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汽车发动机机构造
课题:现代汽汽车发动机机电子点火火系及发展趋势
学生姓名::张厚厚良
学号:200880911140
班级:营销0882
指导老师::闫法法义
日期:
摘要:点火火系统是汽汽油发动机机重要的组组成部分,,对发动机机的性能有有着决定性性的影响。本本文简要介介绍了汽油油发动机点点火系统的的基本工作作原理。在在此基础上上,综述了了现代电子子点火系统统,尤其是是点火能量量及点火控控制系统研研究的现状状、发展趋趋势。随着
着发动机向向高转速、稀稀混合气方方向发展,,普通电子子点火系统统已不能满满足要求,,高能微机机控制点火火系统将成成为今后点点火系统的的发展方向向。
在现代汽车车的高速汽汽油发动机机上,已经经采用由微微电脑控制制的点火系系统,也称称数字式电电控点火系系统。这种种点火系统统由微电脑脑(ECUU)、各种种传感器和和点火执行行器三部分分组成。
实际上在现现代发动机机中,汽油油喷射与点点火这两个个子系统都都受同一个个ECU控控制,合用用一组传感感器。传感感器基本上上与电控汽汽油喷射系系统中的传传感器相同同,例如有有曲轴位置置传感器(CCKP)、凸凸轮轴位置置传感器(CCMP)、节节气门位置置传感器(TTPS)、进进气歧管压压力传感器器(MAPP)、爆震震传感器等等。其中爆爆震传感器器是电控点点火专用的的一个很重重要的传感感器(尤其其是采用了了废气涡轮轮增压装置置的发动机机),它能能够监测发发动机是否否爆燃及爆爆燃的程度度,作为反反馈信号使使ECU指指令实现点点火提前,使使发动机不不会爆燃又又能获得较较高的燃烧烧效率。
数字式电控控点火系统统(ESCC)按照结结构分为分分电器式与与无分电器器式(DLLI,也称称为直接点点火系统(DDIS))两两种类型。分分电器式电电控点火系系统只用一一个点火线线圈产生高高压电,然然后由分电电器按照点点火顺序依依次在各缸缸火花塞点点火。由于于点火线圈圈初级线圈圈的通断工工作由电子子点火电路路承担,因因此分电器器已取消断断电器装置置,仅起到到高压电分分配职能。
双缸点火方方式
双缸点火方方式指两个个气缸合用用一个点火火线圈,因因此这种点点火方式只只能用于气气缸数目为为偶数的发发动机上。如如果在4缸缸机上,当当两个缸活活塞同时接接近上止点点时(一
个个是压缩另另一个是排排气),两两个火花塞塞共用同一一个点火线线圈且同时时点火,这这时候一个个是有效点点火另一个个则是无效效点火,前前者处于高高压低温的的混合气之之中,后者者处于低压压高温的废废气中,因因此两者的的火花塞电电极间的电电阻完全不不一样,产产生的能量量也不一样样,导致有有效点火的的能量大得得多,约占占总能量的的80左右右。
单独点火方方式
单独点火方方式是每一一个气缸分分配一个点点火线圈,点点火线圈直直接安装在在火花塞上上的顶上,这这样还取消消了高压线线。这种点点火方式通通过凸轮轴轴传感器或或通过监测测气缸压缩缩来实现精精确点火,它它适用于任任何缸数的的发动机,特特别适合每每缸4气门门的发动机机使用。因因为火花塞塞点火线圈圈组合可安安装在双顶顶置凸轮轴轴(DOHHC)的中中间,充分分利用了间间隙空间。由由于取消分分电器和高高压线,能能量传导损损失及漏电电损失极小小,没有机机械磨损,而而且各缸的的点火线圈圈和火花塞塞装配在一一起,外用用金属包裹裹,大幅减减少了电磁磁干扰,可可以保障发发动机电控控系统的正正常工作。
发动机-点点火系工作作原理
汽油机内的的可燃混合合气是靠火火花塞产生生的电火花花点燃的。为为了产生电电火花,需需要供给高高压电。从从蓄电池或或发电机来来的低压电电流经过点点火线圈,电电压骤然升升高到1万万V左右右,再经过过分电器将将高压电分分配给每个个气缸的火火花塞。此此时在火花花之间的隙隙缝产生电电火花,按按照发动机机气缸的工工作按时将将各缸的可可燃混合气气点燃。
汽车点火系系和一般家家用电器的的连接不同同,由于汽汽车的电器器设备的电电压较低((6V、112、244V),
人体接触没没有危险,所所以只采用用单根导线线连接。即即用一根导导线将电源源的一极与与电器设备备的一
极相连电源源的另一极极用搭铁线线与车架或或车身相连连。相当于于一般电路路的接地线线,汽车行行业称之
为搭铁。
汽车的点火火系主要由由蓄电池、发发电机、点点火开关、点点火线圈、电电容器、分分电器(断断电器和配配电器)、火火花塞以及及高压线和和附加电阻阻等组成。
