第四章电控点火系统

有无分电器
概述
• （四） 点火系统控制目标
– （1） 发动机各种工况和使用条件下均能迅速 、及时地产生足以击穿火花塞电极间隙的高 电压，具有足够的能量。
– （2）点火时刻应与发动机各种工况相适应， 即具有可变的点火提前角。
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概述
• 过大时：使混合气的燃烧在压缩过程中进行，则气 缸压力急剧升高，在活塞到达上止点前就达到最高 压力，正在上升的活塞将会收到很大阻力。
– 1 磁感应式电子点火系统（丰田、切诺基等 ）
– 2 霍尔效应式电子点火系统（桑塔纳、奥迪 等）
– 3 光电式电子点火系统(日产) – 4 三种电感储能无触点点火系统比较 – 5 点火系统一次回路开闭时间计算
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第二节 普通电子点火系统
– 1 磁感应式电子点火系统
信号盘1 由分电器
第一节 传统点火系统
• (2) 断电器触点打开 ，二次绕组产生高电 压。
设则I触pi1增点长U闭R到B合(I1时p 间etbRL，tb )
此能W时：P一 次12 I绕P2L组1 的磁场
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第一节 传统点火系统
触点打开后，一次绕组W1产生的自 感电动势向C1充电到最大值U1max,储存 的能量为： Wc1 12C1U1ma2x
U2maxU R[1eR L(bz1n2)0]
L1 C1(N N12 )2C2
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第一节 传统点火系统
• （2）火花塞积炭 火花塞积炭相当于在火花塞电极间并联一个分
路电阻。火花塞积炭越多，二次电压最大值越小。
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第一节 传统点火系统
• （3）电容对二次电压的影响

5.辛烷值选择器
更换汽油号数，可作预臵提前和滞后。 一般转动分电器外壳，即可实现。 逆着分电器轴的转动方向，转动 分电器外壳，点火提前。 顺着分电器轴的转动方向，转动 分电器外壳，点火迟后。
6.对分电器结构说明
①需要调整的三个间隙 触点、凸轮轴、分电器轴； ②需要润滑的三个部位 凸轮、凸轮轴、分电器轴承； ③不能漏装的几处垫片 凸轮顶端、凸轮拨板下端、
提示： 触点间隙过大，触点张开时机过早， 点火提前角增大，易产生爆震。 2.触点接触电阻
触点氧化、烧蚀、弹片弹力过弱， 均会使接触电阻增大；
触点接触电阻增大，低压电流值减小， 磁通变化速率降低，次级电压降低。
（六）点火线圈温度 环境温度升高； 发动机过热； 调节电压过高； 均会导致点火线圈过热，使初级绕组 电阻增大，通过的电流减小，引起磁通变 化速率降低，使次级绕组感应电压降低。 一般要求：T℃≯80 ℃
CA1092 汽车
（二）霍尔式电子点火系统
1.霍尔效应
硅片上方放
臵一块永久磁铁，
与磁场垂直方向
通过电流，在其
侧面可测量出电 压UH—霍尔电压。
2.霍尔信号发生器结构
（1）信号转子（触发叶轮）
（二）触点张开，初级绕组N1电路切断
初级电流消失，引起磁场变化， 在初级绕组中产生自感电动势，由 于阻碍初级电流消失，磁场变化率 低，在次级绕组中产生互感电动势 大约为4000V。
触点张开与触点闭合时相比， 次级绕组中产生的互感电动势为什 么会高？
（三）设臵电容器协助点火线圈产生高压电
电容器与断电器触点并联； 断电器触点闭合时，电容器被短路；
自净温度：500℃～750℃ 低于该温度—易积炭； 高于该温度—易炽点火（爆燃）；

3、电控点火系统的工作原理：
发动机工作时，ECU根据接受到的 传感器信号，按存储器中的相关程序和数 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，经分电器或直接送至工作 气缸的火花塞。
的火花塞同时跳火，即双缸同时点火。双缸同时点 火时，一个气缸处于压缩行程末期，是有效点火， 另一个处于排气行程末期，是无效点火
b、单独点火方式： 点火系统采用单独点火方式时，每一个气缸都
配有一个点火线圈，且直接安装在火花塞上方，其 基本组成和工作原理和同时点火方式相同。
单独点火的优点是省去了高压线，点火能量损 耗进一步减少
（3）爆震的控制：
推迟点火提前角是消除爆震简单有效的 措施。
发动机爆震出现 提前
推迟 发动机爆震停止
4、电控点火系统的分类：
（1）有分电器电控点火系统：
① 主要特点：只有1个点火线圈。 ② 基本组成：
凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计、 冷却液温度传感器、节气门位置传感 器、起动开关、空调开关、车速传感器。 如图：
1—主继电器； 2—压力传感器； 3—温度传感器； 4—基准 位置传感器；5—转速传感器； 6—ECU； 7—EFI 控制； 8— 点火时间控制(ESA)； 9—点火信号；10—通电开始； 11—点 火； 12—电子点火器； 13—点火监视回路； 14—闭合角控制； 15—点火线圈； 16—点火开关； 17—蓄电池； 18—至分电器； 19—至发动机转速表
5、电控点火系统的控制：
（1）点+基本点火提前角+点火提前角修正值 日产：实际点火提前角=基本点火提前角×水温修正系数

