第5章_点火系统__汽车电气设备(第2版)凌永成_电子课件
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保证可靠而准确地点火。
为此，对点火系统有下列要求：
（1）点火系统应能产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压。 能够击穿火花塞电极间隙，在火花塞电极间产生电火花的最低电压，称为火花塞击穿电压。汽车在行
驶中，发动机在满载低速时需8~10kV的高压电，正常点火一般均在15kV以上，起动时可达19kV。
为保证点火可靠，点火系统所能产生的最高电压必须总是高于火花塞的击穿电压。考虑各种不利因素 的影响，通常将点火装置的设计能力控制在30kV以内。
（3）点火系统应按照发动机的工作顺序进行点火。 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。
（4）点火时刻应适应发动机各种工况的变化。 发动机的负荷、转速和燃油品质等，都直接影响到气缸内混合气的燃烧速度。为使发动机输出功率最
5.1.1点火系统基本组成
汽油发动机点火系统 的作用是适时地为发动 机气缸内已压缩的可燃 混合气提供足够能量的 电火花，使发动机能及 时、迅速地起动并连续 运转。
第5章 点火系统 5.1 点火系统概述
图5-1 点火系统基本结构
5.1.2汽油发动机连续运转（正常着车）的必备条件 为使汽油发动机连续运转（正常着车），必须具备“有油、有电、有压缩”这三个基本条件。
第5章_点火系统__汽车电气设备 (第2版)凌永成_电子课件
配套教材信息
教材名称：汽车电气设备（第2版） 教材主编：凌永成 教材定价：38RMB 出版社：北京大学出版社 出版时间/版次：2010年3月第2版 国际标准书号（ISBN ）： 978-7-301-16916-2 教材所属系列： 21世纪全国高等院校汽车类 创新型应用人才培养规划教材
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
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。
0.8~0.9
5.1.4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.按照点火信号发生原理分类 ①电磁感应式电子点火系统（如一汽解放车系、丰田车系）。 ②霍尔效应式电子点火系统（如德国大众车系）。 ③光电式电子点火系统（如日本日产车系）。
3.按初级电路的控制方式分类 ①传统点火系统。传统点火系统只在早期生产的汽车上使用，现已淘汰。
（1）进入气缸的可燃混合气浓度必须适宜，既不能太浓，也不能太稀。 （2）点火系统必须在正确的点火时刻进行点火，且电火花要足够强烈。 （3）在压缩行程接近终了时，燃烧室内要有较高的压缩压力。
5.1.3对点火系统的基本要求 点火系统性能好坏对发动机的工作有十分重要的影响。点火系统应在发动机各种工况和使用条件下
（2）电火花应具有足够的点火能量。 发动机正常工作时，因混合气压缩终了的温度已接近其自燃温度，这时所需电火花能量为1～5mJ即可
点火。但在发动机起动、怠速运转以及节气门急剧打开时，则需较高的电火花能量。
为保证发动机能在较高经济性和污染物排放指标的基础上正常工作，其可靠的点火能量应达到50～ 80mJ，起动时应产生大于100mJ的电火花能量。
图5-5 无分电器点火系统结构
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。
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。
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：
图5-2 传统点火系统结构
传统点火系统的断电器触点因为使用中会发生氧化、烧蚀，需要定期保养，且触点的机械惯性大，响 应速度慢，因而性能不佳，已经被新型点火系统取代。
2.无触点电子点火系统 在无触点电子点火系统中，用信号发生器取代凸轮触点机构，利用电子控制的方法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。
图5-3 无触点电子点火系统结构
Байду номын сангаас
3.电控电子点火系统 在电控电子点火系统中，电控点火提前装置取代了传统的点火提前机构（真空及离心提前机构），并
开始利用发动机电子控制单元控制点火提前角。
图5-4 电控电子点火系统结构
4.无分电器点火系统 无分电器点火系统简称DLI（Distributor-less Ignition）系统。该系统使用多个点火线圈，直接向火花 塞输送高电压，取消了机械式分电器结构，沿用了发动机电子控制单元控制点火提前角的方法。
大、油耗最小、排放污染物最少，点火系统必须能适应各种工况的变化，在最有利的时刻点火（实现最佳 点火）。
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
①发动机转速。点火提前角应随转速的升高而增大，但不是线性关系。
②发动机负荷。在发动机转速不变的情况下，发动机的点火提前角应随发动机负荷的增加而减小。
③起动及怠速。发动机起动和怠速时，要求点火提前角减小甚至不提前点火。
