第4章 点火系2

1、Automobile Electrics 第 4 章 点火系 1 学习目标学习目标 q掌握点火系统的组成与工作原理 q掌握分电器、点火线圈、火花塞的组成与工作 原理 q掌握磁感应式普通电子点火系和霍尔式普通电 子点火系的组成与工作过程 q掌握微机控制点火系的组成、分类和工作原理 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 2 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 1.点火线圈 点火线圈的作用是将电源的低压电转变为高压电。其外形如下 图示： Automobile Electrics 第 4 章 点火系 3 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （一）分类（一

2、）分类 点火线圈按冷却方式不同分为沥青式、油浸式和气冷式。 按有无附加电阻可分为带附加电阻型和不带附加电阻型。按接 线柱的多少可分为两接柱式和三接柱式。按铁心形状不同可分 为开磁路式和闭磁路式。按功能差异分为普通型和高能型。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 4 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （二）开磁路点火 线圈 （1）基本结构 传统的开磁路 点火线圈的基本结 构如图4-10所示， 主要由铁心、绕组、 胶木盖、瓷杯等组 成。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 5 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 其铁心用

3、0.30.5mm厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级绕 组和次级绕阻。次级绕阻居内，通常用直径为0.060.10mm的 漆包线绕1100026000匝；初级绕阻居外，通常用0.51.0mm 的漆包线绕230370匝。次级绕阻的一端连接在盖子上高压插 孔中的弹簧片上，另一端与初级绕阻的一端相连；初级绕阻的两 端则分别连接在盖子上的低压接线柱上。绕阻与外壳之间装有导 磁钢套并填满沥青或变压器油，以减少漏磁、加强绝缘性并防止 潮气侵入。 三接柱点火线圈壳体外部装有一附加电阻，附加电阻两端连 至胶木盖的“+开关”和“开关”接柱。其作用是改善点火性能。 两接柱点火线圈无附加电阻在点火开关与点火线圈“+”接柱间

4、， 连入一根附加电阻线。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 6 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （2）附加电阻的作用 附加电阻也称热敏电阻，它由低碳钢丝、镍铬丝或纯镍丝制成，具有 温度升高时电阻迅速增大、温度降低时电阻迅速减小的特点。发动机工作时， 利用附加电阻这一特点自动调节初级电流，可以改善点火系的工作特性。 当发动机低速工作时，初级电流增长时间长，电流大，附加电阻受热 阻值增大，避免了初级电流过大，防止点火线圈过热；当发动机高速工作时， 初级电流增长时间短，电流小，附加电阻温度较低，可使初级电流下降的少 些，保证了发动机在高速工作时点火系统能供

5、给较强的高压电而不止断火。 所以转速变化时，附加电阻较好地解决了高速断火和低速点火线圈过热的矛 盾，改善了点火性能。 当发动机起动时，由于蓄电池的端电压会急剧下降，致使初级电流减 小，点火线圈不能供给足够的高电压和点火能量。为了克服这一影响，在起 动时将附加电阻短路，以增大初 级电流，提高次级电压和火花能量，从而改 善了发动机的起动性能。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 7 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （三）闭磁路点火线圈 闭磁路点火线圈的结构图见图4-11。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 8 4.2.34.2.

6、3 主要元件结构主要元件结构 传统的开磁路点火线圈中， 次级绕组在铁心中的磁通通过导 磁钢套构成回路，磁力线的上、 下部分从空气中通过，磁路的磁 阻大，磁通损失大，转换效率低 （约60%）；闭磁路点火线圈的 铁心是“曰”字形或“口”字形， 铁心内绕有初级绕阻，在初级绕 组外面绕有次级绕组，其铁心构 成闭合磁路，磁路中只设有一个 微小的气隙，其磁路图4-12所 示 。闭磁路点火线圈漏磁少， 磁阻小，能量损失小，变换效率 高，可使点火线圈小型化。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 9 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 2. 分电器 分电器形式很多，但结构和

