毕业论文-数控电火花加工技术应用

毕业论文-数控电火花加工技术应用内容摘要：

．火花应具有足够的能量 发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度接近其自燃温 度，仅需要1~5mJ 的火花能量。 但在混合气过浓或是过稀时，发动机起动、怠速或节气门急剧打开时，则需要较高的火花能量。 并且随着现代发动机对经济性和排气净化要求的提高，都迫切需要提高火花能量。 因此，为了保证可靠点火，高能电子点火系一般应具有 80~100mJ 的火花能量，起动时应产生高于 100mJ 的火花能量。 ．点火时刻应适应发动机的工作情况 首先，点火系统应按发动机的工作顺序进行点火。 一般六缸发动机的点火顺序为 153624，四缸发动机的点火顺序为 1342 或 1243。 其次，必 须在最有利的时刻进行点火。 由于混合气在气缸内燃烧占用一定的时间，所以混合气不应在压缩行程上止点处点火，而应适当提前，使活塞达到上止点时，混合气已得到充分燃烧，从而使发动机获得较大功率。 点火时刻一般用点火提前角来表示，即从发出电火花开始到活塞到达上止点为止的一段时间内曲轴转过的角度。 如果点火过迟，当活塞到达上止点时才点火，则混合气的燃烧主要在活塞下行过程中完成，即燃烧过程在容积增大的情况下进行，使炽热的气体与气缸壁接触的面积增大，因而转变为有效功的热量相对减少，气缸内最高燃烧压力降低，导致发动 机过热，功率下降。 如果点火过早，由于混合气的燃烧完全在压缩过程进行，气缸内的燃烧压力急剧升高，当活塞到达上止点之前即达最大，使活塞受到反冲，发动机作负功，不仅使发动机的功率降低，并有可能引起爆燃和运转不平稳现象，加速运动部件和轴承的损坏。 实践证明，燃烧最大压力出现在上止点后 10176。 ~15176。 时，发动机的输出功率最大，此时所对应的点火提前角为最佳点火提前角。 影响最佳点火提前角的因素很多，主要有： （ 1）发动机转速 商丘科技职业学院毕业论文 9 汽车发动机的最佳点火提前角与发动机转速的关系，发动机转速越高，最佳点 火提前角越大。 低转速时，点火提前角增大发动机转速上升快，高转速时，点火提前角增大转速上升慢；起动或怠速时，点火提前角应很小或不提前。 转速变化时点火提前角的调节由分电器的离心调节机构来实现。 （ 2）发动机负荷 汽车的发动机不同转速时，最佳点火提前角与负荷的关系。 同一转速下，随着发动机负荷的增大，最佳点火提前角减小。 负荷变化时点火提前角的调节由分电器的真空调节机构来实现。 （ 3）汽油辛烷值 点火提前较小，不易产生爆燃。 汽油辛烷值高，抗爆性好。 因此，燃用低辛烷值汽油时，应将点火提前角减小。 汽油 品质改变时，点火提前角的调整由分电器的辛烷值选择器来实现。 除此之外，点火提前角还与排气净化、混合气成分、发动机压缩比、发动机水温等诸多因素有关。 因此，单靠离心调节机构或真空调节机构是不能满足要求的，必须有一种更为先进的控制手段，这就是微机控制电子点火系。 二、普通电子点火系的组成 1 点火系组成与工作原理 ．电源：蓄电池或者是发电机，供给点火系统的低压电能，标准电压一般是 12V。 ．点火线圈：将 12V 的低压电变成 15~20KV 的高压电。 ．分电器 （ 1）信号发生器：产生 点火的信号。 （ 2）配电器：将点火线圈产生的高压电，按照发动机的工作顺序送至各缸的火花塞。 （ 3）点火提前机构：随发电机转速、负荷和汽油辛烷值的变化改变点火提前角。 ．点火器：将信号发生器产生的信号放大，最后控制大功率三极管的导通与截止，达到控制点火线圈初级电流通断的目的。 ．火花塞：将高压电引入燃烧室产生电火花点燃混合气。 汽车点火系故障诊断 10 ．点火开关：控制点火系统初级电路，还可以控制仪表电路和起动继电器电路等。 ．附加电阻：改善点火性能和起动性能。 工作原理 普通电子点 火系由信号发生器产生触发或控制点火的信号，经过点火器内部的放大等电路，最后控制大功率三极管的导通与截止，来控制点火线圈初级电流的通断，当初级电流被切断时，次级绕组中产生高压，通过配电器送达各缸的火花塞上，点燃可燃混合气。 如图（ 1） 三、磁感应式电子点火系组成 感应式电子点火系又称为磁脉冲式电子点火系，由磁感应式分电器（内装磁感应式点火信号发生器）、点火器、专用点火线圈、火花塞等部件组成。 （ 1）组成 该信号发生器安装在分电器内的底板上，见图 （ 2）。 商丘科技职业学院毕业论文 11 由信号转子、永久磁铁、铁心、传感线圈组成。 （ 2）工作原理 利用电磁感应原理，信号转子转动时，信号 转子的凸齿与铁心的空气隙发生变化，使通过传感线圈的磁通发生变化，因此传感线圈中便产生感应的交变电动势，该交变电动势输入到点火器，以控制点火系统工作。 其工作过程（假设信号转子顺时针转动） 如图（ 3） 当信号转子顺时针转动，信号转子的凸齿逐渐接近铁心，凸齿与铁心间的空气隙越来越 小，通过传感线圈的磁通逐渐增大，当信号转子凸齿的齿角与铁心边缘相对时，磁通急剧增加，磁通变化率最大，当信号转子转过图 （ 3a） 后，虽然磁通仍然增加，但磁通变化率减低，当信号转子凸齿的中心正对铁心的中心线时，如图 (3b)，空气隙最小，磁通最大，但磁通变化率最小。 