汽油机点火系基本电路

模块九：蓄电池点火系

单元一蓄电池点火系的基础知识

一、教学内容：

1．蓄电池点火系的组成及高低压电路

2．点火线圈的组成作用

3．分电器的组成、结构，原理

4．电容器、火花塞和点火开关

二、教学目的及要求：

1．掌握蓄电池点火系的基本组成。2．熟悉电池点火系高、低压电路。3．能说明点火线圈、分电器总成、火花塞的内部结构。4．能说明点火线圈及附加电阻的作用。5．能说明分电器总成各组成部分的作用。6．理解点火提前角的含义。

7．了解离心点火调节器和真空点火调节器的工作原理。

8．掌握火花塞的热特性对发动机工作的影响，会正确选用火花塞。

9．掌握并理解点火过早或过迟的危害。10．理解点火开关的控制原理。

课题1：蓄电池点火系的组成及电路

汽油发动机气缸内的燃料和空气的混合气多采用电火花点燃的，为了在气缸中产生电火花，必须采用专门的点火系统。目前应用的点火系统有蓄电池点火系、磁电机点火系和晶体管点火系。蓄电池点火系是以蓄电池为电源，具有电感储能元件，带有触点机构的传统的点火装置。由于其结构简单、工作可靠，长期以来在汽车上得到广泛使用。蓄电池点火系的命名是因其电源为蓄电池而得名。蓄电池点火系又称为传统点火系。

一、蓄电池点火系工作时必须满足的基本要求

为了保证在各种工况和使用条件下能可靠而准确的点火，蓄电池点火系应满足以下三个基本要求：

1．产生足以击穿火花塞间隙的电压

实践证明，发动机在满负荷低转速时需要8000～10000伏的高压才能跳火，起动时需要的跳火电压可达17000伏。为了保证可靠的点火，点火系还必须留有一定的次

级电压储备量，使之在所有的情况下均能提供足够的击穿电压。但是过高的次级电压又会给绝缘带来难题，并使成本增高，因此，次级电压通常被限制在30000伏以内。

2． 电火花应具有足够的能量

在发动机正常工作时，混合气压终了的温度接近其自燃温度，这时电火花只需要1～5毫焦的能量就已足够。但起动时由于混合气雾化不良，废气稀释严重，加之电极温度低，所需点火能量最高可达100毫焦。因此，通常要求点火系提供的点火能量不得低于50毫焦，而且电火花还应有一定的火花持续时间，通常不少于500μs 。

3． 点火时间与发动机的工作情况应相适应

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，就不应在压缩行程终了（上止点）点火，而应适当提前一个角度。这样当活塞到达上止点时，混合气已经接近充分燃烧，发动机才能发出最大功率。当发动机气缸的多少、负荷的大小、转速的变化、燃用汽油的品质不同等，都直接影响气缸内混合气的点火时间，基于使发动机能发出最大的功率，点火装置必须适应上述情况的变化，实现最佳点火。 二、传统点火装置的组成及功用

传统点火系的组成如图2-9-1所示：

1． 电源：电源为蓄电池和发电机，其标称电压为12V 。 2． 点火开关：其作用是控制仪表电路、点火系初级电路、起动机的继电器电路等。 3． 点火线圈：其作用是将低电压变为高电压，所以也叫变压器。 4． 分电器（断电器配电器）：其作用是接通和切断低压电路，使点火线圈及时产生高压电。按发动机各气缸的点火顺序送至火花塞，同时自动和人为地调整点火时间。 5． 电容器：减小断电器触点的火花，延长使用寿命，提高点火高电压，它与断电

图2-9-1传统点火系电路 a)触点闭合；b ）触点分开

1-配电器的中心电极；2-侧电极；3-分火头；4-次级绕组；5-初级绕组；6-点火开关；7-活动触点臂；8-固定触点；9-电容器；10-凸轮；11-火花塞。

器并联。

6．火花塞：将高压电引入气缸燃烧室，产生电火花点燃混合气。

7．附加电阻：串联在低压电路中。其作用是改善点火系统的工作特性，同时提高启动性能。附加电阻为正温度系数的热敏电阻。

三、蓄电池点火系的工作原理极其电路

蓄电池点火系的电路如图2-9-1所示，当发动机工作时，其凸轮轴便驱动分电器轴旋转，使断电器内的触点不断开闭，接通和切断初级电流，通过电磁感应，产生高达15～30KV次级电压，击穿火花塞气隙形成点火花，点燃混合气。

1．低压电路当触点闭合时，构成了低压回路，点火线圈中的初级线圈5有电流流过，产生了磁场。点火线圈中的磁场能随着初级电流的增大而增强。初级电流的方向如图2-10-1-a)中的箭头所示，即：蓄电池或发电机“+”、电流表、点火开关、点火线圈附加电阻(在发动机起动点火时则不经过此电阻)、点火线圈的初级绕组、断电器触点、搭铁、蓄电池或发电机“—”

2．高压电路凸轮轴驱动分电器轴旋转，使断电器内的触点分开时，切断了初级电路，初级线圈产生的自感电动势即向电容9充电，出现了初级线圈5和电容器9间的磁场能与电场能交替转化，形成衰减震荡。于是在点火线圈次级绕组4中感应出15～30KV的高压电，经分电器送到火花塞上实现放电。次级电流的方向如图2-10-1-b)中箭头所示，即：点火线圈、附加电阻(起动点火不经此电阻)、起动开关(正常点火时不经此辅助接柱)、点火开关、电流表、蓄电池正极、蓄电池负极、搭铁、火花塞侧电极、火花塞间隙(放电)、火花塞中心电极、配电器旁电极、分火头、配电器中心电极、火线圈。从点火线圈到火花塞的线路被称为高压电路，或叫次级电路，在感应放电阶段，次级电流是经过初级线圈和蓄电池的。

课题2：点火线圈和分电器

一、点火线圈

点火线圈是点火装置的核心组件，按冷却方式的不同，可分为油浸式和沥青式；按有无附加电阻分为有附加电阻式和无附加电阻式；按接线柱的多少分为二接线柱式和三接柱式。按磁路的结构不同分为开磁路式和闭磁路式。

1．点火线圈构造（以三接柱式开磁路点火线圈为例）

传统的开磁路点火线圈的构造如图2-9-2所示

（1）绝缘座：

由陶瓷或玻璃制成圆盘形状，用作外壳底部与绕组之间的绝缘。

（2）铁芯：

由条形硅钢片叠成，各片间利用氧化薄层或涂绝缘漆隔离，以减少涡流，用于加强磁场，进行电磁感应。

（3）高压绕组：

又称次级绕组，由漆包铜线绕11000~23000匝而成，其作用是产生高压电动势。（4）低压绕组：

又称初级绕组，由漆包铜线绕300~400匝而成一般绕在次级绕组的外边，有利于散热，其功能是利用绕组电流的变化实现电磁感应。

（5）导磁铜套：

用硅钢片卷成桶形，使铁芯形成半封闭磁路，减少漏磁通，提高电磁互感效能。