点火线圈的组成结构及工作原理
点火装置的核心部件是由点火线圈和开关装置组成，点火线圈实际上就是一个变压器，将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并按照发动机的作功顺序与点火时间的要求适时、准确地配送给各缸的火花塞，在其间隙处产生点火花，点燃气缸内的可燃混合气。这个看似普通的变压器内部有铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘物质等。
1、铁芯由互相绝缘的条形硅钢叠制而成，片间利用氧化油层或涂绝缘族隔离，外层套有绝缘套管，其作用是增强磁通。
2、初级绕组用导线直径为～的漆包线分层绕于初级绕组外层，以利散热，初级绕组为230～370 匝。外面也包有数层绝缘纸，以增强绝缘。绕组绕好后在真空中浸以石蜡和松香混合物，进一步加强绝缘。初级绕组的作用是利用绕组内电流变化实现电磁感应。
3、次级绕组用导线直径为～的漆包线绕于铁芯绝缘套管外部，约11000～26000 匝。为加强绝缘和免遭机械损伤，每层导线都用绝缘纸隔开，最外层的绝缘纸层数较多，或者套上纸板套管。其作用是产生互感电动势。
4、钢套初级绕组与外壳之间装有导磁用钢套。用磁钢片卷成筒形，构成磁路的一部分，使铁芯形成半封闭式磁路，减少漏磁。
5、填充物为加强绝缘和防止潮气浸入，在外壳内填满沥青或变压器油，填充变压器油时，线圈散热性较好，温升较低，且绝缘性好。近年来也使用六氟化硫(SF6)等气体绝缘或采用塑料造型绝缘。
6、附加电阻三接式点火线柱壳体外部装有一附加电阻，附加电阻两端连于胶木盖上的“+开关”和“开关”接柱，其作用是改善点火性能。两接柱点火线圈无附加电阻，在点火开关与点火线圈“+”接柱间，连入一根附加电阻线。
那么点火线圈是如何工作的呢山东名门汽车服务有限公司成立于2009年，坐落在济南老屯汽配市场。公司主要销售氙气灯、日行灯、改装灯、灯泡、火花塞、点火线圈、双光透镜、LED大灯等产品。对汽车零部件的使用非常熟悉。下面由他们讲解一下点火线圈的工作原理：
点火线圈之所以能将车上低压电变成高电压，是由于有与普通变压器相同的形式，初级线圈与次级线圈的匝数比大。但点火线圈工作方式却与普通变压器不一样，普通变压器是连续工作的，而点火线圈则是断续工作的，它根据发动机不同的转速以不同的频率反复进行储能及放能。
当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能；当开关装置使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈就会感应出很高的电压。初级线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流越大，两个线圈的匝比越大，则次级线圈感应出来的电压越高。
点火线圈的基本原理 通常的点火线圈里面有两组线圈，初级线圈和次级线圈。初级线圈用较粗的漆包线，通常用0.5-1毫米左右的漆包线绕200-500匝左右;次级线圈用较细的漆包线，通常用0.1毫米左右的漆包线绕15000-25000匝左右。初级线圈一端与车上低压电源(+)联接，另一端与开关装置(断电器)联接。次级线圈一端与初级线圈联接，另一端与高压线输出端联接输出高压电。 点火线圈之所以能将车上低压电变成高电压，是由于有与普通变压器相同的形式，初级线圈比次级线圈的匝数比大。但点火线圈工作方式却与普通变压器不一样，普通变压器的工作频率是固定50Hz，又称工频变压器，而点火线圈则是以脉冲形式工作的，可以看成是脉冲变压器，它根据发动机不同的转速以不同的频率反复进行储能及放能。 当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能;当开关装置使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈就会感应出很高的电压。初级线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流越大，两个线圈的匝比越大，则次级线圈感应出来的电压越高。 数字式电控点火系统 在现代汽车的高速汽油发动机上，已经采用由微处理机控制的点火系统，也称数字式电控点火系统。这种点火系统由微电脑(计算机)、各种传感器和点火执行器三部分组成。 实际上在现代发动机中，汽油喷射与点火这两个子系统都受同一个ECU控制，合用一组传感器。传感器基本上与电控汽油喷射系统中的传感器相同，例如有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、进气歧管压力传感器、爆燃传感器等。其中爆燃传感器是电控点火专用的一个很重要的传感器(尤其是采用了废气涡轮增压装置的发动机)，它能够监测发动机是否爆燃及爆燃的程度，作为反馈信号使ECU指令实现点火提前，使发动机不会爆燃又能获得较高的燃烧效率。 点火线圈的三大类型 数字式电控点火系统(ESA)按照结构分为分电器式与无分电器式(DLI)两种类型。分电器式电控点火系统只用一个点火线圈产生高压电，然后由分电器按照点火顺序
锂离子电池的工作原理 锂离子电池的结构如图2.1和图2.2 所示，一般由正极、负极和高分子隔膜构成。 锂离子电池的正极材料必须有能够接纳锂离子的位置和扩散路径，目前应用性能较好的正极材料是具有高插入电位的层状结构的过渡金属氧化物和锂的化合物，如Li x CoO2，Li x NiO2以及尖晶石结构的LiMn2O4等，这些正极材料的插锂电位都可以达到4V以上。负极材料一般用锂碳层间化合物Li x C6，其电解质一般采用溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6的有机溶液。典型的锂离子蓄电池体系由碳负极(焦炭、石墨)、正极氧化钴锂(Li x CoO2）和有机电解液三部分组成。 锂离子电池的电化学表达式： 正极反应： 负极反应： 电池反应： 式中：M=Co、Ni、Fe、W等。 图2.1 锂离子电池结构示意图图2.2 圆柱形锂离子电池结构图锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，此时负极处于富锂态，正极处于贫锂态；放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物本身及锂离子的浓度有关。因此，在充放电循环时，Li+分别在正负极上发生“嵌入-脱嵌”反应，Li+便在正负极之间来回移动，所以，人们又形象地把锂离子电池称为“摇椅电池”或“摇摆电池”。 锂离子蓄电池是在锂蓄电池的基础上发展起来的先进蓄电池，它基本解决了
