第04章 汽车点火系统
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➢ 火花塞击穿时，电压的变化 ➢ 火花塞未被击穿时，电压的变化
能量的转化与次级电压最大值
初级回路电容能量
Wc1
1 2
C1U12m a x
次级回路分布电容上的能量
Wc2
1 2
C2U
2 2m
ax
次级电压值
U 2max I p
L
C1
(
N1 N2
)
C2
火花塞电极间火花放电过程
电流变化过程 电容放电 电感放电
❖ 点火开关合上，触点闭合，初级电流增长，能 量储存
初级线圈电流
初级线i1 圈UR感(应1电e动RLt势) 次级线圈感应电动势
▪ 触点闭合和断开时，初级电流变化情况
❖ 触点断开，次级线圈产生高压
初级断电电流
IP
U R
(1 e
) R
L
tb
初级绕组储存的磁能
Wp
1 2
LI
2 p
次级电路的R、L、C振荡
火花塞的散热途径
16~20mm
11~14mm
➢ 火花塞的结构类型
▪ 标准型：绝缘体裙部略缩于 壳体端面，侧电极在壳体端 面之外，使用最广
▪ 突出型：绝缘体裙部突出壳 体端选面用火之花外塞的基本原则：
▪ 细电极发型动：机功率大、压缩比大、转速高，采用冷型
▪ 锥座型：壳体和旋入螺纹成 锥形，密封性好，不需密封 圈
❖ 发动机起动或怠速：角很小或不提前 ❖ 汽油的辛烷值：值高，角大
wt
❖ 压缩比：比大，角小
❖ 混合气成分：空气过量系数0.8～0.9，角最小
❖ 进气压力：压力小，角增大
❖ 火花塞的数量：数量多，角小
传统点火系的工作原理
❖ 点火开关合上，触点闭合，初级电流增长，能量储存 ❖ 触点打开，次级点火线圈产生高压 ❖ 火花塞电极放电
霍尔式无触点电子点火装置
❖ 霍尔传感器/霍尔式点火信号发生器
霍尔效应 霍尔电压
霍尔传感器产生脉冲信号的原理
霍尔传感器结构 脉冲信号的产生原理
❖ 与霍尔传感器相匹配的电子点火器 L497内部电路框图
L497集成电路式电子点火组件基本电路图
Rs
L497的基本功能
点火线圈的限流控制
▪ 限流控制原理
触点式 无触点
▪ 磁感应式 ▪ 霍尔式 ▪ 光电式
❖ 按点火能量的储存方式分类
电感储能式 电容储能式
❖ 磁感应式传感器
S
将发动机曲轴转过的角度或活塞在气缸
中的位置，转换成脉冲信号，送到电子 点火器
N
1－转子；2－信号线圈；3－铁芯；4－永久磁铁
磁路 磁通量及磁通量的变化 工作情况
❖ 电子点火器的工作原理
各晶体管的导通情况
T1管：等于二极管，P点电压 > A点电压时导通
T2管：P点电压高于B点电压，导通
T3管：T2 导通时截止，反之
T4管：T3 截止时导通
T5管： T4导通时导通
❖ 电子点火器的工作原理
工作过程 ▪ 传感器无信号输出 ▪ 传感器输出正脉冲 ▪ 传感器输出负脉冲
T1管的温度补偿作用 其他元件的作用
满足发动机各个气缸间的点火顺序 点火提前角
点火开关 蓄电池
第二节 传统点火系统
点火线圈
高压导线
分电器
火花塞
点火线圈
1－瓷杯； 2－铁芯； 3－初级绕组； 4－次级绕组； 5－钢片； 6－外壳； 7－“－”接线柱；
8－胶木盖； 9－高压接线柱； 1接0－“＋”或开关
线柱； 11－“＋”接线柱； 12－附加电阻
传统点火系工作特性
▪ 传统点火系工作特性
❖点火系产生的次级电压最大值随发动机转速而变化 的关系
❖次级电压的值
U 2max I p
L
C1
(
N1 N2
)
C2
Ip
UB R
(1 e
R
) L tb
tb
b
30K zn
不同转速时初级 电流上升情况
❖次级电压曲线
次级电压的影响因素
▪ 发动机的转速 ▪ 发动机的气缸数 ▪ 火花塞积碳
❖ 电容器
承受初级线圈自感电动势
❖ 点火提前机构
离心提前机构
真空提前机构 辛烷值选择器
▪ 火花塞 ❖ 工作条件 ❖ 火花塞的热特性
火花塞群部将热量传导到 发动机冷却系统的能力
自净温度：不积碳温度
500~600，滴到火花塞绝缘 体裙部的油滴能立即烧去
火花塞的散热途径 火花塞的分类
❖ 闭磁路式点火线圈 ❖ 开磁路与闭磁路的区别
▪ 分电器
❖断电器 ❖配电器 ❖电容 ❖点火提前机构
2－分火头；3－凸轮；4－触点；5－电容 器；7－油杯；8－真空提前机构；9－分 电器壳体
❖ 配电器及其配电
❖ 配电器
