第7章  汽油機點(diǎn)火系統

內容提要 1．   汽油機對點(diǎn)火系統的基本要求 2．   傳統點(diǎn)火系統的組成、結構、工作原理及存在的缺陷 3．   電子點(diǎn)火系統的分類(lèi)、組成、結構與工作原理 4．   微機控制的電子點(diǎn)火系統的特點(diǎn)、分類(lèi)、組成與工作原理 5．   蓄電池的構造與工作原理 6．   硅整流交流發(fā)電機的結構與工作原理 7．   電壓調節器的分類(lèi)、結構與工作原理

圖7-1  點(diǎn)火提前角與轉速和負荷的關(guān)系

當汽油機轉速升高（節氣門(mén)開(kāi)度等其它條件不變），由于單位時(shí)間轉過(guò)的曲軸轉角增大，燃燒的延續角變大，后燃增加，就必需把**佳點(diǎn)火提前角加大。

圖7-2  點(diǎn)火能量對汽油機燃料消耗的影響

2. 點(diǎn)火能量  即點(diǎn)火所需要的能量，它是電流和電壓的函數。點(diǎn)火能量小，火花弱，難于可靠點(diǎn)燃混合氣，尤其是燃用稀混合氣，有時(shí)會(huì )產(chǎn)生斷火現象。

圖7-3 傳統點(diǎn)火系的組成 1-電容器  2-斷電器  3-配電器  4-點(diǎn)火線(xiàn)圈  5-附加電阻  6-點(diǎn)火開(kāi)關(guān) 7-電流表  8-蓄電池  9-起動(dòng)機 10-高壓導線(xiàn)  11-阻尼電阻  12-火花塞

圖7-4  開(kāi)磁路式點(diǎn)火線(xiàn)圈 1-高壓接線(xiàn)頭  2-膠木蓋 3-負極接線(xiàn)柱  4-外殼  5-導磁鋼套    6-次級繞組  7-初級繞組  8-鐵心  9-絕緣座  10-起動(dòng)機接線(xiàn)柱  11-正極接線(xiàn)柱  12-附加電阻

圖7-5  閉磁路式點(diǎn)火線(xiàn)圈 1-“日”字形鐵心  2-初級繞組接線(xiàn)柱  3-高壓接線(xiàn)柱  4-初級繞組  5-次級繞組

圖7-6  閉磁路式點(diǎn)火線(xiàn)圈的磁路 1-空氣隙  2-“日”字形鐵心  3-次級繞組  4-初級繞組

（2）閉磁路式點(diǎn)火線(xiàn)圈（圖7-5）采用“日”字形鐵心，初級繞組繞在里面，次級繞組繞在初級繞組的外面。其磁路如圖7-6所示，磁力線(xiàn)經(jīng)鐵心形成閉合磁路（為了減小磁滯現象，常設有一個(gè)很微小的間隙），由于鐵比空氣的導磁性能好一萬(wàn)倍，故磁損比開(kāi)磁路點(diǎn)火線(xiàn)圈小得多。在相同初級能量情況下，次級獲取的能量大，能量變換效率高。此外，閉磁路式點(diǎn)火線(xiàn)圈體積小，結構緊湊，廣泛用于電子點(diǎn)火系統中。

圖7-7  分電器 1-分電器蓋  2-分火頭  3-斷電器凸輪  4-分電器蓋彈簧夾  5-斷電器活動(dòng)觸點(diǎn)臂彈簧及固定夾  6-固定觸點(diǎn)及支架  7-調整螺釘  8-接頭  9-彈簧  10-真空點(diǎn)火提前器膜片  11-真空點(diǎn)火提前器外殼  12-拉桿  13-油杯  14-固定銷(xiāo)及聯(lián)軸器  15-聯(lián)軸器鋼絲  16-扁尾聯(lián)軸器  17-離心點(diǎn)火提前器底板  18-離心調節器彈簧  19-離心調節器重塊  20-橫板  21-斷電器底板  22-真空點(diǎn)火提前器拉桿銷(xiāo)及彈簧  23-電容器  24-油氈  25-斷電器接線(xiàn)柱  26-分電器軸  27-分電器殼體  28-中心電極  29-高壓分線(xiàn)插孔  30-中央高壓線(xiàn)插孔

