发动机点火系1

1、 汽油机点火系统第一节第一节 点火系统功用、要求与分类点火系统功用、要求与分类 第二节第二节 传统点火系统传统点火系统 第三节第三节 半导体点火系统半导体点火系统 第四节第四节 微电脑点火控制系统微电脑点火控制系统 一、点火系的功用一、点火系的功用在汽油发动机中，气缸内的混合气是由高压电在汽油发动机中，气缸内的混合气是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火花点燃的，而产生电火花的功能是由点火系来完成的。成的。点火系将点火系将电源的低电压变成高电压电源的低电压变成高电压，再按照发，再按照发动机动机点火顺序轮流送至各气缸点火顺序轮流送至各气缸，点燃压缩混合气；，点燃压缩混合气；并并

2、能适应发动机工况和使用条件的变化能适应发动机工况和使用条件的变化，自动调节，自动调节点火时刻，实现可靠而准确的点火；还能在更换燃点火时刻，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人工校准点火时刻。油或安装分电器时进行人工校准点火时刻。第一节第一节 点火系统功用、要求与分类点火系统功用、要求与分类 二、对点火系统的要求二、对点火系统的要求 1 1能产生能产生足以击穿火花塞电极间隙的高压电足以击穿火花塞电极间隙的高压电 影响击穿电压的因素影响击穿电压的因素 （1 1）火花塞电极间隙的大小）火花塞电极间隙的大小 （2 2）气缸内混合气的压力与温度）气缸内混合气的压力与温度 （3 3）电

3、极的温度和极性）电极的温度和极性 （4 4）发动机的工作情况）发动机的工作情况 （a a）击穿电压与火花塞间隙的关系）击穿电压与火花塞间隙的关系 （b b）击穿电压与混合气压力的关系）击穿电压与混合气压力的关系 节气门的开度与跳火高压节气门的开度与跳火高压 节气门的开度大小是与发动机的转速成正比的。节气门的开度大小是与发动机的转速成正比的。根据需要节气门可以有多种控制方法，节气门可以连续根据需要节气门可以有多种控制方法，节气门可以连续半开，连续全开，急加速瞬时全开等多种状态。而它们半开，连续全开，急加速瞬时全开等多种状态。而它们所需要的点火高压也是不同的，当所需要的点火高压也是不同的，当汽缸内

4、的高压增加时，汽缸内的高压增加时，所需的跳火高压也升高所需的跳火高压也升高。在节气门全开时，所需的跳火。在节气门全开时，所需的跳火电压最大。而在全开中，连续全开与瞬时全开所需的跳电压最大。而在全开中，连续全开与瞬时全开所需的跳火电压也有很大的差别。火电压也有很大的差别。连续全开时连续全开时，汽缸温度与火花，汽缸温度与火花塞电极的温度都很高，所需塞电极的温度都很高，所需跳火电压就较低跳火电压就较低。而。而极加速极加速瞬时全开时瞬时全开时，就没有这个高温度条件。因此，要能使其，就没有这个高温度条件。因此，要能使其跳火良好时就必须再跳火良好时就必须再增高高电压增高高电压。 2 2火花塞应具有足够的能

5、量火花塞应具有足够的能量混合气压缩终了的温度接近自燃温度混合气压缩终了的温度接近自燃温度传统点火系统能够发出传统点火系统能够发出101050mJ50mJ的火花能量的火花能量在启动、怠速、节气们突然打开时需要较高能量在启动、怠速、节气们突然打开时需要较高能量一般一般505080mJ80mJ，启动大于，启动大于100mJ100mJ3 3点火时刻应适应发动机的工作情况点火时刻应适应发动机的工作情况 最佳点火时刻最佳点火时刻 从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力需要一定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲的爆发力需要一定的时间，虽然这段

6、时间很短，但由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。 若在若在压缩上止点点火压缩上止点点火，则混合气一面燃烧，活塞一面下，则混合气一面燃烧，活塞一面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率也随之减小。因此最佳点火时刻应在活塞接近压缩行程上也随之减小。因此最佳点火时刻应在活塞接近压缩行程上止点前。止点前。 把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提点火

7、提前角。前角。最佳点火提前角最佳点火提前角最佳点火提前角最佳点火提前角 对应对应 最佳点火时刻最佳点火时刻 为了保证在上止点后为了保证在上止点后6-106-10曲轴转角时气曲轴转角时气缸中出现最高压力，点火提前角应能随曲轴转速缸中出现最高压力，点火提前角应能随曲轴转速和发动机负荷变化。和发动机负荷变化。 （1 1）转速）转速 （2 2）负荷）负荷 （3 3）起动及怠速）起动及怠速 （4 4）汽油的辛烷值）汽油的辛烷值 （5 5）压缩比）压缩比 （6 6）混合气成分）混合气成分 （7 7）进气压力）进气压力影响影响最佳点火提前角最佳点火提前角的因素有：的因素有： 最佳点火提前的影响因素最佳点火提

8、前的影响因素 当发动机节气门开度一定时，随着当发动机节气门开度一定时，随着转速转速增高，燃增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。火提前角。 发动机转速一定时，发动机转速一定时，负荷负荷大节气门开度大，进入大节气门开度大，进入的可燃混合气多，压缩终了的压力和温度增高，的可燃混合气多，压缩终了的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当反之，发动机负

