点火系统

四、电容放电式点火系统
3、优缺点
优点： （1）次级电压几乎不受转速的影响，而且在发动机高速情况
下，次级电压也不降低，可保证在高转速的发动机中可靠工
作。 （2）电容放电式电子点火系统的能量利用率较高。
为节能减排：稀薄燃烧技术、代用燃料——均需可靠、高能点火
电容放电式恰恰适合
四、电容放电式点火系统
3、优缺点
雾化不良、电极温度 低。
一、点火系作用、要求、分类
2、要求
（3）点火时间应适应发动机的工况（最佳点火时间）。 发动机点火顺序（1-3-4-2）。 转速越高，点火提前角越大
发动机工况的要求。
负荷越大，点火提前角越小。 压缩比、发动机工作温度。
一、点火系作用、要求、分类
2、要求
点火过迟 达上止点时才点火，混合气一面燃烧，活塞一面下行， 炽热气体与缸壁接触面积增加，热损失，有效功减少，最高 压力降低，导致过热，功率下降。
械触点，控制三极管基极电流的有无。很快淘汰。
无触点电子点火装置
全晶体管点火装置
三阶段：保留离心、真空点火提前装置和配电器。
有分电器式微机控制：保留配电器 无分电器式微机控制：每缸配有点火线
圈和火花塞。
三、电子点火装置的特点、类型
2、类型
电感储能式 按能量储存方式分类 电容储能式 普通电子式 按点火提前角的控制方式
（2）电磁能量得到充分利用，高电压形成迅速、稳定，火花 能量大。
三、电子点火装置的特点、类型
1、特点
（3）减小了火花塞积炭的影响。
（4）点火时间精确，混合气能得到完全燃烧，从而保证了 发动机在降低油耗的基础上，减少废气污染，获得最好的 动力性。 （5）对无线电干扰小，结构简单，重量轻，体积小，保养
五、电感放电式点火系统
1、组成
普通电子式 按点火提前角的控制方式
点火提前角的控制由机械式点火提前装置完成
微机控制式
点火提前角的控制由发 动机ECU完成
五、电感放电式点火系统
1、组成
1-火花塞 2-分电器 3-点火信号发生器 4-点火控制器 5-点火线圈
6-点火开关 7-电源
五、电感放电式点火系统
汽车电器设备
点火系统
复习
问题
请问：1.起动机有哪些主要零部件组成？ 2.请用简短的话描述起动机的工作过程。
导入
起动时，蓄电池作为电源，除了给起动机
供电之外，还必须得给哪个系统供电，才能将 汽车起动？
一、点火系作用、要求、分类
1、作用
点火
一、点火系作用、要求、分类
1、作用
点火系统的作用是适时地为汽油发动机气缸内 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、迅速地燃烧做功。
②要求
耐高温 、耐高压、耐腐蚀
③结构
1、接线螺母 2、高氧化铝陶瓷绝缘体 3、商标 4、钢质壳体（六角形）
5、内垫圈（密封导热）
6、密封垫圈 7、中心电极导电杆
8、火花塞裙部螺纹
9、电极间隙 10、中心电极和侧电极
11、型号
12、去干扰电阻
③结构
间隙过小：火花微弱，并容易产生积炭而漏电
间隙过大：火花塞击穿电压增高，发动机不易起动，
燃烧不好，污染大
一次电流受 触点允许电 流限制（<5A）
三、电子点火装置的特点、类型
1、特点
（1）因为无机械触点或初级电流不经过触点，所以不存在触 点氧化、烧蚀、变形、磨损等问题，使用中几乎不需要维修
和经常换件。同时可以增大初级断电电流值，提高次级电压，
有效地改善和保证点火性能。消除触点式所带来缺点
点火线圈温度：过热，附加电阻增加，初级电流减小，导 致次级减小。
二、传统点火系统组成、原理
3、影响二次电压的因素
火花塞积炭：越严重越低（泄漏） 碳层相当于在电极间并联一电阻，使二级在未击穿时形成 回路：生成二次高压时，能量已提前泄漏。
传统点火系缺点：
打开瞬间，形 成火花：烧蚀
触点易烧蚀，寿命短 抗积碳与污染能力差，初级电压低 火花能量的提高受限，多缸高转速发动 机易缺火
一、点火系作用、要求、分类
2、要求
（2）火花应具有一定的能量（50～80mJ）。
一、点火系作用、要求、分类
2、要求
在发动机正常工作时，混合器压缩终了时的温度已接近其 自燃温度，所需火花能量也小（1-5 mJ ）。 发动机起动、怠速以及节气门急剧打开时，需要较高的火
花塞能量。