（3）電容器   安裝在分電器的外殼上，它與斷電器觸點(diǎn)并聯(lián)，其作用是減

圖7-8  斷電器 1-接線(xiàn)柱  2-活動(dòng)觸點(diǎn)臂與活動(dòng)觸點(diǎn)  3-固定觸點(diǎn)及支架  4-固定螺釘  5-偏心調整螺釘  6-斷電器活動(dòng)底板  7-分電器殼  8-斷電器凸輪  9-分電器軸  10-油氈  11-膠木頂塊  12-觸點(diǎn)臂彈簧片

當發(fā)動(dòng)機轉速達一定值時(shí)，重塊離心力克服彈簧拉力向外飛開(kāi)，通過(guò)銷(xiāo)釘，帶動(dòng)斷電凸輪順著(zhù)旋轉方向轉過(guò)一定角度，使點(diǎn)火時(shí)刻隨轉速升高而提前。

圖7-9  離心式點(diǎn)火提前調節裝置 1-凸輪固定螺釘  2-斷電器凸輪  3-撥板  4-分電器軸  5-重塊  6-彈簧  7-托板  8-銷(xiāo)釘  9-柱銷(xiāo)

2）真空式點(diǎn)火提前調節裝置能隨發(fā)動(dòng)機負荷變化調節點(diǎn)火提前角。它位于分電器外殼側面（圖7-10）內，由膜片7分隔成二室 ，右室有彈簧4壓住膜片，并通過(guò)連接管5與進(jìn)氣管相通；左室通大氣，并有拉桿8連接膜片和斷電器底板2。

圖7-10  真空式點(diǎn)火提前調節裝置 a)  節氣門(mén)部分開(kāi)啟（小負荷時(shí)）   b)  節氣門(mén)全開(kāi)（滿(mǎn)負荷時(shí)） 1-分電器殼體  2-斷電器底板  3-真空點(diǎn)火提前調節裝置外殼  4-彈簧  5-真空連接管  6-節氣門(mén)  7-膜片  8-拉桿  9-斷電器觸點(diǎn)  10-斷電器凸輪

（1）火花塞的作用  用來(lái)將高壓電引入燃燒室，產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合氣。

圖7-11  普通型火花塞 1-接線(xiàn)螺母  2-絕緣體  3-接線(xiàn)螺桿  4-墊圈  5-火花塞殼體  6-密封劑  7-密封墊圈  8-紫銅墊圈  9-側電極  10-絕緣體裙部  11-中心電極

（2）火花塞結構  它有多種形式，普通型火花塞結構如圖7-11所示，在鋼質(zhì)殼體5的內部固定有高氧化鋁陶瓷絕緣體2，在絕緣體中心孔的上部有金屬桿3，桿的上端有接線(xiàn)螺母1，用來(lái)接高壓導線(xiàn)，下部裝有中心電極11，金屬桿與中心電極之間用導體玻璃密封，銅制內墊圈4起密封和導熱作用。殼體的上部有便于拆裝的六角平面，下部有螺紋，用于把火花塞安裝到發(fā)動(dòng)機氣缸蓋內，殼體下端焊接有彎曲的側電極9。

圖7-12  火花塞的類(lèi)型 a)  冷型     b)  普通型    c)  熱型

火花塞絕緣體紫銅墊圈8（圖7-11）以下的錐形部分10稱(chēng)為絕緣體裙部（圖7-12的A段）。試驗表明，發(fā)動(dòng)機工作時(shí)，火花塞絕緣體裙部的溫度若保持在500℃～600℃之間時(shí)，落在絕緣體上的油粒能立即被燒掉，不會(huì )產(chǎn)生積炭，這個(gè)溫度稱(chēng)之為火花塞的自?xún)魷囟?。當裙部溫度低于自?xún)魷囟葧r(shí)，火花塞容易產(chǎn)生積炭，使點(diǎn)火不可靠，甚至不點(diǎn)火；若裙部溫度高于自?xún)魷囟?，混合氣與其接觸時(shí)，可能在火花塞點(diǎn)火之前就自行著(zhù)火，出現早燃等不正常燃燒現象。

圖7-13  火花塞的構型 a) 多極型（2極）  b) 多極型（4極）  c) 沿面跳火型  d)絕緣體突出型  e)U型槽型      f) 電阻型  g) 錐座型  h) 標準型  I) 細電極型

