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汽车电子电气第04章点火系统
汽车电子电气第04章点火系统
目录
CONTENTS
• 点火系统概述 • 点火系统的主要部件 • 点火系统的控制方式 • 点火系统故障诊断与排除 • 点火系统的发展趋势与未来展望
01 点火系统概述
CHAPTER
点火系统的定义与作用
定义
点火系统是汽车发动机的关键部分， 负责在压缩冲程末期将可燃混合气点 燃，以产生推动活塞下行的动力。
01
点火系统的起源
点火系统的起源可以追溯到20世纪初，当时主要用于汽油发动机的启动
和运行。
02
点火系统的现状
随着汽车工业的发展，点火系统经历了多次技术革新，目前已经实现了
高效、可靠和安全的点火控制。
03
点火系统的组成与工作原理
点火系统主要由点火线圈、火花塞和点火控制模块组成，通过高压电击
穿火花塞间隙产生电火花，点燃发动机内的可燃混合气。
原因3
03
发动机过热或积碳过多
点火系统故障诊断方法
方法1
使用诊断工具读取故障码
步骤1
连接诊断工具至车辆诊断接口
步骤2
启动发动机，观察诊断工具显示的故障码及信息
点火系统故障诊断方法
1 2
方法2
检查点火线圈和火花塞
步骤1
拆下点火线圈和火花塞，检查其外观是否正常
3
步骤2
使用万用表测量点火线圈的电阻值，检查是否在 正常范围内
缺点
结构复杂，成本较高，对发动机 的工作条件要求较高。
计算机控制方式
优点
点火时间调整更加精确，对发动机性能影响最小，可以实现 多种复杂的控制策略。
缺点
对发动机的工作条件要求较高，需要较高的技术支持和维护 成本。
目录
CONTENTS
• 点火系统概述 • 点火系统的主要部件 • 点火系统的控制方式 • 点火系统故障诊断与排除 • 点火系统的发展趋势与未来展望
01 点火系统概述
CHAPTER
点火系统的定义与作用
定义
点火系统是汽车发动机的关键部分， 负责在压缩冲程末期将可燃混合气点 燃，以产生推动活塞下行的动力。
01
点火系统的起源
点火系统的起源可以追溯到20世纪初，当时主要用于汽油发动机的启动
和运行。
02
点火系统的现状
随着汽车工业的发展，点火系统经历了多次技术革新，目前已经实现了
高效、可靠和安全的点火控制。
03
点火系统的组成与工作原理
点火系统主要由点火线圈、火花塞和点火控制模块组成，通过高压电击
穿火花塞间隙产生电火花，点燃发动机内的可燃混合气。
原因3
03
发动机过热或积碳过多
点火系统故障诊断方法
方法1
使用诊断工具读取故障码
步骤1
连接诊断工具至车辆诊断接口
步骤2
启动发动机，观察诊断工具显示的故障码及信息
点火系统故障诊断方法
1 2
方法2
检查点火线圈和火花塞
步骤1
拆下点火线圈和火花塞，检查其外观是否正常
3
步骤2
使用万用表测量点火线圈的电阻值，检查是否在 正常范围内
缺点
结构复杂，成本较高，对发动机 的工作条件要求较高。
计算机控制方式
优点
点火时间调整更加精确，对发动机性能影响最小，可以实现 多种复杂的控制策略。
缺点
对发动机的工作条件要求较高，需要较高的技术支持和维护 成本。
《汽车电器》第4章_点火系统(上)
圈中）。 （2）电容储能式（点火能量以电场能的形式储存在储能
电容中）。 2.按点火信号发生器的原理分 （1）磁感应式（如日本丰田车系） （2）霍尔效应式（如德国大众车系） （3）光电式（如日本日产车系）。
7
第一节 概 述
汽车电器设备
三、点火系的分类
3.按初级电路控制方式分 （1）传统点火系—蓄电池点火系。 （2）电子点火系—应用于化油器式发动机。 （3）计算机控制点火系—广泛应用于电控发动机的点火系。 4.按高压电的配电方式分 （1）机械配电点火系（有分电器）。 （2）计算机配电点火系（无分电器）。 说明：电感储能式中电磁感应式和霍尔效应式应用广泛。有分电器
