汽车点火系统.

第一节点火系统的作用和类型

1.点火系的作用

由于汽油自燃温度高，难以被压燃，因此汽油发动机设置了点火系，采用电火花点燃可燃混合气。

点火系的作用是将汽车电源供给的低压电转变为高压电，并按照发动机的作功顺序与点火时间的要求适时、准确地配送给各缸的火花塞，在其间隙处产生点火花，点燃气缸内的可燃混合气。（相关视频：第一集）

2.点火系的分类

汽车点火系按其组成和产生高压电的方式不同可分为传统点火系，电子点火系和计算机控制点火系三种类型。

⑴传统点火系

是指初级电路的通断由断电器触电控制的点火系。

传统点火系：结构简单，成本低廉，但故障率高，高速性能差，已逐步淘汰。

⑵电子点火系

是指初级电路的通断由晶体管控制的点火系，也称“晶体管点火系”或“半导体点火系”。电子点火系：具有高速性能好、点火时间精确、结构简单、质量轻、体积小等优点。它已经逐渐取代传统点火系。

⑶计算机控制点火系

是指计算机根据各种传感器输入的信号，经过数学运算和逻辑判断，控制初级电流通断的点火系。计算机控制点火系是最先进的点火系，应用越来越广泛。

第二节传统点火系

1. 传统点火系的组成及工作原理

⑴传统点火系的组成如下图所示。主要由电源、点火线圈、分电器、点火开关、火花塞、附加电阻、高低压导线等组成。

⑵工作原理

在传统点火系中，电源供给的低压直流电，经断电器和点火线圈转变为高压电，再经配电器分送到各缸火花塞，在火花塞的电极间产生电火花，点燃可燃混合气，使发动机工作。下图是传统点火系的工作原理。

接通点火开关，起动发动机，发动机开始工作。断电器的凸轮在发动机的凸轮轴的的驱动下不断旋转，凸轮旋转时交替地使断电器的触点断开和闭合。当断电器触点闭合时，接通了点火线圈初级绕组的电路，即初级电路，又称低压电路。流经初级电路的电流，称为初级的电流，其路径是：

蓄电池“正极”→电流表→点火开关→点火线圈→“+开关”接线柱→附加电阻→点火线圈“开关”接线柱→点火线圈初级绕组→点火线圈“－”接线柱→断电器触点→搭铁→蓄电池“负极”。如下触电闭合状态图所示。

电流通过初级绕组时，在点火线圈的铁心中形成磁场。积蓄了磁场能。当分电器凸轮将触点顶开时，初级电路被切断，初级电流迅速下降，铁心中的磁场也迅速消失，于是在点火线圈的次极绕组中感应出高压电动势。由于次极绕组是初级绕组的80~100倍。所以其感应电动势可达15000~20000V，配电器把高压电传送给工作缸火花塞，击穿火花塞的间隙，产生点火花。

当火花塞的间隙被击穿时，在点火线圈次极绕组的电路中有电流通过，该电流称为次极电流。次极电流流经的电路，称为次极电路，也称高压电路，其路径是：

点火线圈次级绕组→点火线圈“开关”接线柱→附加电阻→点火线圈“+开关”接线柱→点火开关→电流表→蓄电池→搭铁→火花塞侧电极→火花间隙→火花塞中心电极→高压导线→配电器的旁电极→分火头→配电器的中央电极→高压导线→点火线圈次极绕组。如上触电断开状态图所示。

发动机工作期间，断电器触点每开、闭一次，上述过程将重复进行一次。因此，发动机每转两转，各缸按工作顺序轮流点火一次，点火开关断开后，初级电路切断，发动机熄火。

2. 传统点火系主要部件的构造及作用

⑴点火线圈

作用：将电源提供的12V低压电转变成能击穿火花塞电极间隙的高压电。

构造：点火线圈是利用电磁感应原理制成的。点火线圈按其磁路结构形式的不同，一般分为开磁路式和闭磁路式两种。

开磁路点火线圈

点火线圈按冷却方式的不同分为沥青式和油浸式；按有无附加电阻分为带附加电阻和不带附加电阻型；按接线柱的多少分为两接线柱式和三接线柱试。下图为开磁路式点火线圈的内部结构。点火线圈主要由铁心初级绕组、次极绕组、胶木盖、瓷座、接线柱和外壳等组成。

