汽车电工电子基础(第二版) 3.4 高压线圈点火实验

图3-23汽油机高压电火花点火
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2.汽车点火系火花的产生
汽油发动机汽油与空气混合气的燃烧是通过高压放电产生的火花点燃 的。汽车使用的是12V的低压直流电，要得到可靠的高压电火花必须产生高 大20000V的高电压，如图3-24所示。高压是通过点火线圈产生的，点火线 圈的本质上是一个升压变压器。然而，我们知道直流电是不能通过变压器 连续变压的（请查阅资料），发动机点火高压实际上是在断开高压线圈初 级电流的一瞬间产生的，断开初级电流，磁场快速减小，次级线圈感应出 高压。
图3-24 点火系火花产生原理
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3.变压器原理和结构
变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的 装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。变压器主要应 用电磁感应原理来工作。 如图3-25所示，当变压器一次侧施加交流电压U1，流过一次绕组的 电流为i1，则该电流在铁芯中会产生交变磁通，使一次绕组和二次绕组 发生电磁联系，根据电磁感应原理，交变磁通穿过这两个绕组就会感应 出电动势，其大小与绕组匝数关系符合U1/U2=N1/N2，绕组匝数多的一侧 电压高，绕组匝数少的一侧电压低，初级与次级频率保持一致，从而实 现电压的变化。
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用万用表欧姆档测量一次绕组阻值为 _______ ，若阻值无穷大说明 ______________ 。
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步骤
图示
工作页 用万用表欧姆档测量二次绕组阻值为
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________ 。 若 阻 值 无 穷 大 说 明 ______________。
读识积木板原理图，变压器分一次绕组和两 4 个二次绕组，通常一次绕组通电，二次绕组感 应出电压。
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用万用表欧姆档测量一次绕组阻值为 ________。
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步骤
图示
工作页
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用万用表欧姆档测量二次绕组 3 、 4 端阻值为 _______。
用万用表欧姆档测量二次绕组5、6端阻值为 7 ______，通过以上测量你能判别变压器是属于 ______（填“升压”、“降压”），为什么？
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2）汽车高压点火电路基本原理实验 步骤 图示 工作页 是□ 否□
读识电路原理图，与本组同学互相表述高压电产生的原理。 是否完成
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（图中电源为12V） 点火电路实验注意事项： （1）由于次级线圈输出电压很高 （10000Ｖ以上），注意预防电击。 （2）如果不用火花塞，直接用两个金属线间跳火，间隙应低于1cm。控制 开关也可以使用一根断开的导线，通过触碰、断开来代替。 （3）初级线圈一次通电时间不宜超过 1秒，以免发热烧坏线圈。
（2）任务准备
需要准备以下器材。
实训指导书 万用表 可调锂电池模块 示波表
大众帕萨特独立点火特性板
点火控制特性板
连接导线
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互感线圈模块
变压器模块
开关模块
高压线
点火线圈
火花塞
点火电容（可选）
或
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（3）任务步骤 1）变压器的测量 步骤 图示 工作页 读识积木板原理图，互感线圈分一次绕组和二 1 次绕组，通常一次绕组通电，二次绕组感应出 电压。
项目三:电的磁效应及应用
3.4 高压线圈点火实验
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汽车点火系统的作用 汽车点火系火花的产生 变压器原理和结构 点火系统点火原理 项目实施
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1.汽车点火系统的作用
汽车点火系统是点燃 式发动机为了正常工作，按 照各缸点火次序，定时地供 给火花塞以足够高能量的高 压电（大约15000～ 30000V），使火花塞产生足 够强的火花，点燃可燃混合 气。如图3-23所示。
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步骤
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图示 工作页 连接电路，高压线圈上一 般会有两个低压接线柱或 端子，内部为初级线圈。 高压输出端一般相对比较 描述观察到的现象： 特殊，体积较大。需要用 高压线连接到火花塞。通 过控制开关的通断进行高 压火化实验。
将电容与控制开关并联， 进行火花实验。 描述观察到的现象：
图3-25 变压器工作原理及电路符号
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4.点火系统点火原理
汽车用的电源是低压直流电 12V或24V，远远不够击穿间隙所需 的高压电，所以点火系统需要一种 电压转换元件，把低压低能的直流 电压转变成高电压。根据之前所学 知识，我们知道变压器具有电压转 换功能，所以汽车点火系统都是应 用控制变压器一次绕组电流的通断 使二次绕组感应出高压电原理来实 现点火功能的。在汽车上我们通常 把变压器称作点火线圈，是整个点 火系统的核心部件。下图3-26是一 种开磁路点火线圈。下面我们来简 要分析下几种点火电路的工作原理 和特点。
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高压点火电Leabharlann Baidu实验学习总结：
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（4）检查控制 检查项目 结果或数据 检查项目 结果或数据 检查项目 结果或数据
图3-26 开磁路点火线圈
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图3-27所示为汽车高压点火电路的基本原理，点火开关代表汽车 钥匙开关，用于控制整个点火系统通电，点火开关控制初级线圈通断。
图3-27 汽车高压点火电路基本原理图
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合上点火开关，高压线圈初、次级都接通了电池正极，但都不 能形成回路。当合上控制开关时，初级线圈导通，在铁心中产生较 强的磁场，然后快速断开控制开关，磁场迅速减小，产生磁通变化， 就会在次级线圈中感应出高大20000V的电压。此时次级线圈相当于 一个高压电源，经过点火开关蓄电池形成回路，高压电集中在火花 塞间隙处，便击穿空气形成电火花。图中虚线表示实际高压线圈和 火花塞的接线方法。由于断开初级电路的一瞬间，控制开关会出现 的火花会减慢磁场消失的速度，导致次级感应的高压减小，所以实 际应用中会在控制开关两端并联一个电容消除火花。
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电控发动机采用发动机电脑控制点火，图3-27中的控制开关被点火 模块取代，但控制初级线圈通断的作用没变，如图3-28所示。
图3-28
发动机电控点火基本原理
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5.项目实施
（1）任务布置
1）变压器的测量。 2）汽车高压点火电路基本原理实验。
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