《汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修》教案課題序號17實施課時2使用教具整車或電噴系統(tǒng)臺架課題名稱項目七點火系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)二點火系統(tǒng)部件的構(gòu)造與拆裝教學(xué)目標(biāo)（知識與技能，過程與方法，情感、態(tài)度與價值觀）【知識目標(biāo)】了解點火系統(tǒng)主要部件的功用、類型和結(jié)構(gòu)；了解點火系統(tǒng)主要部件的工作原理。【能力目標(biāo)】能識別火花塞型號；2.會更換火花塞。【育人目標(biāo)】培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，會科學(xué)分解任務(wù)；引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成遵守國家法律法規(guī)、順應(yīng)社會道德規(guī)范的良好品質(zhì)。教學(xué)重點點火系統(tǒng)的主要部件作用、類型、結(jié)構(gòu)和工作原理。教學(xué)難點點火系統(tǒng)的主要部件的更換方法。教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動【復(fù)習(xí)回顧】無分電器微機控制點火系統(tǒng)的工作原理。【導(dǎo)入新課】汽油機在壓縮終了時，由于汽油的燃點較高，汽缸內(nèi)的可燃混合氣無法自燃，需要電火花才能點燃，因此，汽油機設(shè)有專門的點火系統(tǒng)。點火系應(yīng)該在發(fā)動機各種工況和使用條件下保證可靠而準(zhǔn)確的點火。點火系統(tǒng)類型多樣，點火系統(tǒng)部件形狀各異，但工作原理類似。本任務(wù)主要介紹各種點火系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造和原理。項目七點火系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)二點火系統(tǒng)部件的構(gòu)造與拆裝【基本知識】一、點火線圈點火線圈按其磁路結(jié)構(gòu)形式的不同，一般可分為開磁路式和閉磁路式兩種。1．開磁路點火線圈開磁路路線圈的基本結(jié)構(gòu)如圖7-2-1所示，主要由鐵芯、膠木蓋、瓷座、接線柱和外殼等組成。一般傳統(tǒng)點火線圈都帶有附加電阻，用于電子點火系的點火線圈不帶附加電阻。圖7-2-1開磁路點火線圈圖7-2-2開磁路點火線圈的磁路鐵芯由若干層涂有絕緣漆的硅鋼片疊成，外面套有絕緣套管。套管外面先分層繞制一定匝數(shù)的次級繞組，每層繞組之間都用絕緣紙隔開，最外層的絕緣紙層較多。再用同樣方法將初級繞組繞在次級繞組外面，以利于散熱。繞好后的繞組在真空中填入絕緣物，以增強絕緣。點火線圈外殼與繞組之間裝的導(dǎo)磁用的鋼片，由四片呈圓弧形的硅鋼片組成部分。當(dāng)?shù)蛪弘娏鬟^初級繞組時，鐵芯被磁化。由于磁路上、下部分都是在空氣中通過的，鐵芯并未構(gòu)成閉合磁路，所以稱之為開磁路點火線圈，如圖7-2-2所示。點火線圈上部裝有膠木蓋，底部裝瓷座，用來防止高壓電擊穿次級繞組的絕緣層，向鐵芯或外殼放電。為加強絕緣，防止潮氣浸入，利于散熱，外殼內(nèi)填滿瀝青或變壓器油、六氟化硫等絕緣材料。2．閉磁路點火線圈閉磁路點火線圈和傳統(tǒng)的開磁路點火線圈相比，其鐵芯不是條形而是“日”字形或“口”字形。鐵芯磁化后，其磁力線經(jīng)鐵芯構(gòu)成閉合磁路，如圖7-2-3所示。由于閉磁路點火線圈漏磁場小，磁阻小，能量損失小，所以能量轉(zhuǎn)換率高可達(dá)75%，而開磁路點火線圈的能量轉(zhuǎn)換率只有60%。