汽车点火系统作用及工作原理
传统点火系统的组成、工作原理及特性
传统点火系统的组成、工作原理及特性一、组成传统点火系统的组成如图4—1所示各装置在汽车上的布置如图4—2所示各装置的作用如下：1．电源点火系统的电源是蓄电池或发电机，作用是供给点火系统所需的电能。
发动机起动时由蓄电池供电，正常工作时由发电机供电。
2．点火开关接通或断开点火系统初级电路，控制发动机起动、工作和熄火。
3.点火线圈为自耦变压器，将低电压变为能击穿火花塞间隙所需的高电压。
4．分电器分电器由断电器、配电器、点火提前角调节装置和电容器等组成，其功用是接通和断开点火线圈初级电流，使点火线圈次级产生高压电，并按发动机点火顺序将高压电分送到各气缸火花塞，随发动机转速、负荷和燃油牌号的变化，自动或人为地调节点火提前角。
电容器与断电触点并联，以减小触点分开时的火花，延长触点使用寿命。
5．高压导线用以连接点火线圈与分电器中心插孔以及分电器旁电极和各缸火花塞。
6．火花塞将高压电引入气缸燃烧室，产生电火花点燃可燃混合气。
7．附加电阻改善正常工作时的点火性能和起动时的点火性能。
二、工作原理在传统点火系统中，蓄电池或发电机供给12V低电压，经点火线圈和断电器转变为高电压，再经配电器分送到各缸火花塞，使电极间产生电火花。
发动机工作时，断电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转。
断电器凸轮转动时，断电器触点交替地闭合和打开，因此传统点火系统的工作原理可分为触点闭合，初级电流增长；触点打开，次级绕组产生高压；火花塞电极间火花放电三个阶段进行分析。
传统点火系统的工作原理如图4—3所示。
1、触点闭合，初级电流增长的过程点火系统的初级电路包括蓄电池、点火开关、附加电阻、点火线圈初级绕组、分电器的断电触点及电容器。
初级电路等效电路如图4—4所示。
触点闭合时，初级电流由蓄电池附加电阻Rf流过点火线圈初级绕组N1，初级电流按指数规律增长，并逐渐趋于极限值UB/R，初级电流波形如图4—5(a)所示。
对汽车上的点火线圈而言，在触点闭合后约20ms，初级电流就接近于其极限值。
《汽车电气设备构造与维修一体化》项目3 汽车点火系统
缩冲程的状态中，曲轴位置传感器可以测量出哪缸 活塞正在上止点上，所以，两者一般是配合在一起 工作的。其工作原理和曲轴位置传感器的工作原理 基本相似。
3．爆震传感器
1）安装位置
爆震传感器安装在气缸体上，用来检测发动机爆 燃状况，将检测的信号输送至ECU，在ECU内进行 计算。
离心式点火提前调节装置 1一限位螺钉；2—下凸轮；3一拨板；4一分电器轴； 5一轴销；6一销钉；7一重块；8一弹簧；9一托板
（2） 真空式点火提前调节装置
真空式点火提前调节装置通过改变凸轮与断电器顶 块之间的相对位置来改变触点打开的时刻，从而改 变点火提前角。
真空式点火提前调节装置位于分电器外壳的侧面。
。
2）作用： 产生高压电火花，点燃气缸中的混合气。
3）工作原理：由曲轴位置传感器输入转速及转角 信号，ECU据此控制相应的初初级绕组接通与断开 ，从而在次级绕组中感应出高压电。
双缸同时点火方式指两个气缸合用一个点火线圈，
即一个点火线圈有两个高压输出端，分别与两个火 花塞连接，负责对两个气缸点火。比如五菱B系列 发动机就是采用双缸同时点火方式。
5、分电器
作用是接通和切断低压电路，使点火线圈及时
产生高压电，并分配到各缸高压线，同时能根据发 动机的转速和负载调整点火时间（提前或推迟）。
分电器又称配电器总成，是点火系统中结构最
复杂，功能最多的一个组件。
分电器结构图
l一分电器盖； 2一分火头； 3一凸轮； 4一触点及断电器总 成； 5一电容器；6联轴节； 7—外壳； 8—真空调节器； 9 一油杯； 10一外壳； 11一活动底板；12一偏口占螺钉； 13 一固定螺钉；14一活动触点； 15一接线极柱； 16一油毡； 17一触点臂弹簧； 18一螺母； 19一弹簧； 20一真空调节器外壳； 21一膜片； 22一拉杆
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。