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。

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。 这样能够相互弥补，不至于造成火花 塞过热或者是过冷。
火花塞的热特性常用热值或炽热数表示。 我国是以绝缘体裙部长度标定的热值 （1～11）表示火花塞的热特性。 热值代号1、2、3为热型火花塞；4、5、 6为中型火花塞；7、8、9、10、11为冷型火 花塞。
4.2.4
传统点火系统的工作特性
1．发动机转速与气缸数对二次 电压的影响
图4.17 传统点火系统的工作特性
2．火花塞积炭对二次电压的影响
图4.18 火花塞积炭对二次电压的影响
3．电容值的大小对二次电压的影响
理论上，二次电压的最大值随电容C1 和C2的减小而增大。 但实际上C1太小，就不能很好起到吸 收点火线圈一次绕组自感电动势的作用， 触点断开时的触点间火花就会加大，反而 使二次电压降低。
3．火花塞
（1）对火花塞的要求
火花塞的工作条件极其恶劣，它要受 到高压、高温以及燃烧产物的强烈腐蚀。 因此火花塞必须具备以下特点。
① 火花塞必须具有足够的力学强度，以 适应往复运动气体的冲击力。 ② 火花塞在点火产生高压电的冲击时， 仍然要可靠的绝缘。 ③ 能承受剧烈的温度变化，在高温下不 能损坏或者局部变形，并具有良好的热特性。
4.2.2 传统点火系统的主要元件
1．点火线圈
（1）点火线圈的组成
点火线圈由一次绕组、二次绕组和铁 芯等组成，如图4.2（b）所示。
图4.2 点火线圈的结构
（2）点火线圈的安装位置
点火线圈通常安装在汽车发动机罩内 的前挡板或者是侧面支架上。
（3）点火线圈的分类
点火线圈按有无附加电阻，可以分为 带附加电阻的和不带附加电阻的；按接线 方式不同，可以分为两柱式和三柱式；按 磁路的结构形式不同，可分为开磁路式点 火线圈和闭磁路式点火线圈。

第一节 传统点火系统
3.火花塞
图4-15 火花塞的结构 1—接线螺母 2—绝缘体 3—金属杆 4，8—内垫圈 5—壳体 6—导电玻璃 7—多层密封垫圈 9—侧电极 10—中心电极
第二节 普通电子点火系统
一、概述 1.传统点火系统存在的问题 (1)火花能量的提高受到限制 现代汽车发动机以其高转速、高压
第二节 普通电子点火系统
(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)霍尔式无触点电子点火装置的优点 与磁感应式电子点火装置 相比，霍尔式电子点火装置由于其点火信号发生器输出的点火信 号幅值、波形不受发动机转速的影响，即使发动机转速很低时，
也能输出稳定的点火信号，因此低速性能好，有利于发动机的起 动。 3.光电式电子点火系统
图4-29 光电式电子点火系统 1—点火器 2—点火开关 3—点火线圈 4—光电式点火信号发生器 5—分火头 6—遮光盘 7—分电器 8—火花塞
第一节 传统点火系统
(2)断电器触点打开，二次绕组产生高电压 触点闭合后，一次电 流按指数规律增长，当闭合时间为tb，i1增长到IP时，触点被凸轮 顶开。
图4-5
触点打开后的等效电路
第一节 传统点火系统
(3)火花塞电极间的火花放电过程 通常火花塞的击穿电压Uj总低 于U2max，在这种情况下，当二次电压U2达到Uj时，就使火花塞电 极间隙被击穿而形成电火花，在二次电路中出现i2，如图4-������ 4c
第二节 普通电子点火系统
1.磁感应式电子点火系统
图4-18 磁感应式无触点电子点火系统电路图 1—点火信号发生器 2—点火器 3—分电器 4—火花塞 5—点火线圈
第二节 普通电子点火系统
磁感应式信号发生器 的基本结构 1—信号转子 2—永久磁铁 3—铁心 4—磁通 5—传感线圈 6—空气隙

电容器 安装在分电器的壳体上，与断 电器触点并联。
第一节 传统点火系统
1.3 、传统点火系统的构造
点火提前机构 分电器上装有随发动 机转速和负荷的变化而自动改变点 火提前角的离心式点火提前机构和
真空式点火提前机构。
① 离心式点火提前机构 离心式点火提前调节 销钉
装置是在发动机转速
变化时，自动改变断 电器凸轮与分电器轴 之间的相位关系，从 而改变点火提前角的。 销钉 重块
图4-10a 开磁路式点火线圈的磁路 1. 铁心磁力线 2. 低压接线柱 3. 高压接线柱 4. 一次绕组 5. 二次绕组
图4-9 开磁路式点火线圈的磁路 1. 磁力线 2. 铁心 3. 一次绕组 4. 二次绕组 5. 导磁钢片
第一节 传统点火系统
1.3 、传统点火系统的构造
图4-8 a)电路原理
2. 火花应具有足够的能量；
3. 点火时刻应适应发动机的工况变化。
第四章 点火系统
点火系统的分类：
(1) 传统点火系 (2) 电子点火系 利用机械开关（即触点的闭合和打开）来控制点火线圈初级电流的 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 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 通断，完成点火工作的。
示，点火线圈的中心是用硅钢片叠成的铁 心，在铁心外面套上绝缘的纸板套管，套 管上绕二次绕组，用直径为0.06～0.10mm 的漆包线绕11000～23000匝。
为高压电的基本元件，由一次绕组、二次绕组
和铁心等组成。按磁路的结构形式不同，可分
为开磁路式点火线圈和闭磁路式点火线圈。 ① 闭磁路式点火线圈 如图4-10a所示。 闭磁路式点火线圈的结构
③ 辛烷选择器
为了适应不同汽油的不同抗爆性能，在换用不同品质的汽油时，应适当