发动机点火.docx

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1、第74章发动机点火系统发动机的起动过程是将发动机由静止状态转变到独立运行的工作过程。起动和点火电气系统就是用来完成起动发动机这一任务的。点火系统中的磁电机则是当发动机独立运行后，用来点燃气缸内混合气的。活塞5发动机的曲轴是依靠点燃气缸内经压缩的混合气所爆发出的力量来转动的。而压缩混合气，又依赖于曲轴的转动，点燃混合气也与曲轴的转动有关。曲轴转动时，带动汽油泵和压缩器工作，汽油泵将燃料增压并送入汽化器，压缩器则将空气增压后，使之经汽化器的喷油咀，将汽化器内的燃料吸出，形成混合气进入气缸内。曲轴还带动活塞和磁电机，将气缸内的混合气压缩并点燃。但是，处于静止状态的发动机，曲轴是不转的，气缸内既无油、

2、气混合气，也不能产生火源，要使发动机工作起来，就必须由起动机给曲轴施以外加力矩，让曲轴在不低于4060转/分的转速下，转动2转以上，才能使发动机所有气缸内都充满混合气。在这样低的转速下，磁电机还不能产生高压电，所以要使发动机工作起来，还必须靠起动点火线圈给气缸点火。这样，才能使发动机正常燃烧并发出足够的功率，保证曲轴加速到发动机独立运行的转速（90-150转/分），然后过渡到慢车转速。点火系统点火系统是用来点燃发动机气缸内的混合气的。它主要由电咀、磁电机、起动点火线圈和高压导线等组成，如图所示。磁电机和点火线圈用以产生高压电，供给安装在气缸里的电咀以高压电能，使之形成火花。点火系统工作的好坏，

3、对发动机起动的成败，有很大的影响。点火系统工作良好的标志主要是：火花较强，足以点然混合气。因此，如何使点火系统产生能量和功率都足够大的火花,将混合气点烧，就成为维护点火系统的中心问题。本节将围绕这个中心，研究点火系统的工作原理、特性和维护。一、电咀电咀是用来产生电火花，将磁电机或起动点火线圈输送来的高压电能转换为热能，点烧气缸内的混合气。（一）电咀的击穿电咀的基本结构如图82所示。它主要由金属电极和耐高压的陶瓷绝缘体组成。若在中心极和旁极之间加以足够高的电压，电极间的空气隙就会击穿导电，产生火花。空气本来是绝缘体，其中只有极少量的自由电子和离子。它们和中性分子一样，进行着不规则的热运动。当电极

4、上加有电压时，电极间出现电场，极间空气中的自由电子和离子侧在电场力的作用下，向电极方向运动。电子和负离子奔向正电极，正离子奔向负电极。随着电压的提高，电场增强，电子和离子的运动速度也就加快。质量较轻的电子在较强的电场作用下加速，很快就会具有足够的速度，获得足够的动能。这种高速电子到中性气体分子，就会使之电离，形成新的电子和离子，这种现象叫做撞击电离。随着电压的进一步提高，撞击电离的现象也不断增加，由撞击电离产生的新的电子和离子，在电场作用下，又以高速碰撞其他分子，进而引起新的电离。这样发展下去，量的变化达一定点，就会发生质的变化，当电压达到一定值后，由于电极间气体中的电子和离子的数量急刷增多，

5、它们与气体分子间的猛刚撞击，使电极间的气体温度急剧升高，达白热发光程度，电极间便出现了火花，这时，气体已由绝缘体变成了导体，称之为气体的击穿。二、磁电机磁电机是一种电磁装置，在发动机工作时，它能适时地产生高压电，并按照一定的次序向各气虹内的电呗供电；起动发动机时，起动点火线圈产生的高压电又通过它的分电器，供各气缸的前排电咀点火。（一）组成磁电机由磁路，低压电路和高压电路组成，其组成原理如图所示磁路包括产生磁通的四极永久磁铁转子、软铁架和软铁心。低压电路包括：圈数较少的初级线图、断电器、电容器和磁电机开关。初级线圈的一头与软铁心焊接搭铁，另一头与断电器的活动触头相联。断电器、电容器和磁电机开关是