困扰锂蓄电池发展的两个技术难题，即安全性差和充放电寿命短的问题。锂离子电池与锂电池在原理上的相同之处是：在两种电池中都采用了一种能使锂离子嵌入和脱嵌的金属氧化物或硫化物作为正极，采用一种有机溶剂—无机盐体系作为电解质。不同之处是：在锂离子电池中采用使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极。因此，这种电池的工作原理更加简单，在电池工作过程中，仅仅是锂离子从一个电极(脱嵌)后进入另一个电极(嵌入)的过程。具体来说，当电池充电时锂离子是从正极中脱嵌，在碳负极中嵌入，放电时反之。在充放电过程中没有晶形变化，故具有较好的安全性和较长的充放电寿命。 锂离子电池的主要性能 锂离子电池的额定电压为3.6V（少数的是3.7V）。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关：石墨的4.2V；焦炭的4.1V。充电时要求终止充电电压的精度在±1％之内。锂离子电池的终止放电电压为2.4～2.7V（电池厂家给出工作电压范围或终止放电电压的参数略有不同）。高于终止充电电压及低于终止放电时会对电池有损害。 其使用有一定要求：充电温度：0℃～45℃；保存温度：-20℃～+60℃。锂离子电池不适合大电流充放电。一般充电电流不大于1C，放电电流不大于2C（C 是电池的容量，如C=950mAh，1C的充电率即充电电流为950mA）。充电、放电在20℃左右效果较好，在负温下不能充电，并且放电效果差[4]，（在-20℃放电效果最差，不仅放电电压低，放电时间比20℃放电时的一半还少）。 锂离子电池的充放电特性 锂离子电池的标称电压为3.6V，充满电压为4.2V，对过充电和过放电都比较敏感。为了最大限度减少锂离子电池易受到的过充电、深放电以及短路的损害，单体锂离子电池的充电电压必须严格限制。其充放电特性如图2-3 锂离子电池的充电特性 锂电池在充电中具有如下的特性: 1.在充电前半段，电压是逐渐上升的; 2.在电压达到4.2V后，内阻变化，电压维持不变; 3.整个过程中，电量不断增加; 4.在接近充满时，充电电流会达到很小的值。 经过多年的研究，已经找到了较好的充电控制方法: 1.涓流充电达到放电终止电压 2. 7V ; 2.使用恒流进行充电，使电压基本达到4.2V。安全电流为小于0.8C; 3.恒流阶段基本能达到电量的80% ;
纯电动汽车的基本结构和原理 与燃油汽车相比，纯电动汽车的结构特点是灵活，这种灵活性源于纯电动汽车具有以下几个独特的特点。首先，纯电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的，因此，纯电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。其次，纯电动汽车驱动系统的布置不同，如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等，会使系统结构区别很大；采用不同类型的电动机，如直流电动机和交流电动机，会影响到纯电动汽车的重量、尺寸和形状；不同类型的储能装置，如蓄电池，也会影响纯电动汽车的重量、尺寸及形状。另外，不同的能源补充装置具有不同的硬件和机构，例如，蓄电池可通过感应式和接触式的充电机充电，或者采用更换蓄电池的方式，将替换下来的蓄电池再进行集中充电。 纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。除了电力驱动控制系统，其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车相同，不过有些部件根据所选的驱动方式不同，已被简化或省去了。所以电力驱动控制系统既决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能特征，也是纯电动汽车的核心，它相当于传统汽车中的发动机与其他功能以机电一体化方式相结合，这也是区别于传统内燃机汽车的最大不同点。 1、电力驱动控制系统 电力驱动控制系统的组成与工作原理如图5.1所示，按工作原理可划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。 1)车载电源模块 车载电源模块主要由蓄电池电源、能源管理系统和充电控制器三部分组成。
(1)蓄电池电源。蓄电池是纯电动汽车的唯一能源，它除了供给汽车驱动行驶所需的电能外，也是供应汽车上各种辅助装置的工作电源。蓄电池在车上安装前需要通过串并联的方式组合成所要求的电压一般为12V或24V的低压电源，而电动机驱动一般要求为高压电源，并且所采用的电动机类型不同，其要求的电压等级也不同。为满足该要求，可以用多个12V 或24V的蓄电池串联成96～384V高压直流电池组，再通过DC／DC转换器供给所需的不同电压。也可按所需要求的电压等级，直接由蓄电池组合成不同电压等级的电池组，不过这样会给充电和能源管理带来相应的麻烦。另外，由于制造工艺等因素，即使同一批量的蓄电池其电解液浓度和性能也会有所差异，所以在安装电池组之前，要求对各个蓄电池进行认真的检测并记录，尽可能把性能接近的蓄电池组合成同一组，这样有利于动力电池组性能的稳定和延长使用寿命。 (2)能源管理系统。能源管理系统的主要功能是在汽车行驶中进行能源分配，协调各功能部分工作的能量管理，使有限的能量源最大限度地得到利用。能源管理系统与电力驱动主模块的中央控制单元配合在一起控制发电回馈，使在纯电动汽车降速制动和下坡滑行时进行能量回收，从而有效地利用能源，提高纯电动汽车的续程能力。能源管理系统还需与充电控制器一同控制充电。为提高蓄电池性能的稳定性和延长使用寿命，需要实时监控电源的使用情况，对蓄电池的温度、电解液浓度、蓄电池内阻、电池端电压、当前电池剩余电量、放电时间、放电电流或放电深度等蓄电池状态参数进行检测，并按蓄电池对环境温度的要求进行调温控制，通过限流控制避免蓄电池过充、放电，对有关参数进行显示和报警，其信号流向辅助模块的驾驶室显示操纵台，以便驾驶员随时掌握并配合其操作，按需要及时对蓄电池充电并进行维护保养。 (3)充电控制器。充电控制器是把电网供电制式转换为对蓄电池充电要求的制式，即把交流电转换为相应电压的直流电，并按要求控制其充电电流。充电器开始时为恒流充电阶段。