冷型火花塞裙部短，吸熱面積小，傳熱距離短，散熱快，裙部溫度低，它適用于高壓縮比、高轉速發(fā)動(dòng)機，這種發(fā)動(dòng)機燃燒過(guò)程中氣缸溫度高，散熱較慢；熱型火花塞裙部長(cháng)，受熱面積大，傳熱距離長(cháng)，散熱慢，裙部溫度高，它適用于低壓縮比、低轉速的發(fā)動(dòng)機；普通型火花塞性能介于兩者之間。

圖7-14  傳統點(diǎn)火系統的工作原理 1-蓄電池  2-電流表  3-點(diǎn)火開(kāi)關(guān)  4-附加電阻  5-點(diǎn)火線(xiàn)圈  6-初級繞組  7-次級繞組  8-電容器  9-斷電器  10-分電器    11-火花塞

當斷電器觸點(diǎn)被頂開(kāi)時(shí)，分電器10的分火頭正好對準分電器蓋上的某缸旁電極，二次電流從點(diǎn)火線(xiàn)圈的次級繞組→點(diǎn)火開(kāi)關(guān)→蓄電池→搭鐵→火花塞的側電極→中心電極→配電器→次級繞組。

圖7-15  觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系統工作原理圖

觸點(diǎn)式電子點(diǎn)火系又稱(chēng)半導體輔助點(diǎn)火系統，它是將一只高反壓的晶體三極管VT串聯(lián)在點(diǎn)火線(xiàn)圈的一次電路中（圖7-15），控制一次電路的通斷。斷電器的觸點(diǎn)串聯(lián)在三極管的基極電路中，觸點(diǎn)開(kāi)閉控制三極管導通和截止。

圖7-17  磁電式信號發(fā)生器 1-底板  2-活動(dòng)底板  3-信號發(fā)生器線(xiàn)圈  4-永久磁鐵  5-信號轉子

圖7-16  磁電式電子點(diǎn)火系統 1-分電器  2-火花塞  3-蓄電池  4-點(diǎn)火開(kāi)關(guān)  5-點(diǎn)火線(xiàn)圈  6-點(diǎn)火控制器  7-磁電式信號發(fā)生器

1.磁電式電子點(diǎn)火系統  它主要由點(diǎn)火線(xiàn)圈、火花塞、分電器、磁電式信號發(fā)生器和點(diǎn)火控制器等組成（圖7-16）。該系統的結構特點(diǎn)是用磁電式信號發(fā)生器和點(diǎn)火控制器取代傳統點(diǎn)火系統中的斷電器，控制點(diǎn)火線(xiàn)圈的初級繞組通斷。

發(fā)動(dòng)機運轉時(shí)，信號轉子旋轉。當凸齒與鐵心正對時(shí)，磁通量**大；當鐵心位于兩凸齒之間時(shí)，磁通量**小。根據電磁感應原理，當磁通量變化時(shí)，位于磁場(chǎng)中的

圖7-18  磁通量與輸出信號的波形

線(xiàn)圈產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，感應電動(dòng)勢的大小與磁通量變化率成正比（圖7-18）。當磁通量為**大或**小時(shí)，其變化率為零，線(xiàn)圈中感應電動(dòng)勢為零。磁通量變化率**大時(shí)（圖中a、c點(diǎn)），線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢**大。由于磁通方向的變化，感應電動(dòng)勢的方向也不同，有正、負半波之分。

圖7-19  霍爾式信號發(fā)生器 1-觸發(fā)葉輪  2-霍爾集成塊  3-永久磁鐵

發(fā)動(dòng)機工作時(shí)，信號發(fā)生器就有信號輸出。當信號發(fā)生器輸出正脈沖信號時(shí)，A點(diǎn)為正，B點(diǎn)為負，VT₁管受反向偏置電壓而截止，P點(diǎn)仍保持較高的電位。這樣VT₂導通，VT₃截止，VT₄和VT₅導通，點(diǎn)火線(xiàn)圈初級繞組有電流通過(guò)。

圖7-20  霍爾式信號發(fā)生器的工作原理 a)  觸發(fā)葉輪的葉片進(jìn)入空氣隙  b)  觸發(fā)葉輪的葉片離開(kāi)空氣隙 1-導磁板  2-永久磁鐵  3-觸發(fā)開(kāi)關(guān)板  4-觸發(fā)葉輪的葉片  5-霍爾元件