为了减少涡流和磁路损失，铁心由若干层涂有绝缘漆的硅钢片叠成，包在硬纸做成的绝缘套管内。套管外面有用直径为0.06~0.10mm的漆包线分层绕制的次极绕组，绕组匝数为11000~26000匝。每层绕组之间都用绝缘纸隔开，最外层的绝缘纸层数较多。再用同样方法将初级的绕组绕在次极绕组的外边。初级的绕组因通过的电流较大。所以一般用0.5~1.0mm的漆包线绕制，匝数约为230~380匝；绕组绕好后在真空中浸以石蜡和松香的混合物，以增强绝缘性。外壳与绕组之间装有导磁用的钢套。钢套作用是减小磁阻，并使初级绕组的热量易于散出。两个绕组连同铁心浸渍石蜡和松香的混合物后装入外壳中，并支于瓷质绝缘座上。为加强绝缘防止潮气浸入，利于散热，在外壳内填满沥青或变压器油，前者称为干式点火线圈。后者称为油浸式点火线圈。点火线圈上端装有胶木盖，用开密封点火线圈内部，并可防止高压电击穿刺激绕组的绝缘层，向外壳放电。

点火线圈的胶木盖上装有与点火开关，分电器连接的低压接柱。两接柱点火线圈的低压接柱上分别标有“+”、“-”标记。三接柱点火线圈的低压接柱上分别标有“开关”、“+开关”“-”标记，并在“开关”和“+开关”接柱上接有附加电阻。胶木盖的中央是高压线查座。周围较高，以防高压电在接柱间放电。点火线圈的初级绕组两端分别接“+”（或开关）和“-”接线柱，次极绕组的一端接初级绕组，另一端接高压插座。

闭磁路点火线圈

闭磁路点火线圈和开磁路点火线圈相比，其铁心不是条形的，而是“曰”字形或“口”字形。铁心磁化后，其磁感应线经铁心构成闭合磁路。如下图所示。由于闭磁路点火线圈漏磁小，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，由于闭磁路的铁心导磁能力强，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。其体积小，可直接装在分电器上，不仅结构紧凑，并可有效地降低次极电容，故在无触点半导体点火系中广泛使用

下图为闭磁路点火的结构，它由E字形的硅钢片叠成，绕组是绕在E字形钢片的中间的“-”指上，初级绕组在里边，次级绕组在初级绕组的外面，外面用环氧树脂密封，取消了金属外壳，这样易于散热。

（2）附加电阻

作用：减小低速时的初级电流，防止点火线圈过热，改善高速时点火特性。

点火线圈附加电阻一般用直径0.4mm左右的低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝。绕成螺旋管形，夹在两块磁板之间，用螺栓固定在点火线圈的安装保持架上，在常温20?C时，阻值一般为1.25~1.80Ω。附加电阻是热敏电阻，当电阻上流过的电流大，使温度升高时，其阻值随之变大；当电阻上流过的电流变小，使温度降低时，其阻值随之变小。

（3）点火开关

作用：控制点火系低压电路的通断，控制发动机的起动和熄火。

结构：点火开关外形各异，但一般为圆柱形，一端有钥匙插孔。另一端是接线柱，一般分Ⅲ、0、Ⅰ、Ⅱ档，0档为断开位置，Ⅰ档是发动机正常工作位置，Ⅱ档是起动位置，Ⅲ档是辅助电器位置。

（4）分电器

作用：主要由断电器、配点器、点火提前机构和电容器组成。

断电器的作用是在发动机凸轮轴驱动下，准时接通和切断点火线圈初级电流，使点火线圈及时产生高压电；

配点器的作用是按点火顺序将高压电分送至各缸火花塞；

点火提前机构的作用是实现对点火时间的调整：

电容器的作用是减小断电触点火花。提高点火线圈次极高压。

结构：分电器又称断电一配点器，壳体一般由铸铁制成，下部压有石墨青铜衬套，分电器轴由凸轮轴驱动。分电器轴在衬套内旋转，用油杯进行润滑。分电器由断点器、配点器、电容器、离心点火提前结构、真空点火提前机构和辛烷值选择器等构件组成。

断电器

由断电器底板，固定触点及支架、活动触点及触电臂、压簧和凸轮轴等组成，安装在分电器壳体内部的上方。