第5章点火系统汽车电气设备(第2版)凌永成电子PPT课件

如果点火提前角过小（即点火过迟），则混合气边燃烧， 活塞边下行，即燃烧过程是在容积增大的情况下进行的，不仅 导致发动机功率下降，还会引起发动机过热，油耗增加。
一般把发动机发出最大功率或油耗最小时的点火提前角， 称为最佳点火提前角。发动机在不同工况和不同使用条件下最 佳点火提前角也不相同，影响最佳点火提前角的主要因素有：
①发动机转速。点火提前角应随转速的升高而增大，但不是线 性关系。
②发动机负荷。在发动机转速不变的情况下，发动机的点火提 前角应随发动机负荷的增加而减小。
③起动及怠速。发动机起动和怠速时，要求点火提前角减小甚
至不提前点火。
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④汽油的辛烷值。随着汽油辛烷值的增大，点火提前角可适当 增加。
⑤发动机压缩比。随着发动机压缩比的增高，点火提前角可相 应减小。
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第5章 点火系统
5.1 点火系统概述
5.1.1点火系统基本组成
汽油发动机 点火系统的作 用是适时地为 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 地起动并连续 运转。
图5-1 点火系统基本结构
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5.1.2汽油发动机连续运转（正常着车）的必备条件
为使汽油发动机连续运转（正常着车），必须具备“有油、 有电、有压缩”这三个基本条件。
2.按照点火信号发生原理分类
①电磁感应式电子点火系统（如一汽解放车系、丰田车系）。
②霍尔效应式电子点火系统（如德国大众车系）。
③光电式电子点火系统（如日本日产车系）。
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3.按初级电路的控制方式分类
（1）进入气缸的可燃混合气浓度必须适宜，既不能太浓，也 不能太稀。 （2）点火系统必须在正确的点火时刻进行点火，且电火花要 足够强烈。 （3）在压缩行程接近终了时，燃烧室内要有较高的压缩压力。
5.1.3对点火系统的基本要求
点火系统性能好坏对发动机的工作有十分重要的影响。 点火系统应在发动机各种工况和使用条件下保证可靠ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ准确 地点火。
图5-5 无分电器点火系统结构
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5.1.5点火系统的分类
1.按照点火能量的储存方式分类
①电感储能式电子点火系统（亦称电感放电式电子点火系）。 在这类点火系统中，电火花的点火能量以磁场的形式储存在 点火线圈中。
②电容储能式电子点火系统（亦称电容放电式电子点火系）。 在这类点火系统中，电火花的点火能量以电场的形式储存在 专门的储能电容器中。
点火时刻一般用点火提前角来表示，压缩行程中，从点火 开始到活塞运行到上止点时曲轴所转过的角度，称为点火提前 角。
如果点火提前角过大（即点火过早），混合气的燃烧主要 在压缩过程中进行，气缸压力急剧上升，在活塞到达上止点之6
前即达到较大压力，给正在上升的活塞一个很大的阻力，会阻 止活塞向上运动。这样不仅使发动机功率下降，油耗增加，还 会引起爆燃，加速机件损坏。
为此，对点火系统有下列要求：
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（1）点火系统应能产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压。
能够击穿火花塞电极间隙，在火花塞电极间产生电火花的
最低电压，称为火花塞击穿电压。汽车在行驶中，发动机在满 载低速时需8~10kV的高压电，正常点火一般均在15kV以上， 起动时可达19kV。
为保证点火可靠，点火系统所能产生的最高电压必须总是 高于火花塞的击穿电压。考虑各种不利因素的影响，通常将点 火装置的设计能力控制在30kV以内。
生大于100mJ的电火花能量。
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（3）点火系统应按照发动机的工作顺序进行点火。
一般直列四缸发动机的点火顺序为1→3→4→2，直列六 缸发动机的点火顺序为1→5→3→6→2→4。但也有采用其他 点火顺序的，应以制造厂商提供的技术数据为准。
（4）点火时刻应适应发动机各种工况的变化。
发动机的负荷、转速和燃油品质等，都直接影响到气缸内 混合气的燃烧速度。为使发动机输出功率最大、油耗最小、排 放污染物最少，点火系统必须能适应各种工况的变化，在最有 利的时刻点火（实现最佳点火）。
轮接通和断开触点，使点火线圈的初级电流间歇流动，从而
在点火线圈次级产生点火高压，如图5-2所示。
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图5-2 传统点火系统结构
传统点火系统的断电器触点因为使用中会发生氧化、烧 蚀，需要定期保养，且触点的机械惯性大，响应速度慢，因 而性能不佳，已经被新型点火系统取代。
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2.无触点电子点火系统
在无触点电子点火系统中，用信号发生器取代凸轮触点机 构，利用电子控制的方法使点火线圈的初级电流间歇流动，从 而在点火线圈次级产生点火高压。
⑥混合气的浓度。混合气的浓度直接影响燃烧速率，当过量空
气系数0.8~0.9时，燃烧速度最快，最佳点火提前角最小。
过稀或过浓的混合气，由于燃烧速率降低，故必须相应增加点 火提前角。
5.1.4点火系统的发展历程 1. 传统点火系统
传统点火系统也称蓄电池点火系统、触点式点火系统。
这种点火系统具有最基本的结构，在该系统中，通过机械凸
汽车电气设备
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配套教材信息
教材名称：汽车电气设备（第2版） 教材主编：凌永成 教材定价：38RMB 出版社：北京大学出版社 出版时间/版次：2010年3月第2版 国际标准书号（ISBN ）： 978-7-301-16916-2 教材所属系列： 21世纪全国高等院校汽车类 创新型应用人才培养规划教材
图5-3 无触点电子点火系统结构
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3.电控电子点火系统
在电控电子点火系统中，电控点火提前装置取代了传统 的点火提前机构（真空及离心提前机构），并开始利用发动 机电子控制单元控制点火提前角。
图5-4 电控电子点火系统结构
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4.无分电器点火系统
无分电器点火系统简称DLI（Distributor-less Ignition）系 统。该系统使用多个点火线圈，直接向火花塞输送高电压， 取消了机械式分电器结构，沿用了发动机电子控制单元控制 点火提前角的方法。
（2）电火花应具有足够的点火能量。
发动机正常工作时，因混合气压缩终了的温度已接近其自 燃温度，这时所需电火花能量为1～5mJ即可点火。但在发动 机起动、怠速运转以及节气门急剧打开时，则需较高的电火花 能量。
为保证发动机能在较高经济性和污染物排放指标的基础上
正常工作，其可靠的点火能量应达到50～80mJ，起动时应产