當觸發(fā)葉輪轉動(dòng)時(shí)，每當葉片進(jìn)入永久磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙時(shí)（圖7-20a），磁場(chǎng)被觸發(fā)葉輪的葉片旁路，霍爾元件不受磁場(chǎng)的作用，不產(chǎn)生霍爾電壓。當觸發(fā)葉輪的葉片離開(kāi)永久磁鐵與霍爾元件對之間的空氣隙時(shí)（圖7-17b），永久磁鐵的磁通便通過(guò)導磁板作用于霍爾元件上，在霍爾元件上產(chǎn)生霍爾電壓。

圖7-21  點(diǎn)火控制器電路（L479集成塊）

（2）點(diǎn)火控制器  它采用多功能專(zhuān)用點(diǎn)火集成電路模塊，功能強、性能優(yōu)越、工作可靠、價(jià)格低。圖7-21所示是以L(fǎng)497專(zhuān)用點(diǎn)火集成電路模塊為核心組成的電子點(diǎn)火控制器電路。它除了具有點(diǎn)火控制功能外，還具有點(diǎn)火線(xiàn)圈限流保護功能、閉合角控制功能、停車(chē)斷電保護功能、電流上升率控制功能、過(guò)電壓保護功能等。

圖7-22  光電式信號發(fā)生器 1-遮光盤(pán)  2-分火頭  3-光源  4-光接受器  5-集成電路  6-活動(dòng)底板

（1）光電式信號信號發(fā)生器  它由光源、光接受器、遮光盤(pán)、集成電路等組成（圖7-22）。光源為砷化鎵發(fā)光二極管，通電時(shí)發(fā)出紅外線(xiàn)光束。為增強光線(xiàn)強度，采用一近似半球形的透鏡聚集。發(fā)光二極管耐震、耐高溫，當環(huán)境溫度達150⁰C時(shí)仍可正常工作，具有性能可靠、壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。

圖7-23  光電式電子點(diǎn)火系電路圖

發(fā)動(dòng)機運轉時(shí)，信號發(fā)生器的遮光盤(pán)隨分電器軸旋轉。當遮光盤(pán)的缺口處于光源與接受器之間時(shí)，發(fā)光二極管的紅外線(xiàn)光束照射到光敏三極管基極上，光敏三極管導通；當遮光盤(pán)的缺口離開(kāi)光源與接受器后，發(fā)光二極管的紅外線(xiàn)光束被遮光盤(pán)遮住，光敏三極管基極失電，由導通轉為截止。分電器旋轉一圈，光敏三極管導通、截止各N次（N為發(fā)動(dòng)機氣缸數）。集成電路將光敏三極管輸出的開(kāi)關(guān)信號進(jìn)行放大等處理。

圖7-24  振蕩式信號發(fā)生器 1-正反饋線(xiàn)圈（L2）  2-振蕩線(xiàn)圈（L3）  3-鐵氧體  4-E形鐵心  5-負反饋線(xiàn)圈（L1）  6-分火頭  7-信號轉子  8-鐵氧體耦合桿

（1）振蕩式信號發(fā)生器  它由信號轉子與振蕩式信號發(fā)生器等組成（圖7-24）。信號轉子7為一塑料圓鼓，在其周?chē)度肱c氣缸數相等的鐵氧體耦合桿8。信號轉子安裝在分火頭6驅動(dòng)的軸上，通過(guò)離心提前機構由分電器軸驅動(dòng)。

發(fā)動(dòng)機運轉時(shí)，當信號轉子的鐵氧體耦合桿未對準傳感器的E形鐵心時(shí)，磁路的磁阻大，L₂與L₃的耦合很弱，而L₁此時(shí)為VT₁提供負反饋，振蕩器不工作，VF₂無(wú)正向偏壓處于截止狀態(tài)。復合三極管VT₃獲得正向偏壓而導通。VT₃的基電流電路：蓄電池正極→點(diǎn)火開(kāi)關(guān)（S）→控制器接柱→R₉→R₆→R₇→VT₃其極→發(fā)射極

