传统点火系统的组成及原理共61页文档
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。
汽车电气技术点火系统
东风EQ1090汽车用DQ125型两接线柱式点火线圈，无附加电阻， 用1.7Ω附加电阻线接至点火开关。
传统点火系统的部件结构与电路分析
主要部件结构 闭磁路式点火线圈 磁路只有一个微小气隙，效率高。
传统点火系统的部件结构与电路分析
主要部件结构 闭磁路式点火线圈 磁路只有一个微小气隙，效率高。
传统点火系统的部件结构与电路分析
（4）点火提前机构 作用：随发动机的工况变化而自动调节点火提前角，保证发动机具
有最佳点火提前角。 工况因素：转速、负荷、汽油辛烷值。 机构：离心提前机构、真空提前机构、辛烷值选择器。
传统点火系统的部件结构与电路分析
离心提前机构
传统点火系统的部件结构与电路分析
离心提前机构
传统点火系统组成及工作原理
基本原理
工作过程 1、触点闭合，初级电流 逐步增长 2、触点断开，次级绕组 中产生高压电 3、火花塞电极间隙被击 穿，产生电火花，点燃可 燃混合气
传统点火系统组成及工作原理
发动机对点火系统的要求 足够的电压，15～25kV。
影响击穿电压的因素：火花塞间隙、形状、汽缸内压 力、温度 足够的能量，≥3～5mJ，一般50～80mJ。 恰当的点火时刻，点火提前角、点火正时
传统点火系统的部件结构 与电路分析
一、主要部件结构
4. 火花塞 用来将点火高压引入发动机燃烧室，在其电 极间隙形成电火花，点燃混合气。
（1）结构 钢壳、陶瓷绝缘体、内垫圈、金属杆、 接线柱、导电玻璃、中心电极、侧电极
中心电极、侧电极：镍锰合金或贵金属合金制成 耐高温、耐腐蚀
间隙：一般0.6～0.7mm，高能点火1.0～1.2mm
传统点火系统的部件结构与电路分析
传统汽车点火糸统
传统汽车点火糸统（一）传统点火系的组成与工作原理一．点火系的作用及分类1．点火系的作用将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并根据发动机作功次序要求，适时、准确地配送给各缸火花塞，在间隙处释放电火花，点燃气缸内的可燃混合气。
2．点火系的分类目前汽车上使用的点火系统，大致可分为传统点火系、电子点火系计算机控制（数字式）点火系。
（1）传统点火系传统点火系又称蓄电池点火系统，由断电器触点控制点火线圈一次电路的通和断，将蓄电池或发电机供给的低压电变为高压电的点火系统称传统点火系。
该系统具有结构简单、使用方便、成本低廉的特点。
（2）电子点火系电子点火系也称无触点点火系统，由晶体管控制点火线圈一次电路的通和断，将蓄电池或发电机供给的低压电转变为高压电的点火系统称电子点火系。
（3）数字式电子点火系数字式电子点火系又称无机械式电子点火系统。
这是由微型电子计算机控制的电子点火系，由电子数字控制装置来取代原来的机械式点火提前装置。
该系统具有优异的起动性能，怠速稳定控制特性和很好的燃油经济性，同时降低了有害气体的排放量。
二．传统点火系的组成及工作原理1．传统点火系的组成及组件的作用传统点火系的组成主要由电源、点火线圈、附加电阻及附加电阻短接装置、分电器、点火开关、火花塞、高、低压导线等部件构成。
各部件的连接关系如图所示。
（1）电源由蓄电池或发电机向点火系提供低压特性。
（2）点火线圈将电源提供的12V低压电压变成15～20KV的高压电。
（3）附加电阻保护点火线圈，改善点火特性。
（4）附加电阻短接装置起动时将附加电阻短接，减小点火系一次电路的阻值，增强起动时火花塞的跳火能量。
