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点火系统 |
一、点火系统的结构特点与技术参数 (一)点火系统的结构特点 表示桑塔纳2000型轿车发动机点火系统的工作原理,该系统由蓄电池、点火开关、点火线圈、分电器、火花塞等主要部件组成。当点火开关闭合,蓄电池向点火线圈一次绕组供给一次电流。电动机带动发动机转动时,发动机的中间轴带动分电器轴旋转,分电器轴上的触发器转子转过霍耳传感器时,应用霍耳原理棗磁场中电子的偏移棗产生一个电动势信号,传给点火控制器有效地控制点火。 点火过程大致分下面三个阶段: 1.当霍耳传感器组件输出接通信号时,使点火控制器接通点火线圈一次绕组,蓄电池提供一次回路电流。低压电路流通路径为: 蓄电池正极→点火开关→点火线圈一次绕组→点火控制器→搭铁→蓄电池负极。 点火线圈一次绕组通电后,产生磁场所需的能量。 2.当霍耳传感器组件输出断路信号时,点火控制器便切断点火线圈一次绕组,一次电流及其产生的磁场立即消失。由于磁场迅速变化,在二次绕组中产生感应电动势。由于二次绕组的匝数较多,故产生的电动势很高,可达15-2OKV点火电压。 3.高压电流经过分电器送到各缸火花塞。高压电经火花塞的中心电极,击穿中心电极与旁电极之间的火花塞气隙,进入旁电极。在击穿火花塞气隙时,点燃火花塞附近的可燃混合气,完成了强制点火的功能。 (二)技术参数 蓄电池 12V,54A·h,265A负接地 在23±5℃的环境温度下以放电电流265A放电3Os后,两端电压V≥9.0 点火顺序1-3-4-2 火花塞 JV型发动机,晶体管点火: Bosch W7DC Bosch W6DC Beru:14?DTU,14?0DTU Champion:N7DYC,4C7TC AFE电子喷射型,火花塞为Bosch: W8DC,W9DC 火花塞螺纹规格M14×1.25,拧紧力矩20N·m 火花塞更换周期:一般情况为每15000km更换,长效火花塞每30000km更换 火花塞电极间隙0.7-0.9mm 分电器点火提前初置角上止点前6°±1°(化油器式),12°±1°(电喷式) 离心提前角开始起作用转速900-100Or/min 某转速时提前角2300r/min14°-18° 结束转速及提前角4800r/min22°-26°。 闭合角(导通角) |
规定值19°±3°(22±3)%,800r/min时 磨损极限62°±3°(69±3)%,3500r/min时 对于电喷式AFE、AJR型发动机,点火系统分别为M1,5,4,M3,8,2,同喷油系统联在一起,都有ECU控制。 (三)主要部件的结构与功能 1.分电器的结构与功能(JV,AFE型发动机) 分电器的功能是通过霍耳传感器和点火控制器来接通与断开点火线圈的一次绕组,通过电磁感应产生高压点火电压,并按发动机的工作顺序将高压电流分配给各气缸的火花塞。 目前上海桑塔纳2000型轿车AFE型发动机,它采用的无触点分电器总成列于 图4-2。(1)霍耳传感器 霍耳原理:当电流通过放在磁场中的半导体片(称霍耳元件)且电流方向与磁场方向垂直时,使半导体片内的电子向一侧偏移,于是在垂直于电流与磁力线方向上,半导体片的两侧接触面间产生一个与电流和磁感应强度成正比的电压,该电压称为霍耳电压。 是桑塔纳2000型轿车发动机采用的霍耳传感器组件的结构原理图。它由霍耳元件3、永久磁铁1和带缺口的转子2组成。工作过程是:带缺口的转子2与分火头连成一体,由分电器轴带动旋转,其缺口数与发动机气缸数相等。