为保证可靠，应保证有（50～80mJ）的点火能量。
且在高速时容易发生“缺火”现象。
④火花塞热特性
火花塞的热值（热价）代表其散热快慢。
冷型：热值越高，散热越快， 裙部长度短、导热长度短。
热型：热值越低，散热越慢， 裙部长度长、导热长度长
④火花塞热特性
火花塞裙部的温度：
a. 500~700℃为自净温度，适当。 b. 温度过高，形成炽热点火，损坏发动 机。
的供给的低压电转变成高压电。 特点：结构简单，体积小，重量轻，高速性能好，点火可靠。
按原理不同：磁感应 式、霍尔式、光电式
点火线圈
信号发生器
点火控制器
一、点火系作用、要求、分类
3、分类
微机控制点火
原理：传感器+微机控制系统，直接控制点火。
特点：点火时间控制精确。是目前最新型的点火系统，已广 泛应用于各种中、高级轿车中。
1、组成
点火信号发生器（传感器）：在分电器内，分火头下方。 磁感应式信号发生器 霍尔应式信号发生器 光电式信号发生器 点火器（控制器）：将点火信号发生器脉冲信号放大，通过开 关三极管控制初级电路的通与断。 点火线圈：储能和变压。
分电器：确定点火顺序。
高压阻尼线、Βιβλιοθήκη Baidu花塞。
五、电感放电式点火系统
1、组成
真空提前角调节 装置
二、传统点火系统组成、原理
分电器盖
配电器
由分电器盖和分火头组 成，分火头装分电器凸
轮轴上，导电片将中央
高压电引入旁电极，和 旁电极之间有0.25～ 0.8mm的间隙。
分火头
二、传统点火系统组成、原理
（4）火花塞 ①作用
将点火线圈产生的高压电引入燃烧室，并在其电极间
产生电火花，点燃混合气
晶体管点火系统
一、点火系作用、要求、分类
3、分类
传统点火系统（触点式点火系统）
原理：由断电器触点控制点火线圈的初级电流，将蓄 电池或发电机供给的低压电转变成高压电。 特点：结构简单，成本低廉。 但工作可靠性差，点火电压低，已逐渐淘汰。
一、点火系作用、要求、分类
3、分类
电子点火系统
原理:由晶体管控制点火线圈初级电流，将蓄电池或发电机
（1）点火线圈
闭磁路点火线圈
结构
闭磁路点火线圈的铁心是“曰”字形或“口”字形，磁 路中只设有一个微小的气隙，其磁路图示 。
二、传统点火系统组成、原理
（1）点火线圈 不同铁心
铁心
二、传统点火系统组成、原理
（1）点火线圈
其他点火线圈
二、传统点火系统组成、原理
（2）分电器
分电器盖
分火头 断电器
电 容 器
二、传统点火系统组成、原理
2、原理
如果二次电压不能将火花塞击穿会怎样？
像图中虚线所示，在几次振荡后消失。
二、传统点火系统组成、原理
3、影响二次电压的因素 （1）传统点火系统的工作特性 发动机转速：随转速升高而降低。
初级电流的大小（闭合角的大小）
（2）其他
气缸数：越多越低 火花塞积炭：越严重越低（泄漏）
四、电容放电式点火系统
1、组成
直流升压器：振荡器、变压器、整流器 将蓄电池12V低压直流电转变为交流电并升压，再经整流器
整流为300-500V的直流电，向电容充电。
储能电容：储存产生火花的能量。 开关元件（可控硅）：开关作用。
四、电容放电式点火系统
1、组成
触发器：在规定点火时间触发可控硅。 分为有触电式和无触点式 点火线圈：初级通电，次级产生高压。 分电器：进行配电。
缺点： （1）电容放电式电子点火系统的主要缺点是放电时间过短， 不能确保气缸内混合气的充分燃烧。
尤其是燃气混合不良及燃用稀混合气时更是如此，使得发动机在起
动和低速工况下点火不良，同时，还会使排放增加。
解决：顺序多次点火 或多火花塞方式
四、电容放电式点火系统
3、优缺点
缺点： （2）电容放电式点火系统的另一个缺点是由于高的次级电压 上升率，会对无线电产生严重的干扰。 （3）该系统结构复杂，体积较大，而且成本高，因此，不适 于大批量生产。 上述缺陷限制了在汽油机上的使用，仅用于高速汽油机，如 赛车发动机。
一、点火系作用、要求、分类
2、要求
（1）能产生足以击穿火花塞间隙的电压 （15～20kV）
一、点火系作用、要求、分类
2、要求
影响因素：
电极间隙：正比
电极温度：反比 电极形状： 越尖，越低 混合气温度： 反比
混合气压力、密度： 正比 加速时： 高
高速时（匀速）：