汽车电动助力转向机构的设计 引言 在汽车的发展历程中，转向系统经历了四个发展阶段：从最初的机械式转向系统（Manual Steering，简称MS）发展为液压助力转向系统（Hydraulic Power Steering，简称HPS），然后又出现了电控液压助力转向系统（Electro Hydraulic Power Steering，简称EHPS）和电动助力转向系统（Electric Power Steering，简称EPS）。 装配机械式转向系统的汽车，在泊车和低速行驶时驾驶员操纵负担过于沉重，为了解决这个问题，美国GM公司在20世纪50年代率先在轿车上采用了液压助力转向系统[1]。但是，液压助力转向系统无法兼顾车辆低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，因此在1983年日本koyo公司推出了具备车速感应功能的电控液压助力转向系统。这种新型的转向系统可以随着车速的升高提供逐渐减小的转向助力，但是结构复杂、造价较高，而且无法克服液压系统自身所具有的许多缺点，是一种介于液压助力转向和电动助力转向之间的过渡产品。到了1988年，日本Suzuki公司首先在小型轿车Cervo上配备了Koyo公司研发的转向柱助力式电动助力转向系统；1990年，日本Honda公司也在运动型轿车NSX上采用了自主研发的齿条助力式电动助力转向系统，从此揭开了电动助力转向在汽车上应用的历史。
第1章概述 1.1电动助力转向的优点 与传统的转向系统相比，电动助力转向系统最大的特点就是极高的可控制性，即通过适当的控制逻辑，调整电机的助力特性，以达到改善操纵稳定性和驾驶舒适性的目的。作为今后汽车转向系统的发展方向，必将取代现有的机械转向系统、液压助力转向系统和电控制液压助力转向系统[2]。 相比传统液压动力转向系统，电动助力转向系统具有以下优点： （1）只在转向时电机才提供助力，可以显著降低燃油消耗 传统的液压助力转向系统有发动机带动转向油泵，不管转向或者不转向都要消耗发动机部分动力。而电动助力转向系统只是在转向时才由电机提供助力，不转向时不消耗能量。因此，电动助力转向系统可以降低车辆的燃油消耗。 与液压助力转向系统对比试验表明：在不转向时，电动助力转向可以降低燃油消耗2.5%；在转向时，可以降低5.5%。 （2）转向助力大小可以通过软件调整，能够兼顾低速时的转向轻便性和高速时的操纵稳定性，回正性能好。传统的液压助力转向系统所提供的转向助力大小不能随车速的提高而改变。这样就使得车辆虽然在低速时具有良好的转向轻便性，但是在高速行驶时转向盘太轻，产生转向“发飘”的现象，驾驶员缺少显著的“路感”，降低了高速行驶时的车辆稳定性和驾驶员的安全感。 电动助力转向系统提供的助力大小可以通过软件方便的调整。在低速时，电动助力转向系统可以提供较大的转向助力，提供车辆的转向轻便性；随着车速的提高，电动助力转向系统提供的转向助力可以逐渐减小，转向时驾驶员所需提供的转向力将逐渐增大，这样驾驶员就感受到明显的“路感”，提高了车辆稳定性。
铅酸蓄电池的结构和工作原理 （一）铅酸蓄电池的结构 铅酸蓄电池主要由正极板组?负极板组?隔板?容器和电解液等构成,其结构如下图所示： 1.极板 铅酸蓄电池的正?负极极板由纯铅制成,上面直接形成有效物质,有些极板用铅镍合金制成栅架,上面涂以有效物质?正极(阳极)的有效物质为褐色的二氧化铅,这层二氧化铅由结合氧化的铅细粒构成,在这些细粒之间能够自由地通过电解液,将正极材料磨成细粒的原因是可以增大其与电解液的接触面积,这样可以增加反应面积,从而减小蓄电池的内阻?负极(阴极)的有效物质为深灰色的海绵状铅?在同一个电池内,同极性的极板片数超过两片者,用金属条连接起来,称为极板组
或极板群?至于极板组内的极板数的多少,随其容量(蓄电能力)的大小而异?为了获得较大的蓄电池容量,常将多片正?负极板分别并联,组成正?负极板组,如下图所示： 安装时,将正?负极板组相互嵌合,中间插入隔板,就形成了单格电池?在每个单格电池中,负极板的片数总要比正极板的片数多一片,从而使每片正极板都处于两片负极板之间,使正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲? 2.隔板 在各种类型的铅酸蓄电池中,除少数特殊组合的极板间留有宽大的空隙外,在两极板间均需插入隔板,以防止正?负极板相互接触而发生短路?这种隔板上密布着细小的孔,既可以保证电解液的通过,又可
以阻隔正?负极板之间的接触,控制反应速度,保护电池?隔板有木质?橡胶?微孔橡胶?微孔塑料?玻璃等数种,可根据蓄电池的类型适当选定?吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的,这种隔板可以把电解液吸附在隔板内,吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来的? 3.容器 容器是用来盛装电解液和支撑极板的,通常有玻璃容器?衬铅木质容器?硬橡胶容器和塑料容器四种?容器用于盛放电解液和极板组,应该耐酸?耐热?耐震?容器多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成,为整体式结构,底部有凸起的肋条以搁置极板组?壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格,各单格之间用铅质联条串联起来?容器上部使用相同材料的电池盖密封,电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔,用于添加电解液和蒸馏水以及测量电解液密度?温度和液面高度? 4.电解液 铅酸蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯浓硫酸而成的?它的密度高低视铅蓄电池类型和所用极板而定,一般在15℃时为1.200～1.300g/cm3?蓄电池用的电解液(稀硫酸)必须保持纯净,不能含有危害铅酸蓄电池的任何杂质?电解液的作用是给正?负电极之间流动的离子创造一个液体环境,或者说充当离子流动的介质?电解液的相对密度对蓄电池的工作有重要影响,相对密度大,可减少结冰的危险并提
