第十章发动机点火系统

顶部的铜片接触。 分电器盖外围有与气缸数目相等
的侧插孔，各嵌有铜套作为侧电极，
在分火头旋转时导电片依次与个侧电 极接通。
分火头
3、电容器
作用:
利用电容器的充放电消弱一次绕组中的自感电动势对产生高压电 的影响.
连接：
与绕组并联
4、 点火提前 点火提前角
把火花塞点火时，曲轴曲拐位臵与活塞位于压缩上止点时曲轴曲
点火线圈由初级绕组和次级绕组组成，相当于变压器的作用。 点火开关闭合时，蓄电池点火系才能工作。当断电器触点组闭合时，低压 电路导通，初级绕组通以初级电流，产生磁场，由于铁芯的作用而加强磁 场。当断电器凸轮顶开触点臂而使触点组分开时，低压电路断开，初级电 流为零，这样，由于初级绕组中电流的变化引起磁通量的变化，从而在线 圈较密的次级绕组中产生很高的感应电动势，使火花塞两电极间隙处的气 体被击穿，产生火花。
低电压，称为击穿电压。当火花塞间隙为0.5~1.0mm时，发动机冷起动时
所需击穿电压约7000~8000V，实际工作电压一般在10000~15000V。
击穿电压的高低与两电极之间的距离（火花塞间隙）、气缸内压力和温度的大小有
关。火花塞间隙愈大，气缸内气体压力愈高，温度愈低时，则击穿电压愈高。
击穿电压的高低与火花塞间隙内的可燃混合气浓度也有关。气缸内稀薄混合气难以
d N dt
触点闭合时，初级电路通电，电流从蓄电池的正极经点火开关，点火线圈的初级绕 组，断电器触点，接地流回蓄电池的负极，为低压电路。 触点断开时，在初级绕组通电时，其周围产生磁场，并由于铁芯的作用而加强。当 断电器凸轮顶开触点时，初级电路被切断，初级电路迅速下降到零，铁芯中的磁通 随之迅速衰减以至消失，因而在匝数多，导线细的次极绕组中感应出很高的电压， 使火花塞两极之间的间隙被击穿，产生火花。
4、要求 （1）在火花塞两电极间产生足够高的次级电压。 影响火花塞击穿电压的因素：火花塞两电极之间的距离，气缸压力， 气缸中气体的温度 。 （2）火花具有一定的能量。 点火能量不足时，会使发动机启动困难，发动机的动力性下降，油耗 和排污增加，甚至于发动机不能工作。 （3）在任何工况下，均获得最佳点火提前角。 点火时刻由点火提前角表示。当发动机的转速或负载发生变化时，可 以通过点火提前机构进行自动调节。 （4）无论是正极搭铁还是负极搭铁，均应保证点火瞬间火花塞中心 电极为负。 热的金属表面比冷的金属表面容易发射电子，发动机工作时，火花塞 的中心电极较侧电极温度高。
极向温度低的侧电极发射（高压电流方向从正极流向负极），因此，
可降低击穿电压15 % ~20 %左右。
第二节
一、 组成
传统点火系的结构和工作原理
蓄电池点火系主要由： 电源 点火开关
点火线圈
断电器 配电器 火花塞 高压导线 附加电阻等组成。
二、工作原理
点火线圈和断电器共同完成低压电转变为高压电的作用。
拐位臵之间的夹角称为点火提前角。
发动机转速 发动机负荷 混合气的燃烧速度（燃烧室结构） 汽油的抗爆性能（油料）
点火提前的影响因素
实现点火提前角调节的方法有两种：
（1）触点不动，使凸轮相对于其轴顺旋转方向转过一个角度，如图所示。
这样，在活塞尚未到达上止点时（假定点火提前角调节装臵不工作时，点 火提前角为零）断电器触点即分开，使点火提前。 （2）凸轮不动，使触点（连同固定托板）相对于凸轮逆旋转方向转过一 个角度，使点火也提前。
2、配电器
配电器的作用是将点火线圈中产生的高压电，按照发动机的工作次
序轮流分配给各气缸的火花塞上。主要由胶木制成的分电器盖和分火头 组成。分火头套在断电器凸轮的延伸端，此延伸端侧面有一平面，借此 保证分火头与凸轮同步旋转。 分电器盖中央插孔装有炭精制成 中央电极 侧电极 导电片
的中心触头，弹簧始终使其与分火头
闭磁路点火线圈：
闭磁路点火线圈的铁芯用"口"字形或" 日"字形的铁片叠制而成。磁路闭合。
开磁路点火线圈的组成
开磁路点火线圈： 柱形铁心，次级绕组在内侧， 初级绕组电流大，在外侧，以利 于散热。 一次绕组在铁心中产生的磁通，
通过导磁钢套形成磁回路，磁力
线经过空气穿过，磁路的磁阻大， 泄漏的磁通量多，即磁路损失大，
搭铁
汽车发动机点火系线路与其它电器设备线路一样，均采用单线制联结，
即电源的一个电极用导线与各用电设备相联，而另一个电极则通过发 动机机体、汽车车架和车身与各用电设备相联，称为搭铁，相当于接
地。既可以以电源的负极搭铁，也可以以电源的正极搭铁，汽车发动
机点火系一般以电源的负极搭铁。此时点火线圈的线路一般使火花塞 的中心电极为负极，侧电极为正极，由于电子容易从温度高的中心电
分类 蓄电池点火系 半导体点火系 磁电机点火系 电源 蓄电池或发电机 蓄电池或发电机 磁电机 产生高压的方法 点火线圈和断电器 点火线圈和半导体元件
本章只介绍传统汽车蓄电池点火系的工作原理及组成，磁电机点火系应用 在摩托车发动机中，半导体点火系及微机控制点火系内容及电源、起动电 机等其它电器知识在以后的《汽车电器及电子控制技术》课程中介绍。 蓄电池点火系—由蓄电池或发电机供给12V或24V的低压直流电，借点火线圈 和断电器将低压电转变为高压电，再通过配电器分配到各缸火花塞，使两电 极之间产生火花，点燃可燃混合气。汽车一般为12V电源，由蓄电池供给低 压直流电，发电机给蓄电池充电。
转换效率低。