④汽油的辛烷值。随着汽油辛烷值的增大，点火提前角可适当增加。 ⑤发动机压缩比。随着发动机压缩比的增高，点火提前角可相应减小。
为此，对点火系统有下列要求：
（1）点火系统应能产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压。 能够击穿火花塞电极间隙，在火花塞电极间产生电火花的最低电压，称为火花塞击穿电压。汽车在行
驶中，发动机在满载低速时需8~10kV的高压电，正常点火一般均在15kV以上，起动时可达19kV。
为保证点火可靠，点火系统所能产生的最高电压必须总是高于火花塞的击穿电压。考虑各种不利因素 的影响，通常将点火装置的设计能力控制在30kV以内。
（3）点火系统应按照发动机的工作顺序进行点火。 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。
（4）点火时刻应适应发动机各种工况的变化。 发动机的负荷、转速和燃油品质等，都直接影响到气缸内混合气的燃烧速度。为使发动机输出功率最
5.1.1点火系统基本组成
汽油发动机点火系统 的作用是适时地为发动 机气缸内已压缩的可燃 混合气提供足够能量的 电火花，使发动机能及 时、迅速地起动并连续 运转。
第5章 点火系统 5.1 点火系统概述
图5-1 点火系统基本结构
5.1.2汽油发动机连续运转（正常着车）的必备条件 为使汽油发动机连续运转（正常着车），必须具备“有油、有电、有压缩”这三个基本条件。
第5章_点火系统__汽车电气设备 (第2版)凌永成_电子课件
配套教材信息
教材名称：汽车电气设备（第2版） 教材主编：凌永成 教材定价：38RMB 出版社：北京大学出版社 出版时间/版次：2010年3月第2版 国际标准书号（ISBN ）： 978-7-301-16916-2 教材所属系列： 21世纪全国高等院校汽车类 创新型应用人才培养规划教材
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
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。
0.8~0.9
5.1.4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.按照点火信号发生原理分类 ①电磁感应式电子点火系统（如一汽解放车系、丰田车系）。 ②霍尔效应式电子点火系统（如德国大众车系）。 ③光电式电子点火系统（如日本日产车系）。
3.按初级电路的控制方式分类 ①传统点火系统。传统点火系统只在早期生产的汽车上使用，现已淘汰。
（1）进入气缸的可燃混合气浓度必须适宜，既不能太浓，也不能太稀。 （2）点火系统必须在正确的点火时刻进行点火，且电火花要足够强烈。 （3）在压缩行程接近终了时，燃烧室内要有较高的压缩压力。
5.1.3对点火系统的基本要求 点火系统性能好坏对发动机的工作有十分重要的影响。点火系统应在发动机各种工况和使用条件下
（2）电火花应具有足够的点火能量。 发动机正常工作时，因混合气压缩终了的温度已接近其自燃温度，这时所需电火花能量为1～5mJ即可
点火。但在发动机起动、怠速运转以及节气门急剧打开时，则需较高的电火花能量。
为保证发动机能在较高经济性和污染物排放指标的基础上正常工作，其可靠的点火能量应达到50～ 80mJ，起动时应产生大于100mJ的电火花能量。
图5-5 无分电器点火系统结构
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。
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。
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：
图5-2 传统点火系统结构
传统点火系统的断电器触点因为使用中会发生氧化、烧蚀，需要定期保养，且触点的机械惯性大，响 应速度慢，因而性能不佳，已经被新型点火系统取代。
2.无触点电子点火系统 在无触点电子点火系统中，用信号发生器取代凸轮触点机构，利用电子控制的方法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。
图5-3 无触点电子点火系统结构
Байду номын сангаас
3.电控电子点火系统 在电控电子点火系统中，电控点火提前装置取代了传统的点火提前机构（真空及离心提前机构），并
开始利用发动机电子控制单元控制点火提前角。
图5-4 电控电子点火系统结构
4.无分电器点火系统 无分电器点火系统简称DLI（Distributor-less Ignition）系统。该系统使用多个点火线圈，直接向火花 塞输送高电压，取消了机械式分电器结构，沿用了发动机电子控制单元控制点火提前角的方法。
大、油耗最小、排放污染物最少，点火系统必须能适应各种工况的变化，在最有利的时刻点火（实现最佳 点火）。
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
①发动机转速。点火提前角应随转速的升高而增大，但不是线性关系。
②发动机负荷。在发动机转速不变的情况下，发动机的点火提前角应随发动机负荷的增加而减小。
③起动及怠速。发动机起动和怠速时，要求点火提前角减小甚至不提前点火。
④汽油的辛烷值。随着汽油辛烷值的增大，点火提前角可适当增加。 ⑤发动机压缩比。随着发动机压缩比的增高，点火提前角可相应减小。