分电器盖 分火头
中心高压碳精触 头
旁电极
中心电极/分火头
❖ 断电器
动静触点（臂） 凸轮 偏心螺钉
第四章 汽车点火系统
本章内容
▪ 第一节 对点火系的要求 ▪ 第二节 传统点火系统 ▪ 第三节 电子点火系统 ▪ 第四节 微机控制的点火系统
第一节 对点火系统的要求
▪ 点火系统的作用 ▪ 对点火系统的要求
高电压：传统达15～20kv;电子达20～30kv 足够能量：50～80mJ;持续时间大于500us 点火时间
▪ 加闭合角控制电路后，对闭合角的调节 ▪ 电路组成
L497部分电路、CT、 CW 、R7
▪ 调节过程分析
▪ 调节过程分析
▪ 闭合角W、发动机转速V、初
级电流增长到需要值的时间t、
初级电流回路的实际导通时
间t1
▪ CT:遇方波上升沿时开始定流
充电
▪ CW：遇方波下降沿时开始定
▪ 进行限流控制的原因
▪ 限流控制电路组成：RS，L497。（达林顿三极管T，比 较放大器F）
Rs
闭合时间控制
❖ 闭合角含义
▪ 初级电路接通期间，分电器轴转过的角度
❖ 传统点火系闭合角
▪ 由凸轮外形尺寸决定，固定不变
❖ 霍尔式电子点火系闭合角
▪ 在没有闭合角控制电路时，由触发叶轮分配角决定， 固定不变；
▪
电容
U 2max I p
L
C1
(
N1 N2
)
C2
触点间隙
点火线圈的温度
第三节 电子点火系统
▪ 电子点火系的组成
❖火花塞 ❖分电器 ❖点火线圈 ❖点火开关 ❖蓄电池 ❖点火信号发生器 ❖电子点火器
▪ 电子点火系统的分类
❖按电子点火器的不同分类 晶体管 可控硅 集成电路
❖ 按点火装置有无触点分类
▪ 多级型：侧电极有两个或以 上
▪ 点火顺序
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
点火提前角
▪ 点火提前角
❖火花塞发出电火花开始到活塞到 达上止点这一过程中曲轴所转过 的角度
▪ 最佳点火提前角
❖使发动机输出功率和油耗达到最 佳结合时对应的点火提前角
最佳点火提前角
▪ 影响最佳点火提前角的因素
❖ 发动机的转速：转速高，提前角大
❖ 发动机的负荷：负荷增加，角减小
能量的转化与次级电压最大值
初级回路电容能量
Wc1
1 2
C1U12m a x
次级回路分布电容上的能量
Wc2
1 2
C2U
2 2m
ax
次级电压值
U 2max I p
L
C1
(
N1 N2
)
C2
火花塞电极间火花放电过程
电流变化过程 电容放电 电感放电
❖ 点火开关合上，触点闭合，初级电流增长，能 量储存
初级线圈电流
初级线i1 圈UR感(应1电e动RLt势) 次级线圈感应电动势
▪ 触点闭合和断开时，初级电流变化情况
❖ 触点断开，次级线圈产生高压
初级断电电流
IP
U R
(1 e
) R
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tb
初级绕组储存的磁能
Wp
1 2
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2 p
次级电路的R、L、C振荡
火花塞的散热途径
16~20mm
11~14mm
➢ 火花塞的结构类型
▪ 标准型：绝缘体裙部略缩于 壳体端面，侧电极在壳体端 面之外，使用最广
▪ 突出型：绝缘体裙部突出壳 体端选面用火之花外塞的基本原则：
▪ 细电极发型动：机功率大、压缩比大、转速高，采用冷型
▪ 锥座型：壳体和旋入螺纹成 锥形，密封性好，不需密封 圈
❖ 发动机起动或怠速：角很小或不提前 ❖ 汽油的辛烷值：值高，角大
wt
❖ 压缩比：比大，角小
❖ 混合气成分：空气过量系数0.8～0.9，角最小
❖ 进气压力：压力小，角增大
❖ 火花塞的数量：数量多，角小
传统点火系的工作原理
❖ 点火开关合上，触点闭合，初级电流增长，能量储存 ❖ 触点打开，次级点火线圈产生高压 ❖ 火花塞电极放电
霍尔式无触点电子点火装置
❖ 霍尔传感器/霍尔式点火信号发生器
霍尔效应 霍尔电压
霍尔传感器产生脉冲信号的原理
霍尔传感器结构 脉冲信号的产生原理
❖ 与霍尔传感器相匹配的电子点火器 L497内部电路框图
L497集成电路式电子点火组件基本电路图
Rs
L497的基本功能
点火线圈的限流控制
▪ 限流控制原理
触点式 无触点
▪ 磁感应式 ▪ 霍尔式 ▪ 光电式