7、工作原理基本相同，都由断电器、配电器、 电容器、点火提前装置和壳体组成。如图所示 ： Automobile Electrics 第 4 章 点火系 10 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 11 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （1）断电器 断电器是指分电器中用来控制初级电路通断的那部分结构， 主要包括：凸轮、触点副及底板等。 凸轮每转动一圈，将触点定开与凸角数相等的次数，使各 缸点火一次。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 12 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构

8、 （2）配电器 配电器装于信号发生器的上部，由分电器盖、分火头组成，如下图所 示。其作用是将高压电按点火顺序分配至火花塞。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 13 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 分电器盖由胶木粉在钢模中热压而成，装于分电器顶端， 用两弹性夹卡固。分火头套装在分电器轴的顶端随轴一起旋转， 其上有金属导电片。分电器盖的中间有高压线座孔，其内装有 带弹簧的碳柱，压在分火头的导电片上。分电器盖的四周有与 发动机气缸数相等的旁电极通至盖上的金属套座孔，以安插分 缸高压线。分火头旋转时，导电片在距离旁电极0.20.8mm 间隙处越过，当信号发生

9、器产生点火信号时，高电压自导电片 跳至与其相对的旁电极，在经分缸高压线送至火花塞。 高压线有中央高压线和分缸高压线两种。一般为耐压绝缘 包层的铜芯线或全塑高压阻尼线。常为竖直排列，也有水平布 置，可避免折损，缩短长度，抗高电压，延长寿命。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 14 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （3）电容器 电容器装在分电器壳体上，与断电器触点并联。容量一般 0.150.35uF。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 15 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （4）离心调节器 其作用是在转速变化时

10、， 利用离心力自动使信号发生器 提前产生点火信号来调节点火 提前角。其结构如图4-13所示。 在分电器轴上固定有托板，两 个重块分别套在托板的柱销上， 重块的另一端由弹簧拉向轴心。 信号发生器的转子与拨板一起 套在分电器轴上，拨板的两端 有长形孔，套于离心块的销钉 上。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 16 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 点火提前角无需调整时，离心调节器处于不工作位置，两 离心块在拉簧作用下抱向轴心。当发动机转速升高时，两离心 块在离心力作用下向外甩开，离心块上的销钉拨动拨板和信号 发生器转子，顺着分电器轴的旋转方向相对于轴转动一

11、个角度， 提前产生点火信号，点火提前角增大。转速越高，离心块离心 力越大，点火提前角越大。反之，转速降低，点火提前角减小。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 17 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （5）真空调节器 其作用是在发动机负荷变化时，自动调节点火提前角。装于分电器壳体 一侧。其结构见图4-14所示。在外壳内固定有弹性金属片制成的膜片，膜片 中心一侧与拉杆固连，另一侧压有弹簧。拉杆由壳底座孔中伸出，与底板相 连，拉动底板带着信号发生器的定子相对于轴产生角位移。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 18 4.2.34.2

12、.3 主要元件结构主要元件结构 当发动机负荷较小时，节气门开度也小，节气门下方及管 道的真空度增大，真空吸力吸引膜片压缩弹簧而拱曲，通过拉 杆拉动底板带着信号发生器的定子逆着分电器轴旋转方向转动 一定角度，提前产生点火信号，于是点火提前角增大。负荷越 小，节气门开度也越小，真空度越高，点火提前角越大，反之， 负荷变大则点火提前角减小。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 19 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 3.火花塞 火花塞的作用是将高压电引进发动机燃烧室，在电极间形 成火花，以点燃可燃混合气。火花塞拧装于气缸盖的火花塞孔 内，下端电极伸入燃烧室。上

13、端连接分缸高压线。火花塞是点 火系中工作条件最恶劣、要求高和易损坏部件。其外形如图所 示。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 20 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （一）要求 1混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲击， 要求火花塞必须有足够的机械强度。 2火花塞承受着交变的高电压，要求它应有足够的绝缘 强度，能承受30kv高压。 3混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达1500 2200，进气时又突然冷却至5060，因此要求火花塞不 但耐高温，而且能承受温度剧变，不出现局部过冷或过热。 4混合气的燃烧产物很复杂，含有多种活性物质，如臭 氧、一氧化

