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1、 第四章第四章 点火系点火系 n n 第一节第一节 传统点火系的组成及工作原理传统点火系的组成及工作原理 n n 第二节第二节 传统点火系的主要元件传统点火系的主要元件 n n 第三节第三节 传统点火系工作特性及使用传统点火系工作特性及使用 n n 第四节第四节 传统点火系故障诊断与排除传统点火系故障诊断与排除 n n 第五节第五节 触点式电子点火装置触点式电子点火装置 n n 第六节第六节 无触点电子点火装置无触点电子点火装置 n n 第七节第七节 数字式点火装置数字式点火装置 一、点火系作用一、点火系作用 n n 在汽油发动机中，气缸内的混合气是在汽油发动机中，气缸内的混合气是 由高压电火
2、花点燃的，而产生电火花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。的功能是由点火系来完成的。 n n 点火系将电源的点火系将电源的低电压变成高电压低电压变成高电压， 再按照发动机点火顺序轮流送至各气再按照发动机点火顺序轮流送至各气 缸，缸，点燃压缩混合气点燃压缩混合气；并能适应发动；并能适应发动 机工况和使用条件的变化，机工况和使用条件的变化，自动调节自动调节 点火时刻点火时刻，实现可靠而准确的点火；，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还能在更换燃油或安装分电器时进行 人工校准点火时刻人工校准点火时刻。 二、点火系种类二、点火系种类 n n 点火系按采用的
3、电源不同，可分为点火系按采用的电源不同，可分为蓄电蓄电 池点火系池点火系和和磁电机点火系磁电机点火系两大类。两大类。 n n 蓄电池点火系按是否采用电子元件控制蓄电池点火系按是否采用电子元件控制 可分为可分为传统点火系传统点火系和和电子点火系电子点火系。 n n 汽车上的蓄电池或发电机向点火系提供汽车上的蓄电池或发电机向点火系提供 电能，电能，机械触点机械触点控制点火时刻，点火时控制点火时刻，点火时 刻的调节采用刻的调节采用机械式自动调节机构机械式自动调节机构，储，储 能方式为能方式为电感电感储能。传统点火系结构简储能。传统点火系结构简 单，成本低，是一种应用较早、较普遍单，成本低，是一种应用
4、较早、较普遍 的点火系。的点火系。 n n 但该点火系工作可靠性差，点火状况受但该点火系工作可靠性差，点火状况受 转速、触点技术状况影响较大，需要经转速、触点技术状况影响较大，需要经 常维修、调整。随着汽车技术的发展，常维修、调整。随着汽车技术的发展， 传统点火系越来越不适应现代发动机对传统点火系越来越不适应现代发动机对 点火的要求，正日趋被新的电子点火系点火的要求，正日趋被新的电子点火系 所取代所取代. . 1 1 传统点火系传统点火系 2 2电子点火系电子点火系 n n 蓄电池或发电机向点火系提供电能蓄电池或发电机向点火系提供电能 ，晶体管晶体管控制点火时刻，点火时刻控制点火时刻，点火时刻
5、 的调节采用机械式调节机构或的调节采用机械式调节机构或电子电子 调节机构调节机构，储能方式有，储能方式有电感电感储能和储能和 电容电容储能两种。电子点火系的点火储能两种。电子点火系的点火 电压和点火能量高，受发动机工况电压和点火能量高，受发动机工况 和使用条件的影响小，结构简单，和使用条件的影响小，结构简单， 工作可靠，维护、调整工作量小，工作可靠，维护、调整工作量小， 节约燃油，减小污染，应用日益广节约燃油，减小污染，应用日益广 泛。泛。 第一节第一节 传统点火系的组成及工作原理传统点火系的组成及工作原理 第一节第一节 传统点火系的组成及工作原理传统点火系的组成及工作原理 4.1.14.1.
