汽车点火系统工作原理

发动机点火系统的作用及点火线圈的工作原理

发动机点火系统的作用：

按发动机做功顺序在规定时刻供给火花塞足够能量的直流高压电，使其两

电极间产生电火花点燃混合气，使发动机做功。击穿电压应能达到15～20kV。在点火系统的发展过程中，经历了三种类型的点火系统：传统白金点

火系统、电点火系统、微机控制点火系统（即电控点火系统）。在不同的点火

系统组成结构各不相同，但基本的原理是相同的。无论哪种点火系统，都需

要两个最基本的组成部件有：点火线圈和火花塞。

点火线圈用于将12V的低压直流电转变为15～20kV的高压直流电。

火花塞用于将点火线圈产生的高压电引入燃烧室，产生火花，从而点燃混

合气。

点火线圈的结构图

点火系统的组成与工作原理

一、电控点火系统的类型

1．汽油机点火系统的类型

汽油机点火系主要有：传统点火系统和计算机控制的点火系统两大类型。传统点火系统又可分为磁电机点火系统和蓄电池点火系统。

(1）磁电机点火系统：电能是由磁电机本身提供的，其结构复杂，低速时点火性能差，一般只用于无蓄电池的机动车上。

(2）蓄电池点火系统：又称有触点点火系统，其结构简单、工作可靠，在汽车上得到广泛应用。

蓄电池点火系统的主要缺点：

1）高速易断火，不适合高速发动机。

2）断电器触点易烧蚀，工作可靠性差。

3）点火能量低，点火可靠性差。

(3）微机控制的点火系统：系统中使用模拟计算机根据各传感器信号对点火提前角进行控制。

主要优点：

1）在各种工况及环境条件下，均可自动获得最佳的点火提前角。

2）在整个工作工程中，均可对点火线圈初级回路通电时间和电流进行控制。 3）采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态。

2． 电控点火系统的类型：可分为有分电器和无分电器式。

二、基本组成与工作原理

1．基本组成

电控点火系统一般由电源、传感器、 ECU 、点火器、点火线圈、分电器和火花塞组成。

电控点火系统的基本组成

电源：一般由蓄电池和发电机共同组成，主要是给点火系统提供所需的电能。

传感器：用于检测发动机各种运行参数，为 ECU 提供点火控制所需的信号。

ECU：是电控点火系统的中枢。

点火器：电控点火的执行元件

点火线圈：储存点火所需的能量，并将电源提供的低压电转变为足以在电极间产生击穿火花的 15 ～ 20KV 的高压电。

分电器：根据发动机点火顺序，将点火线圈产生的高压电依次输送给各缸火花塞。 火花塞：利用点火线圈产生的高压电产生点火花，点燃气缸内的混合气。

2．工作原理

发动机工作时， ECU 根据接收到的各传感器信号，按存储器中存储的有关程序和数据，确定出最佳点火提前角和通电时间，并以此向点火器发出指令。点火器根据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时，有电流从点火线圈中的初级电路通过，点火线圈将点火能量以磁场的形式储存起来。当初级电路被切断时，次级线圈中产生很高的感应电动势（ 15 ～ 20KV ），经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。

