1、點火線圈
結(jié)構(gòu):由初級繞組、次級繞組、鐵心、高低壓接線柱、附加電阻等組成。兩個繞組都繞在同一個鐵心上,次級繞組在內(nèi),初級繞組在外。次級繞組的匝數(shù)大于初級繞組的匝數(shù)。如圖1所示。
圖1 點火線圈的結(jié)構(gòu)
點火線圈的工作原理:當(dāng)初級線圈接通電源時,隨著電流的增長四周產(chǎn)生一個很強的磁場,鐵芯儲存了磁場能;當(dāng)開關(guān)裝置使初級線圈電路斷開時,初級線圈的磁場迅速衰減,次級線圈就會感應(yīng)出很高的電壓。初級線圈的磁場消失速度越快,電流斷開瞬間的電流越大,兩個線圈的匝比越大,則次級線圈感應(yīng)出來的電壓越高。
附加電阻
(1)材料:點火線圈的附加電阻是由低碳鋼絲、鎳鉻絲或純鎳絲制成。
(2)特點:阻值是隨著電阻自身溫度的升高而增加,隨著溫度的降低而阻值減小。
(3)作用:用于改善點火系的工作特性,使發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時,阻值增大,而高轉(zhuǎn)速時阻值減小。
(4)工作過程:發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時→觸點閉合時間長→初級電流增加→流過附加電阻的電流增加→附加電阻的溫度升高→阻值加大→初級電流下降,限制了初級電流的增加,使點火線圈不至于過熱;當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高→閉合時間下降→初級電流下降→電阻阻值減少→使初級電流下降較少,避免了高速時發(fā)生斷火現(xiàn)象。而在起動時,由于蓄電池電壓下降較多,為了增加初級電流,將附加電阻短路,防止初級電流下降太多,保證了可靠點火。
點火線圈的種類
按低壓繞組的接線柱分:二接線柱和三接線柱兩種;
按有無附加電阻分:有附加電阻和無附加電阻兩種;
按鐵心的形狀分:開磁路和閉磁路兩種;
按點火能量分:普通型和高能型兩種。
2、 普通分電器
組成:由斷電器、配電器、電容器和點火提前裝置等組成,如圖2所示。上部為配電器、中間是斷電器,下面為點火提前裝置。通常安裝在發(fā)動機的左側(cè),由發(fā)動機的凸輪軸或機油泵驅(qū)動。
1-分電器蓋;2—分火頭;3—凸輪;4—觸點及斷電器底板總成;5—電容器;6—聯(lián)軸節(jié);7—油杯;8—真空提前機構(gòu);9—分電器殼體;10—活動底板;11—偏心螺釘;12—固定觸點與支架;13—活動觸點臂;14—接線柱;15—拉桿;16—膜片;17—真空提前機構(gòu)外殼;18—彈簧;19—螺母;20—觸點臂彈簧片;21—油氈及夾圈
圖2 分電器的結(jié)構(gòu)
工作情況
斷電器:發(fā)動機旋轉(zhuǎn)時,凸輪的凸角將活動觸點頂開,切斷初級電路,在次級產(chǎn)生高壓,實現(xiàn)點火。凸輪的凸角數(shù)與氣缸數(shù)相等,曲軸轉(zhuǎn)兩圈,各缸點火一次。
配電器:分火頭套在凸輪上,與凸輪軸同步旋轉(zhuǎn)。分火頭上有導(dǎo)電銅片,通過炭棒與主高壓線連通。在旋轉(zhuǎn)時將高壓電按作功順序依次分配給各分高壓線插孔,實現(xiàn)點火。
電容器:觸點斷開一瞬,初級繞組產(chǎn)生自感電動勢,約200--300V,該電動勢通過初級電路加載到觸點兩端,足以擊穿觸點間的空氣,產(chǎn)生電火花,使觸點加快燒蝕。在觸點間并聯(lián)一個電容器,為自感電動勢提供一個放電回路(續(xù)流),從而保護了觸點。
點火提前裝置
為什么需要點火提前裝置:火花塞產(chǎn)生火花點燃混合氣后,火焰需要一定的時間才能傳播至整個燃燒室,即從開始點火到混合氣燃燒到產(chǎn)生最大壓力,有一定的時間延遲。如果到壓縮終了再點火,產(chǎn)生最大壓力時活塞已處于下行位置,此時不可能獲得最大功率。
點火時刻對發(fā)動機工作的影響:點火過遲:活塞到達上止點時才點火,則混合氣的燃燒主要在活塞下行過程中完成,熾熱的氣體與氣缸壁接觸的面積增大,轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ЧΦ臒崃肯鄬p少,氣缸內(nèi)最高燃燒壓力降低,導(dǎo)致發(fā)動機過熱,功率下降。
點火過早:如果點火時刻提前過多,由于混合氣的燃燒完全在壓縮過程進行,氣缸內(nèi)的燃燒壓力急劇升高,當(dāng)活塞到達上止點之前即達最大,使活塞受到反沖,發(fā)動機作負(fù)功,不僅使發(fā)動機的功率降低,并有可能引起爆燃和運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)現(xiàn)象,加速運動部件和軸承的損壞。
影響點火提前角的因素:發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和發(fā)動機的負(fù)荷。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加,點火提前角應(yīng)增大;隨著發(fā)動機負(fù)荷的增加,點火提前角應(yīng)減小。