点火系统得组成与工作原理 一、电控点火系统得类型 １.汽油机点火系统得类型 汽油机点火系主要有:传统点火系统与计算机控制得点火系统两 大类型。传统点火系统又可分为磁电机点火系统与蓄电池点火系统。 (１）磁电机点火系统:电能就是由磁电机本身提供得,其结构复杂,低速时点火性能差,一般只用于无蓄电池得机动车上。 (2)蓄电池点火系统:又称有触点点火系统，其结构简单、工作可靠，在汽车上得到广泛应用。 蓄电池点火系统得主要缺点: 1)高速易断火,不适合高速发动机。 ２)断电器触点易烧蚀,工作可靠性差。 3)点火能量低,点火可靠性差。 (3）微机控制得点火系统:系统中使用模拟计算机根据各传感器信号对点火提前角进行控制。 主要优点: 1)在各种工况及环境条件下，均可自动获得最佳得点火提前角。 2)在整个工作工程中,均可对点火线圈初级回路通电时间与电流进行控制。 ３)采用爆燃控制功能后,可使点火提前角控制在爆燃得临界状态。
2. 电控点火系统得类型:可分为有分电器与无分电器式。 二、基本组成与工作原理 1.基本组成 电控点火系统一般由电源、传感器、ECU 、点火器、点火线圈、分电器与火花塞组成。 电控点火系统得基本组成 电源:一般由蓄电池与发电机共同组成,主要就是给点火系统提供所需得电能。 传感器:用于检测发动机各种运行参数，为 ECU 提供点火控制所需得信号。 ECU:就是电控点火系统得中枢。 点火器:电控点火得执行元件 点火线圈:储存点火所需得能量，并将电源提供得低压电转变为足以在电极间产生击穿火花得１5 ～20KV 得高压电。 分电器:根据发动机点火顺序,将点火线圈产生得高压电依次输送给各缸火花塞。 火花塞：利用点火线圈产生得高压电产生点火花,点燃气缸内得混合气。
点火线圈结构和功能 材料
点火线圈的结构和功能材料 王槐祥 2018-3 1、工程塑料 1.1工程塑料的基本特征 塑料是指以高分子量的有机物质为主要成分的材料。它在加工完成后，呈固态形状。再加工过程中，可以藉以流动造型。 工程塑料有优良的机械性能、绝缘性能、耐溶剂性能、阻燃性能、易于成型等特性，因此，工程塑料在汽车电气部件及结构部件上，得到了广泛的应用。 按工程塑料对热之变化，分为两大类： 1）热固性塑料。指加热后，会使分子结合成网状型态。一旦结合成网状聚合体，即使再加热也不会软化，显示出非可逆的变化，是分子结构发生化学变化所致。如高压管所用的PU 材料 等。 2）热塑性塑料。指加热后会熔化，可流动至模具冷却成型。再加热，又可以熔化的塑料。即可以应用加热和冷却，使其产生液态、固态的可逆变化，即物理变化。如PA、PBT、PPO 等。 1.2 工程塑料的基本性能 1.2.1 物理性能 1）密度单位：g/cm3 ，塑料的密度一般在0.8~2g/cm3 范围。 2）吸水率。以23℃时饱和吸水率表示。PA吸水率较高。对所有塑料，特别是吸水率较高的塑料，在注塑前一定要按要求对塑料粒子进行烘干处理。 1.2.2 机械性能
1）断裂应力（MPa） 2）断裂伸长率（%） 3）冲击强度（KJ/m2） 1.2.3 热性能 1）线膨胀系数（10-5/K），应选择与结合件线膨胀系数相近的塑料，以减少内应力。 2）热变形温度（在0.45MPa及1.8MPa条件下，℃） 3）最高使用温度（℃）（指短周期运行的温度） 1.2.4电气性能 1）介电常数 2）损耗角 3）介电强度（KV/mm） 1.2.5 阻燃性 塑料阻燃等级由 HB，V-2，V-1 向 V-0 逐级递增： HB：UL94 和 CSA C22.2 No 0.17 标准中最底的阻燃等级，要求对于 3 到 13 毫米厚的样品，燃烧速度小于 40 毫米每分钟；小于 3 毫米厚的样品，燃烧速度小于 70 毫米每分钟；或者在 100 毫米的标志前熄灭。 V-2：对样品进行两次 10 秒的燃烧测试后，火焰在 60 秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。 V-1：对样品进行两次 10 秒的燃烧测试后，火焰在 60 秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。 V-0：对样品进行两次 10 秒的燃烧测试后，火焰在 30 秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。 点火线圈一般选用HB阻燃等级的塑料。对有特殊要求的产品，可以选用阻燃等级高的塑料。 1.2.6 成型收缩率 用（%）表示，在设计注塑模时一定要考虑成型收缩率，以保证成品尺寸。 1.3塑料材料的应用 1.3.1 点火线圈对结构和功能塑料部件的要求 1）加工性能
铅酸蓄电池结构详解 一、蓄电池的功用 蓄电池种类较多，根据电解液不同，有酸性和碱性之分。由于铅酸蓄电池阻小，电压稳定，在短时间能供给较大的起动电流，而且结构简单，价格较低，所以在汽车拖拉机上被广泛采用。 蓄电池为一可逆直流电源，在汽车拖拉机上与发电机并联，它的主要作用是：（1）发动机起动时，蓄电池向起动机和点火装置供电。起动发动机时，蓄电池必须在短时间（5~10s）给起动机提供强大的起动电流（汽油机为200~600A。柴油机有的高达1000A）。 （2）在发电机不发电或电压较低发动机处于低速时，蓄电池向点火系及其它用电设备供电，同时向交流发电机供给他激励磁电流。 （3）当用电设备同时接入较多，发电机超载时，蓄电池协助发电机共同向用电设备供电。 （4）当蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，可将发电机的电能转变为化学能储存起来，即充电。 （5）蓄电池还有稳定电网电压的作用。当发动机运转时，交流发电机向整个系统提供电流。蓄电池起稳定电器系统电压的作用。蓄电池相当于一个较大的电容器，可吸收发电机的瞬时过电压，保护电子元件不被损坏。延长其使用寿命。 二、蓄电池的构造 车用12V蓄电池均由6个单格电池串联而成，每个单格的标称电压为2V，串联成12V的电源，向汽车拖拉机用电设备供电。
蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成。 1．极板 极板分为正极板和负极板两种。蓄电池的充电过程是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅（Pb）。 正、负极板的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上，加入锑的目的是提高栅架的机械强度和浇铸性能。但锑有一定的副作用，锑易从正极板栅架中解析出来而引起蓄电池的自行放电和栅架的膨胀、溃烂，从而影响蓄电池的使用寿命。 负极板的厚度为1.8mm，正极板为2.2mm，为了提高蓄电池的容量，国外大多采用厚度为1.1~1.5mm的薄型极板。另外，为了提高蓄电池的容量，将多片正、负极板并联，组成正、负极板组。在每单格电池中，负极板的数量总比正极板多一片，正极板都处于负极板之间，使其两侧放电均匀，否则因正极板机械强度差，单面工作会使两侧活性物质体积变化不一致，造成极板弯曲。 2．隔板 为了减少蓄电池的阻和体积，正、负极板应尽量靠近但彼此又不能接触而短路，所以在相邻正负极板间加有绝缘隔板。隔板应具有多孔性，以便电解液渗透，而且应具有良好的耐酸性和抗碱性。 隔板材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸质等。近年来，还有将微孔塑料隔板做成袋状，紧包在正极板的外部，防止活性物质脱落。 3．壳体
product training ignition transformer
Oct. 2007
product training ignition transformer
Session 1: Basic function of gasoline four stroke engine and the function of ignition system. Objective target: To recognize what an modern ignition system do in the engine.
Oct. 2007
Position and function of and engine in a car
First of all the engine of a car is responsible to produce the force and the power to move the car. They are also responsible to charge the battery, to power the air conditioner, to power the steering booster and so on.
cardan shaft engine
gearbox
axis
Oct. 2007
History of 4 stroke gasoline engine
first 4 stoke engine
car engine
modern racing engine
approx. 1867
1967
1997
Oct. 2007
专业实践报告 课题名称汽车电子点火系统 （2012 年秋季学期） 学院交通与机械工程学院 专业交通运输 班级交通09--1班 姓名杨冬冬 指导教师关醒权刘伟东 2013 年 1 月11 日
汽车电子点火系统 1.设计方案说明 1.1本课题研究的背景、目的和意义 桑塔纳2000型轿车采用的是带分电器式的电子点火系统，其突出特点是将点火系统与燃油喷射系统复合在一起，由一个电控单元(ECU)来控制，结构简单工作可靠。同时，也存在点火控制器故障、霍尔传感器损坏分电器盖、分火间破裂漏电、火花塞间隙增大，烧蚀严重，积油积碳过多等问题，存在一定的改进空间。学校考虑到机械类本科毕业生完全有能力对汽车点火系统的结构进行设计和验证，故提出了本课题的研究。 本课题的研究着重于使机械类本科毕业生以四年来所学的专业理论知识，结合一些课外参考文献，独立设计适用于桑塔纳2000型轿车的点火系统，培养学生独立思考、解决问题的能力和思维创新能力与实践能力，使其理论结合实际，学以致用，为以后走上工作岗位打好坚实的基础。 1.2 设计题目简介及其要求与目标 1.2.1桑塔纳2000型轿车点火系统 桑塔纳2000型轿车采用的是带分电器式的电子点火系统，主要由点火线圈、分电器、火花塞。带抗干扰元件的链接插座，爆燃传感器，点火导线等组成，结构简单，工作可靠，使用和维修比较方便。 1.2.2桑塔纳2000型轿车点火系统所要达到的效果及技术要求 点火系统的基本功用是在发动机各种工况和使用条件下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使发动机作功。 （1）能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压 使火花塞两电极之间的间隙击穿并产生电火花所需要的电压，称为火花塞击穿电压。火花塞击穿电压的大小与电极之间的距离(火花塞间隙)、气缸内的压力和温度、电极的温度、发动机的工作状况等因素有关。火花塞间隙越大，电极周围气体中的电子和离子距离越大，受到电场力的作用越小，越不容易发生碰撞的电离，一次要求具有较高的击穿电压方能点火；气缸内的压力越大或者温度越低，所要求的火花塞击穿电压越高；电极的温度对火花塞击穿电压也有影响，当火花塞的电极温度超过混合气的温度时，击穿电压可降低30%～50%。试