课 题 项目五十一 汽车点火系统 2课时

教学内容 电子点火系的类型、基本结构、作用及要求

教学目的 掌握电子点火系的类型、基本结构、作用及对点火系的要求。

重点难点 类型、结构、作用、要求

教学方法 讲授 多媒体

讲授新课

一、点火系统作用

（1）将蓄电池电压12V，转换成点火系统需要极高的电压,并分配到各缸。及时、可靠地点燃发动机气缸内的空气和燃油的混合气体。

二、对点火系统的要求

发动机要有效运作必须满足以下条件：

足够的压缩比，适当的混合比，准确而强大的点火。

点火系统的基本功能：

（1）强大的火花（2）准确的点火正时（3）持久耐用

三、点火系统的基本结构

火花塞 高压线 分电器 点火线圈 控制器 提前装置

四、点火系统的发展

传统点火系统： 白金触点 + 凸轮

电子点火系统： 信号发生器 + 点火器

电脑点火系统：电脑控制

电子点火系统

一、分类

（1）按照储能方式分类分为电感式（使用较为普遍）和电容式（多用于高速旋转发动机上，如赛车） （2）按照有无断电器触电分类

（3）按照信号发生器形式分类分为磁感应式、霍尔式、光电式、电磁振荡式等。重点讲解霍尔式和磁感应式。

二、结构和工作原理

（1）有触电式：主要特点为机械式和电子式相结合。

（2）无触点式

磁感应式

（3）霍尔式

三、电子点火装置使用注意事项

当今，电子点火系统已基本取代传统点火系统，其产品技术已较为成熟，可靠性也较高，若安装、使用得当，通常无须进行维护和修理。但若安装、使用不当，也会造成一些人为故障，甚至损坏点火装置。为此，在使用过程中，应注意以下事项：

(1)电子点火装置必须有可靠的搭铁，尽量减小搭铁处的接触电阻，以确保电路稳定可靠地工作；

(2)安装时接线必须正确、牢固；

(3)电子点火系统中的点火线圈一般为专用高能点火线圈，不能用普通点火线圈代替；

汽车点火系统的原理

1、基本工作原理 发动机电脑综合各传感器的输入信息

，从存贮器中选出最适当的点火提前角，再根据曲轴位置传感器判别出曲轴转速、位置及几缸处于压缩上止点 ，然后控制大功率晶体管的导通和截止，即控制点火线圈初级电流的断续。 2、主要装置 (1) 霍尔分电器 霍尔分电器是一种无触点分电器，安装在分电器内部，如图所示，

由霍尔触发器片和霍尔电压产生器集成电路组成。霍尔触发器叶片窗口与凸轮轴同速运转，按照霍尔原理

凸轮轴带动触发器窗口运转，改变了霍尔元件的磁场，使霍尔触发器产生一个微弱电压，即霍尔电压。通过检测窗口的出现，判断出发动机1缸的位置。发动机每转两周，该传感器发出一个11V～0V的负脉冲信号，信号的下降沿距1缸上止点前92°。，其上升沿距1缸上止点前52°。该信号送至ECU，ECU根据此信号确定喷油器的工作顺序、喷油的起始点和爆震控制。若无霍尔信号，则发动机不可能起动。 (2)

点火线圈 点火线圈是产生点火所需高压电的一种变压器。一般发动机点火系所采用的点火线圈依磁路区分，可分为开磁路式及闭磁路式两种。 1、开路式点火线圈 开磁路式点火线圈一般为罐状结构。它以数片硅钢片叠合而成棒状铁芯，次级线圈和初级线圈分别绕在铁芯的外侧。次级线圈为线径0。05～1mm漆包线，匝数2～3万圈臣。初级线圈的线径为0。5～1。0mm，较次级线圈粗，且匝数仅150～300圈而已。初级线圈绕在次级线圈的外侧，故次级线圈所产生的磁通变化与初级线圈完全相同。初级线圈和次级线圈的绕线方向相同，如图所示: 次极线圈的始端连接高压输出接头，其末端则连接于初级线圈的始端，并连接于外壳的"+"接柱，初级线圈的末端连接于外壳的"一"接柱，并接于点火器内功率晶体管的集电极上，由点火器控制其初级线圈电流的通断。 2、闭磁路式点火线圈 闭磁路点火线圈的铁芯是封闭的，磁通全部经过铁芯内部如所示 铁芯的导磁能力约为空气的一万倍，故开磁路点火线圈欲获得与闭磁路点火线圈相同的磁通，则其初级线圈非有较大的磁动势(安培匝数)不可。因此，必须采用匝数较多，线径较大的初级线圈；初级线圈的匝数多，如欲获得同样匝臣数比，则次级线圈的匝数也需增加，因此，开磁路点火线圈的小型化是办不到的。反之，闭磁路点火线圈，由于磁阻小，可有效降低线圈的磁动势，将点火线圈小型化。目前，闭磁路点火线圈已相当小型化，可与点火器合而为一，甚至可与火花塞连体化。经火花塞点燃气缸内的可燃性压缩气体。