当转子的叶片进入永久磁铁与霍耳元件之间时,磁场被转子的叶片所旁路,这时不产生霍耳电压,传感器无信号输出;当转子缺口部分进入永久磁铁与霍耳元件之间时,磁力线穿过缺口进入霍耳元件,产生霍耳电压,传感器输出信号。可以设计成在有信号输出时作为切断或接通一次绕组的控制信号。(2)点火控制器 点火控制器由专用的集成电路芯片、达林顿管及其它辅助电路组成。它用来将霍耳传感器产生的信号整形、放大,并转变为点火控制信号,通过达林顿管驱动点火线圈一次绕组的接通或断开,在二次绕组产生高压电。 (3)分电器 它由分火头和分电器盖组成。分电器盖用胶木制造,装在分电器的上部,在盖的四周有与气缸数目相等的旁电极,与盖上的旁座孔相通,由此引出高压线与各气缸的火花塞相连接。 盖的中央有一个中心电极,和点火线圈的高压导线相连,其内座孔内安装着带弹簧的碳精柱,弹性地压在分灰头的导片上。分火头装在分电器轴6的顶端,随轴一起转动,每当霍耳传感器输出信号时,导电片正对着盖内某一电极,高压电便从中心电极经带弹簧的碳精柱、导电片到旁电极。导电片与旁电极间有0.25-0.80mm的间隙,以防止火花塞表面积炭而产生漏电,导致跳火电压降低。 (4)点火提前装置 上海桑塔纳2000型轿车发动机的点火提前装置,有离心式点火提前装置及真空式点火提前装置两套。 离心式提前装置,靠与分电器轴一起旋转的离心重块,随着发动机转速变化而自动调节点火提前角。转速愈高,提前角愈大。 真空式点火提前角调节装置,如 图4-4所示,调节器内腔有一膜片4将其分成左、右两室。右室用管子8与化油器连接,构成真空室,有弹簧6将膜片压向左侧。左侧腔室通大气,室内有一拉杆3。该拉杆一头连膜片,另一端靠销孔松套在随动板凸缘2的销钉上。随动板和安装霍耳传感器的托板都固定在分电器外壳1上。因此,当拉杆因真空度变化而移动时,通过随动板带动外壳和托板转动,使带有缺口的转子9相对于霍耳传感器转动一个角度,从而改变点火提前角。当节气门开度不大,或转速增高时,节气门后真空度增大,右室内压力显著小于左室内压力,膜片克服弹簧力被压向右方,拉杆将霍耳传感器逆分电器输入轴旋转方向转动一个角度,从而点火提前角增大。反之,当发动机负荷加大时,真空度(在一定转速下)降低,提前角减小。怠速时,节气门接近全闭,引真空小孔位于节气门上方,真空度几乎等于零,点火时间不提前。 (5)AJR发动机取消了分电器,因此也就没有上述各要素,它的点火定时直接由发动机控制单元ECU控制,结构大大简化,控制更加准确。 2.点火线圈 点火线圈其功能类似于一个变压器,它将蓄电池提供的低压电流转变成点火所需的高压电。桑塔纳2000型轿车发动机的点火线圈开磁路和闭磁路两种形式都采用过。 上海桑塔纳2000型轿车AFE发动机采用的点火线圈结构列于 图4-5。AJR型发动机采用两只点火线圈,结构又有所改进。其一次绕组230-330匝,线径为0.5-1.0mm。二次绕组11000-23000匝漆包线,线径为0.06-0.1Omm。 [TOP](一)点火系部件装拆与检查要点 1.分电器装拆 在AFE发动机上,分电器与机油泵同轴安装,由中间轴斜齿轮驱动。无触点点火系统分电器的分解情况列于 图4-6,要先拆卸紧固螺栓12、压板叉口,才能取出整个分电器,然后分解。2.点火初置角设定(AFE机,JV机) 分电器重新安装时,必须设定初置角,具体步骤如下:如 图4-7所示,通过变速器壳体上的观察孔,将发动机第一缸活塞置于上止点。使凸轮轴齿形轮上的标记与气门室罩盖底面平齐。使机油泵轴端部的扁势矩形块长边方向与曲轴方向一致;令分电器上的分火头指向分电器盖上的第一缸标记,然后将分电器总成插入安装孔,使其轴端部凹槽与机油泵轴端部扁势相配,并进行初置角设定,然后固定压板。 |