转子继续转动时，空气隙又逐渐增大，磁通逐渐减小，当信号转子凸齿的齿角正对铁心的边缘时，如图 (3c)，磁通急剧减小，磁通变化率负向最大。 （ 3）优点 结构简单，片便于批量生产，耐高温，适用于各种环境。 （ 4）缺点 汽车点火系故障诊断 12 转速低时信号较弱。 四 、霍尔式普通电子点火系统 霍尔式电子点火系由内装霍尔信号发生器的分电器、点火器、火花塞、点火线圈等组成。 下面一以桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统为例说明其工作过程。 桑 塔 纳 轿 车 用 霍 尔 式 点 子 点 火 系 统 图 见 如 图 （ 4 ）。 霍尔信号发生器 ．霍尔效应 商丘科技职业学院毕业论文 13 原理图 如图（ 5）。 当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向和磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场的半导体基片的横向侧面上产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压。 ．组成 霍尔信号发生器位于分电器内，其结构主要由分电器轴带动的触发叶轮、永久磁铁、霍尔元件等组成。 霍尔元件实际上是一个霍尔集成块电路，内部原理图。 因 为在霍尔元件上得到的霍尔电压一般为 20mV，因此必须将其放大整形后再输出给点火控制器。 ．工作原理 霍 尔 信 号 发 生 器 工 作 原 理 图 如图（ 6 ） 分电器轴带动触发叶轮转动，当叶片进入磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，磁场被旁路，霍尔元件不产生霍尔电 压，霍尔集成电路末级三极管截止，信号发生器输出高电位；当触发叶轮离开空气隙，永久磁铁的磁力线通过霍尔元件而产生霍尔电压，集成电路末级三极管导通，信号发生器输出低电位。 叶片不停的转动，信号发生器输出一个矩形波信号，作为控制信号给点火器。 由点火器控制初级电路的通断。 汽车点火系故障诊断 14 ．优缺点 工作可靠，寿命长；发动机起动性能好；价格较高。 点火控制器 桑 塔 纳 轿 车 点 火 系 器 外 形 结 构 如 图 （ 7 ） 点火控制器内部采用意大利 SGSTHOMSON 公司生产的 L497专用点火集成块。 该点火控制器具有初级电 流上升率的控制、闭合角控制、停车断电保护和过电压保护等功能。 点火系的工作过程 霍尔电子点火系（点火器内装专用点火集成块）原理图 如图（ 8）商丘科技职业学院毕业论文 15 ．基本功能 （ 1）发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器的触发叶轮旋转。 当触发叶轮的叶片进入空气隙时，信号发生器输出高电压信号 11～ 12V，使点火控制器集成电路中末级大功率三极管导通 VT，点火系初级电路接通：电源 “＋ ”→点火线圈 W1→ 点火控制器（三极管 VT） → 搭铁。 （ 2）当触发叶轮的叶片离开空气隙时，信号发生器输出 ～ 的低电压信号，使点火器大功率三极管截止，初级电路切断，次级产生高压。 如图（ 9） 表（ 9） 霍尔电子点火系工作过程 叶片位置 霍尔电压 信号发生器输出信号 点火器大功率管 点火线圈初级回路 进入空气隙 不产生 高电位 适时导通 接通 离开空气隙 产生 低电位 截止 切断，次级绕组产生高压 ．限流控制 （恒流控制） 为保证发动机在各种工况下稳定点火，采用高能点火线圈，其初级电路电阻小，电感小，初级电 流增长快，电流大，若不控制，点火线圈和点火器会因过热而损坏。 初级电流上升特性。 ．闭合角控制 闭合角是指点火控制器的末级大功率开关管导通期间，分电器轴转过的角汽车点火系故障诊断 16 度，也称导通角。 使用注意事项 1．拆卸点火系的导线时，应先关掉点火开关； 2．当利用起动机带动发动机旋转，而又不想使发动机起动时，应拔下分电器中央高压线，并将其搭铁； 3．如果怀疑点火系有故障，而又必须拖动汽车时，应先拆下点火器插接件； 4．为防止无线电干扰，应使用 1KΩ 电阻的高压导线、 1～ 5KΩ 电阻的火花塞插头和 1KΩ 电阻的分火头； 5．使用带快速充电设备的起动辅助装置起动时，电压不得超过 ，使用时间不得超过 1min； 6．在车上电焊作业时，应先拆去蓄电池搭铁线； 7．清洗发动机时，必须关断点火开关。 五、微机控制点火系统 目前，微机控制点火系在设计和结构上，随着汽车生产厂家、生产年代不同都有所不同，但基本结构是大同小异，它主要由传感器、电子控制器、点火器 、 点 火 线 圈 等 组 成。 如图（ 10 ）。 ．传感器及传递信号 传感器是监测发动机各种运行工况信息的装置。 主要传感器有： （ 1） 曲轴位置传感器：曲轴转角（发动机转速）信号、活塞位置（上止点）信号； （ 2） 空气流量计（绝对压力传感器）：进气量信号； （。