点火系统的组成与工作原理 一、电控点火系统的类型 1．汽油机点火系统的类型 汽油机点火系主要有：传统点火系统和计算机控制的点火系统两大类型。传统点火系统又可分为磁电机点火系统和蓄电池点火系统。 (1）磁电机点火系统：电能是由磁电机本身提供的，其结构复杂，低速时点火性能差，一般只用于无蓄电池的机动车上。 (2）蓄电池点火系统：又称有触点点火系统，其结构简单、工作可靠，在汽车上得到广泛应用。 蓄电池点火系统的主要缺点： 1）高速易断火，不适合高速发动机。 2）断电器触点易烧蚀，工作可靠性差。 3）点火能量低，点火可靠性差。 (3）微机控制的点火系统：系统中使用模拟计算机根据各传感器信号对点火提前角进行控制。 主要优点： 1）在各种工况及环境条件下，均可自动获得最佳的点火提前角。 2）在整个工作工程中，均可对点火线圈初级回路通电时间和电流进行控制。
3）采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态。 2．电控点火系统的类型：可分为有分电器和无分电器式。 二、基本组成与工作原理 1．基本组成 电控点火系统一般由电源、传感器、 ECU 、点火器、点火线圈、分电器和火花塞组成。 电控点火系统的基本组成 电源：一般由蓄电池和发电机共同组成，主要是给点火系统提供所需的电能。 传感器：用于检测发动机各种运行参数，为 ECU 提供点火控制所需的信号。 ECU：是电控点火系统的中枢。 点火器：电控点火的执行元件 点火线圈：储存点火所需的能量，并将电源提供的低压电转变为足以在电极间产生击穿火花的 15 ～ 20KV 的高压电。 分电器：根据发动机点火顺序，将点火线圈产生的高压电依次输送给各缸火花塞。
点火线圈的组成结构及工作原理 点火装置的核心部件是由点火线圈和开关装置组成，点火线圈实际上就是一个变压器，将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并按照发动机的作功顺序与点火时间的要求适时、准确地配送给各缸的火花塞，在其间隙处产生点火花，点燃气缸内的可燃混合气。这个看似普通的变压器内部有铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘物质等。 1、铁芯由互相绝缘的条形硅钢叠制而成，片间利用氧化油层或涂绝缘族隔离，外层套有绝缘套管，其作用是增强磁通。 2、初级绕组用导线直径为～的漆包线分层绕于初级绕组外层，以利散热，初级绕组为230～370 匝。外面也包有数层绝缘纸，以增强绝缘。绕组绕好后在真空中浸以石蜡和松香混合物，进一步加强绝缘。初级绕组的作用是利用绕组内电流变化实现电磁感应。 3、次级绕组用导线直径为～的漆包线绕于铁芯绝缘套管外部，约11000～26000 匝。为加强绝缘和免遭机械损伤，每层导线都用绝缘纸隔开，最外层的绝缘纸层数较多，或者套上纸板套管。其作用是产生互感电动势。 4、钢套初级绕组与外壳之间装有导磁用钢套。用磁钢片卷成筒形，构成磁路的一部分，使铁芯形成半封闭式磁路，减少漏磁。 5、填充物为加强绝缘和防止潮气浸入，在外壳内填满沥青或变压器油，填充变压器油时，线圈散热性较好，温升较低，且绝缘性好。近年来也使用六氟化硫(SF6)等气体绝缘或采用塑料造型绝缘。 6、附加电阻三接式点火线柱壳体外部装有一附加电阻，附加电阻两端连于胶木盖上的“+开关”和“开关”接柱，其作用是改善点火性能。两接柱点火线圈无附加电阻，在点火开关与点火线圈“+”接柱间，连入一根附加电阻线。 那么点火线圈是如何工作的呢山东名门汽车服务有限公司成立于2009年，坐落在济南老屯汽配市场。公司主要销售氙气灯、日行灯、改装灯、灯泡、火花塞、点火线圈、双光透镜、LED大灯等产品。对汽车零部件的使用非常熟悉。下面由他们讲解一下点火线圈的工作原理：
学号0908480118 专业实践报告 课题名称汽车电子点火系统 （2012 年秋季学期） 学院交通与机械工程学院 专业交通运输 班级交通09--1班 姓名杨冬冬 指导教师关醒权刘伟东 2013 年 1 月11 日
汽车电子点火系统 1.设计方案说明 1.1本课题研究的背景、目的和意义 桑塔纳2000型轿车采用的是带分电器式的电子点火系统，其突出特点是将点火系统与燃油喷射系统复合在一起，由一个电控单元(ECU)来控制，结构简单工作可靠。同时，也存在点火控制器故障、霍尔传感器损坏分电器盖、分火间破裂漏电、火花塞间隙增大，烧蚀严重，积油积碳过多等问题，存在一定的改进空间。学校考虑到机械类本科毕业生完全有能力对汽车点火系统的结构进行设计和验证，故提出了本课题的研究。 本课题的研究着重于使机械类本科毕业生以四年来所学的专业理论知识，结合一些课外参考文献，独立设计适用于桑塔纳2000型轿车的点火系统，培养学生独立思考、解决问题的能力和思维创新能力与实践能力，使其理论结合实际，学以致用，为以后走上工作岗位打好坚实的基础。 1.2 设计题目简介及其要求与目标 1.2.1桑塔纳2000型轿车点火系统 桑塔纳2000型轿车采用的是带分电器式的电子点火系统，主要由点火线圈、分电器、火花塞。带抗干扰元件的链接插座，爆燃传感器，点火导线等组成，结构简单，工作可靠，使用和维修比较方便。 1.2.2桑塔纳2000型轿车点火系统所要达到的效果及技术要求 点火系统的基本功用是在发动机各种工况和使用条件下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使发动机作功。 （1）能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压 使火花塞两电极之间的间隙击穿并产生电火花所需要的电压，称为火花塞击穿电压。火花塞击穿电压的大小与电极之间的距离(火花塞间隙)、气缸内的压力和温度、电极的温度、发动机的工作状况等因素有关。火花塞间隙越大，电极周围气体中的电子和离子距离越大，受到电场力的作用越小，越不容易发生碰撞的电离，一次要求具有较高的击穿电压方能点火；气缸内的压力越大或者温度越低，所要求的火花塞击穿电压越高；电极的温度对火花塞击穿电压也有影响，当火花塞的电极温度超过混合气的温度时，击穿电压可降低30%～50%。试
锂电池的工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
