点火系统分类
点火系统分类
点火系统分类点火系统是一种用于启动内燃机的关键部件，它通过提供适当的电流和火花来点燃混合气体，从而引发燃烧过程。
根据其工作原理和结构特点，点火系统可以分为传统点火系统和电子点火系统两大类。
传统点火系统是一种基于机械触发的点火系统，主要由点火线圈、分电器、火花塞和点火开关等组成。
当点火开关通电时，电流通过点火线圈产生高压电能，经过分电器分配到各个火花塞上，从而产生强大的火花击穿空气间隙，点燃混合气体。
传统点火系统具有结构简单、可靠性高、维修方便等优点，但其点火能量有限，不适用于高性能发动机。
电子点火系统是一种基于电子技术的点火系统，主要由控制模块、传感器、点火线圈和火花塞等组成。
电子点火系统通过传感器监测发动机的转速、负荷和温度等参数，并将这些信息传输给控制模块，模块根据算法来控制点火时机和点火能量，从而实现最佳的燃烧效果。
电子点火系统具有点火能量高、点火稳定、燃烧效率高等优点，适用于高性能发动机和电动汽车等现代化的汽车。
根据点火方式的不同，点火系统又可以分为常规点火系统和直接点火系统。
常规点火系统是通过点火线圈产生高压电流，通过分电器分配到各个火花塞上进行点火。
这种点火方式在燃烧室内形成火焰核心，然后蔓延到整个燃烧室，从而实现燃烧过程。
常规点火系统具有点火能量低、点火速度慢等缺点，无法满足高性能发动机的需求。
直接点火系统是将点火线圈直接安装在火花塞上，通过高压电能直接点燃混合气体。
这种点火方式在燃烧室内形成多个火焰核心，从而提高了燃烧速度和效率。
直接点火系统具有点火能量高、点火速度快等优点，适用于高性能发动机和电动汽车等应用。
点火系统是内燃机启动和燃烧过程中的重要组成部分。
传统点火系统和电子点火系统是两种常见的点火系统分类，它们分别通过机械触发和电子控制来实现点火功能。
同时，根据点火方式的不同，点火系统又可以分为常规点火系统和直接点火系统。
这些不同类型的点火系统各有优缺点，可以根据不同的发动机需求进行选择和应用。
点火系统
用来接通或截断点火线圈中初级线圈的电流，使 次级线圈产生高压，控制点火时刻。触点间隙为 0.35—0.45mm 将点火线圈产生的高压电按发火次序分送给各缸
配电器
电容器
热敏电阻 火花塞 离心提前点火调节装臵 真空提前点火调节装臵
保护断电器，提高次级电压。与断电器触点并联
保持初级电流的基本稳定 将高压电引进汽油机燃烧室，在火花塞电极间产 生电火花， 以点燃混合气 调节点火提前角
点火提前的概念及其后果 配电器 断电器 电容器 火提前角调节装臵
分电器的组成:
各组成的功用及构造连接关系；
无触点式半导体点火系
半导体点火系：
微机控制的半导体点火系
（2）闭磁路点火线圈 闭磁路点火线圈，将初级绕阻和次级绕组都绕在口 字形或日字形的铁芯上。初级绕组在铁芯中产生的磁通，
通过铁芯构成闭合磁路。
结构：用带气隙的“日”形或“口”形铁芯。初级绕 组230-370匝，0.5-1.0mm漆包线绕制，次级绕组1100026000匝，0.06-0.10mm漆包线绕制。 特点：漏磁小，转换效率高(从60%提到70%)，无外 壳，无绝缘盖，故易散热、结构简单、体积小、质量轻。
模块四、汽油机点火系统
一、 点火系统功用、要求与分类 二、 传统点火系统 三、 半导体点火系统 四、 微电脑点火控制系统
一、 点火系统功用、要求与分类
1、点火系的功用
在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火花点燃
的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。
点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动机点火