❖ 按点火能量的储存方式分类
电感储能式 电容储能式
❖ 磁感应式传感器
S
将发动机曲轴转过的角度或活塞在气缸
中的位置，转换成脉冲信号，送到电子 点火器
N
1－转子；2－信号线圈；3－铁芯；4－永久磁铁
磁路 磁通量及磁通量的变化 工作情况
❖ 电子点火器的工作原理
各晶体管的导通情况
T1管：等于二极管，P点电压 > A点电压时导通
T2管：P点电压高于B点电压，导通
T3管：T2 导通时截止，反之
T4管：T3 截止时导通
T5管： T4导通时导通
❖ 电子点火器的工作原理
工作过程 ▪ 传感器无信号输出 ▪ 传感器输出正脉冲 ▪ 传感器输出负脉冲
T1管的温度补偿作用 其他元件的作用
满足发动机各个气缸间的点火顺序 点火提前角
点火开关 蓄电池
第二节 传统点火系统
点火线圈
高压导线
分电器
火花塞
点火线圈
1－瓷杯； 2－铁芯； 3－初级绕组； 4－次级绕组； 5－钢片； 6－外壳； 7－“－”接线柱；
8－胶木盖； 9－高压接线柱； 1接0－“＋”或开关
线柱； 11－“＋”接线柱； 12－附加电阻
传统点火系工作特性
▪ 传统点火系工作特性
❖点火系产生的次级电压最大值随发动机转速而变化 的关系
❖次级电压的值
U 2max I p
L
C1
(
N1 N2
)
C2
Ip
UB R
(1 e
R
) L tb
tb
b
30K zn
不同转速时初级 电流上升情况
❖次级电压曲线
次级电压的影响因素
▪ 发动机的转速 ▪ 发动机的气缸数 ▪ 火花塞积碳
❖ 电容器
承受初级线圈自感电动势
❖ 点火提前机构
离心提前机构
真空提前机构 辛烷值选择器
▪ 火花塞 ❖ 工作条件 ❖ 火花塞的热特性
火花塞群部将热量传导到 发动机冷却系统的能力
自净温度：不积碳温度
500~600，滴到火花塞绝缘 体裙部的油滴能立即烧去
火花塞的散热途径 火花塞的分类
❖ 闭磁路式点火线圈 ❖ 开磁路与闭磁路的区别
▪ 分电器
❖断电器 ❖配电器 ❖电容 ❖点火提前机构
2－分火头；3－凸轮；4－触点；5－电容 器；7－油杯；8－真空提前机构；9－分 电器壳体
❖ 配电器及其配电
❖ 配电器
分电器盖 分火头
中心高压碳精触 头
旁电极
中心电极/分火头
❖ 断电器
动静触点（臂） 凸轮 偏心螺钉
第四章 汽车点火系统
本章内容
▪ 第一节 对点火系的要求 ▪ 第二节 传统点火系统 ▪ 第三节 电子点火系统 ▪ 第四节 微机控制的点火系统
第一节 对点火系统的要求
▪ 点火系统的作用 ▪ 对点火系统的要求
高电压：传统达15～20kv;电子达20～30kv 足够能量：50～80mJ;持续时间大于500us 点火时间
▪ 加闭合角控制电路后，对闭合角的调节 ▪ 电路组成
L497部分电路、CT、 CW 、R7
▪ 调节过程分析
▪ 调节过程分析
▪ 闭合角W、发动机转速V、初
级电流增长到需要值的时间t、
初级电流回路的实际导通时
间t1
▪ CT:遇方波上升沿时开始定流
充电
▪ CW：遇方波下降沿时开始定
▪ 进行限流控制的原因
▪ 限流控制电路组成：RS，L497。（达林顿三极管T，比 较放大器F）
Rs
闭合时间控制
❖ 闭合角含义
▪ 初级电路接通期间，分电器轴转过的角度
❖ 传统点火系闭合角
▪ 由凸轮外形尺寸决定，固定不变
❖ 霍尔式电子点火系闭合角
▪ 在没有闭合角控制电路时，由触发叶轮分配角决定， 固定不变；
▪
电容
U 2max I p
L
C1
(
N1 N2
)
C2
触点间隙
点火线圈的温度
第三节 电子点火系统
▪ 电子点火系的组成
❖火花塞 ❖分电器 ❖点火线圈 ❖点火开关 ❖蓄电池 ❖点火信号发生器 ❖电子点火器
▪ 电子点火系统的分类
❖按电子点火器的不同分类 晶体管 可控硅 集成电路
❖ 按点火装置有无触点分类
▪ 多级型：侧电极有两个或以 上
▪ 点火顺序
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
点火提前角
▪ 点火提前角
❖火花塞发出电火花开始到活塞到 达上止点这一过程中曲轴所转过 的角度
▪ 最佳点火提前角
❖使发动机输出功率和油耗达到最 佳结合时对应的点火提前角
最佳点火提前角
▪ 影响最佳点火提前角的因素
❖ 发动机的转速：转速高，提前角大
❖ 发动机的负荷：负荷增加，角减小