（5）分电器能接通、切断点火线圈一次回路，使点火线圈及时产生高压电，并按点火次序将高压电配送至各缸火花塞；同时具有自动和人为调整点火时间的功能，其外壳上的电容器可减小断电触点火花，提高点火线圈二次电压。
（6）点火开关通过控制点火系低压电路的通断来控制发动机的运转和熄火，控制起动机电路的接通或断开，另外还兼控辅助电器电路的通和断。
传统点火系统
3.点火时间应适应发动机的工作情况 首先,点火系统应按发动机的工作顺序进行点火,如直列六缸发动机的工 作顺序为1—5—3—6—2—4或1—4—2—6—3—5;四缸发动机的工作顺序为
1—3—4—2或1—2—4—3;V形六缸发动机的工作顺序为1—2—3—4—5—6
等。 (1)转速 (2)负荷
(3)起动及怠速 (4)汽油辛烷值 (5)压缩比
图5-13 闭磁路点火线圈磁路 1—一次绕组 2—二次绕组 3—铁心
由于闭磁路点火线火线圈圈漏磁小,磁路的磁阻小,能量
损失小,所以能量转换率高达75%,因此称为高能点火线圈。而
开磁路点火线圈的能量转换率只有60%。另外,由于闭磁路铁心
导磁能力强,可在较小的磁动势下产生较强的磁场,因而能有效 地减少线圈匝数,使点火线圈小型化。其体积较小,可直接装在
5.3.2 附加电阻 附加电阻为具有正温度系数的热敏电阻,一般用直径为0.
4mm,阻值为1.25~1.80Ω的铁铬铝电阻丝、镍铬丝或低碳钢丝
制成,绕成螺旋管形,夹在两块瓷板之间。电阻的两端接在接线 柱10和11上,如图5-12b所示。
5.3.3 闭磁路点
闭磁路点火线圈和传统的开磁路点火线圈相比,其铁心 不是条形的,而是“日”字形或“口”字形。铁心磁化后,其磁 感线经铁心构成闭合磁路,如图5-13所示。
课题3 点 火 线 圈
点火线圈又称为变压器,是点火装置中的核心组件,按磁 路的形式可分为开磁路点火线圈和闭磁
路点火线圈。目前使用最广泛的是开磁路点火线圈。
5.3.1 开磁路点火线圈
开磁路点火线圈根据低压接线柱的数目,可分为二接线 柱式和三接线柱式,其内部结构完全相同,主要由铁心、一次绕 组、二次绕组、瓷绝缘座、胶木盖、导磁钢套、外壳等组成, 如图5-12所示。
第四节汽车传统点火系工作原理
第四节汽车传统点火系工作原理一、传统点火系基本组成·基本组成传统点火系组成示意图如图5－24所示，主要由一组蓄电池、点火开关、点火线圈、分电器（包括配电器和断电器）、火花塞等组成。
1）电源电源为蓄电池和发电机，供给点火系所需电能，一般电压为12V。
2）点火开关作用是接通或断开点火系一次电路。
3）点火线圈它就是一个变压器，将12V低压电转变为15kV~20kV的高压电。
它有两个绕组，导线较粗的一次侧绕组和导线较细的二次侧绕组。
4）分电器它包括配电器和断电器，作用是接通和切断低压电路，使点火线圈及时产生高压电，按发动机各气缸的点火顺序送至火花塞。
5）电容器与断路器触点并联，用来减小断路器触点断开时的火花，延长触点的使用寿命，提高点火线圈的高电压。
2、高低压电路传统点火系的低压回路由蓄电池、点火开关、点火线圈一次侧绕组、分电器断电器等构成，工作回路为：电流从蓄电池正极→电流表→点火开关→附加电阻→点火线圈一次侧绕组N1→断电器触点K→蓄电池负极。
在图5－25中用实线表示一次侧电流I 高压电路由点火线圈二次侧绕组、分电器配电器、火花塞等构成，工作回路为：点火线圈二次侧绕组N2→附加电阻→点火开关→电流表→蓄电池→火花塞旁电极、中心电极→配电器旁电极→分火头→点火线圈二次级绕组N2。
在图5－25中用虚线表示触点打开时二次侧高压电流。
二、传统点火系的工作原理传统点火系是基于电磁感应原理进行工作。
它把蓄电池发电机的12V低压电转变为15kV~20kV的高压电，同时按一定规律送入各缸火花塞，经过火花塞电极间火花放电点燃混合气。