1.离心式点火提前调节装臵： 根据发动机转速变化自动调整凸轮与分电器轴的相位。 2.真空式点火提前调节装臵：
根据发动机负荷的变化自动调整触点与凸轮的相位。
汽车电子控制技术第5章-点火系统控制
5.1.3 点火时刻 1.点火提前角
因为混合气在气缸内燃烧需要占用一定的时间，所以 混合气不应在压缩行程的上止点处燃烧，而应适当提前， 使活塞到达上止点时，混合气已充分燃烧，从而使发动机 获得较大的功率。点火的提前量称为点火提前角。
点火提前角： 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。 点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低， 磨损加剧； 点火过迟，气体做功效率低，排气声大。
4 进气压力 进气压力减小，混合气燃烧速度变慢，最佳点火提前 角相应增大。 5 火花塞的数量 气缸体同时装有两个火花塞，混合气燃烧速度变快， 最佳点火提前角比装有一个火花塞相应减小。
3.其它因素：
1 启动和怠速 发动机启动和怠速时，发动机转速低，但混合气燃烧 速度也较慢，最佳点火提前角适当减小或不提前。 2 汽油的辛烷值 汽油的辛烷值，也就是汽油牌号，越高抗爆震能力越 强，相应允许更大的点火提前角。
暖机修正
当ECU给出的实际点火提前角超过允许范围时，发动 机将难以运转。当超过允许范围时，则ECU就按预先设定 的点火提前角的最大值或最小值进行控制。
丰田汽车点火系统(TCCS系统)
电子控制点火系统的框图
5.3.2日产汽车点火系统提前角控制
1.正常工况点火提前角控制 当ECU无怠速信号输入时， 实际点火提前角＝基本点火提前角×水温修正系数 基本点火提前角预先设定并存放在ECU中。 2.怠速点火提前角控制 当ECU怠速信号输入时，进入怠速点火提前角控制模 式,主要根据发动机转速和冷却水温度控制点火提前角。 3.启动时点火提前角控制 根据冷却水的温度确定启动时点火提前角控制。
2.影响最佳点火提前角的因素
最佳点火提前角就是在各种不同工况下使气体膨胀趋 势最大段处于活塞做功下降行程。 这样效率最高，振动最小，温升最低。不论点火过早 或过迟，这是应该防止的。最佳点火角受很多因素影响。 影响最佳点火提前角的因素可归结为一下两点： 1）活塞的运行速度快，最佳点火提前角相应增大； 反之，最佳点火提前角相应减小。 2）混合气燃烧速度快，最佳点火提前角相应减小； 反之，最佳点火提前角相应增大。
点火系统分类
点火系统分类
点火系统是引擎中至关重要的部分之一，主要功能是将电能转化为火花，使燃料得以燃烧。
根据不同的分类标准，点火系统可以被划分为多种类型。
1. 按点火方式分类
（1）常规点火系统：常规点火系统采用传统的机械式点火方式，通过分布在发动机上的高压线圈将电能转化为高压电流，并通过配合的分配器将电流送到各个汽缸的火花塞上。
（2）电子式点火系统：电子式点火系统采用先进的电子技术，通过计算机控制产生高压脉冲信号，从而实现自动控制点火时间和角度。
相比于常规点火系统，它具有更好的可靠性、稳定性和精确性。
2. 按供电方式分类
（1）磁发式点火系统：磁发式点火系统使用旋转磁铁产生高压信号来激发高压线圈，并最终引起发动机的着火。
这种类型的点火系统需要一个外部电源来启动发动机。
（2）蓄电池式点火系统：蓄电池式点火系统使用车辆自带的蓄电池来驱动点火系统，通过电流传输到点火线圈和火花塞上，从而实现点火。
3. 按点火时间分类
（1）定时点火系统：定时点火系统是最基本的点火系统，它的工作原理是在特定的时间内产生高压信号来引起燃料的燃烧。
这种类型的系
统需要手动调节点火时间。
（2）自适应点火系统：自适应点火系统采用先进的电子控制技术，可以根据发动机负载、转速、温度等参数自动调节点火时间和角度，从
而实现更加精确和高效的燃烧过程。