（2）对点火时刻要求：实践证明，气缸内气 体最高压力出现在活塞到达上止点后10°-15° 时，发动机的功率最大，热能利用率最高。所 以，最佳点火时刻是在活塞到达上止点前的某 一时刻。
电容器
分火头 断电器
真空提前角 调节装置
17
汽车电器设备
第三节 点火系的构造
3.机械式点火提前角调节机构 （3）影响可燃混合气燃烧速度的因素
点火系在中低档车中应用广泛，无分电器点火系在中高档车中应 用广泛。
8
汽车电器设备
第二节 点火系的工作原理
一、点火系的组成及功用
1.组成：汽车 用汽油发动机 中，点火系一 般是由电源( 蓄电池或发电 机)、点火开 关、点火线圈 、分电器、点 火控制器、火 花塞、高压线 等部件组成。
9
汽车电器设备
第二节 点火系的工作原理
电容器
分火头 断电器
真空提前角 调节装置
16
汽车电器设备
第三节 点火系的构造 分电器盖
3.机械式点火提前角调节机构
（1）点火提前角：从开始点火到活塞到达上 止点这段时间，用曲轴转角来表示，这个曲轴 转角称为点火提前角。或者说，在活塞到达上 止点前，提前点火的时间用曲轴转角来表示， 这个曲轴转角称为点火提前角。
电容中）。 2.按点火信号发生器的原理分 （1）磁感应式（如日本丰田车系） （2）霍尔效应式（如德国大众车系） （3）光电式（如日本日产车系）。
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第一节 概 述
汽车电器设备
三、点火系的分类
3.按初级电路控制方式分 （1）传统点火系—蓄电池点火系。 （2）电子点火系—应用于化油器式发动机。 （3）计算机控制点火系—广泛应用于电控发动机的点火系。 4.按高压电的配电方式分 （1）机械配电点火系（有分电器）。 （2）计算机配电点火系（无分电器）。 说明：电感储能式中电磁感应式和霍尔效应式应用广泛。有分电器
（2）对点火时刻要求：实践证明，气缸内气 体最高压力出现在活塞到达上止点后10°-15° 时，发动机的功率最大，热能利用率最高。所 以，最佳点火时刻是在活塞到达上止点前的某 一时刻。
电容器
分火头 断电器
真空提前角 调节装置
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汽车电器设备
第三节 点火系的构造
3.机械式点火提前角调节机构 （3）影响可燃混合气燃烧速度的因素
点火系在中低档车中应用广泛，无分电器点火系在中高档车中应 用广泛。
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汽车电器设备
第二节 点火系的工作原理
一、点火系的组成及功用
1.组成：汽车 用汽油发动机 中，点火系一 般是由电源( 蓄电池或发电 机)、点火开 关、点火线圈 、分电器、点 火控制器、火 花塞、高压线 等部件组成。
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汽车电器设备
第二节 点火系的工作原理
电容器
分火头 断电器
真空提前角 调节装置
16
汽车电器设备
第三节 点火系的构造 分电器盖
3.机械式点火提前角调节机构
（1）点火提前角：从开始点火到活塞到达上 止点这段时间，用曲轴转角来表示，这个曲轴 转角称为点火提前角。或者说，在活塞到达上 止点前，提前点火的时间用曲轴转角来表示， 这个曲轴转角称为点火提前角。
只传精品_《汽车电器》详细课件_第4章 点火系统(上)
述
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汽车电器设备
第一节 概
述