发动机工作时，断电器凸轮受驱动而旋转交替将触点闭合或打开。
接通点火开关后，在触点闭合时一次侧绕组内有电流流过，并在绕组铁芯中形成磁场。
断电器触点打开时，一次侧绕组电流被切断，使磁场迅速消失。
在一、二次侧绕组中均产生感应电动势。
二次侧绕组匝数多，因而可感应出高达15kV~20kV的高电压。
传统点火系
点火提前角对发动机性能的影响 点火过早：燃烧过早，活塞压缩负功增加， 点火过早：燃烧过早，活塞压缩负功增加， 动力性下降。 动力性下降。 点火过迟：燃烧压力下降，散热损失增加， 点火过迟：燃烧压力下降，散热损失增加， 发动机动力性、经济性下降。 发动机动力性、经济性下降。
3． 点火提前角调节装置 自动调节装置： 自动调节装置：离心式点火提前调节装置 真空式点火提前调节装置 手动调节装置： 手动调节装置：辛烷值校正器
点火线圈 功用： 功用：变低压为高压 。 分类： 分类： ①开磁路点火线圈 ②闭磁路点火线圈
3．火花塞（图8-11） 火花塞（ 11） 功用： 功用：将高压电引入燃烧室产生火花并点 燃混合气。 燃混合气。 自净温度>500 600℃以上 >500～ 以上， 自净温度>500～600℃以上，裙部温度若 低于此温度， 低于此温度，落在绝缘体裙部的油粒便不能 立即燃烧掉，形成积炭而引起漏电。 立即燃烧掉，形成积炭而引起漏电。 炽热点<800 900℃,温度若太高 <800～ 温度若太高， 炽热点<800～900℃,温度若太高，则混合 气与这样炽热的绝缘体接触时， 气与这样炽热的绝缘体接触时，可能在火花 塞产生火花之前就自行着火， 塞产生火花之前就自行着火，从而引起发动 机早燃，发生化油器回火现象。 机早燃，发生化油器回火现象。
电源是蓄电池，其电压为 电源是蓄电池，其电压为12 V 或24 V ， 是蓄电池 由点火线圈和断电器共同产生高压10000 V 以 由点火线圈和断电器共同产生高压 初级回路和次级回路。 上。分初级回路和次级回路。 点火线圈实际上是一个变压器，主要由初 点火线圈实际上是一个变压器， 实际上是一个变压器 级绕组，次极绕组和铁芯组成。 级绕组，次极绕组和铁芯组成。 断电器是一个凸轮操纵的开关 是一个凸轮操纵的开关。 断电器是一个凸轮操纵的开关。断电器凸 轮由发动机配气凸轮驱动， 轮由发动机配气凸轮驱动，并以同样的转速旋 即曲轴齿轮每转两圈，凸轮轴转一圈， 转，即曲轴齿轮每转两圈，凸轮轴转一圈，为 了保证曲轴转两圈各缸轮流点火一次， 了保证曲轴转两圈各缸轮流点火一次，断电器 凸轮的凸棱数一般等于发动机的气缸数， 凸轮的凸棱数一般等于发动机的气缸数，断电 器的触点与点火线圈的初级绕组串联， 器的触点与点火线圈的初级绕组串联，用来切 断或接通初级绕组的电路。 断或接通初级绕组的电路。
点火系统传统点火系统的组成、工作原理及特性
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。
小结： 1、点火系的要 求 2、点火系的工 作原理 3、点火系的组 成
二、传统点火系 统的组成
各装置的作 用： 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
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