另外由于閉磁路鐵芯導(dǎo)磁能力強，可在較小的磁動勢（安匝數(shù)）下產(chǎn)生較強的磁場，因而可有效地減小線圈匝數(shù)，使點火線圈小型化。圖7-2-3閉磁路點火線圈的磁路圖7-2-4各種閉磁路點火線圈閉磁路點火線圈，一般采用環(huán)氧樹脂或耐高壓塑料封裝，帶有支架，如圖7-2-4所示，有的帶附加電阻（1.2～2.6Ω），有的內(nèi)部接有高壓二極管。點火線圈與電路連接采用插接件，次級電壓輸出端用高壓線接分電器蓋中央插孔。在現(xiàn)代汽車的高速\t"/item/%E7%82%B9%E7%81%AB%E7%BA%BF%E5%9C%88/_blank"汽油發(fā)動機上，已經(jīng)采用由微處理機控制的\t"/item/%E7%82%B9%E7%81%AB%E7%BA%BF%E5%9C%88/_blank"點火系統(tǒng)，也稱數(shù)字式電控點火系統(tǒng)。這種點火系統(tǒng)由微電腦（計算機）、各種傳感器和點火執(zhí)行器三部分組成。實際上在現(xiàn)代發(fā)動機中，汽油噴射與點火這兩個子系統(tǒng)都受同一個ECU控制，合用一組傳感器。傳感器基本上與\t"/item/%E7%82%B9%E7%81%AB%E7%BA%BF%E5%9C%88/_blank"電控汽油噴射系統(tǒng)中的傳感器相同，例如有曲軸位置傳感器、\t"/item/%E7%82%B9%E7%81%AB%E7%BA%BF%E5%9C%88/_blank"凸輪軸位置傳感器、\t"/item/%E7%82%B9%E7%81%AB%E7%BA%BF%E5%9C%88/_blank"節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣歧管壓力傳感器、爆燃傳感器等。其中爆燃傳感器是電控點火專用的一個很重要的傳感器（尤其是采用了廢氣渦輪增壓裝置的發(fā)動機），它能夠監(jiān)測發(fā)動機是否爆燃及爆燃的程度，作為反饋信號使ECU指令實現(xiàn)點火提前，使發(fā)動機不會爆燃又能獲得較高的燃燒效率。圖7-2-5電子點火線圈構(gòu)造數(shù)字式電控點火系統(tǒng)(ESA)按照結(jié)構(gòu)分為\t"/item/%E7%82%B9%E7%81%AB%E7%BA%BF%E5%9C%88/_blank"分電器式與無分電器式(DLI)兩種類型。分電器式電控點火系統(tǒng)只用一個點火線圈產(chǎn)生高壓電，然后由分電器按照點火順序依次在各缸\t"/item/%E7%82%B9%E7%81%AB%E7%BA%BF%E5%9C%88/_blank"火花塞點火。由于點火線圈初級線圈的通斷工作由電子點火電路承擔(dān)，因此分電器已取消斷電器裝置，僅起到高壓電分配職能。單獨點火方式是每一個汽缸分配一個點火線圈，點火線圈直接安裝在火花塞上的頂上，這樣還取消了高壓線。這種點火方式通過凸輪軸傳感器或通過監(jiān)測汽缸壓縮來實現(xiàn)精確點火，它適用于任何缸數(shù)的發(fā)動機，特別適合每缸4氣門的發(fā)動機使用。因為火花塞點火線圈組合可安裝在\t"/item/%E7%82%B9%E7%81%AB%E7%BA%BF%E5%9C%88/_blank"雙頂置凸輪軸（DOHC）的中間，充分利用了間隙空間。由于取消分電器和高壓線，能量傳導(dǎo)損失及漏電損失極小，沒有機械磨損，而且各缸的點火線圈和火花塞裝配在一起，外用金屬包裹，大幅減少了電磁干擾，可以保障發(fā)動機電控系統(tǒng)的正常工作。如圖7-2-5所示。3．點火線圈的型號根據(jù)QC/F73-93《汽車電氣設(shè)備產(chǎn)品型號編制方法》的規(guī)定，國產(chǎn)點火線圈的型號組成如下：=1\*GB3①產(chǎn)品代號：D表示點火Q表示線圈如果DQ后面還有字母，G表示干式點火線圈，D表示電子點火系統(tǒng)用。