一、点火系的作用 在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电火 花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来 完成的。 点火系将电源的低电压变成高电压，再按照发动 机点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气； 并能适应发动机工况和使用条件的变化，自动 调节点火时刻，实现可靠而准确的点火；还能 在更换燃油或安装分电器时进行人工校准点火 时刻。
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汽车电器设备
第三节 点火系的构造
三、点火线圈的构造 1.开磁路点火线圈 （1）构造：初级绕组 (0.5-1.0高强度漆包线 200匝）、次级绕组 （0.06-0.10mm漆包 线2万匝）、铁芯接线 柱、附加电阻、中央 高压线插孔、导磁钢 套、胶木盖等
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汽车电器设备
第三节 点火系的构造
(2)作用：将电 源电压变为 15-20KV高电 压 (3)原理：与自 耦变压器类 似
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汽车电器设备
第二节 点火系的工作原理
一、点火系的组成及功用
1.组成：汽车 用汽油发动机 中，点火系一 般是由电源 (蓄电池或发 电机)、点火 开关、点火线 圈、分电器、 点火控制器、 火花塞、高压 线等部件组成。
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汽车电器设备
第二节 点火系的工作原理
一、点火系的组成及功用
2.功用 (1)电源 (2)点火开关 (3)点火线圈 (4)分电器 (5)点火控制器 (6)火花塞 (7)高压线
器
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汽车电器设备
第三节 点火系的构造
一、分电器 2.信号发生器 （1）类型：电磁感应式、霍尔 式及光电式 （2）作用：以电磁感应式为例。 当分电器轴转动时，带动转子旋 转，这样在信号发生器的感应线 圈中便产生电磁脉冲信号，此信 号传送给点火控制器。 （3）说明：关于三种信号发生 器结构、原理等内容将在后面的 几节中详细介绍。真空孔开 在节气门 轴源自上方21汽车电器设备
《汽车电器与电子技术》第04章点火系统
制点火线圈初级电流的通断，完成点火工作的。 （2）电子点火系
利用半导体器件（如晶体三极管、晶闸管 等 ）作为开关来控制点火线圈初级电流的通断， 完成点火工作。
随着对汽车发动机燃油经济性和排放指标的 要求越来越高，传统点火系已无法适应现代发动 机的点火要求，目前已逐渐被电子点火系统所取 代。
4.1传统点火系
火花塞的热特性（二）
火花塞的热特性主要取决于绝缘体裙部的 长度。绝缘体裙部长的火花塞，受热面积 大，传热距离长，散热困难，裙部温度高， 称为热型火花塞；反之，裙部短的火花塞， 受热面积小，传热距离短，容易散热，裙 部温度低，称为冷型火花塞。热型火花塞 适用于低速、低压缩比、小功率发动机； 冷型火花塞适用于高速、高压缩比、大功 率发动机。
附加电阻可用低碳钢丝、镍铬丝或纯镍 丝制成。具有受热时电阻迅速增大，而 冷却时电阻迅速降低的特性。
因此，在发动机工作时，可自动调节初 级电流，改善起动和高速时的点火特性。
（2）闭磁路式点火线圈
传统的开磁路点火线圈中，由于磁路的上、下 部分都是从空气中通过的，初级绕组在铁心中 产生的磁通，需经壳体内的导磁钢套形成回路， 铁心自身未构成回路。开磁路式点火线圈磁路 的磁阻大，漏磁较多，能量损失多。
闭磁路点火线圈在“日”字形铁心内绕有初级 绕组，在初级绕组的外面绕有次级绕组，磁力 线经铁心构成闭合磁路，为了减少磁滞现象， 常设有一个很微小的空气气隙。闭磁路点火线 圈的优点是漏磁少、磁路的磁阻小，因而能量 损失小，能量变换率高。