第四章 点火系统 在现代汽油发动机中，气缸内的可燃混合气是采用高压电 火花点燃的 。 为了在气缸中产生高压电火花，必须采用专门的点火装置， 即点火系统 。 点火系统在发动机各种不同工况和使用条件下可靠而准确 地点燃混合 气,必须满足下列三个基本 要求： 1．产生足以击穿火花塞间隙的高电压 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 4．点火顺序、点火时机 第一节 传统点火系统的组成、工作原理及 特性 一、点火系的工 作原理 传统点火系统中，蓄电池或发 电机供给 1 2V 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。
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。
点火系统的组成与工作原理
点火系统的组成与工作原理点火系统是汽车发动机中关键的部分之一，它负责向发动机提供点火信号，将混合气体点燃从而使发动机正常运转。
本文将介绍点火系统的组成和工作原理。
一、点火系统的组成1. 火花塞：火花塞是点火系统中的核心部件之一，它负责将高压电流转化为强大的电火花，以点燃混合气体。
火花塞通常由中心电极、导电芯体、绝缘体和外壳组成。
2. 点火线圈：点火线圈是点火系统中的另一个重要组成部分，它起到将电池的低电压转换为较高电压的作用。
它由一组绕组、铁芯和引线组成，通过磁场变化实现电压的升高。
3. 点火控制模块：点火控制模块是现代汽车点火系统中智能化的部分，它通过传感器检测发动机的工作状态，并控制点火系统的工作。
点火控制模块一般由微处理器、电路板和连接器组成。
4. 电源：点火系统需要电源供电，通常是由汽车的电瓶提供。
电瓶通过发电机不断地储存和供应电能，确保点火系统的正常工作。
5. 高压线：高压线是点火系统中传递高压电流的部分，它负责将点火线圈产生的高压电流传递给火花塞。
高压线通常使用绝缘材料包裹，以防止电流丢失和绝缘失效。
二、点火系统的工作原理点火系统的工作原理可以分为两个阶段：充电阶段和放电阶段。
1. 充电阶段：在点火系统的充电阶段，电瓶提供低电压的直流电，经过点火线圈的变压作用，将电压升高，形成高压电。
此时，点火控制模块控制着点火线圈的充电时间和充电电流，确保点火线圈储存足够的电能。
2. 放电阶段：在点火系统的放电阶段，点火控制模块会从传感器获取发动机的工作状态，并根据工作状态控制点火线圈的放电。
当发动机需要点火时，点火控制模块会向点火线圈发送一个信号，触发放电操作。
点火线圈将储存的高压电能通过高压线传递给火花塞，产生高能电火花点燃混合气体。
总结起来，点火系统的组成主要包括火花塞、点火线圈、点火控制模块、电源和高压线。
而点火系统的工作原理则是通过点火控制模块对点火线圈进行充电和放电的过程，将电能转化为火花点燃混合气体。
汽车点火系统知识
24
火花塞
精选
25
不同热值的火花塞
精选
26
火花塞
精选
27
电子点火系
精选
28
半导体点火系
精选
29
脉冲信号点火信号的产生
精选
30
磁电式传感器
精选
31
无触点信号发生器
精选
32
霍尔效应原理图
精选
霍尔发生器的工作原理
精选
34
霍尔式传感器
精选
35
霍尔式分电器
精选
36
霍尔效应发生器
精选
点火系统
精选
1
传统点火系的组成
精选
2
传统点火系的组成（彩图）
精选
3
点火线路简图
精选
4
传统点火系工作原理示意图
精选
5
传统点火系工作原理示意图（彩图）
精选
6
低压电路
精选
7
高压电路
精选
8
传统点火系电路简图
精选
9
点火工作过程波形图
精选
10
发动机转速对断开电流的影响
精选
11
传统点火系的工作特性
37
Ne信号发生器的结构与输出信号波形
精选
38
G信号发生器的结构与输出信号波形
精选
39
G信号与Ne信号的关系
精选
40
霍尔发生器的工作原理
精选
41
精选
12