=2\*GB3②電壓等級代號：用數(shù)字表示點火線圈的額定電壓，即1-12V；2-24V；6-6V。=3\*GB3③用途代號：用數(shù)字表示點火線圈的用途，含義如下：1—單、雙缸發(fā)動機；2—四、六缸發(fā)動機；3—四、六缸發(fā)動機（帶附加電阻）；4—六、八缸發(fā)動機（帶附加電阻）；5—四、六缸發(fā)動機；6—八缸以上的發(fā)動機；7—無觸點分電器；8—高能；9—其他（包括三、五、七缸發(fā)動機）。=4\*GB3④設(shè)計序號：以數(shù)字表示。=5\*GB3⑤變形代號：以A、B、C、D······字母順序表示例如：DQ1244表示電壓為12V，用于4---6缸發(fā)動機，設(shè)計序號為4的點火線圈，點火次序為1-3-4-2。二、點火控制器點火控制器也稱為點火模塊，是發(fā)動機點火控制系統(tǒng)的執(zhí)行器，其基本電路包括整形電路、開關(guān)信號放大電路、功率輸出電路等。點火控制器的作用是根據(jù)微機發(fā)出的指令信號，通過內(nèi)部大功率三極管的導(dǎo)通與截止來控制點火線圈初級繞組電路的通斷，使點火線圈產(chǎn)生高壓電。三、高壓線高壓線用來傳送高電壓，其工作電壓一般在15kV以上，但通過電流強度較小，因此高壓導(dǎo)線的絕緣包層很厚，耐壓性能好，但線芯截面積很小。高壓線有銅芯線和阻尼線兩種，為了衰減火花塞產(chǎn)生的電磁波干擾，目前廣泛使用高壓阻尼點火線。高壓阻尼點火線常用的有金屬阻絲式和塑料芯導(dǎo)線式。金屬阻絲式又分為金屬阻絲線芯式和金屬阻絲線繞電阻式兩種。不同車型采用的阻尼高壓線的阻值不相同，在檢修或更換高壓線時要注意測量。四、火花塞1．火花塞的結(jié)構(gòu)圖7-2-6火花塞的結(jié)構(gòu)火花塞的結(jié)構(gòu)如圖7-2-6所示，在鋼質(zhì)殼體內(nèi)部固定著高氧化鋁陶瓷絕緣體，絕緣體中心孔內(nèi)裝有中心電極，中心電極上端有接線螺母，用來連接高壓導(dǎo)線。殼體的下端面固定有彎曲的側(cè)電極。殼體的上端有便于拆裝的六角柱面，它與絕緣體之間裝有紫銅墊片，主要起導(dǎo)熱和密封作用。火花塞的電極間隙一般為0.7mm～0.9mm，近年來為適應(yīng)發(fā)動機排氣凈化的要求，采用稀混合氣燃燒，火花塞電極間隙有增大的趨勢，有的已增大至1.0mm～1.2mm。2．火花塞的熱特性為保證火花塞的正常工作，其下部絕緣體一裙部工作時的溫度維持在500～700℃，這樣才能使落在絕緣體上的油滴立即燒掉，不致形成積炭，通常稱這個溫度為火花塞的“自凈溫度”。如果溫度過低，火花塞會形成積炭；溫度過高，又易導(dǎo)致熾熱點火，使發(fā)動機遭到損壞。火花塞裙部絕緣體的工作溫度，取決于其受熱情況和散熱條件。影響火花塞裙部溫度的主要因素是裙部的長度，裙部較長的火花塞，在燃燒室內(nèi)吸熱面積大，傳熱距離長，散熱困難，因而裙部溫度高，稱為“熱型”火花塞，如圖7-2-7（a）；而裙部較短的火花塞，吸熱面積小，傳熱距離短，散熱容易，因而裙部溫度較低，稱為“冷型”火花塞，如圖7-2-7（c）；各項條件居中的稱為“中型”火花塞，如圖7-2-7（b）。發(fā)動機技術(shù)性能不同，汽缸內(nèi)工作溫度也不相同。大功率，高轉(zhuǎn)速，高壓縮比的發(fā)動機汽缸溫度高。為使火花塞不致產(chǎn)生熾熱點火，應(yīng)選用“冷型”火花塞；相反，對功率小，轉(zhuǎn)速和壓縮比低的發(fā)動機來說，為了不致形成積炭，應(yīng)采用“熱型”火花塞。圖7-2-7火花塞的熱特性目前各國對火花塞熱特性的表示方法不完全相同，一般常用“熱值”表示。所謂“熱值”，是指火花塞散掉所吸熱量的程度。它是一個相對概念，國產(chǎn)火花塞分別用1、2、3、4、5、6、7、8、9、10……等阿拉伯?dāng)?shù)字表示。