→R₈→搭鐵→蓄電池負極。

圖7-26  安裝在火花塞頂部的點(diǎn)火線(xiàn)圈 1-火花塞   2-點(diǎn)火線(xiàn)圈

有分電器點(diǎn)火系統存在以下缺陷：高壓電經(jīng)分火頭、旁電極、高壓線(xiàn)等點(diǎn)火能量損失大，高速、多缸時(shí)點(diǎn)火能量得不到保證（受閉合角限制），點(diǎn)火正時(shí)誤差大（由于機械傳動(dòng)誤差），無(wú)線(xiàn)電干擾嚴重等。

圖7-27  雙缸同時(shí)點(diǎn)方式

2.雙缸同時(shí)點(diǎn)火方式  雙缸同時(shí)點(diǎn)火方式一個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈同時(shí)給兩個(gè)缸點(diǎn)火（圖7-27）。這種點(diǎn)火方式要求共用一個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈的兩缸工作相位相差360o曲軸轉角。這樣當一缸接近壓縮行程上止點(diǎn)時(shí)，另一缸接近排氣行程上止點(diǎn)，點(diǎn)火時(shí)兩缸的火花塞同時(shí)跳火，處于排氣行程的氣缸的點(diǎn)火是無(wú)效點(diǎn)火，處于壓縮行程的氣缸的點(diǎn)火是有效點(diǎn)火。目前雙缸同時(shí)點(diǎn)火方式應用較多。

圖7-28  微機控制的點(diǎn)火系統

它主要由各種傳感器、微機控制器、點(diǎn)火器、點(diǎn)火線(xiàn)圈、火花塞等組成(圖7-28)。

圖7-29  基本點(diǎn)火提前角與發(fā)動(dòng)機轉速、負荷關(guān)系圖（脈譜圖）   a)微機控制   b)機械式調節

（1）點(diǎn)火提前角控制  影響點(diǎn)火提前角的因素眾多，關(guān)系復雜，其中**主要的是發(fā)動(dòng)機的轉速和負荷。因此，人們通過(guò)對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行大量的試驗，測出在不同工況下，使其動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟性、排放凈化性能等達到**佳值時(shí)的點(diǎn)火提前角數值，對這些數據進(jìn)行處理，得出點(diǎn)火提前角與發(fā)動(dòng)機轉速、負荷之間的關(guān)系圖，稱(chēng)之為脈譜圖（圖7-29a是微機控制的脈譜圖。圖7-29b表示機械式點(diǎn)火提前角調節裝置，只是由幾個(gè)簡(jiǎn)單的曲面組成）。將該圖以數據形式儲存到ECU的存儲器(ROM)中。還儲存有根據試驗確定的的各種修正和控制程序，用于在發(fā)動(dòng)機溫度變化、起動(dòng)工況、爆震情況下的點(diǎn)火提前角控制。在發(fā)動(dòng)機實(shí)際工作時(shí)，利用這些數據控制發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火提前角，使其動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟性、排放凈化性達到**佳值。

圖7-30  暖機點(diǎn)火提前角修正特性

4）修正點(diǎn)火提前角控制：它是基本點(diǎn)火提前角乘以適當的系數得到的點(diǎn)火提前角。不同的型號的發(fā)動(dòng)機，其修正系數各不相同，所修正的項目也不盡相同。

圖7-31  怠速穩定點(diǎn)火提前角修正特性

怠速穩定修正：發(fā)動(dòng)機在怠速運行期間，因負荷變化而出現轉速波動(dòng)，怠速不穩。當轉速低于所設定的目標轉速時(shí)，微機根據其目標轉速的差值大小適當增大點(diǎn)火提前角；當發(fā)動(dòng)機的轉速高于設定的目標轉速時(shí)，則適當減小點(diǎn)火提前角。ECU根據發(fā)動(dòng)機的轉速信號、節氣門(mén)位置信號、車(chē)速信號、空調開(kāi)關(guān)信號等作出怠速穩定點(diǎn)火提前角修正，修正特性如圖7-31。