总之，随着汽车技术的不断发展和进步，各种类型的点火系统也在不
断更新换代。
选择合适的点火系统可以提高车辆性能和可靠性，并且
对环保和节能也有积极影响。
第四章 点 火 系 统
第一节 传统点火系统
3.火花塞
图4-15 火花塞的结构 1—接线螺母 2—绝缘体 3—金属杆 4，8—内垫圈 5—壳体 6—导电玻璃 7—多层密封垫圈 9—侧电极 10—中心电极
第二节 普通电子点火系统
一、概述 1.传统点火系统存在的问题 (1)火花能量的提高受到限制 现代汽车发动机以其高转速、高压
第二节 普通电子点火系统
(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)霍尔式无触点电子点火装置的优点 与磁感应式电子点火装置 相比，霍尔式电子点火装置由于其点火信号发生器输出的点火信 号幅值、波形不受发动机转速的影响，即使发动机转速很低时，
也能输出稳定的点火信号，因此低速性能好，有利于发动机的起 动。 3.光电式电子点火系统
图4-29 光电式电子点火系统 1—点火器 2—点火开关 3—点火线圈 4—光电式点火信号发生器 5—分火头 6—遮光盘 7—分电器 8—火花塞
第一节 传统点火系统
(2)断电器触点打开，二次绕组产生高电压 触点闭合后，一次电 流按指数规律增长，当闭合时间为tb，i1增长到IP时，触点被凸轮 顶开。
图4-5
触点打开后的等效电路
第一节 传统点火系统
(3)火花塞电极间的火花放电过程 通常火花塞的击穿电压Uj总低 于U2max，在这种情况下，当二次电压U2达到Uj时，就使火花塞电 极间隙被击穿而形成电火花，在二次电路中出现i2，如图4-������ 4c
第二节 普通电子点火系统
1.磁感应式电子点火系统
图4-18 磁感应式无触点电子点火系统电路图 1—点火信号发生器 2—点火器 3—分电器 4—火花塞 5—点火线圈
第二节 普通电子点火系统
磁感应式信号发生器 的基本结构 1—信号转子 2—永久磁铁 3—铁心 4—磁通 5—传感线圈 6—空气隙
点火系统
传统点火系的工作原理
（2） 触点分开 下降为0，一次绕 阻产生自感电动 势200—300V 二次绕阻产生更 高电动势，互感 作用，15—20Kv
传统点火系的工作原理
（3） 火花塞被 击穿 放电：电容放电 大电流，短时间 电感放电 小电流， 时间较长
传统点火系统工作特性与影响 二次电压的因素
火花塞电极的间隙越 大，气体中的电子和 离子受电场力的作用 越小，不易发生碰撞 电离，击穿电压就越 高，见图4-1；电极 的尖端棱角分明，所 需的击穿电压低。
气缸内混合气体的压力和温度
混合气的压力越 大，温度越低， 其密度就越大， 离子自由运动距 离就越短，不易 发生碰撞电离， 击穿电压就越高， 见图4-2。
火花塞
火花塞主要由接触头、 瓷绝缘体、中心电极、 侧电极和壳体等部分组 成，如图4-19所示 电极一般采用耐高温、 耐腐蚀的镍锰合金钢或 铬锰氮、钨、镍锰硅等 合金制成，也有采用镍 包铜材料制成，以提高 散热性能。火花塞电极 间隙多为0.6～0.7mm， 电子点火其间隙可增大 至1.0～1.2mm。
附加电阻
附加电阻也称热敏电阻，它由低碳钢丝、 镍铬丝或纯镍丝制成，具有温度升高时 电阻迅速增大、温度降低时电阻迅速减 小的特点。发动机工作时，利用附加电 阻这一特点自动调节初级电流，可以改 善点火系的工作特性。
附加电阻
当发动机低速工作时，初级电流增长时间长，电流大， 附加电阻受热阻值增大，避免了初级电流过大，防止 点火线圈过热；当发动机高速工作时，初级电流增长 时间短，电流小，附加电阻温度较低，可使初级电流 下降的少些，保证了发动机在高速工作时点火系统能 供给较强的高压电而不止断火。所以转速变化时，附 加电阻较好地解决了高速断火和低速点火线圈过热的 矛盾，改善了点火性能。 当发动机起动时，由于蓄电池的端电压会急剧下降， 致使初级电流减小，点火线圈不能供给足够的高电压 和点火能量。为了克服这一影响，在起动时将附加电 阻短路，以增大初 级电流，提高次级电压和火花能量， 从而改善了发动机的起动性能。