点火线圈由由初级线圈圈(低压部部分)和次次级线圈((高部分))组成。与与初级线圈圈相连的是是点火开关关、断电器器和电容器器。与次级级线圈相连连的有配电电器、高压压线和火花花塞。接通通点火开关关,低压电电流从蓄电电池流向点点火线圈的的初级线圈圈,它的周周围产生的的磁场因受受到点火线线圈中铁芯芯的作用而而增强,由由于断电器器的作用,切切断了初级级低压电
路路,初级电电流突然下下降到零,铁铁芯中的磁磁通量也很很快消失,与与此同时在在次级线圈圈中则感应应出高压电电流通过火火花塞的两两极产生电电火花,点点燃气缸内内的可燃混混合气。当当某个气缸缸的活塞到到达压缩冲冲程终了时时,分电器器内的分火火头刚好转转到与这个个气缸火花花塞接通的的侧电极上上,此时断断电器的触触点也刚好好打开,次次级电路在在感应出的的高压电通通过分火头头、侧电极极和高压线线流向火花花塞,产生生电火花。在在发动机正正常工作的的条件下,由由发电机向向蓄电池和和点火系供供电;如果果耗电量大大,则由蓄蓄电池和发发电机共同同供电;在在发动机起起动时,发发电机无法法发电,则则由蓄电池池供电。当当汽车消耗耗掉大量电电流后,发发电机将发发出的电向向蓄电池补补充,使它它恢复原有有的电量,以以应坟发电电机不发电电时的一切切电力消耗耗。
蓄电池类似似一个能源源转换装置置。在充电电时,将电电能转换为为化学能贮贮存起来。用用电时,又又将贮存的的化学能转转变为电能能。汽车上上的用电大大发动机的的起动机,在在起动时要要消耗几百百安培的电电流酸性蓄蓄电池由于于在短期内内能输出大大电流所以以它非常适适用于起动动。蓄电池池几部贮有有电解液,具具有腐蚀性性,故应特特别注意勿勿使它和皮皮肤接触。近近年来国内内外汽车广广泛使用三三相硅整流流交流发电电机发电。通通过6个个或8个个二极管组组成三级桥桥式全波整整流电路((整流器)),将三相相绕组中产产生的交流流电转变为为直流电。
发电机的发发电量是随随着发动机机的转速变变化而变化化的。当发发电机的电电压超过恒恒定值(如如13V))时,就需需要加以限限制。现在在常用的限限压装置有有晶体管电电压调节器器、集成电电路调节器器及机械式式调节器等等,其中机机械式调节节器在新式式轿车上已已很少采用用。晶体管管电压调节节器是利用用晶体三级级管的开关关作用控制制发电机的的磁场,在在发电机转转速变经时时保持其输输出电压不不变。集成成电路调节节器的工作作原理与前前者类似,不不同点是将将所有元件件集成在一一个半导体体基片(集集成电路))上。由一一索的体积积小,工作作可靠,无无须维护,故故被广泛使使用。
分电器由断断电器、配配电器、电电容器和点点火提前调调节装置组组成。
断电器的作作用是周期期性地接通通和断开初初级电路,以以使次级电电路中感应应出高压电电。它的主主要部分是是一对触点点。一个是是固定的,另另一个是活活动的。这这两个触点点一般时间间是闭合的的,活动触触点随发动动机曲轴的的转动而开开合。在触触点分开的的瞬间,次次级电路中中的电压最最高。此时时配电器刚刚好将次级级电路接通通,使高压压电流流向向火花塞。触触点的间隙隙要按规定定保持一事事实上。太太大则使闪闪级电压变变低。太小小则触点间间产生火
花花,使初级级电路断电电不良,所所以必须对对间隙加以以调整并固固定好,还还要经常加加以检查调调整。
配电器的作作用是将高高压电按妇妇动机各气气缸的工作作湎序轮流流分配给各各气缸的火火花塞。它它由分电器器盖和分火火头线成。分分电器盖的的中心也与与点火线圈圈的高压输输出线相连连,盖周围围的也与气气缸数相等等,应按气气缸的工作作须序分别别与各气缸缸的火花塞塞相连。活活塞在气缸缸里动到什什么位置将将混合气点点燃对发动动机工作的的优劣极为为关键。从从点燃混合合气到混合合气完全燃燃烧所经历历的时间约约2ms。但但因发动机机的转速很很高,所以以在这段时时间里,曲曲轴已转过过相当大的的角度。如如果在活塞塞向上运动动到达最高高点时点火火,混合气气一边燃烧烧,活塞一一边下行使使燃烧空间间增大,燃燃烧压力不不但不增加加,反而因因空间加大大而降低,结结果造成发发动机的功功率降低。这这是我们不不希望见到到的。为此此,我们希希望活塞向向上运动,尚尚未到达最最高点时点点火,让燃燃气的压力力在活塞位位置相当于于曲轴曲柄柄转过最高高点之后一一个角度时时达到最大大值。