圖7-32  空燃比反饋點(diǎn)火提前角修正

空燃比反饋修正：裝有氧傳感器的發(fā)動(dòng)機，當電子控制根據氧傳感器的反饋信號空燃比進(jìn)行修正時(shí)，隨著(zhù)噴油量的增加或減少，會(huì )引起發(fā)動(dòng)機轉速在一定范圍內波動(dòng)，為了提高發(fā)動(dòng)機轉速穩定性，控制器在控制噴油量減少的同時(shí)，適當地增大點(diǎn)火提前角。ECU根據氧傳感器反饋信號、節氣門(mén)位置信號、發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度信號、車(chē)速信號作出空燃比反饋點(diǎn)火提前角修正（圖7-32）。

圖7-33  發(fā)動(dòng)機過(guò)熱點(diǎn)火提前角修正

ECU根據發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度信號、節氣門(mén)位置信號作出過(guò)熱點(diǎn)火提前角修正，其特性如圖7-33所示。

圖7-34  閉合角脈譜圖

（2）閉合角控制  閉合角控制是指對點(diǎn)火線(xiàn)圈初級電路通電時(shí)間的控制。一方面，當點(diǎn)火線(xiàn)圈的初級電路被接通后，只有通電時(shí)間達到一定長(cháng)度，初級電流才能達到飽和值，才能保證在斷開(kāi)初級電路時(shí)，能產(chǎn)生足夠的次級電壓和點(diǎn)火能量。另一方面，當發(fā)動(dòng)機低速運轉時(shí)，如果通電時(shí)間過(guò)長(cháng)，點(diǎn)火線(xiàn)圈由于過(guò)熱而易損壞。因此需要對點(diǎn)火線(xiàn)圈初級電路通電時(shí)間即閉合角進(jìn)行控制。

圖7-35  蓄電池的構造 1-正極板  2-負極板  3-肋條  4-隔板  5-護板  6-封口料  7-負極接線(xiàn)柱  8-加液孔蓋  9-連接板  10-正極接線(xiàn)柱  11-接線(xiàn)柱襯套  12-殼體

其主要功用是向起動(dòng)機供電。當發(fā)動(dòng)機起動(dòng)時(shí)，為起動(dòng)機提供200A～600A的起動(dòng)電流，大功率柴油機啟動(dòng)電流達到1000A。目前，汽車(chē)上普遍采用的鉛酸蓄電池(簡(jiǎn)稱(chēng)蓄電池)，具有內阻小，能在短時(shí)間內輸出大電流，起動(dòng)性能好，工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低等特點(diǎn)。下面介紹這種蓄電池的構造與工作原理。

PbO2 +  Pb +  H2SO4        PbSO4 +  PbSO4 + 2H2O

放電

正極板

負極板

電解液

電解液

正極Pb→Pb2++2e 板

負極板

充電

 

圖7-36  蓄電池放電原理

由此可見(jiàn)，放電過(guò)程正負極活性物質(zhì)不斷變成Pb²⁺，溶于電解液，與電解液中的SO₄^2-反應生成PbSO₄，分別沉附在正負極板表面，使電解液中H₂SO₄減少，H₂O增加，電解液密度降低，所以通過(guò)密度計測量電解液密度，就可以知道蓄電池存電情況，一般蓄電池充足電時(shí)的電解液密度為1.24～1.31g/cm³,每降低0.01 g/cm³,相當蓄電池放電6％。

圖7-37  免維護蓄電池 1-電池接線(xiàn)柱  2-模壓代號  3-殼體  4-下滑面  5-袋狀隔板  6-鉛鈣合金柵架  7-高密度活性物質(zhì)  8-極板連接夾和單格連接器  9-液、氣隔板  10-安全通氣孔  11-電解液密度觀(guān)測孔

1）加液蓋通氣采用安全通氣裝置，可以阻止水蒸氣和硫酸氣體排出，因而減少了電解液的消耗，并可避免可燃分解氣體與外部火花接觸而產(chǎn)生爆炸，也減少正負極接線(xiàn)柱的腐蝕。有的免維護電池在通氣塞中裝有催化劑鈀，可幫助水解的氫氧離子結合成水后再回到蓄電池中去，進(jìn)一步減少了電解液的消耗。

串聯(lián)的單格電池數

蓄電池類(lèi)型

額定容量

蓄電池特征

圖7-38  硅整流發(fā)電機的構造 1-后端蓋  2-滑環(huán)  3-電刷  4-電刷彈簧  5-電刷架  6-磁場(chǎng)繞組  7-定子繞組  8-定子鐵芯  9-前端蓋  10-風(fēng)扇  11-皮帶輪  12-整流器總成  13-硅二極管  14-爪形磁極