初置角为曲轴转角6°时,在分电器压板没有紧固之前,将分电器壳体逆时针转动了角,然后再压紧分电器。 3.火花塞安装 火花塞螺纹M14×1.25mm,用紫铜垫圈密封,拧紧力矩为2ON·m。安装时不能掉进任何杂物。 火花塞电极间隙0.7-0.8mm,一般使用寿命:15000km,长效火花塞的使用寿命可达3000Okm。 4.蓄电池的检查 德国在奥迪100及桑塔纳轿车上使用的蓄电池,分别为12V/(63A·h),300A及12V/(54A·h),265A型低锑(含锑量1.8%以下)的免维修蓄电池。 每年或汽车每行驶25000km,应检查蓄电池的电解液面高度,并按规定的高度灌注蒸馏水。为了使自放电最少,必须经常保持清洁干燥。 (1)蓄电池电解液液面一般应高出极板10-15mm,位于蓄电池外壳max与min液位线之间。 (2)在冬季开始时应测量电解液相对密度,以判断其充电状态。若不能测定时,可测出其开路电压来判断其充电状态。 在常温下,全充电状态电解液相对密度为1.28,半充电状态相对密度为1.20,放电状态电解液相对密度为1.12。当发现电解液密度降至1.24g/mL(冬天)或1.2Og/mL(夏天)以下时,应卸下蓄电池进行车外充电。 (3)在接线柱、接头和安装附件表面应涂一层耐酸油脂。安装时应首先连接正接头,然后连接负接头。拆卸时应先拆负极。 (4)一般当发现蓄电池放置数小时后就感电量不足时,必须进行漏电检查。检查方法:切断所有电源,任意取下蓄电池的+(-)电源接头,将取下的+(或-)电源线与蓄电池桩头碰击,如有火花则说明系统有漏电存在。可用串接直流电表方法,根据漏电电流大小,判定漏电范围,应逐个检查。如无微小火花,且直流电表指针不动,则说明系统正常。在排除故障后,如再有不正常的电量降低,应检查蓄电池本身的故障。 (5)检查时发现蓄电池中某一槽的密度较小于其它槽中电解液密度时,可以认为蓄电池可能内部断路而损坏,需更换或修理。 (二)点火系统的常见故障与排除 1.充电 维护蓄电池按IU方法进行充电,最大充电电压应为14.4V。这种方法既可保证充足电,又能避免过充电,即使24小时充电也安全无恙。采用恒流充电法时,最大充电电流为蓄电池额定容量的1/10(如54A·h,为5.4A·h)。蓄电池冒泡后,再补充l小时,完成充电。充电场所应通风良好,严禁有明火,以免氢气爆炸。用符合GB4554-84标准的蓄电池硫酸与纯净的蒸馏水或净化水(电导率2μS/cm3)配制电解液,在常温(27℃)时其密度为1.28±0.01g/mL。当电解液温度冷却到(30℃)以下时方能灌入蓄电池。充电过程中温度不得超过40℃,当接近该温度时应减半充电电流,待温度降到35℃以下时方可继续充电。 如果是免维修,无需充电的干式荷蓄电池,注入电解液30min后即可使用(条件是电解液温度冷却到30℃以下),无需上述操作。 充电前必须拧下排气栓,并揭去气道口或排气孔的密封塞或密封纸,保证透气孔畅通。使用前仍应封住排气栓。 2.蓄电池隔板磨损后引起短路、单格电池连接器及极板群体接片开路等蓄电池内部故障,通常是不能修复的,必须更换。 内部短路的特征是单格电池间电解液密度相差悬殊,最大最小之间差值大于0.03g/mL。 如果单格电池连接器和极板群连接片断裂的话,在绝大多数的蓄电池上尚能在低电流下充放电。但是起动发动机时,即使充足了电,其电压也会大幅度跌落,使起动困难。 3.如果蓄电池长期处于放电状态,则极板上会产生大量的硫酸铅。这样,蓄电池便难以充电,为了使它获得新生,必须用额定容量的1/40的电流充电5Oh后才能见效。 