缸数不同时二次电压与转速的关系
精选
13
不同分路电阻对二次电压的影响
精选
14
二次电压最大值与C的关系
传统点火系统
第五页，共95页。
二、传统点火系统的工作原理
传统点火系统的电路可分为两部分：
任务描述
是包含点火线圈一次绕组（初级绕组）在 内的电路，通过控制点火线圈一次绕组的 通断，使点火线圈铁心内的磁场产生突变 ，从而使点火线圈二次绕组(次级绕组)产 生高压电。低压电路主要包括蓄电池、电 流表(有些车辆没有)、点火开关、附加电 阻、点火线圈一次绕组、断电器、容电器 等。
任务描述
2 二次电压的影响因素
（1）发动机气缸数。
二次电压的最大值将随发动机气缸数的增加而降低。这是因为断电器凸 轮的凸角数及气缸数相同，发动机的气缸数越多，断电器凸轮每转一周 ，其触点开闭的次数就越多，于是触点的闭合时间缩短，二次电压的最 大值降低。
第十九页，共95页。
三、二次电压的影响因素
任务描述
⑶ ）中虚线所示。
第十三页，共95页。
二、传统点火系统的工作原理
任务描述
火花塞电极间隙被高电压击穿，产生电火花，点燃可燃混
⑴
合气。
一般来说，火花塞的击穿电压U 总是低于U。当
⑵
增长的二次电压U 达到U 时，火花塞电极间隙被
击穿而形成电火花，二次电流i迅速增加，如图
⑶
4-2-3(c)所示；二次电压U急剧下降，如图4-2-
第二十二页，共95页。
三、二次电压的影响因素
任务描述
2 二次电压的影响因素 （4）触点间隙。
断电器触点间隙是指断电器凸轮将功触点顶开至最大位置时触点 间的距离，如图4.5所示。触点间隙增大，触点闭合角2（触点闭 合时凸轮所转过的、相对于曲轴的角度）减小，相对闭合时间缩 短，U降低。反之，若触点间隙减小，触点闭合角增大，相对闭合 时间增加，U提高。但如果触点间隙过小，会因触点火花严重而使 U 降低（间隙小，击穿间隙所需的电压低而产生触点间隙火花） 。因此，触点间隙一般为0.35～0.45mm。
传统点火系
金）制轮成的，凸 串联在点火线圈的初级触电路中。
凸角 数与
点
发动
机的
气缸
凸
数相 等
轮
传统点火系的结构与原理
汽车工程系
⑵ 配电器
配电器装在断电器的上方，它由分电器盖和 分火头组成，分火头插装在凸轮的顶端，与 凸轮一起转动，将点火线圈送来的高压电分 送到各缸的火花塞。
传统点火系的结构与原理
汽车工程系
传统点火系的结构与原理
汽车工程系
根据点火线圈铁心形状和磁路的不同，点火线圈分为 开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种。
⑴ 开磁路点火线圈 开磁路点火线圈的磁通，
经壳体内的导磁钢套和空气隙 构成磁回路，因而磁路的磁阻 大、漏磁通多、能量损失大、 转换效率低，在早期汽车上应 用较广，现代汽车上已广泛采
传统点火系的结构与原理
汽车工程系
开磁路点火线圈有二接线柱 和三接线柱之分。
附加电阻用来限 制点火线圈的初 级电流，避免点 火线圈过热。在 起动时通过点火 开关将附加电阻 短接（不接入） ，以补偿蓄电池 电压下降的影响 。
传统点火系的结构与原理
汽车工程系
⑵ 闭磁路点火线圈
闭磁路点火线圈采用口字型或日字型 铁心，使初级绕组产生的磁通有一个闭合 磁路，漏磁通和磁路磁阻小，能量转换效 率高，在现代汽车上被广泛应用。
当凸轮顶开断电器的触点时，初级绕组中 的电流突然降为零，在次级绕组中产生高压 （15 ～30kv），触点打开后，初级电路RLC （电阻、电感、电容）组成振荡电路，产生衰 减振荡。
传统点火系的结构与原理
汽车工程系
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。