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汽油发动机对点火系统的要求概述

2013/7/9 13:19:52 0人评论 2068次浏览 分类:发动机行业动态信息

  汽油发动机点火系统的作用是适时地产生电火花,点燃压缩终了的混合气,以使发动机工作。为确保发动机稳定可靠地工作,对点火系统有如下三个基本要求。

  1.能产生足够高的次级电压

  点火系统用于点燃混台气的火花塞电极伸入发动机气缸燃烧室内,通过电极之间气体的电离作用产生电弧放电(跳火)。要使电极之间具有很高压力的气体电离而产生电火花,就必须有足够高的电压。使火花塞电极跳火所需的电压称之为击穿电压(或称点火电压),而Uj的高低与发动机工况及火花塞的状况有关。

  (1)发动机工况

  气缸内的混合气压力高、温度低时,气体的密度相对较大,气体电离所需的电场力就大,所需的击穿电压也就高。发动机在不同工况下其压缩终了的混合气压力和温度是不同的,因此,当发动机的转速和负荷改变时,火花塞的击穿电压也随之而变。

  (2)火花塞电极的温度和极性

  当火花塞电报的温度超过混合气温度时,击穿电压可降低30%-50%。这是因为在电极温度高时,包围在电极周围的气体密度相对较小的缘故。由于火花塞中心电极的温度相对较高,因此,火花塞的中心电极为负时,火花塞电极的击穿电压可降低20%左右。

  (3)火花塞的间隙和形状

  火花塞电极的间隙增大,在同样的电压下电极之间的电场就减弱,要使电极间隙间的气体电离所需的电压就得增大。火花塞电极较细或电极表面有沟棱时,在同样的电压下其电场的最强处要大于较粗、表面平的电极,因此,所需的击穿电压可降低。

  此外,火花塞电极上积油、积炭时,其击穿电压也会相应升高。

  点火系统所能产生的电压称为最高次级电压。要使发动机在任何工况、状态下火花塞都能可靠跳火。为此通常要求点火系统所能产生的最高次级电压在20kV以上。

  2.要有足够的点火能量

  火花塞跳火后能确保可燃混合气迅速燃烧,还必须要有足够的点火能量。发动机正常工作时,由于混合气压缩终了的温度已接近自燃温度,因此所需的火花能量很小,但是发动机在起动、怠速及急加速工况时,由于混合气的温度较低或混合气过浓、过稀等原因,需要有较高的点火能量才能保证混合气可靠燃烧。

  点火能量不足时,会使发动机起动困难、点燃率下降,发动机的动力性下降、油耗和排污增加,并可能导致发动机不工作。

  3.点火时间要适当

  为使发动机气缸内的燃烧最高压力出现在压缩终了上止点后10°-15°,使混合气的燃烧功率达到最大,就必须在压缩终了前的某个适当时刻点火。某缸火花塞开始跳火到活塞运行至压缩终了上止的曲轴转角称之为点火提前角。点火提前角过大,压缩行程活塞上行的阻力增大,导致发动机功率下降、油耗增加,且发动机容易产生爆燃;点火提前角过小,混合气燃烧产生的最高压力和温度下降,也会导致发动机功率下降、油耗增加,且容易引起发动机过热、排气管放炮等故障。

  发动机在不同的转速和负荷下,其点火提前角度应是不同的。点火系统应能根据发动机的转速和负荷变化情况,及时调整点火时问,以确保混合气的燃烧及时、完全。

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