4.分电器的常见故障。(JV,AFE型发动机)分电器要经常除尘、保持清洁。 分电器盖老化或因意外碰撞出现裂纹,必须更换。盖内触点磨损严重也应更换。 拆卸分电器盖,向分电器轴润滑毡注入数滴润滑油;润滑其轴承。 分电器高压导线应保持干燥、清洁,有损坏时应更换。 驱动齿轮磨损,侧隙超过0.15mm,应修理或更换,并保证齿轮副有适当的润滑。 5.火花塞的保养 定期检查火花塞,观察有无积炭及电极烧损状况,检查电极间隙,能修复或调整的,应及时清理、修复。 安装火花塞时应小心,垫好垫片,孔中不得落入异物。 电极烧蚀不能修理时应更换,白瓷开裂应更换。清除积炭。检修过的火花塞必须经过测试,合格者才能继续使用。 6.调整点火正时的条件 (1)使用点火测试仪或频闪灯进行检查,如果使用上海大众汽车有限公司的V.A.G1367专用设备,则按 图4-7连接仪器。(2)发动机油温要60℃以上。 (3)单个真空吸管的分电器,抽掉真空软管。 (4)阻风门开足。 检查怠速转速,并进行调整。根据数据调正点火提前角。 7.点火系统电阻的检查 分火头电阻值1±0.4KΩ ( 图4-8)(AFE机)。火花塞高压线插头电阻,额定值:无屏蔽1±0.4kΩ( 图4-9)。检查防干扰接头电阻,额定值21±0.4KΩ( 图4-10)检查高压导线的整体电阻( 图4-11),中心线电阻为0-2.8KΩ;分火线电阻为0.6-7.4KΩ。8.检查点火线圈 一次绕组的电阻,额定值:0.52-0.76Ω 二次绕组的电阻,额定值:2.4-3.5kΩ 如果测定数值达不到额定值,应更换点火线圈。 9.检查晶体开关 晶体开关的接线:(1)接点火线圈(绿色);(2)接电源负极(棕色);(3)接霍耳发生器(棕/白色);(4)接点火线圈+(黑色);(5)接霍耳发生器+(红/黑色);(6)接霍耳发生器信号输出(绿/白色)。 用欧姆表测量1-4之间的电阻值为0.52-0.76Ω;用电压表测出2-4之间的电压,其值应为电源电压。在接通点火开关时用电压表测出3-5之间的电压值,其值在9V以上,略低于电源电压。 接通点火开关,慢慢转动发动机,用电压表测量出3-6间的电压,其值应为0-2V。用电压表接在点火线圈“+”与“-”极上,接通点火开关,这时看到电压读数开始时为2V左右,在1-2s之间很快降到OV。因为晶体开关在静态时在2s内能切断一次侧电路,因此若上述检查结果不正常,应调换晶体开关。晶体开关根据霍耳传感器传来的电压信号,接通或切断一次电流。 10.检查霍耳发生器 霍耳发生器与点火分电器装于一体,引出3根导线分别是:霍耳发生器“+”极接晶体开关接点5(红/黑色);霍耳发生器输出接点接晶体开关接点6(绿/白色); 霍耳发生器“一”接点接晶体开关接点3(棕/白色)。 用电压表测量霍耳发生器“+”与霍耳发生器“一”触点的电压,其值应在9V以上,霍耳发生器输出端的电压应在0-7V以上,如达不到上述指标,必须更换霍耳发生器。 11.使用霍耳点火系的注意事项 (1)由于一次电流大,必须使用标有TCI记号的霍耳点火线圈,不能使用普通产品。 (2)发动机工作时,切勿将蓄电池脱离充电线路。 (3)清洗发动机的作业,必须在发动机熄火时进行。 (4)不能将高压线拔下来对缸体随意试火。 (5)当点火系统有故障或怀疑有故障时,或者由其它车拖行时,必须将晶体开关上的插座拔下来。 (6)点火装置的高压导线或检测仪表的电线,应在发动机熄火状态下接拆,以免损坏晶体开关和霍耳发生器。 [TOP] |
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