微机控制的点火系统
工作原理： 1）单独点火方式 独立点火方式是一个缸的火花塞配一个点火线 圈，各个独立的点火线圈直接安装在火花塞上，独 立向火花塞提供高压电，各缸直接点火。这种结构 的特点是去掉了高压线，因此可以使高压电能的传 递损失和对无线电的干扰降低到最低水平。这种线 圈的初级电流可以设计得较大，即使在发动机以 9000r/min高速运行时，也能够提供足够的点火能量
2）起动时点火提前角的控制
发动机起动过程中，进气管绝对压力传感 器信号或空气流量计信号不稳定， ECU 无法 正确计算点火提前角，一般将点火时刻固定在 设定的初始点火提前角。此时的控制信号主要 是发动机转速信号（ Ne 信号）和起动开关信 号（STA信号）。
3）起动后基本点火提前角的确定
发动机起动后怠速运转时，ECU根据节气门 位置传感器信号（IDL信号）、发动机转速传感 器信号（Ne信号）和空调开关信号（A／C信号） 确定基本点火提前角。 发动机起动后在除怠速以外的工况下运转时， ECU根据发动机的转速和负荷（单位转数的进 气量或基本喷油量）确定基本点火提前角。
4）发动机爆燃控制 当发动机产生爆燃时，对基本点火提前角进行适 当修正，以迅速减少爆燃。 5）最大提前和推迟控制 根据发动机实际工况和状态，微机点火时刻控制系 统设定了一个实际点火提前角的数值范围，以控制 发动机工作时其点火提前角不会超出正常的工作极 限值。 最大点火提前角：35°~45° 最小点火提前角：-10°~0°
3）点火控制器 由于无分电器点火系统有两个或多个点火线圈或 点火线圈初级绕组，所以点火控制器一般除了具有 自动断电功能、导通角控制、恒流控制等电路外， 还有气缸判别电路和多个大功率三极管及相应的控 制电路。 4）点火线圈
①独立点火方式配电用的点火线圈：采用独立点火
汽油机点火系统的功能和基本工作原理
怠速控制的原理
• 目标转速的确定 • 怠速工况的确定 • 根据转速偏差的
闭环控制
EGR控制系统
• 废气再循环（EGR）的含义式将部分废气 重新引入到气缸内参与燃烧，降低气缸内 仰起的含量，从而抑止NOx的生成，达到 改善排放的目的。主要在富氧的部分负荷 时采用。
EGR的作用
• EGR率太高：燃烧缺氧，HC和CO排 放增加；
• 未来发展主要围绕提高排放和经济性水平 进行
爆震的控制
爆震： 汽油发动机是利用火花塞跳火将汽缸内的混合气点燃， 正常的燃烧是火焰从火花塞处开始被点燃，而后火焰前烽迅速向 外推进。当发动机由于某种原理，使汽缸内未燃部分混合气的温 度和压力都很高时，那么，这部分的混合气就会在火焰前峰到来 之前自行燃烧。这样，就会在汽缸内形成无方向的爆炸燃烧，简 称爆燃，又因为爆燃时会引起强烈的振动，并伴有强烈的金属敲 击声，所以，一般又称爆震。
(2)起动后点火提前角的控制 发动机起动后，电控单元对最佳点火提前角的计算和控制一般
按照如下步骤进行： 首先根据G信号和Ne信号确定初始点火提前角(固定值)， 然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提前角， 最后根据有关传感器的信号确定修正点火提前角， 最佳点火提前角：
最佳点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角十修正点火提前角(或点火延迟角）
③ 修正点火提前角 除了转速和负荷外，其他对点火提前角有重要影响的因素均归入到修正点火
提前角中。电控单元根据有关传感器的信号，分别求出对应的修正值，它们的代 数和就是修正点火提前角。修正点火提前角所包括的修正值有：