14、碳和氧化硫等，易使电极腐蚀。因此要求火花塞要 耐腐蚀。 5火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有合适的电 极间隙。火花塞安装位置要合适，以保证有合理的着火点。火 花塞气密性应当好，以保证燃烧室不漏气。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 21 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （二）结构 火花塞主要由接触头、瓷绝缘体、中心电极、侧电极和壳体等部分组 成 。 在钢质外壳的内部固定由高氧化铝陶瓷绝缘体，在绝缘体中心孔的上 部有金属杆，杆的上端有接线螺母，用来接高压导线，下部装有中心电极。 金属杆与中心电极之间用导体玻璃密封，铜质内垫圈起密封和导热作用。 钢质

15、外壳的上部有便于拆装的六角平面，下部有螺纹以便旋装在发动机气 缸盖内，外壳下端固定有弯曲的侧电极。 电极一般采用耐高温、耐腐蚀的镍锰合金钢或铬锰氮、钨、镍锰硅等 合金制成，也有采用镍包铜材料制成，以提高散热性能。火花塞电极间隙 多为0.60.7mm，电子点火其间隙可增大至1.01.2mm。 火花塞与气缸盖座孔之间应保证蜜蜂，密封方式有平面密封和锥面密 封两种。平面密封时，在火花塞与座孔之间应加装铜包石棉垫圈；锥面密 封是靠火花塞壳体的锥形面与气缸盖之间相应的锥形面进行密封。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 22 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 （三

16、）火花塞的热特性 要使火花塞能正常工作，其下部绝缘体裙部的温度应 保持在500700C，这样才能使落在绝缘体上的油滴立即烧 掉，不致形成积炭，通常称这个温度为火花塞的“自净温度”。 如果温度低于自净温度，就可能使油雾聚积成油层，引起积炭 而不能跳火；如果温度过高，例如超过850，会形成炽热点， 发生表面点火，使发动机遭受损坏。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 23 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 火花塞裙部的工作温度取决于 火花塞热特性和发动机气缸的工作 温度。火花塞热特性就是指火花塞 发火部位的热量向发动机冷却系统 散发的性能。影响火花塞热特性的

17、 主要因素是火花塞裙部的长度。裙 部较长时，受热面积大，吸收热量 多，而散热路径长，散热少，裙部 温度较高，把这种火花塞称为“热 型”火花塞。反之，当裙部较短时， 吸热少，散热多，裙部温度较低， 把这种火花塞成为“冷型”火花塞。 如图4-15所示。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 24 4.2.34.2.3 主要元件结构主要元件结构 火花塞热特性常用热值表示。国产火花塞热值分别用1、2、 3、4、5、6、7、8、9、10、11、阿拉伯数字表示。1、2、 3为低热值火花塞；4、5、6为中热值火花塞；7、8、9及以上 为高热值火花塞。热值数越高，表示散热性越好。因而，

18、小数 字为热型火花塞，大数字为冷型火花塞。 火花塞裙部温度还与发动机气缸内的工作温度有关。对于 大功率、高压缩比和高转速的发动机来说，燃烧室内温度高， 火花塞裙部温度就高。反之，小功率、小压缩比、低转速发动 机的燃烧室内温度低，火花塞裙部温度就低。因此不同类型的 发动机应选用不同热特性的火花塞。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 25 4.2.44.2.4 传统点火系的工作特性传统点火系的工作特性 一、传统点火系的工作特性一、传统点火系的工作特性 定义：点火系发出的最大电压随发动机转速或分电器转速 而变化的关系。 二次电压随发动机转速得升高而降低。 发动机的转速越高，触点闭合时间也越短，二次电压就越 低；但发动机转速过低，触点打开慢，反而使二次侧电压降低。 由于二次电压随转速升高而降低，所以发动机在高速时容易断 火。 只有nnmax, 才能保证可靠点火。 Automobile Electrics 第 4 章 点火系 26 4.2.4 4.2.4 传统点火系的工作特性传统点火系的工作特性 二、影响二次电压的因素二、影响二次电压的因素 1.发动机的汽缸数对二次电