产生高压电的原理
一次绕组： 240—370匝 二次绕组： 11000—23000匝
开磁路点火线圈实物
闭磁路点火线圈

特点：形成闭合的磁路，减少磁通损失，提高次级电压。
传统蓄电池点火系统的缺点
① 断电器分开时，在触点触形成火花，使触点逐渐烧 蚀。断电器寿命短。
② 火花塞积碳时，火花塞间隙漏电，初级电压升不上 去。 ③ 次级电压随着发动机转数的增高和气缸数的增多而 下降，以至于缺火。 ④ 燃烧不好，污染增大。
火花塞的结构与分类
接负极
冷型： 裙部短，用于压缩比高的发动机。H=8mm 中型： 转速较低的发动机。 H=11mm或14mm 热型： 裙部长，散热慢。 H=16mm或20mm
火花塞裙部温度过低或过高对发动点火有何影响
当火花塞绝缘体裙部工作温度500C ~600C时，落在裙部的油粒能
完全烧尽，此温度称为火花塞的自净温度；若低于此温度，则容易
火花塞间隙为什么不能过大或过小？
间隙过小，则火花微弱，并且容易 产生积碳而漏电；间隙过大，所需击 穿电压增高，发动机不易起动，而且 在高速时容易发生“缺火”现象。
7、点火线圈
点火线圈是用来将电源的低电压转变为高压电的基本元件。 常用的点火线圈分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈。
点火线圈分类
按铁芯结构型式有两种： 开磁路点火线圈： 开磁路点火线圈采用柱形铁芯，其上下 两端没有连接在一起，磁力线通过空气 形成磁回路。
电容器
第四节 蓄电池点火系主要元件
一、分电器原理：
原理是在发动机工作时接通
与切断点火系统的初级电路， 使点火线圈的次级绕组中产
生高电压，并按发动机要求
的点火时刻与点火次序，将 点火线圈产生的高压电分配
到相应气缸的火花塞上。
分电器实物图
分电器功用：
（1）接通或断开初级电
路
（2）将点火线圈产生的 高压电按照发动机分配 给各缸火花塞 （3）根据发动机转速和
它是随着发动机负荷（节气门开度）的变化改变触点与凸轮的相位关
系而调节点火提前角的。 发动机负荷 节气门开度
节气门下方真空度 固定托板顺时针旋转 点火提前角
5、火花塞
功用：将高压电引入燃烧室产生火花并点燃混合气。 电极材料：镍锰硅铬合金 热特性：工作温度：500～600℃以上，800～900 ℃以下。
三、电流回路
初级电压
次级电压
画电流回路
第三节

点火系重点问题
一、什么是击穿电压？
二、为什么转速愈高，次极电压愈低？ （其解决方法是什么？）

三、电容器的作用是什么？
一、什么是击穿电压？（点火机理）
在火花塞电极间加上高电压后，电极间的气体发生电离，所加电压 愈高，气体电离的程度愈高。当电压增高到一定值时，火花塞两极间的 间隙被击穿而产生电火花。使火花塞两电极之间产生电火花所需要的最
点燃。为了提高汽油机压缩比，希望点燃稀薄可燃混合气，但应保证火花塞间隙内混 合气浓度较浓，离开火花塞距离愈远，混合气浓度愈稀，这样，既保证了正常的火焰 传播速率，又能使气缸内总体空间平均的混合气浓度较为稀薄，远远超过了火焰传播 上限（分层充气进气方式）。
二、为什么转速愈高，次极电压愈低？
断电器触点闭合时，初级电流并不立即达到欧姆定律所指的稳定值
第十章 发动机点火系统
一、概述
二、传统点火系的结构和工作原理
三、点火系重点问题 四、蓄电池点火系主要元件
第一节
概述
1、定义—能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备，称为发动 机点火系。 2、功用 —按照气缸的工作顺序定时地在火花塞两电极间产生足够能 量的电火花。
3、分类— 按照点火系的组成及产生高压电的方法不同，分为蓄电池点 火系、半导体点火系、磁电机点火系和微机控制点火系。
点火提前装臵
装臵
1.离心式点火提前调节装臵
2.真空式点火提前调节装臵 3.辛烷值校正器 离心式点火提前调节装臵和真空式点火提前调节装臵可以实现自 动调节点火提前角。
（1）离心式点火提前装臵
它是随着发动机转速的变化改变凸轮和轴的相位 关系而调节点火提前角的。 发动机转速 点火提前角
（2）真空式点火提前装臵
负荷自动调节点火时刻
分电器组成

分电器的组成：
断电器
配电器 电容器
点火提前调节装臵