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传统点火系统工作原理

2015-5-5 07:56| 编辑:电工学习网| 查看: 29219| 评论: 0

摘要: 在传统点火系统中,蓄电池或发电机供给12V低电压,经点火线圈和断电器转变为高电压,再经配电器分送到各缸火花塞,使电极间产生电火花。 发动机工作时,断电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转。断电器凸轮转动时,断电器 ...

在传统点火系统中,蓄电池或发电机供给12V低电压,经点火线圈和断电器转变为高电压,再经配电器分送到各缸火花塞,使电极间产生电火花。

发动机工作时,断电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转。断电器凸轮转动时,断电器触点交替地闭合和打开,因此传统点火系统的工作原理可分为触点闭合,初级电流增长;触点打开,次级绕组产生高压;火花塞电极间火花放电三个阶段进行分析。传统点火系统的工作原理如图4—3所示。

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1、触点闭合,初级电流增长的过程

点火系统的初级电路包括蓄电池、点火开关、附加电阻、点火线圈初级绕组、分电器的断电触点及电容器。初级电路等效电路如图4—4所示。

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触点闭合时,初级电流由蓄电池附加电阻Rf流过点火线圈初级绕组N1,初级电流按指数规律增长,并逐渐趋于极限值UB/R,初级电流波形如图4—5(a)所示。对汽车上的点火线圈而言,在触点闭合后约20ms,初级电流就接近于其极限值。

初级电流增长时,不仅在初级绕组中产生自感电势,同时在次级绕组中也会感出电势,约为1.5—2 kV,不能击穿火花塞间隙,次级电压波形如图4—5(b)所示。

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2、触点打开,次级绕组产生高压的过程

触点闭合后,初级电流按指数规律增长,当闭合时间为tb、i1增长到Ip时,触点被凸轮顶开,Ip称为初级断电电流。

触点打开后,初级电流Ip迅速降到零,磁通也随之迅速减少,如图4—5(a)所示。此时,在初级绕组和次级绕组中都产生感应电动势,初级绕组匝数少,产生200~300V的自感电势,次级绕组由于匝数多,产生高达15~20kV的互感电势U2,如图4—5(b)所示。

触点打开后,初级电路由L、R、C组成振荡回路,产生衰减振荡。在次级绕组中的感应电动势也发生相应的变化。如果次级电压值不能击穿火花塞间隙,则U2将按图4—5(b)中虚线变化,在几次振荡之后消失。如果U2升到Uj时火花塞间隙被击穿,则电压的变化如图4—5(b)实线所示,Uj称为击穿电压。

在次级绕组中,高压导线和发动机机体之间,次级绕组匝与匝之间,火花塞中心电极与侧电极之间均有一定的电容,称为分布电容,用C2表示。

实际上有热损失和磁损失。

3、火花塞电极间火花放电过程

通常火花塞的击穿电压Uj总低于U2max,在这种情况下,当次级电压U2达到Uj时,就使火花间隙击穿而形成火花,这时在次级电路中出现i2,次级电流波形如图4—5(c)所示。同时次级电压突然下降,如图4—5(b)所示。火花放电一般由电容放电和电感放电两部分组成。所谓电容放电是指火花间隙被击穿时,储存在C2中的电场能迅速释放的过程,其特点是放电时间极短(1μs左右),但放电电流很大,可达几十安培;跳火以后,火花间隙的电阻减小,线圈磁场的其余能量将沿着电离的火花间隙缓慢放电,形成电感放电,又称火花尾,其特点是放电时间持续较长,达几毫秒,但放电电流较小,约几十毫安,放电电压较低,约600V。实验证明,电感放电持续的时间越长,点火性能越好。

发动机工作期间,断电器凸轮每转一周(曲轴转两周),各缸按点火顺序轮流点火一次。若要停止发动机的工作,只要断开点火开关,切断初级电路即可

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