汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理 大彩圖

汽油正常運(yùn)行的三要素：可燃混合氣好、壓縮壓力高、點(diǎn)火正時(shí)正確、火花強(qiáng)。點(diǎn)火系統(tǒng)中產(chǎn)生的強(qiáng)火花在最佳點(diǎn)火正時(shí)點(diǎn)燃可燃混合物。點(diǎn)火系統(tǒng)通過點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓產(chǎn)生火花，點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合物。可燃混合氣在氣缸內(nèi)被壓縮、點(diǎn)燃、燃燒，從而產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。點(diǎn)火系統(tǒng)的強(qiáng)火花在點(diǎn)火系統(tǒng)中，火花塞電極之間產(chǎn)生強(qiáng)火花，從而點(diǎn)燃可燃混合物。因?yàn)橛锌諝庾枇?，這個(gè)阻力隨著空氣壓縮的增加而增加。點(diǎn)火系統(tǒng)必須產(chǎn)生數(shù)萬伏的高電壓，以確保產(chǎn)生強(qiáng)火花來點(diǎn)燃可燃混合物。由于自感和互感，點(diǎn)火線圈產(chǎn)生點(diǎn)火所需的高電壓。初級(jí)線圈產(chǎn)生數(shù)百伏，次級(jí)線圈產(chǎn)生數(shù)萬伏。正確的點(diǎn)火正時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)必須根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化始終提供正確的點(diǎn)火正時(shí)。零件的耐久性點(diǎn)火系統(tǒng)中的火花塞和點(diǎn)火線圈必須有足夠的可靠性，以承受發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)和高溫。1高壓產(chǎn)生(1)點(diǎn)火線圈工作點(diǎn)火線圈能產(chǎn)生足夠高的電壓，點(diǎn)燃火花塞電極間的火花。初級(jí)線圈和次級(jí)線圈都纏繞在鐵芯上。次級(jí)線圈的匝數(shù)大約是初級(jí)線圈的100倍。初級(jí)線圈的一端連接到點(diǎn)火器，次級(jí)線圈的一端連接到火花塞。兩個(gè)線圈的另一端連接到蓄電池。點(diǎn)火線圈示意圖(二)流向初級(jí)線圈的電流發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU輸出的點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)(IGT)，蓄電池的電流通過點(diǎn)火器流向初級(jí)線圈。這樣一來，線圈周圍就產(chǎn)生了磁力線，線圈中央就有了磁芯。流向初級(jí)線圈的電流示意圖(3)停止流向初級(jí)線圈的電流當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，點(diǎn)火器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(ECU)輸出的點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)(IGT)迅速停止流向初級(jí)線圈的電流，結(jié)果初級(jí)線圈的磁通量開始降低。因此，通過初級(jí)線圈的自感和次級(jí)線圈的互感，在防止現(xiàn)有磁通量衰減的方向上產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(EMF)。自感效應(yīng)產(chǎn)生500V左右的電動(dòng)勢(shì)，伴隨次級(jí)線圈的互感效應(yīng)產(chǎn)生30kV左右的高壓電動(dòng)勢(shì)，使火花塞產(chǎn)生火花放電。初級(jí)電流切斷越快，初級(jí)電流值越大，相應(yīng)的次級(jí)電壓越高。阻止電流流向初級(jí)線圈2火花機(jī)理示意圖點(diǎn)火線圈次級(jí)繞組產(chǎn)生的高壓在火花塞中心電極和接地電極之間產(chǎn)生火花，點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)被壓縮的可燃混合氣?；鸹ㄈ袭a(chǎn)生的火花點(diǎn)燃空燃混合氣，在汽車維修中通常稱為燃燒?；鸹◤闹行碾姌O穿過可燃混合物到達(dá)接地電極。結(jié)果，可燃混合物沿著火花的路徑被觸發(fā)，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)(通過氧化)和熱量產(chǎn)生，形成火焰中心?；鹧嬷行挠|發(fā)周圍可燃混合物，使火焰中心的熱量向外膨脹(稱為火焰?zhèn)鞑?，點(diǎn)燃可燃混合物。如果火花塞電極的溫度過低或電極之間的間隙過小，電極會(huì)吸收火花產(chǎn)生的熱量。這樣火焰中心就會(huì)熄滅，導(dǎo)致缺火。這種現(xiàn)象被稱為“電極淬火”。如果電極淬火效果明顯，火焰中心就會(huì)熄滅。電極越小，淬滅效應(yīng)越??；電極越靠近正方形，越容易放電?；鸹óa(chǎn)生的機(jī)理為了提高點(diǎn)火性能，有些火花塞的底部有一個(gè)U形槽

3點(diǎn)火性能以下因素影響火花塞的點(diǎn)火性能：(1)電極形狀和放電性能圓形電極放電困難，方形或尖形電極容易放電。長時(shí)間使用，火花塞會(huì)有一個(gè)圓形的電極，很難放電。所以火花塞要定期更換?；鸹ㄈ碾姌O越細(xì)越尖，越容易產(chǎn)生火花。但是火花塞消耗更快，使用壽命更短。所以有些鉑或銥電極的火花塞是耐磨的，通常稱為鉑或銥電極火花塞。(2)火花塞間隙和擊穿電壓火花塞磨損時(shí)，電極間隙變大，發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)失速。當(dāng)中心電極和接地電極之間的間隙增大時(shí)，火花很難跳過電極，因此需要更高的電壓來產(chǎn)生火花。因此，每行駛一定里程就需要調(diào)整火花塞的電極間隙或更換火花塞。(3)自清潔溫度當(dāng)火花塞達(dá)到一定溫度時(shí)，可以燃燒點(diǎn)火區(qū)域的積碳，保持點(diǎn)火區(qū)域的清潔。這個(gè)溫度叫做自潔溫度。當(dāng)電極溫度高于450時(shí)，火花塞具有自清潔作用。如果沒有達(dá)到自潔溫度，說明電極溫度低于450，積碳會(huì)聚集在點(diǎn)火區(qū)域，導(dǎo)致火花塞無法點(diǎn)火。(4)自燃溫度如果火花塞本身成為熱源，則空氣燃料混合物在沒有火花的情況下被點(diǎn)燃。此時(shí)的溫度稱為自燃溫度。當(dāng)火花塞電極溫度達(dá)到950時(shí)，就會(huì)發(fā)生自燃。如果出現(xiàn)這種情況，發(fā)動(dòng)機(jī)功率會(huì)因點(diǎn)火正時(shí)不正確而降低，火花塞電極或活塞可能會(huì)熔化。本期來自周曉飛主編、2019年11月出版的新書《汽車電工從入門到精通》。