锂离子电池的工作原理 锂离子电池的结构如图2.1和图2.2 所示，一般由正极、负极和高分子隔膜构成。 锂离子电池的正极材料必须有能够接纳锂离子的位置和扩散路径，目前应用性能较好的正极材料是具有高插入电位的层状结构的过渡金属氧化物和锂的化合物，如Li x CoO2，Li x NiO2以及尖晶石结构的LiMn2O4等，这些正极材料的插锂电位都可以达到4V以上。负极材料一般用锂碳层间化合物Li x C6，其电解质一般采用溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6的有机溶液。典型的锂离子蓄电池体系由碳负极(焦炭、石墨)、正极氧化钴锂(Li x CoO2）和有机电解液三部分组成。 锂离子电池的电化学表达式： 正极反应： 负极反应： 电池反应： 式中：M=Co、Ni、Fe、W等。 图2.1 锂离子电池结构示意图图2.2 圆柱形锂离子电池结构图锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，此时负极处于富
锂态，正极处于贫锂态；放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物本身及锂离子的浓度有关。因此，在充放电循环时，Li+分别在正负极上发生“嵌入-脱嵌”反应，Li+便在正负极之间来回移动，所以，人们又形象地把锂离子电池称为“摇椅电池”或“摇摆电池”。 锂离子蓄电池是在锂蓄电池的基础上发展起来的先进蓄电池，它基本解决了困扰锂蓄电池发展的两个技术难题，即安全性差和充放电寿命短的问题。锂离子电池与锂电池在原理上的相同之处是：在两种电池中都采用了一种能使锂离子嵌入和脱嵌的金属氧化物或硫化物作为正极，采用一种有机溶剂—无机盐体系作为电解质。不同之处是：在锂离子电池中采用使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极。因此，这种电池的工作原理更加简单，在电池工作过程中，仅仅是锂离子从一个电极(脱嵌)后进入另一个电极(嵌入)的过程。具体来说，当电池充电时锂离子是从正极中脱嵌，在碳负极中嵌入，放电时反之。在充放电过程中没有晶形变化，故具有较好的安全性和较长的充放电寿命。 锂离子电池的主要性能 锂离子电池的额定电压为3.6V（少数的是3.7V）。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关：石墨的4.2V；焦炭的4.1V。充电时要求终止充电电压的精度在±1％之内。锂离子电池的终止放电电压为2.4～2.7V（电池厂家给出工作电压范围或终止放电电压的参数略有不同）。高于终止充电电压及低于终止放电时会对电池有损害。
目前汽车上所采用的点火系统大多数为电感储能的点火系统，早期汽车上使用的传统蓄电池点火系统即为典型的电感储能点火系统，由于电子技术的不断发展，现在汽车上的点火系统已为电子点火系统或微机控制点火系统所取代，但不管是传统点火系还是电子点火系，其点火的基本原理是相同的。 下面首先介绍一下传统的蓄电池点火系的工作情况。 传统点火系统的组成 如图 5 － 20 所示，它主要由蓄电池、点火开关、点火线圈和火花塞等组成。蓄电池供给点火系统所需要的电能。点火开关接通或断开点火系统电源。点火线圈存储点火能量，并将蓄电池电压转变为点火高压。分电器由断电器和点火提前机构等部分组成。断电器的作用是接通或切断点火线圈初级回路；配电器的作用是将点火线圈产生的点火高压，按照发动机的工作顺序输送给各缸火花塞；点火提前机构的作用是随发动机转速、负荷和汽油辛烷值变化调节点火提前角。火花塞将点火高压引入气缸燃烧室，并在电极间产生电火花，点燃混合气。 图 5 －20 传统点火系统的组成及安装位置 传统点火系统的基本工作原理如图 5 － 21 所示。当点火开关接通、发动机运转时，分电器轴和断电器凸轮在发动机凸轮轴的驱动下旋转，使断电器触点交替地闭合和打开。在触点闭合时，点火线圈的初级绕组形成回路，产生初级电流 i1 ，初级电流所流过的电路称为低压电路。低压电路的路径是：蓄电池正极→电流表→点火开关→点火线圈“＋开关”接线柱→附加电阻R f →点火线圈“开关”接线柱→点火线圈初级绕组W1 →点火线圈“—”接线柱→断电器触点K →搭铁→蓄电池负极。初级电流在初级绕组 W1 中逐渐增大至某一值并建立较强的磁场。当触点打开时，初级电路被切断，初级电流及磁场迅速消失，由电磁感应定律e=d φ /dt ＝－ Ldi/dt 可知，在两个绕组中都感应出电动势。由于初级电流迅速消失，变化率 di/dt 很大，在初级绕组中，可感应出 200 ～ 300V 的自感电动势 U1 。由变压器原理可知： U2/U1 ＝ W2/W1 ，次级电压 U2=U1W2/W1 。由于次级绕组 W2 的匝数多，因而在次级绕组内就感应出 15 ～ 20KV 的互感电动势 U2 ， U2 称为次级点火高压，
大缸径天然气发动机点火线圈的开发天津内燃机研究所 臧少武 齐通澜 刘 谦 高慧莉 长春铃木发动机有限公司 刘志东(天津 300072) 摘要 根据天然气发动机点火系统的特点和在油田工作的要求,本文简要介绍了在开发大缸径天然气发动机用点火线圈时对提高点火能量、安全性和可靠性方面所采取的措施。 关键词 大缸径 天然气发动机 点火线圈,点火能量 Development of Ignition Coils for N atural G as E ngine with Large Cylinder Bore T ianjin Internal C ombustion Engine research Institute Z ang Shaowu Q i Tonglan Liu Q ian G ao H uili (T ianjin 300072) Changchun Suzuki Engine C o.,Ltd Liu Zhidong Abstract According to the features of ignitron system of natural gas engine and the requirements for w ork on petroleum field,this paper briefs the measures to be taken in the respects of ignition energy im provement,safety, and reliability during the development of ignition coils for natural gas engines with large cylinder bore. K ey w ords Natural gas engine with large cylinder bore Ignition coil Ignition energy 1 概述 由于汽车尾气对环境造成的污染越来越严重,引起了人们的广泛关注。