闭磁路式点火线圈
2. 分电器
分电器主要 由断电器、 配电器、电 容器和点火 提前机构等 部分组成。
按点火装置有无触点分类 触点式电子点火装 置，又称半导体管或晶体管辅助点火装置；无 触点电子点火装置，又称全晶体管点火装置。
利用半导体器件（如晶体三极管、晶闸管 等 ）作为开关来控制点火线圈初级电流的通断， 完成点火工作。
随着对汽车发动机燃油经济性和排放指标的 要求越来越高，传统点火系已无法适应现代发动 机的点火要求，目前已逐渐被电子点火系统所取 代。
4.1传统点火系
火花塞的热特性（二）
火花塞的热特性主要取决于绝缘体裙部的 长度。绝缘体裙部长的火花塞，受热面积 大，传热距离长，散热困难，裙部温度高， 称为热型火花塞；反之，裙部短的火花塞， 受热面积小，传热距离短，容易散热，裙 部温度低，称为冷型火花塞。热型火花塞 适用于低速、低压缩比、小功率发动机； 冷型火花塞适用于高速、高压缩比、大功 率发动机。
附加电阻可用低碳钢丝、镍铬丝或纯镍 丝制成。具有受热时电阻迅速增大，而 冷却时电阻迅速降低的特性。
因此，在发动机工作时，可自动调节初 级电流，改善起动和高速时的点火特性。
（2）闭磁路式点火线圈
传统的开磁路点火线圈中，由于磁路的上、下 部分都是从空气中通过的，初级绕组在铁心中 产生的磁通，需经壳体内的导磁钢套形成回路， 铁心自身未构成回路。开磁路式点火线圈磁路 的磁阻大，漏磁较多，能量损失多。
闭磁路点火线圈在“日”字形铁心内绕有初级 绕组，在初级绕组的外面绕有次级绕组，磁力 线经铁心构成闭合磁路，为了减少磁滞现象， 常设有一个很微小的空气气隙。闭磁路点火线 圈的优点是漏磁少、磁路的磁阻小，因而能量 损失小，能量变换率高。
闭磁路式点火线圈
2. 分电器
分电器主要 由断电器、 配电器、电 容器和点火 提前机构等 部分组成。
按点火装置有无触点分类 触点式电子点火装 置，又称半导体管或晶体管辅助点火装置；无 触点电子点火装置，又称全晶体管点火装置。
《汽车电器及电子技术》第04章点火系统
4.1.2传统点火系的工作原理
传统点火系 是利用电磁感应 原理，把来自蓄 电池或发电机的 12V低压电，经点 火线圈和断电器 转变为15～20kV 的高压电，由分 电器按一定规律 送入各缸火花塞， 击穿其电极间隙 而点燃混合气。 其工作原理如图 所示。
传统点火系统工作原理示意图
传统点火系的基本工作过程 ：
2）真空式点火提前机构
真空式点火提前调节装置是在发动机负荷（即节 气门开度）发生变化时，自动改变断电器触点与 凸轮之间的相位关系，而改变点火提前角的。 工作原理如下图所示：当发动机负荷很小时，节 气门开度小如图a所示，小孔处的真空度较大， 吸动膜片向右拱曲，拉杆4拉动活动底板带着断 电器的触点副逆分电器轴旋转方向转动一定角度， 使触点提前开启，点火提前角增大；当发动机负 荷加大即节气门开度增大时如图b所示，小孔处 真空度减小，膜片在弹簧作用下向左拱曲，使点 火提前角自动减小。
开磁路点火线圈
a）电路原理
b）结构示意图
附加电阻
附加电阻就接在标有“开关”和“+开 关”的两接线柱上，与点火线圈的初级 绕组串联。 附加电阻可用低碳钢丝、镍铬丝或纯镍 丝制成。具有受热时电阻迅速增大，而 冷却时电阻迅速降低的特性。 因此，在发动机工作时，可自动调节初 级电流，改善起动和高速时的点火特性。
（2）闭磁路式点火线圈
传统的开磁路点火线圈中，由于磁路的上、下 部分都是从空气中通过的，初级绕组在铁心中 产生的磁通，需经壳体内的导磁钢套形成回路， 铁心自身未构成回路。开磁路式点火线圈磁路 的磁阻大，漏磁较多，能量损失多。
闭磁路点火线圈在“日”字形铁心内绕有初级 绕组，在初级绕组的外面绕有次级绕组，磁力 线经铁心构成闭合磁路，为了减少磁滞现象， 常设有一个很微小的空气气隙。闭磁路点火线 圈的优点是漏磁少、磁路的磁阻小，因而能量 损失小，能量变换率高。