因温度上升，电压降低
中心电极为负：电压低
维修简便。
三、电子点火装置的特点、类型
2、类型
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 特点：由三极管控制初级电路的通断，但仍保留机
按有无触点分类
可获稳定火花参数，故 对提高发动机的动力性、 无触点式早在20 经济性以及排气净化等 世纪70年代初已 方面均极为有利，目前 在发达国家开始 已在国内外得到广泛应 采用。 用。
点火提前角的控制由机械式点火提前装置完成
储能元件是点火线圈
储能元件是专用电容
微机控制式
点火提前角的控制由发
动机ECU完成
三、电子点火装置的特点、类型
2、类型
按控制点火线圈初级电流的电子元件分类 晶体管点火装置
可控硅点火装置
电容储能式 集成电路点火装置。
四、电容放电式点火系统
1、组成
1-直流升压器 2-晶闸管 3-分电器 4-火花塞 5-触发器 6点火线圈 7-储能电容器 8-振荡器
功能：除控制初级电 路通断外，还具有限 制初级电流大小；控
制闭合角大小；停电
慢断电保护；过压保 护等功能。
点火集成模块
五、电感放电式点火系统
1、组成
①限流保护：将初级电流限制在某一值。
初级线圈电阻很小：假设电源为14V，电阻为0.65欧，三极管压降为 1.5V，那电流是多少？
一、点火系作用、要求、分类
3、分类
二、传统点火系统组成、原理
1、组成
主要由（ 电源 ）、（ 点火线圈 ）、分电器、（ 点火开关 ）、
火花塞、（ 高压线 ）等。
电源：作用 是供给电能
附加电阻：作用是改善 点火性能和起动性能
火花塞：作用是将高 压电引入气缸并产生 火花点燃混合气。
点火开关： 作用是控 制电路通 点火线圈：作用是将 电。 12V低压电变为15～ 25KV高压电。
二、传统点火系统组成、原理
2、原理
二、传统点火系统组成、原理
2、原理
二、传统点火系统组成、原理
同时，次级电压 急剧下降
二、传统点火系统组成、原理
2、原理
（3）火花塞电极间的火花放电过程
火花放电一般分为电容放电和电感放电。 电容放电：指火花塞间隙被击穿时，储存在C2中的电场能迅 速释放：放电时间极短（1μS左右），但电流很大（几十A）， 电感放电：跳火以后，次级电压小于U2max，剩余磁场能沿电 离的火花间隙缓慢放电形成电感放电，又称火花尾 特点：放电时间长（几ms），但电流小（几十毫安），放电 电压低。时间越长，性能越好。
分电器：作用是适时控 制初级电路通断（断电 器），按顺序分配火花 到各缸（配电器）
二、传统点火系统组成、原理
1、组成
二、传统点火系统组成、原理
（1）点火线圈 类型 按接线柱数量不同分： 两柱式和三柱式
开磁路点火线圈
二、传统点火系统组成、原理
（1）点火线圈
开磁路点火线圈 高压线接柱
结构
由铁芯、初级绕组 、次级绕组、钢套 铁心 、绝缘盖和绝缘座 等组成。
点火过早
由于混合气的燃烧在压缩行程进行，压力急剧上升，在
达上止点时已达最大，阻止活塞上行，会降低功率并可能引
起爆燃和运转不平稳。
一、点火系作用、要求、分类
2、要求
（4）在特殊使用条件下(热带、寒带、潮湿及空气稀薄地区) 行驶时，点火系统必须可靠地工作。
一、点火系作用、要求、分类
3、分类
点火系按其组成和产生高压电的方式不同分为传统点火系 、电子点火系和微机控制点火。
四、电容放电式点火系统
2、原理
有触点式
触点闭合时，触发器发出指令信号，使可控硅关断，直
流升压器输出的300～500V直流高压电向储能电容充电；
触点打开时，触发器也发出指令信号，使可控硅导通， 于是储能电容器向点火线圈的初级绕组放电，在次级绕组中 感应出约20～30 kV的高压电动势，使火花塞跳火，完成点火 工作。 无触点电容放电式电子点火系统的工作原理与上述基本相同 。
钢片 外壳
-
+
接线柱
胶木盖
次极线圈 初级线圈 瓷杯
二、传统点火系统组成、原理
（1）点火线圈
开磁路点火线圈
结构
初级绕组：由直径0.5-1.0mm高强度漆包线200匝 次级绕组：直径0.06-0.10mm漆包线2万匝 不足 磁阻大，漏磁损失多，能量转换效率低，现今已较 少应用
二、传统点火系统组成、原理