*暖机修正 发动机冷起动后，当冷却液温度低时，应增大点火提前角。暖机过程中，随冷 却液温度升高，点火提前角的变化趋势如图所示。修正曲线的形状与提前角的大 小随车型而异。
汽车电器 第4章 点火系统
第一节 传统点火系统
1.3 、传统点火系统的构造
点火提前机构 分电器上装有随发动 机转速和负荷的变化而自动改变点 火提前角的离心式点火提前机构和
真空式点火提前机构。
① 离心式点火提前机构 离心式点火提前调节 销钉
装置是在发动机转速
变化时，自动改变断 电器凸轮与分电器轴 之间的相位关系，从 而改变点火提前角的。 销钉 重块
图4-10a 开磁路式点火线圈的磁路 1. 铁心磁力线 2. 低压接线柱 3. 高压接线柱 4. 一次绕组 5. 二次绕组
图4-9 开磁路式点火线圈的磁路 1. 磁力线 2. 铁心 3. 一次绕组 4. 二次绕组 5. 导磁钢片
第一节 传统点火系统
1.3 、传统点火系统的构造
图4-8 a)电路原理
2. 火花应具有足够的能量；
3. 点火时刻应适应发动机的工况变化。
第四章 点火系统
点火系统的分类：
(1) 传统点火系 (2) 电子点火系 利用机械开关（即触点的闭合和打开）来控制点火线圈初级电流的 利用半导体器件（如晶体三极管、晶闸管等）作为开关来控制点火 随着对汽车发动机燃油经济性和排放指标的要求越来越高，传 通断，完成点火工作的。
示，点火线圈的中心是用硅钢片叠成的铁 心，在铁心外面套上绝缘的纸板套管，套 管上绕二次绕组，用直径为0.06～0.10mm 的漆包线绕11000～23000匝。
为高压电的基本元件，由一次绕组、二次绕组
和铁心等组成。按磁路的结构形式不同，可分
为开磁路式点火线圈和闭磁路式点火线圈。 ① 闭磁路式点火线圈 如图4-10a所示。 闭磁路式点火线圈的结构
③ 辛烷选择器
为了适应不同汽油的不同抗爆性能，在换用不同品质的汽油时，应适当
发动机点火系统
发动机点火系统概述发动机点火方式有炽热点火、压缩着火和电火花点火三种，柴油机用压缩着火，汽油机一般采用电火花点火。
1、对点火系统的要求点火系统应在发动机各种工况和使用条件下，保证可靠而准确的点火。
为此，点火装置应满足下列三个基本要求1．能产生足以击穿火花塞电极间隙的高压电实践证明，汽车发动机在满负荷低速时需8~10kV的高压，启动时则常需9~17kV的高压，正常点火一般在15kV以上，为了保证点火可靠，考虑各种不同因素的影响，点火高电压必须有一定的储量，所以点火装置产生的电压一般在15~20kV之间，而且高电压的升值要快。
2．火花塞应具有足够的能量要使混合气可靠点燃，火花塞产生的火花应具有一定的能量，发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度已接近其自燃温度，因此所需的火花能量很小（1~5MJ）。
蓄电池点火系统能发出15~50町的火花能量，足以点燃混合气。
但在发动机启动、怠速运转以及节气门急剧打开时，则需较高的火花能量。
启动时，由于混合气雾化不良，废气稀释严重，电极温度低，故所需的点火能量最高。
另外，为了提高发动机的经济性，当采用空燃比a=1.2~1.25的稀混合气时，由于稀混合气难于点燃，也需增加火花能量。
考虑上述情况，为了保证可靠点火，火花塞一般应保证有50~80MJ的点火能量，启动时应产生大于100MJ的火花能量。
3．点火时刻应适应发动机的工作情况因为混合气在发动机的气缸内从开始点火到完全燃烧需要一定的时间（千分之几秒），所以要使发动机产生最大的功率，就不能在压缩行程终了活塞行至上止点才点火，而是需要适当提前一些。
因为发动机气缸的多少，负荷的大小，转速的变化，燃油品质的不同，即是同一发动机由于工况和使用条件的不同等等，都直接影响气缸内混合气的点火时间，为了使发动机能发出最大工功率，点火装置必需适应上述情况的变化实现最佳点火。