6、并联的，它们的一端与初级线圈相串联，另一端搭铁。高压电路包括：圈线较多的次级线圈、分电器、电咀等。次级线圈的一头与初级线圈的一头相联，经初级线圈搭铁，另一头通过分电器与各气缸的电咀相接0（二）工作原理在发动机工作时，曲轴带动磁电机永久磁铁转子和断电器的凸轮旋转。转子转动时，磁路中的磁阻不断变化，软铁架的两个极掌的极性也轮流变换。因此，磁铁转子通过软铁心的磁通（中.）的大小和方向会不断变化，如图86所示。这个磁通称为磁电机的基本磁通。当转子位于图86（a）的位置时，转子的一个N极正对左极掌，一个S极正对右极掌。这时，磁通由转子N极经左极掌，铁心和右极掌回到转子的S极。并且由于气隙最小，因而磁路的

7、磁阻也最小，基本磁通则具有最大值。转子顺转45到中立位置时，如图86（b）所示，转子的N极正好位于左右极掌之间，铁心中磁通应该为零.但是，由于铁心存在着剩磁，因此只有当转子转到中立位置后23,N极开始接近右极掌时，磁铁转子的磁通从相反方向（自右向左），抵消剩磁后，铁心中的磁通才为零，所以，基本磁通为零的转角不在47-48。转子继续转动到90,N极正对右极掌，磁路反向增至最大。从图86中基本磁通的变化曲线可以看出：具有4个磁极的转子每转180,磁通就变化一周，两次出现最大值。旋转360后，磁通变化两周，四次出现最大值。随着基本磁通的不断变化，初级线固和次级线圈中都要产生感应电动势，感应电动势的变

8、化情形如图87所示，它的大小与磁通的变化率和线圈的圈数成正比。CD4型磁电机的初级线圈为150170圈，能产生30-50伏的感应电动势；次级线图为1300014000圈，能产生25003000伏的感应电动势，但仍不能使电咀产生火花。为了增高次级线圆的电动势，在由初级线圈感应电动势所产生的电流（：）达到最大时，让断电器凸轮把触头迅速断开，初级线圈的电流和由它产生的磁通突然消失，软铁心里的磁场发生很大的变化。这样，次级线圈在变化率很大的磁通变化的感应之下,就能产生1500018000伏的高压，使电咀产生火花。这里需要指出，在初级线圈的感应电动势达最大时，初级线圈的电流由于自感应电势的作用，要落后于

9、电势1113,即磁铁转子要转到中立位置后1316,初级线圈电流才达到最大，断电器应在此时将初级电路断开，使次级线圈产生高压。初级线圈电流随传子转角变化的情形如图所示。电容器是用来减小断电器触头上的火花，提高次级线圈的电动势。其原理将在起动点火线圈中叙述。()CD-4型磁电机的结构CD-4磁电机由线包、磁铁转子、自动提前点火装置、断电器、分电器以及外壳构成。1 .线包线包由铁心、初级线圈和次级线圈以及安装在这线圈之间的电容器等组成。初级线圈的一头焊接在铁心上，另一头焊接在铜接触片上，铜接触头与磁电机开关的接线头接触；在铜接触片上还焊有一根导线，导线与断电器的活动触头相联。次级线圈的一头也焊在初级

10、线圈上，它的另一头则焊接在高压接触片上。2 .永磁转子转子为一空心圆柱体的永人磁铁，在它的前后两喘，各有一个带一对磁极的“n”形块，两个“卫”形钢块配合起来，形成互隔90的四个磁极。每个磁极用螺钉固定于套在久磁铁的铜圈上。3 .自动提前点火装置自动提前点火装置由底座和一对离心飞重组成。每个飞重有两个铜块，他们由弹簧片连接。离心飞重的一端固定在底座的销子上，另一端则连接在磁铁转子的销子上，磁铁转子的销子还可以在底座的弧形槽内滑动。这样。磁铁转子不仅可以随底座旋转，还可以与底座之间产生相对运动。4 .断电器断电器由底盘、触头固定片、带弹簧的摇臂、低压导线接线块、凸轮和油盒等组成。凸轮上有九个凸起，

11、它每旋转一周便触头断开九次，产生九次高压，分别给九个气缸点火。5 .分电器分电器由高压导电棒、分电盘和分电刷等组成。高压导电棒由铜管制成，它的一端与线包上的高压接触片相接，另一端通至分电盘上的衬套内。衬套与分电盘的中央孔是用导电片相联通的。分电盘由硬橡胶制成，在分电盘内部装有由九个红铜制成的分电站，分电站是由尖头的铜螺有固定。螺钉插入通往电咀的高压导线孔内，使分电站和高压导线接触良好。高压导线孔位于分电盘的外周，第1号气缸的导线孔处刻有“1”字，其余的没有标记，将高压导线与气缸上的电咀相联时，根据分电盘上箭头方向和各气缸点火次序(1、3、5、79、2、4、6、8、1)决定。分电盘土还有一个起动

