在傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)中,蓄電池或發(fā)電機(jī)供給12V低電壓,經(jīng)點(diǎn)火線圈和斷電器轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷海俳?jīng)配電器分送到各缸火花塞,使電極間產(chǎn)生電火花。
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),斷電器軸連同凸輪一起在發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。斷電器凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),斷電器觸點(diǎn)交替地閉合和打開,因此傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理可分為觸點(diǎn)閉合,初級(jí)電流增長(zhǎng);觸點(diǎn)打開,次級(jí)繞組產(chǎn)生高壓;火花塞電極間火花放電三個(gè)階段進(jìn)行分析。傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理如圖4—3所示。
1、觸點(diǎn)閉合,初級(jí)電流增長(zhǎng)的過(guò)程
點(diǎn)火系統(tǒng)的初級(jí)電路包括蓄電池、點(diǎn)火開關(guān)、附加電阻、點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組、分電器的斷電觸點(diǎn)及電容器。初級(jí)電路等效電路如圖4—4所示。
觸點(diǎn)閉合時(shí),初級(jí)電流由蓄電池附加電阻Rf流過(guò)點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組N1,初級(jí)電流按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng),并逐漸趨于極限值UB/R,初級(jí)電流波形如圖4—5(a)所示。對(duì)汽車上的點(diǎn)火線圈而言,在觸點(diǎn)閉合后約20ms,初級(jí)電流就接近于其極限值。
初級(jí)電流增長(zhǎng)時(shí),不僅在初級(jí)繞組中產(chǎn)生自感電勢(shì),同時(shí)在次級(jí)繞組中也會(huì)感出電勢(shì),約為1.5—2kV,不能擊穿火花塞間隙,次級(jí)電壓波形如圖4—5(b)所示。
2、觸點(diǎn)打開,次級(jí)繞組產(chǎn)生高壓的過(guò)程
觸點(diǎn)閉合后,初級(jí)電流按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng),當(dāng)閉合時(shí)間為tb、i1增長(zhǎng)到Ip時(shí),觸點(diǎn)被凸輪頂開,Ip稱為初級(jí)斷電電流。
觸點(diǎn)打開后,初級(jí)電流Ip迅速降到零,磁通也隨之迅速減少,如圖4—5(a)所示。此時(shí),在初級(jí)繞組和次級(jí)繞組中都產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),初級(jí)繞組匝數(shù)少,產(chǎn)生200~300V的自感電勢(shì),次級(jí)繞組由于匝數(shù)多,產(chǎn)生高達(dá)15~20kV的互感電勢(shì)U2,如圖4—5(b)所示。
觸點(diǎn)打開后,初級(jí)電路由L、R、C組成振蕩回路,產(chǎn)生衰減振蕩。在次級(jí)繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也發(fā)生相應(yīng)的變化。如果次級(jí)電壓值不能擊穿火花塞間隙,則U2將按圖4—5(b)中虛線變化,在幾次振蕩之后消失。如果U2升到Uj時(shí)火花塞間隙被擊穿,則電壓的變化如圖4—5(b)實(shí)線所示,Uj稱為擊穿電壓。
在次級(jí)繞組中,高壓導(dǎo)線和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體之間,次級(jí)繞組匝與匝之間,火花塞中心電極與側(cè)電極之間均有一定的電容,稱為分布電容,用C2表示。
實(shí)際上有熱損失和磁損失。
3、火花塞電極間火花放電過(guò)程
通?;鸹ㄈ膿舸╇妷篣j總低于U2max,在這種情況下,當(dāng)次級(jí)電壓U2達(dá)到Uj時(shí),就使火花間隙擊穿而形成火花,這時(shí)在次級(jí)電路中出現(xiàn)i2,次級(jí)電流波形如圖4—5(c)所示。同時(shí)次級(jí)電壓突然下降,如圖4—5(b)所示?;鸹ǚ烹娨话阌呻娙莘烹姾碗姼蟹烹妰刹糠纸M成。所謂電容放電是指火花間隙被擊穿時(shí),儲(chǔ)存在C2中的電場(chǎng)能迅速釋放的過(guò)程,其特點(diǎn)是放電時(shí)間極短(1μs左右),但放電電流很大,可達(dá)幾十安培;跳火以后,火花間隙的電阻減小,線圈磁場(chǎng)的其余能量將沿著電離的火花間隙緩慢放電,形成電感放電,又稱火花尾,其特點(diǎn)是放電時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng),達(dá)幾毫秒,但放電電流較小,約幾十毫安,放電電壓較低,約600V。實(shí)驗(yàn)證明,電感放電持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng),點(diǎn)火性能越好。
發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間,斷電器凸輪每轉(zhuǎn)一周(曲軸轉(zhuǎn)兩周),各缸按點(diǎn)火順序輪流點(diǎn)火一次。若要停止發(fā)動(dòng)機(jī)的工作,只要斷開點(diǎn)火開關(guān),切斷初級(jí)電路即可。
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