6、1传统点火系的组成传统点火系的组成 1. 1. 电源电源：蓄电池或者是发电机，供给点火系：蓄电池或者是发电机，供给点火系 统的低压电能。统的低压电能。 2. 2. 点火开关点火开关：控制点火系统初级电路，还可：控制点火系统初级电路，还可 以控制仪表电路和起动继电器电路等。以控制仪表电路和起动继电器电路等。 3. 3. 附加电阻附加电阻：改善点火性能和起动性能：改善点火性能和起动性能 4. 4. 点火线圈点火线圈：由一次绕组和二次绕组等组成：由一次绕组和二次绕组等组成 ，将，将12V12V的低压电变成的低压电变成151520KV20KV的高压的高压 电。电。 5. 5. 高压导线高压导线：连接点
7、火线圈至分电器中心、：连接点火线圈至分电器中心、 及分电器旁电极至各火花塞。及分电器旁电极至各火花塞。 6. 6. 分电器分电器：由断电器、配电器、电容器、点火：由断电器、配电器、电容器、点火 提前调节机构组成。提前调节机构组成。 n n 断电器断电器：由触点和凸轮组成，用来控制点火：由触点和凸轮组成，用来控制点火 线圈一次电路的通断。线圈一次电路的通断。 n n 配电器配电器：由分电器盖和分火头组成，用于将：由分电器盖和分火头组成，用于将 点火线圈产生的高压电，按照发动机的工作点火线圈产生的高压电，按照发动机的工作 顺序送至各缸的火花塞。顺序送至各缸的火花塞。 n n 电容器电容器：减少触点
8、分开时的火花，延长触点：减少触点分开时的火花，延长触点 使用寿命。使用寿命。 n n 点火提前调节机构点火提前调节机构：由离心点火提前调节机：由离心点火提前调节机 构、真空点火提前调节机构组成，用于自动构、真空点火提前调节机构组成，用于自动 调节点火提前角。调节点火提前角。 7. 7. 火花塞火花塞：将高压电引入燃烧室产生电火花点：将高压电引入燃烧室产生电火花点 燃混合气。燃混合气。 4.1.2 4.1.2 点火系工作原理点火系工作原理 n n 触点闭合，初级电流增长触点闭合，初级电流增长 n n 触点打开，次级绕组产生高压触点打开，次级绕组产生高压 n n 火花塞电极间火花放电火花塞电极间火
9、花放电 4.1.3 4.1.3 汽车发动机对点火系的基本要求汽车发动机对点火系的基本要求 n n 无论是哪一类的点火装置，均有共同无论是哪一类的点火装置，均有共同 的技术性能要求，即的技术性能要求，即应在发动机各种应在发动机各种 工况和使用条件下保证可靠而准确地工况和使用条件下保证可靠而准确地 点火点火，为此应满足以下三个方面的要，为此应满足以下三个方面的要 求：求： n n 1. 1. 能迅速产生足以击穿火花塞间隙的能迅速产生足以击穿火花塞间隙的 高压电高压电 n n 2. 2. 电火花应具有足够的能量电火花应具有足够的能量 n n 3. 3. 点火时刻应适应发动机的工况变化点火时刻应适应发
10、动机的工况变化 4.1.3.1 4.1.3.1 能产生足以击穿火花塞间隙的电压能产生足以击穿火花塞间隙的电压 n n 火花塞电极击穿而产生火花时所需要的火花塞电极击穿而产生火花时所需要的 电压称为电压称为击穿电压击穿电压。点火系产生的次级。点火系产生的次级 电压必须高于击穿电压，才能使火花塞电压必须高于击穿电压，才能使火花塞 跳火。击穿电压的大小受很多因素影响跳火。击穿电压的大小受很多因素影响 ，其中主要有：，其中主要有： n n （1 1）火花塞电极间隙和形状）火花塞电极间隙和形状 火花塞电极的间隙越大，气火花塞电极的间隙越大，气 体中的电子和离子受电场力的作用越小体中的电子和离子受电场力的
11、作用越小 ，不易发生碰撞电离，击穿电压就越高，不易发生碰撞电离，击穿电压就越高 ；电极的尖端棱角分明，所需的击穿电；电极的尖端棱角分明，所需的击穿电 压低。压低。 n n （2 2）气缸内混合气体的压力和温度）气缸内混合气体的压力和温度 混合气的压力越大，温度越混合气的压力越大，温度越 低，其密度就越大，离子自由运动距低，其密度就越大，离子自由运动距 离就越短，不易发生碰撞电离，击穿离就越短，不易发生碰撞电离，击穿 电压就越高。电压就越高。 n n （3 3）电极的温度和极性）电极的温度和极性 火花塞电极的温度越高，电火花塞电极的温度越高，电 极周围的气体密度越小，击穿电压就极周围的气体密度越