12、接线钉，用以固定起动电站和从起动线圆引来的高压导线。分电盘的中央孔内有一个铜巢，巢内安装着一个带有弹簧的炭精棒，以保证与分电刷中央的铜片接触良好。分电刷也是由硬橡胶制成的，在它的上面有工作电刷、起动电刷和起动接触圈。工作电刷由铜制成，它插入分电刷的中央孔处，以便与分电盘上的炭精棒接触。磁电机次级线圈产生的高压电流，经高压导电棒至分电盘的中央孔，通过炭精棒进入分电刷的工作电刷，然后轮流地分到分电盘上的各分电站，并沿导线通向电咀0起动电刷和起动接触圆相连，起动按触圈则与分电盘上的起动电站相联。由起动线圈来的高压电流经过起动电站到起动接触圈，再经过起动电刷分别到各分电站，通向电咀。6 .外壳外壳使铝

13、合金制成的，分为前盖、壳体、上盖、断电器外壳和后盖等部分。7 .磁电机开关它用来控制磁电机工作或不工作，控制磁电机工作或不工作方法，是使磁电机初级线圈引出端搭铁或不搭铁。搭铁时，磁电机断电器触头被短接，磁电机不产生高压电；不搭铁时，磁电机就能工作，产生高压电。(五)磁电机高压电能输送磁电机产生高压电，由FGGHY-I型高压导线组成线缆，输送到各气缸的电咀，产生火花，以点燃混合气。电缆由弯管接头、集线软管、防波圈和分导线等组成。弯管接头由铝合金铸成，共两个。左、右磁电机上面，各用4个螺钉固定着的一个，每个弯管上有两个大接头以连接集线软管，一个小结头连接起动点火线圈的导线。左磁电机上弯管接头中的有

14、关导线连接到防波圈。集线软管中的导线均装有金属防波套，外面是抗汽油和滑油的橡皮管。三、起动点火线圈起动点火线圈的功用是将低压直流电变为高压电，通过高压导线，输送到电咀上，使电咀的电极间隙击穿，产生火花，点燃气缸内的混合气。HYlOO无人机采用DH-2型点火线圈，下面叙述工作原理、使用维护问题。1.点火线圈将低压直流电转换为高压电原理点火线圈由匝数较少的初级线圈、匝数很多的次级线圈和一个断电器组成。初级线圈与断电器的触头串联，接在低压直流电源上次级线圈则与电咀的电极相连，其原理电路如图所示。按钮接通时，初级线圈有电流(il)流过，它产生磁通，并且在断电器的衔铁上形成电磁力。当电流增大到一定值，电

15、磁吸力大于弹簧片的弹力时。弹簧片便被吸向铁心，使触头断开。触头断开后，电流il迅速消逝，磁通也随之迅速消逝。由于磁通的迅速变化，匝数多的次级线圈中就产生很高的互感应电动势。磁通消逝后，弹簧片在其弹力作用下又恢第原状，将触头重新接通，使初级线圈再次通电。DH-2型点火线圈主要技术数据1 .电压为24V、线路电阻为0.15Q,初级电路的平均电流不超过2A,电压为12V时，则不得超过2.5A。2 .在下列条件下，针形主电极之间应当有蓝白色的火花束，触点火花不应泄出触点以外（1）三极针形放电器主电极的间隙为5亳米，辅助电极的间隙为0.5-l亳米。（2）在两主电极之间连接一个1兆欧2瓦以上的分路电阻。（

16、3）带防波套的高压导线长度为3米。（4）电源电压2（T26伏。3 .铁心与衔铁间的间隙为0.7L2mm.4 .次级线圈的绝缘强度：在针形主电极间隙为9.5亳米，不接分路电阻时，通电1分钟，这时次级线圈电压可达15000伏以上，要求胶木壳与金属壳体之间不应当有击穿的火花,但允许针形主电极的火花束有不超过5次瞬间的断续现象。5 .初级线圈的绝缘电阻：在起动线圈工作后，5分钟之内在触头闭合状态下，用500V直流高阻表测量初级线圈与壳体之间绝缘电阻，应当不小于1兆欧。6.工作状态：工作10次，每次30秒，间隔3分钟，工作10次后完全冷却。7 .初级线圈IS数300310圈；次级线圈圈数1300014000圈。20C时初级线圈电阻0.97Q：