随着我国经济的高速发展,我国政府制订的可持续发展的战略又将治理大气污染列入了国家环境保护的重要组成部分。 我国是一个贫油国家,目前石油进口量已占国内总需求量30%,采用天然气燃料是调整我国能源结构的战略措施。我国石油产量在今后15年内会有所增长,但远远满足不了国民经济发展的需求,今后成品油短缺将是制约我国经济发展的因素之一,发展天然气发动机既是环保的需要,也是充分利用天然气缓解成品油短缺的重要战略措施。 用天然气作燃料的发动机与汽油机相比,其尾气排放不含铅和基本不含硫化物,且C O、HC、NOx大为减少。人们称天然气燃料为清洁燃料。 目前国内生产的大缸径天然气发动机点火线圈绝大部分依靠进口,价格昂贵。开发高品质的替代产品意义十分重大。 2 大缸径天然气发动机点火系统的特点 大缸径天然气发动机上的点火系统与汽油机的点火系统有明显的区别。由于气体燃料的能量密度较小,即单位体积燃料所含的能量较小。一般而言,气体燃料发动机火焰传播速度较慢,缸径又大,因而需要较大的点火能量,点火电压也比汽油机高,一般为(112～4)×104V。其次,由于发动机体积较大,点火系统如像传统汽油机由分电盘分配到各缸,则要求高压电缆线就长,这是不适宜的。这是因为高压电缆线愈长,电压又高,就会引起漏电、跳火、电晕效应以及干扰的严重程度都会增加。解决的办法是气体燃料发动机上配备磁电机,每个气缸各装一个高压点火线圈。 美国卡特匹勒公司的G399型V型16缸天然气发动机配有二套点火装置,分别负责8个气缸的点火,每个气缸上装有点火线圈和可控硅元件。火花塞中心电极为正极,而负极搭铁,电极材料为金2钯合金,点火电压为(312～4)×104V。 我们研制的点火线圈主要为山东石油管理局动力机厂生产的T12V190D23天然气发动机配套,发动机主要参数如下: 缸径:190mm; 标定转速:1000r/min; 空载最低稳定转速:450r/min; 12h功率:450kW; 点火方式:磁电机无触点点火; 03 小 型 内 燃 机 与 摩 托 车 N o15(V ol131)2002
二、阀控式蓄电池的工作原理 1．阀控式蓄电池的结构原理 相对于防酸隔暴式蓄电池组就是把所需的电解液在出厂前就注入到极板 和隔板中，没有游离的电解液，通过负极板潮湿来提高吸收氧的能力，为防止电解液减少把蓄电池全密封，所以阀控式铅酸蓄电池又称为“贫液式蓄电池”。 2．阀控式蓄电池的工作原理 阀控式蓄电池在充电过程中和充电终止时会出现水被电解的现象，通常情况下，正极出现氧气，负极出现氢气。由于电池采用免维护极板，使氧气析出时电位提高，加上反应区域和反应速度的不同，使正极出现氧气先于负极出现氢气。由于阀控式蓄电池结构，使电池内部保留一定压力和气体,保证上述反应循环进行，与此同时也抑制负极氢气的析出，控制了电池内水分的消耗，因此电池可以密封运行。 三、影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素 在放电终止电压下蓄电池组能放出的最少电量的电池是衡量蓄电池寿命 的主要指标，而与蓄电池容量有关的因素较多，如设计不周密、制造不精良、安装不正确、维护不完善等均对蓄电池的使用寿命有一定的影响。下面主要从使用维护的角度分析影响阀控式蓄电池使用寿命的主要因素。 1．环境温度 环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响很大，温度升高时，蓄电池的极板腐蚀将加剧，同时将消耗更多的水，从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命，长期运行温度若升高10℃，使用寿命约降低一半。 2．过度充电 长期过充电状态下，正极因析氧反应，水被消耗，H＋增加，从而导致正极附近酸度增加，板栅腐蚀加速，使板栅变薄加速电池的腐蚀，使电池容量降低；同时因水损耗加剧，将使蓄电池有干涸的危险，从而影响蓄电池的寿命。
3．过度放电 蓄电池过度放电主要发生在交流电源停电后，蓄电池长时间为负载供电。当蓄电池被过度放电到其电压过低甚至为零时，会导致电池内部有大量的硫酸铅被吸附到蓄电池的阴极表面，在电池的阴极造成“硫酸盐化”。因硫酸铅是一种绝缘体，它的形成必将对蓄电池的充、放电性能产生很大的负面影响，因此在阴极上形成的硫酸盐越多，蓄电池的内阻越大，电池的充、放电性能就越差，蓄电池的使用寿命就越短。 4．长期浮充电 直流系统的开关电源提供的浮充电流对阀控式蓄电池而言有三个作用：供日常性负载电流、补充蓄电池自放电的损失、维持蓄电池内氧循环。若蓄电池在长期浮充电状态下，只充电而不放电，势必会造成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻增大，容量大幅下降，从而造成蓄电池使用寿命下降。 四、基站阀控式蓄电池容量损失的成因 在整个通信行业中，移动通信基站为解决通信覆盖问题，建站环境较为复杂，对市电引入的建设因受基站环境条件限制，建设配置要求有所不同，维护要求有所差易，比如许多基站建于城市高楼或郊区高山。客观上讲基站的市电环境大多没有交换局要求得高，但对电池的质量要求较高，给蓄电池组的配置、维护、管理增加了许多困难，阀控式蓄电池的主要维护指标的测试要通过动力环境监控系统来取得,而阀控式蓄电池容量损失主要取决于通信用开关整流电源对电池的充电质量，主要维护取决于开关电源对阀控式蓄电池的充电管理（均浮充控制、电池保护）。及动力环境监控系统是否发挥效用。