熱值數(shù)越高，表示散熱性能越好，因而小數(shù)字為熱型火花塞，大數(shù)字為冷型火花塞。熱值數(shù)字越大，越趨向于冷型火花塞。3.常用火花塞的類型常用火花塞的結(jié)構(gòu)類型如圖7-2-8所示。圖7-2-8常用火花塞的結(jié)構(gòu)類型（1）標(biāo)準(zhǔn)型火花塞。其絕緣體裙部略縮入殼體端面，側(cè)電極在殼體端面以外。（2）突出型火花塞。絕緣體裙部較長，突出于殼體端面之外。它吸熱量大，抗污能力好，且能直接受到進(jìn)氣的冷卻而降低溫度，不易引起熾熱點火，熱適應(yīng)范圍寬，是使用最廣泛的火花塞。（3）細(xì)電極型火花塞。其電極很細(xì)，特點是火花強烈，點火能力好，在嚴(yán)寒季節(jié)也能保證發(fā)動機迅速可靠地啟動，熱范圍較寬，能滿足多種用途。（4）多極型火花塞。側(cè)電極一般為兩個或兩個以上。優(yōu)點是點火可靠，間隙不需經(jīng)常調(diào)整。故在電極容易燒蝕和火花間隙不能經(jīng)常調(diào)節(jié)的一些汽油機上被采用。神龍富康轎車采用了兩極型火花塞，上海桑塔納轎車采用了四電極火花塞。4．火花塞的型號規(guī)格根據(jù)ZBT37003—89標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，火花塞產(chǎn)品型號由以下三部分組成。（1）第一部分為漢語拼音字母，表示火花塞結(jié)構(gòu)類型及主要型式尺寸，各字母含義可以查看有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。（2）第二部分為阿拉伯?dāng)?shù)字，表示火花塞熱值。（3）第三部分為漢語拼音字母，表示火花塞派生產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征，發(fā)火端特征，材料特性及特殊技術(shù)要求，無字母者為普通型火花塞，該部分如需用兩個以上漢語拼音字母時，則應(yīng)按表中所示的先后順序排列。例F5RTC型火花塞即為螺紋旋合長度為19mm，殼體六角對邊為20．8mm，熱值為5的M14×1．25帶電阻及鎳銅復(fù)合電極的絕緣體突出型平座火花塞。【能力訓(xùn)練】【操作示范及注意事項】按小組為單位，更換火花塞。實訓(xùn)車輛準(zhǔn)備：打開發(fā)動機艙蓋；安裝車輪擋塊；裝好車內(nèi)外防護設(shè)備；取下DIS點火模塊蓋；取下點火模塊插接器；取下點火模塊；取下火花塞；安裝新火花塞；安裝點火控制模塊等；清潔復(fù)位。【學(xué)生練習(xí)及分配任務(wù)】實踐教學(xué)（小組成員分工協(xié)作，按照老師的具體要求進(jìn)行操作。要求每一位學(xué)生做好自己相關(guān)崗位的任務(wù)，培養(yǎng)分工協(xié)作的團隊意識及愛崗精神）【巡回重點及注意事項】指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知、理解，并維持好課堂紀(jì)律。【結(jié)束指導(dǎo)】總結(jié)在認(rèn)知理解中做的好的同學(xué)，對學(xué)生中出現(xiàn)的問題進(jìn)行糾正。【布置作業(yè)】完成書后配套練習(xí)。【整理現(xiàn)場及設(shè)備保養(yǎng)】參照整理（SEIRI）、整頓（SEITON）、清掃（SEISO）、清潔（SEIKETSU）、素養(yǎng)（SHITSUKE）、安全（SECURITY）的6S要求，做到工具清潔、依次擺放整齊，打掃一體化教室、門、窗、電等關(guān)閉。根據(jù)人培方案中課程的次序，有選擇的提問、導(dǎo)入。理論講解、多媒體輔助理論講解多媒體演示多媒體演示實物展示多媒體演示實