點火提前裝置的種類:離心調(diào)節(jié)器:隨著轉(zhuǎn)速的變化自動調(diào)節(jié)點火提前角;真空調(diào)節(jié)器:隨著負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié)點火提前角;
離心式點火提前裝置:離心式點火提前裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示,其調(diào)節(jié)點火提前角的基本原理是:當(dāng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速上升時, 當(dāng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速升高時,分電器的轉(zhuǎn)速隨之升高,兩重塊在離心力作用下,克服彈簧外力向外甩開,同時帶動撥板和凸輪沿凸輪旋轉(zhuǎn)的方向相對于分電器軸轉(zhuǎn)動一個角度,點火提前角增大。轉(zhuǎn)速越高,離心塊離心力越大,點火提前角越大。當(dāng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速下降時,當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時,彈簧將重塊拉回,凸輪逆旋轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn),點火提前角減小。說明,為了使點火提前角的變化基本適應(yīng)發(fā)動機的要求,離心調(diào)節(jié)器中的兩個彈簧的彈力是不同的,低速時,只有彈力小的彈簧起作用,提前角的增加幅度較大;高速時,兩個彈簧共同起作用,提前角增加的幅度較小。當(dāng)轉(zhuǎn)速達到一定值時,點火提前角不再增加。
圖3 離心式點火提前裝置
真空式點火提前裝置:真空式點火提前裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示,其調(diào)節(jié)點火提前角的基本原理是:小負(fù)荷時,節(jié)氣門開度也小,節(jié)氣門下方及管道的真空度增大,真空吸力吸引膜片壓縮彈簧而拱曲,通過拉桿拉動底板帶著斷電器觸點逆著分電器軸旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動一定角度(凸輪位置相對不變),使凸輪提前將觸點打開,于是點火提前角增大。負(fù)荷越小,節(jié)氣門開度也越小,真空度越高,點火提前角越大。大負(fù)荷時,節(jié)氣門開度增大,真空度減小,膜片在彈簧力的作用下壓向左方,拉桿拉動斷電器底板順著凸輪的旋轉(zhuǎn)一個角度,使點火提前角減小。怠速時,節(jié)氣門接近關(guān)閉,吸入孔在節(jié)氣門的上方,該處的真空度幾乎為零,彈簧失去膜片使點火提前角最小或接近為零。
圖4 真空式點火提前裝置
3、電子點火裝置分電器
組成:由配電器、信號發(fā)生器和點火提前裝置等組成。
信號發(fā)生器:信號發(fā)生器相當(dāng)于傳統(tǒng)分電器的斷電器,但沒有觸點。常用的信號發(fā)生器主要有三種:磁感應(yīng)式、霍爾式和光電式三種,具體的結(jié)構(gòu)和工作情況后面介紹。
4、火花塞
作用:將高壓電引進發(fā)動機燃燒室,在電極間形成火花,以點燃可燃混合氣。
安裝位置:火花塞安裝于氣缸蓋的火花塞孔內(nèi),下端電極伸入燃燒室。上端連接分缸高壓線。
對火花塞的要求:足夠的機械強度、足夠的絕緣強度、良好的溫度特性、良好的耐腐蝕性、良好的密封性。
結(jié)構(gòu):火花塞主要由接觸螺母、瓷絕緣體、中心電極、側(cè)電極和殼體等部分組成。如圖5所示。
圖5 火花塞
火花塞的熱特性:火花塞熱特性就是指火花塞發(fā)火部位的熱量向發(fā)動機冷卻系統(tǒng)散熱的性能。影響火花塞熱特性的主要因素是火花塞裙部的長度。裙部較長時,受熱面積大,吸收熱量多,而散熱路徑長,散熱少,裙部溫度較高,把這種火花塞稱為“熱型”火花塞。反之,當(dāng)裙部較短時,吸熱少,散熱多,裙部溫度較低,把這種火花塞成為“冷型”火花塞。火花塞熱特性常用熱值表示。國產(chǎn)火花塞熱值分別用1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、…阿拉伯?dāng)?shù)字表示。1、2、3為低熱值火花塞;4、5、6為中熱值火花塞;7、8、9及以上為高熱值火花塞。熱值數(shù)越高,表示散熱性越好。因而,小數(shù)字為熱型火花塞,大數(shù)字為冷型火花塞。
火花塞的選擇方法:
對于大功率、高壓縮比和高轉(zhuǎn)速的發(fā)動機來說,燃燒室內(nèi)溫度高,火花塞裙部溫度就高,應(yīng)選用冷型火花塞。
對于小功率、小壓縮比、低轉(zhuǎn)速的發(fā)動機而言,燃燒室內(nèi)溫度低,火花塞裙部溫度就低,應(yīng)選擇熱型火花塞。