发动机在各种工况下所需的点火控制曲线图(MAP图)。通过一系列传感器如发动机转速传感器、进气管真空度传感器(发动机负荷传感器)、节气门位置传感器、曲轴位置传感器等来判断发动机的工作状态,在MAP图上找出发动机在此工作状态下所需的点火提前角,按此要求进行点火。然后根据爆震传感器信号对上述点火要求进行修正,使发动机工作在最佳点火时刻。
电子点火系统也有闭环控制与开环控制之分:带有爆震传感器,能根据发动机是否发生爆震及时修正点火提前角的电控系统称为闭环控制系统;不带爆震传感器,点火提前控制仅根据电控单元内设定的程序控制的称为开环控制系统。
祈艾特电子科技有限公司是目前国内最大的点火系统组件生产厂家之一。
所开发生产的产品以汽车点火系统的混合集成电路(HIC)、点火模块、点火线圈、点火分电器为主。
1.能产生足以击穿火花塞间隙的电压
火花塞电极击穿而产生火花时所需要的电压称为击穿电压。点火系产生的次级电压必须高于击穿电压,才能使火花塞跳火。击穿电压的大小受很多因素影响,其中主要有:
(1)火花塞电极间隙和形状
火花塞电极的间隙越大,击穿电压就越高;
电极的尖端棱角分明,所需的击穿电压低。
(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,击穿电压就越高,
(3)电极的温度
火花塞电极的温度越高,电极周围的气体密度越小,击穿电压就越低。
2.火花应具有足够的能量
发动机正常工作时,由于混合气压缩终了的温度接近其自燃温度,仅需要1~5mJ的火花能量。但在混合气过浓或是过稀时,发动机起动、怠速或节气门急剧打开时,则需要较高的火花能量。并且随着现代发动机对经济性和排气净化要求的提高,都迫切需要提高火花能量。因此,为了保证可靠点火,高能电子点火系一般应具有80~100mJ的火花能量,起动时应产生高于100mJ的火花能量。
3.点火时刻应适应发动机的工作情况
首先,点火系统应按发动机的工作顺序进行点火。其次,必须在最有利的时刻进行点火。
由于混合气在气缸内燃烧占用一定的时间,所以混合气不应在压缩行程上止点处点火,而应适当提前,使活塞达到上止点时,混合气已得到充分燃烧,从而使发动机获得较大功率。点火时刻一般用点火提前角来表示,即从发出电火花开始到活塞到达上止点为止的一段时间内曲轴转过的角度。
如果点火过迟,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,使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。
如果点火过早,由于混合气的燃烧完全在压缩过程进行,气缸内的燃烧压力急剧升高,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。
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