2、点火系统的分类按照点火系统的组成和产生高压的方式不同，发动机的点火系统分为：传统点火系统、半导体点火系统、微机控制点火系统以及磁电机点火系统。
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点火系统分类
一、引言
点火系统是指汽车发动机中用于点燃混合气体的设备，是发动机正常工作所必需的组件。
根据点火系统的工作原理和使用燃料的差异，可以将点火系统分为多个不同的分类。
本文将对点火系统的分类进行全面、详细、完整和深入地探讨。
二、机械点火系统
机械点火系统是早期用于汽车发动机的点火系统，主要包括以下几个组件：点火开关、蓄电池、点火线圈、接触点、减震器和火花塞。
机械点火系统的工作原理是利用减震器上的凸轮使接触点瞬间断开，产生火花点燃混合气体。
然而，机械点火系统存在接触点易损坏、点火线圈寿命短等问题，不适用于现代高性能发动机。
三、电子点火系统
电子点火系统是现代汽车中广泛采用的点火系统，主要包括以下几个组件：点火控制单元（ICU）、蓄电池、点火线圈和传感器（如替代相敏传感器和替代电位器）。
电子点火系统的工作原理是通过点火控制单元来控制点火时间，并从传感器中获取发动机转速和相位信息。
相较于机械点火系统，电子点火系统具有点火时间精确、可靠性高、能耗低等优点，提高了发动机的性能和可靠性。
3.1 替代相敏传感器
替代相敏传感器是电子点火系统中常见的传感器之一，用于感知发动机的相位位置。
它根据替代相敏信号的变化来确定点火时间。
替代相敏传感器采用霍尔元件技术，具有高灵敏度、反应迅速等特点。
3.2 替代电位器
替代电位器也是电子点火系统中常见的传感器之一，用于感知发动机的转速。
它通过测量发动机转子的位置来确定点火时间。
替代电位器相较于替代相敏传感器具有更高的精度和稳定性，但成本更高。
四、可编程点火系统
可编程点火系统是电子点火系统的一种升级版，它允许用户根据特定的需求来设置点火曲线和点火时间。
可编程点火系统主要由点火控制单元和调节装置组成，通过调节装置上的旋钮或按钮来调整点火曲线。
可编程点火系统的优点是可以根据不同工况实现最佳的点火参数，提高发动机的性能和燃烧效率。
4.1 需要可编程点火系统的应用场景
•高性能赛车：可编程点火系统可以根据赛车不同速度给出最佳的点火参数，提高赛车的加速性能和燃油利用效率。
•改装车辆：通过调整点火曲线，可编程点火系统可以满足改装车辆不同发动机的需求，提升性能并减少排放。
4.2 可编程点火系统的调试与优化
可编程点火系统的调试与优化需要借助专用的工具和设备，如点火控制软件和点火台。
通过实时监测点火参数并对其进行调整，以达到最佳的点火效果。
五、无触点点火系统
无触点点火系统是电子点火系统的一种变种，它将传统机械接触点替换为无触点传感器或光学传感器。
无触点点火系统消除了传统点火系统中的接触点磨损和接触不良等问题，并降低了电火花间隙，从而提高了点火效果和可靠性。
5.1 无触点传感器
无触点传感器采用磁性传感器技术，通过感知磁场的变化来确定点火时间。
无触点传感器具有高精度、低能耗和寿命长等优点，适用于高性能发动机。
5.2 光学传感器
光学传感器是一种新型的无触点传感器，它利用光敏电阻或光电二极管来感知发动机的相位位置。
光学传感器具有响应速度快、反应迅速等优点，适用于高速发动机。
六、总结
点火系统是汽车发动机中不可或缺的组件，它根据不同的工作原理和使用燃料的差异，可以被分类为机械点火系统、电子点火系统、可编程点火系统和无触点点火系统等。
每种点火系统都有其独特的优势和适用场景，因此在选择点火系统时需要根据实际情况进行合理的选择和应用。
随着科技的发展和创新，点火系统的性能和可靠性将进一步提升，为汽车发动机的性能和可持续发展做出贡献。