（2）定子  固定在發(fā)電機殼體上，用來(lái)產(chǎn)生感應電動(dòng)勢。它由定子鐵心8和三相定子繞組7組成。定子鐵心由相互絕緣且內圓帶槽的環(huán)狀硅鋼片疊成，三相定子繞組對稱(chēng)安放在定子鐵心槽內。

硅整流二極管通常直接壓在散熱板上或發(fā)電機后蓋上，其中壓裝在發(fā)電機后

圖7-39  硅二極管安裝示意圖

端蓋上的三只硅二極管引線(xiàn)為負極，外殼為正極，俗稱(chēng)“負極管”，管殼底部用黑字標記；壓裝在散熱板上的三只二極管，其引線(xiàn)為正極，外殼為負極，俗稱(chēng)“正極管”，管殼底部用紅字標記。這樣發(fā)電機后端蓋和散熱板便組成了發(fā)電機整流器總成。散熱板通常用鋁合金制成，以利于散熱，它與后端蓋用絕緣材料制成的墊片隔開(kāi)，并用螺栓通至后端蓋外部，作為發(fā)電機的火線(xiàn)接柱“+”。

圖7-40  硅整流交流發(fā)電機工作原理 a）內部電路   b）電壓波形 1-勵磁繞組  2-三相定子繞組  3-磁場(chǎng)接線(xiàn)柱（F1）  4-磁場(chǎng)接線(xiàn)柱（F2）  5-輸出接線(xiàn)柱（+）  6-正極二極管  7-負極二極管  8-搭鐵接線(xiàn)柱（E）  9-中性接線(xiàn)柱（N）

（4）端蓋和冷卻風(fēng)扇  硅整流發(fā)電機前端安裝有前端蓋9（圖7-38），內有軸承支承轉子軸；后端裝有后端蓋，也裝有支承轉子軸的軸承。還裝有整流器支架，炭刷和炭刷架及所有的接線(xiàn)柱。整體式交流發(fā)電機的電壓調節器（后述）也裝在后端蓋上。為了使硅二極管散熱良好，端蓋一般都由鋁合金制成，前端蓋外側還安裝有冷卻風(fēng)扇10，許多發(fā)電機上有前后2個(gè)風(fēng)扇進(jìn)行冷卻。

圖7-41  單觸點(diǎn)振動(dòng)式電壓調節器 1-鉸鏈  2-銜鐵  3-觸點(diǎn)  4-觸點(diǎn)  5-支架  6-絕緣條  7-鐵心  8-磁化線(xiàn)圈  9-磁軛  10-支架  11-彈簧

1. 電壓調節器作用  汽車(chē)發(fā)電機由發(fā)動(dòng)機通過(guò)風(fēng)扇傳動(dòng)皮帶驅動(dòng)，由于發(fā)動(dòng)機轉速在很大范圍內變化，使發(fā)電機的轉速也隨之變化，從而引起發(fā)電機的輸出電壓變化。而汽車(chē)用電設備和蓄電池的充電電壓是恒定的（一般為12V），因此汽車(chē)發(fā)電機必須配用電壓調節器，以便在發(fā)電機轉速變化時(shí)，保持發(fā)電機輸出電壓在規定范圍（13.8～14.8V）內。

圖7-42  發(fā)電機電壓波動(dòng)曲線(xiàn)

當發(fā)電機未轉動(dòng)時(shí)，調節器觸點(diǎn)在彈簧作用下保持閉合，電流從蓄電池→調節器觸點(diǎn)→發(fā)電機磁場(chǎng)繞組→發(fā)電機→搭鐵形成回路。此時(shí)調節器線(xiàn)圈中雖也有電流流過(guò)，但由于電壓較低，調節器線(xiàn)圈電流較小，產(chǎn)生的電磁力矩還不能克服彈簧所產(chǎn)生的力矩，故觸點(diǎn)保持閉合。

圖7-43  雙觸點(diǎn)振動(dòng)式電壓調節器 1-電壓調節器  2-交流發(fā)電機  3-電流表  4-蓄電池  5-用電設備  6-點(diǎn)火開(kāi)關(guān)  K1-低速觸點(diǎn)  K2-高速觸點(diǎn)