点火的工作原理和工作过程
点火系统故障诊断与排除
汽车电子技术教研室
工作原理
1.点火线圈工作原理
点火线圈其实就是由两组线圈构 成的高压变压器。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，次级线圈被 一个强大而剧烈变化的磁场吞没。 由于次级线圈的匝数非常大，因此次 级线圈感应出来高电压（最高可达10 万伏）。
一、主要部件工作原理 理
点火线圈 3D
工作原理
2.火花塞工作原理
随着火花塞电极间隙电压的升 高，电极间电场强度不断增大，当 达到某一临界值时（约10000V）， 电极间的间隙即形成放电通道而被 “击穿”,形成灼热的气体发光体， 即火花放电现象。放电温度极高， 一般可达2000-3000 ℃ ，足以点燃 气缸内的可燃混合气。
工作过程
3.工作顺序
一般直列四缸发动 机的点火顺序为 1→3→4→2，直列六缸 发动机的点火顺序为 1→5→3→6→2→4。但 也有采用其他点火顺序 的，应以制造厂商提供 的技术数据为准。
二、点火系统工作过程 理
点火控制整个过程 动画
烟台工程职业技术学院汽车工程系
感谢学习
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2.产生电火花的过程
当需要点火时， ECU向点火线 圈发出产生电火花信号，开关管关 断，初级绕组电流突然中断，电流 所产生的磁场ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ然衰减，从而在次 级绕组上产生很高的感应电压，在 高电压作用下，火花塞间隙被击穿， 产生电火花，火花点燃汽缸内经过 压缩的可燃空气。
二、点火系统工作过程 理
奥迪A6点火系统 动画
一、主要部件工作原理 理
点火系
3.1.3
汽油机点火系的分类 2、普通 电子点 火系统 正在淘汰
3、微机 控制点 火系统 正在广泛应用
1、传统
点火系 统
已淘汰
1、传统点火系统 简单便宜，故障功率高，高速性能差； 2、普通电子点火系统 结构简单，体积小，重量轻，高速性能好； 3、微机控制点火系统 点火时间控制精确。
§3.2 传统点火系的组成与工作原理
传统点火系基本工作原理
1、初级电路接通，初级电流按指数规律 增长（20ms达最大值），点火线圈积蓄能量；
传统点火系基本工作原理
2、触点分开，次级绕组中因电磁感应 产生高压电 当触点分开，初级电路切断，电流迅速下 降为0，在初级绕组和次级绕组中产生感应电 动势 初级线圈匝数少：200—300V 自感 次级线圈匝数多：15—20KV 互感
① 离心式点火提前装置
离心式点火提前装置安装在分 电器底板的下方，用来在发动机转 速变化时自动调节点火提前角（发 动机转速升高，点火提前角增大）。
当发动机转速升高 时，离心重块克服弹簧 拉力向外甩开，并带动 拨板和凸轮顺旋转方向 转过一个角度，使凸轮 提前顶开触点，点火提 前角加大。
离心调节器 1、组成 离心调节器主要由离心块、托板、拨板、弹 簧等组成。 2、工作 拨 托板固定在分电器轴 板 上，两个重块分别套在托 板的柱销上，重块的另一 端由弹簧拉向轴心。信号 发生器的转子与拨板一起 套在分电器轴上，拨板的 两端有长形孔，套于离心 块的销钉上。在转速变化 时，利用离心力自动使信 离 心 号发生器提前产生点火信 快 号来调节点火提前角。
3、火花塞间隙击穿，产生电火花 •
电火花由电容放电和电 感放电产生。电容放电是由分 布电容C2的储能使火花塞间隙 被击穿跳火，跳火以后，线圈 磁场能量沿电离的火花缓慢放 电，形成电感放电。 • 电容放电的电压高，时 间短；电感放电的电压低，而 放电的持续时间长。
发动机点火系统(2)
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其系统结构如下图，由多种传感器、微机控制器和点火执行器组成。 其工作原理， 参看286页中所述
21
又称直接点火系统，它除了具有有分电器微机控制点火系统的优点外， 因取消了分电器总成，它还具有增大点火能量、降低干扰等一系列优点.