12、小，击穿电压就 越低；针状的中心电极为负极且温度越低；针状的中心电极为负极且温度 较高时，击穿电压就较低。中心电极较高时，击穿电压就较低。中心电极 是负极时其击穿电压比中心电极是正是负极时其击穿电压比中心电极是正 极时约降低极时约降低20%20%40%40%。 n n （4 4）发动机的工作情况）发动机的工作情况 发动机高速工作时，气缸内的温度升高发动机高速工作时，气缸内的温度升高 ，使气缸的充气量减小，致使气缸中压力减，使气缸的充气量减小，致使气缸中压力减 小，因而火花塞的击穿电压随转速的升高而小，因而火花塞的击穿电压随转速的升高而 降低。发动机在起动和急加速时击穿电压升降低。发动机在起动和
13、急加速时击穿电压升 高，而全负荷且稳定工作状态时击穿电压较高，而全负荷且稳定工作状态时击穿电压较 低。低。 混合气过稀和过浓时击穿电压都会升混合气过稀和过浓时击穿电压都会升 高。此外，发动机的功率、压缩比以及点火高。此外，发动机的功率、压缩比以及点火 时刻等因素也影响击穿电压的高低。为了保时刻等因素也影响击穿电压的高低。为了保 证点火的可靠性，点火系必须有一定的次级证点火的可靠性，点火系必须有一定的次级 电压储备。但过高的次级电压，将造成绝缘电压储备。但过高的次级电压，将造成绝缘 困难，使成本提高。困难，使成本提高。 4.1.3.2 4.1.3.2 电火花应具有足够的能量电火花应具有足够的能量
14、 n n 发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的 温度接近其自燃温度，仅需要温度接近其自燃温度，仅需要1 15mJ5mJ的火花的火花 能量。但在混合气过浓或是过稀时，发动机能量。但在混合气过浓或是过稀时，发动机 起动、怠速或节气门急剧打开时，则需要较起动、怠速或节气门急剧打开时，则需要较 高的火花能量。并且随着现代发动机对经济高的火花能量。并且随着现代发动机对经济 性和排气净化要求的提高，都迫切需要提高性和排气净化要求的提高，都迫切需要提高 火花能量。火花能量。 n n 因此，为了保证可靠点火，高能电子点火系因此，为了保证可靠点火，高能电子点火系 一般应具
15、有一般应具有505080mJ80mJ的火花能量，的火花能量，起动时起动时应应 产生高于产生高于100mJ100mJ的火花能量。的火花能量。 n n 首先，点火系统应按发动机的工作顺序进首先，点火系统应按发动机的工作顺序进 行点火。一般六缸发动机的点火顺序为行点火。一般六缸发动机的点火顺序为1-1- 5-3-6-2-45-3-6-2-4，四缸发动机的点火顺序为，四缸发动机的点火顺序为1-3-1-3- 4-24-2或或1-2-4-31-2-4-3。 n n 其次，必须在最有利的时刻进行点火。由其次，必须在最有利的时刻进行点火。由 于混合气在气缸内燃烧占用一定的时间，于混合气在气缸内燃烧占用一定的时
16、间， 所以混合气不应在压缩行程上止点处点火所以混合气不应在压缩行程上止点处点火 ，而应适当提前，使活塞达到上止点时，而应适当提前，使活塞达到上止点时， 混合气已得到充分燃烧，从而使发动机获混合气已得到充分燃烧，从而使发动机获 得较大功率。点火时刻一般用得较大功率。点火时刻一般用点火提前角点火提前角 来表示，即来表示，即从发出电火花开始到活塞到达从发出电火花开始到活塞到达 上止点为止的一段时间内曲轴转过的角度上止点为止的一段时间内曲轴转过的角度 。 4.1.3.3 4.1.3.3 点火时刻应适应发动机的工况变化点火时刻应适应发动机的工况变化 n n 如果如果点火过迟点火过迟，当活塞到达上止点时才点火，当活塞到达上止点时才点火 ，则混合气的燃烧主要在活塞下行过程中完，则混合气的燃烧主要在活塞下行过程中完 成，即燃烧过程在容积增大的情况下进行，成，即燃烧过程在容积增大的情况下进行， 使炽热的气体与气缸壁接触的面积增大，因使炽热的气体与气缸壁接触的面积增大，因 而转变为有效功的热量相对减少，气