2) 雙觸點(diǎn)振動(dòng)式電壓調節器:單觸點(diǎn)振動(dòng)式電壓調節器存在觸點(diǎn)火花大，調節范圍小等問(wèn)題，人們又開(kāi)發(fā)了雙觸點(diǎn)振動(dòng)式電壓調節器（圖7-43）。

圖7-44   晶體管調節器的工作原理

圖7-44所示的晶體管調節器由功率開(kāi)關(guān)三極管、信號放大和控制電路、電壓信號的檢測電路等三部分組成。V₂是功率開(kāi)關(guān)三極管，用來(lái)接通和切斷發(fā)電機的磁場(chǎng)電路，它串聯(lián)在磁場(chǎng)繞組的電源端，晶體三極管V₁構成信號的放大和控制電路，它將電壓檢測電路送來(lái)的信號進(jìn)行放大處理后控制功率三極管的導通和截止；發(fā)電機電壓信號的檢測電路由電阻R₁、R₂和穩壓管VD組成，電阻R₁、R₂構成一分壓器，接入發(fā)電機的輸出端和搭鐵端之間，用來(lái)檢測發(fā)電機的輸出電壓。從電阻R₁上取出總電壓U_AC的一部分U_AB作為調節器的輸入信號電壓，由于

圖7-45   整體式交流發(fā)電機 1-發(fā)電機  2-勵磁二極管  3-輸出整流二極管  4-中性點(diǎn)整流二極管  5-三相定子繞組  6-勵磁繞組  7-內裝式電壓調節器  8-電壓調節器的傳感器  9-充電指標燈接線(xiàn)柱  10輸出接線(xiàn)柱

集成電路調節器由于體積小巧，可以安裝在發(fā)電機外部，也可以安裝在發(fā)電機內部，與發(fā)電機組成一個(gè)完整的充電系統，稱(chēng)為內裝式調節器。具有內裝式調節器的交流發(fā)電機稱(chēng)為整體式交流發(fā)電機（圖7-45）。

本章小結 1.          汽油機要求點(diǎn)火系按發(fā)動(dòng)機轉速、負荷、溫度等運轉工況變化，自動(dòng)準確調節點(diǎn)火提前角，提供足夠的點(diǎn)火能量，可靠點(diǎn)燃混合氣。 2.          點(diǎn)火系統分為傳統點(diǎn)火系、電子點(diǎn)火系、微機控制點(diǎn)火系和磁電機點(diǎn)火系等幾種。 3.          傳統點(diǎn)火系由點(diǎn)火線(xiàn)圈、分電器、火花塞、電源、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)和高壓導線(xiàn)等組成。 4.          電子點(diǎn)火系由電子點(diǎn)火器、分電器、點(diǎn)火信號發(fā)生器、點(diǎn)火線(xiàn)圈、火花塞、高壓導線(xiàn)等組成。點(diǎn)火信號發(fā)生器有磁電式、霍爾式、光電式和震蕩式等種類(lèi)。 5.          微機控制點(diǎn)火系由傳感器（轉速傳感器、位置傳感器、爆燃傳感器、節氣門(mén)位置傳感器、溫度傳感器等）、微機控制器、點(diǎn)火器、火花塞等組成。它具有控制精度高，考慮因素全面，點(diǎn)火能量大，高速適應性好，故障自診斷等優(yōu)點(diǎn)，可有效提高汽油機的動(dòng)力性、經(jīng)濟性和排放性能。 6.          汽車(chē)電源由蓄電池和發(fā)電機組成。蓄電池是個(gè)化學(xué)電源，其充放電是可逆的。發(fā)電機一般采用硅整流發(fā)電機，并通過(guò)電壓調節器調節，保持輸出電壓基本穩定。集成電路電壓調節器具有體積小、工作可靠、使用中不需保養與維護等特點(diǎn)，在現代汽車(chē)上已得到廣泛應用。

F

5

TC

漢語(yǔ)拼音字母，表示火花塞的結構類(lèi)型及主要型式尺寸。各字母的含義見(jiàn)附表1

阿拉伯數字，表示火花塞的熱值

漢語(yǔ)拼音字母，表示火花塞的派生產(chǎn)品、結構特性、材料特性及特殊技術(shù)要求。各字母的含義見(jiàn)附表2

 

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