正是由于该种系统具有一系列优点，已被国内外广泛采用，逐步
霍尔电势差。 18
(也称霍尔元件，是一个带集成电路的半导体基片。)
当有外加电压作用在 触发器两端时，便有电 流I在其中通过。如果 在垂直电流方向上，同 时有外加磁场的作用， 且在垂直电流和磁场的 方向上，产生霍尔电压 的现象，称为霍尔现象。
19
各种普通电子点火系统都存在着考虑控制因素不全、点火提前角控制不精确的缺陷，影响发动机性 能的充分发挥。微机控制点火系统是继无触点电子点火系统之后，点火系统发展的有一次飞跃。
各部分的作用如何？（作业） 8-6.试述无分电器微机控制点火系统的组成，
其点火方式分为哪两种？
26
初级电路；一次绕组通电时，在其周围产生磁场，
并由于磁铁的作用而加强。当触点被凸轮顶开时，
初级电路被切断，点火线圈一次绕组中的电流下
降到零，线圈周围的磁场也迅速消失，因此在点
火线圈的二次绕组中产生感应电压。高电压电经
配电器分送到各缸火花塞，作用于火花塞的中心
电极和侧电极之间，当该电压达到火花塞间隙的
击穿电压时，火花塞间隙被击穿，产生电火花，
触点式电子点火系 统工作时，流过触点的 电流是三级管的基极电 流，它是一次电流的 1/5~1/10,可以减少触点 火花，延长触点的使用 寿命，提高发动机的可 靠性。
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该种系统就是利用传感器代替断电器触点，产生点火信号，控制点火线圈的通断和点火系
汽车的点火原理
汽车的点火原理
汽车的点火原理是通过产生高压电火花，使油气混合物在发动机汽缸中燃烧，从而驱动汽车正常运行。
具体的点火原理包括以下几个步骤：
1. 蓄电池提供电源：汽车蓄电池是整个点火系统的电源，通过蓄电池提供的直流电流，点火系统中的各个部件得以工作。
2. 点火开关：当驾驶员将点火钥匙转动到启动位置时，点火开关会接通电源，使电流进入点火系统。
3. 点火线圈：点火线圈是点火系统中的重要组成部分。
当点火开关接通电源后，点火线圈会在短时间内积累电能，并将电能转化为高压电流。
4. 火花塞：高压电流通过引导线传输到火花塞上，火花塞接收到高压电流后会产生电火花。
5. 燃油喷射系统：在汽缸内，燃油喷射系统会将适量的汽油喷射到火花塞附近，以确保有足够的燃料与电火花混合。
6. 排气门：电火花引燃混合物后，产生爆炸燃烧，生成的燃气推动活塞，驱动曲轴转动。
同时，排气门会打开，将燃烧后的废气排放出汽缸。
通过以上步骤，汽车的点火系统能够实现油气燃烧，推动发动
机运转。
而发动机的运转，进而带动传动系统的工作，实现汽车的正常行驶。
汽车传统点火系统结构与原理
5.1.5点火系统的分类 1.按照点火能量的储存方式分类
①电感储能式电子点火系统（亦称电感放电式电子点火系）。 在这类点火系统中，电火花的点火能量以磁场的形式储存在 点火线圈中。
②电容储能式电子点火系统（亦称电容放电式电子点火系）。 在这类点火系统中，电火花的点火能量以电场的形式储存在 专门的储能电容器中。
如果点火提前角过小（即点火过迟），则混合气边燃烧， 活塞边下行，即燃烧过程是在容积增大的情况下进行的，不仅 导致发动机功率下降，还会引起发动机过热，油耗增加。
一般把发动机发出最大功率或油耗最小时的点火提前角， 称为最佳点火提前角。发动机在不同工况和不同使用条件下最 佳点火提前角也不相同，影响最佳点火提前角的主要因素有：
点火时刻一般用点火提前角来表示，压缩行程中，从点火 开始到活塞运行到上止点时曲轴所转过的角度，称为点火提前 角。
如果点火提前角过大（即点火过早），混合气的燃烧主要 在压缩过程中进行，气缸压力急剧上升，在活塞到达上止点之
前即达到较大压力，给正在上升的活塞一个很大的阻力，会阻 止活塞向上运动。这样不仅使发动机功率下降，油耗增加，还 会引起爆燃，加速机件损坏。
⑥混合气的浓度。混合气的浓度直接影响燃烧速率，当过量空 气系数 0.8 ~ 0.9时，燃烧速度最快，最佳点火提前角最小。 过稀或过浓的混合气，由于燃烧速率降低，故必须相应增加点 火提前角。
4.1.4点火系统的发展历程
1. 传统点火系统
传统点火系统也称蓄电池点火系统、触点式点火系统。 这种点火系统具有最基本的结构，在该系统中，通过机械凸 轮接通和断开触点，使点火线圈的初级电流间歇流动，从而 在点火线圈次级产生点火高压，如图5-2所示。
（2）电火花应具有足够的点火能量。