汽车点火系系中产生电电火花的设设备是火花花塞。火花花塞承受高高压、高强强度负荷、化化学腐蚀和和热负荷,在在忽冷忽热热交变频率率很高的环环境下工作作。它的电电极和裙部部遭受高温温燃气的腐腐蚀,因此此它的电极极必须用传传热性好、耐耐高温及搞搞腐蚀的材材料制成。火火花塞的主主要牲是它它的热特性性。要使火火花塞正常常地工作,必必须保持适适当的温度度。低于这这个温度,火火花塞因积积炭而漏电电,打不着着火;高于于这个温度度,混合气气接触火花花塞未步火火而自燃引引起爆震。这这个适当温温度称之为为自净温度度(5000-6000C)。在在这个温度度下给气中中的油滴燃燃烧不易形形成积炭,从从而保证发发动机能连连续地正常常工作,当当你购置了了新车后,也也应了解所所用火花塞塞的热值。
传统的蓄电电池点火系系存在着以以下缺点::当电器角角点打开时时,触点间间产生火花花,使触点点本身逐渐渐烧蚀影响响断电器的的使用寿命命;火花塞塞积炭时不不能点火;;发动机在在高转速时时易缺火。基基于以上本本质性的缺缺点,所以以无触点电电子点火技技术近年来来得到长足足的发展。
无触点点火火系采用传传感器代替替断电器触触点,产生生点火信号号。传感器器有多种形形式,如磁磁肪冲式、霍霍尔效应式式及光电式式等。某些些因家还采采用集成电电路点火器器,它的电电路连接简简单,工作作可靠,此此外,还有有一种电容容放电式半半导体点火火系统。该该系统是将将蓄电池的的电能以电电场形式贮贮存在电容容器中,需需要点火时时,所贮电电能向点火火线圈的初初级线圈放放电从而在在次级电路路中感应出出主压电。
尽管以上各各种点火系系统对于处处长角点寿寿命是有效效的,但对对点火提前前的要求人人需依传统统的点火提提前装置来来实现。由由于这些装装置实际工工作起来并并不绝对可可靠,所以以目前出现现一咱微电电脑控制的的半导体点点火系统。它它可在发机机任何工作作善下保证证最佳的点点火时刻。该该系统一般般由传感器器、微电脑脑及点火器器等组成。不不同车型所所用的微电电脑控制系系统并不完完全相同,但但它们的工工作原理是是类似的。它它是利用各各传感器((温度、负负荷、位置置、转速、爆爆震)接受受如发动机机转速、负负荷、冷却却水温等隹隹息,通过过电路反馈馈给微电脑脑,电脑根根据这些信信息以及相相关数据,计计算出鞭工工作状况下下最佳的点点火提前角角和初级电电路民时间间。然后根根据其他信信息进行修修正。最后后根据计算算结果,在在最佳时间间向点火器器发出信号号,接通初初级电路,再再经过最佳佳时间切断断电路,致致使次级电电路中感应应生成高压压电,经配配电器送往往火花塞产产生电火花花,点燃混混合气。发发动机由静静止状态转转入工作状状态的全过过程称之为为起动过程程。为了完完成发动机机起动过程程设置的装装置称为起起动系统。只只有证发动动机曲轴转转动起来,气气缸才能不不断地吸入入可燃事气气,并经过过压缩、点点燃、膨胀胀和排出废废气以实动动机的工作作循环,因因此起动装装置必须具具备以下各各种要求::有足够的的力矩来克克服发动机机内部机件件的阻力;;在一定范范围的气温温下能可靠靠地起动,起起动需时短短;操作方方便能连续续多次起动动;耗能少少等。
现代汽车起起动时所用用的动力来来自于自身身配备的起起机。起动动机作为机机械动力源源,通过电电机轴上的的齿轮与发发动机曲轴轴后端的飞飞轮外缘齿齿圈相啮合合,通电后后带动飞轮轮和曲轴转转动。起动动机的电源源来自蓄电电池。在寒寒冷季节里里,为了便便于起动,往往往需要将将机油、汽汽油和冷却却液加温。起起动装置主主要是起动动机。它由由串激直流流电动机、操操纵机构和和离合机构构所组成。直直流电动机机低转速时时扭矩大,转转速高时扭扭矩逐渐变变小,很适适合做起动动机之用。发发动机起动动后,起动动机必须立立即与飞轮轮齿圈分离离,为此,在在起动机上上设有脱开开机构。在在起动时,能能保证起动动机的动力力传递给飞飞轮。起动动完毕后,能能立即脱开开啮合,切切断传递动动力,令发发动机不再再动起动机机运转。这这种开合机机构称之为为离合器。它它有滚柱式式、摩擦片片式及弹簧簧式等。近近年来式汽汽车上出现现了用永磁磁材料制作作的磁极起起动机。它它的结构简简单,体积积小,质量量小,具有有广阔的发发展前景。
通过上述重重点的介绍绍,可以确确认发动机机是一部由由各个系统统组成,并并由这些系系统协同工工作的复杂杂机器。当当然,汽车车还有其他他相当重要要的部分如如底盘、车车身、电
器器等,在汽汽车工作时时各司其职职。但缺少少发机———整个汽车车的动力源源,其他部部分就成了了无本之木木,它们的的工作就无无从谈起。