9、荷减小时，点火提前角则应适当增大。增大。 （a a）最佳点火提前角与转速的关系）最佳点火提前角与转速的关系 （b b）最佳点火提前角与负荷的关系）最佳点火提前角与负荷的关系 （c c）最佳点火提前角与压缩比的关系）最佳点火提前角与压缩比的关系 （d d）最佳点火提前角与混合气成分的关系）最佳点火提前角与混合气成分的关系 4.4.在特殊使用条件下在特殊使用条件下( (热带、寒带、潮湿及热带、寒带、潮湿及空气稀薄地区空气稀薄地区) )行驶时，点火系统必须行驶时，点火系统必须可靠可靠地工作。地工作。 三、点火系统的分类三、点火系统的分类 1 1）传统点火系统）传统点火系统传统点火系统以传统点火系统以

10、蓄电池和发电机蓄电池和发电机为电源，也称为蓄电为电源，也称为蓄电池点火系统。它靠池点火系统。它靠点火线圈和分电器点火线圈和分电器的作用，将电源提供的作用，将电源提供的的12V12V、24V24V或或6V6V的低压直流电转变为高压电，并分配到各的低压直流电转变为高压电，并分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。传统点火系统由于合气。传统点火系统由于产生的高压电比较低产生的高压电比较低、高速时工高速时工作不可靠、需要经常检查和维护等许多缺点作不可靠、需要经常检查和维护等许多缺点，目前正在被，目前正在被半导体点火系统和微机控制

11、点火系统半导体点火系统和微机控制点火系统所代替。所代替。 1 1、按初级电路控制方式分、按初级电路控制方式分 2 2）半导体点火系统）半导体点火系统半导体点火系统也是以半导体点火系统也是以蓄电池和发电机蓄电池和发电机为电为电源。它由源。它由传感器产生点火信号传感器产生点火信号，经由，经由半导体器件半导体器件组成的点火控制和点火线圈组成的点火控制和点火线圈，将电源的低压电转，将电源的低压电转变为高压电，是目前国内外汽车上比较广泛应用变为高压电，是目前国内外汽车上比较广泛应用的点火系统。的点火系统。 3 3）微机控制点火系统）微机控制点火系统微机控制点火系统与上述两种点火系统相同，也以微机控制点火

12、系统与上述两种点火系统相同，也以蓄电池和发电机蓄电池和发电机为电源。它由微机控制装置即电脑，根为电源。它由微机控制装置即电脑，根据各种据各种传感器提供的反映发动机工况的信号传感器提供的反映发动机工况的信号，确定，确定点火点火时刻，并发出点火控制信号，通过点火线圈将电源的低时刻，并发出点火控制信号，通过点火线圈将电源的低压转变为高压，压转变为高压，由配电器将高压电分配到各个缸火花塞，由配电器将高压电分配到各个缸火花塞，它还可以进一步取消分电器，由微机控制系统直接进行它还可以进一步取消分电器，由微机控制系统直接进行高压电的分配，是现代最新型的点火系统，已广泛应用高压电的分配，是现代最新型的点火系统

13、，已广泛应用在轿车上。在轿车上。 4 4）磁电点火系统）磁电点火系统磁电点火系统是由磁电点火系统是由磁电机内的永远磁铁和电磁线圈的磁电机内的永远磁铁和电磁线圈的作用产生高压电的作用产生高压电的，因此它不需要另设低压电源。与传统，因此它不需要另设低压电源。与传统点火系统相比，磁电机点火系统在发电机点火系统相比，磁电机点火系统在发电机中转速和高转速中转速和高转速范围内，产生的高压电比较高，发动机能可靠的工作。范围内，产生的高压电比较高，发动机能可靠的工作。但但在发动机低速时，产生的电压比较低，不利于发动机起动。在发动机低速时，产生的电压比较低，不利于发动机起动。因此，磁电机点火系统多用于主要在高速

14、满负荷下工作的因此，磁电机点火系统多用于主要在高速满负荷下工作的赛车发动机，以及某些不带蓄电池的摩托车发动机和大功赛车发动机，以及某些不带蓄电池的摩托车发动机和大功率柴油机的起动发动机上。率柴油机的起动发动机上。 2.2.按点火系储存能量的方式分按点火系储存能量的方式分1 1）电感储能式电感储能式（点火能量以磁场能形式储存在点（点火能量以磁场能形式储存在点火线圈中）。火线圈中）。2 2）电容储能式电容储能式（点火能量以电场能的形式储存在（点火能量以电场能的形式储存在储能电容中）。储能电容中）。3.3.按点火信号发生器的原理分按点火信号发生器的原理分（1 1）磁感应式磁感应式（如日本丰田车系）（

15、如日本丰田车系）（2 2）霍尔效应式霍尔效应式（如德国大众车系）（如德国大众车系）（3 3）光电式光电式（如日本日产车系）。（如日本日产车系）。1 1）机械配电点火系（有分电器）。）机械配电点火系（有分电器）。2 2）计算机配电点火系（无分电器）。）计算机配电点火系（无分电器）。 说明：电感储能式中电磁感应式和霍尔效应说明：电感储能式中电磁感应式和霍尔效应式应用广泛。有分电器点火系在中低档车中应用式应用广泛。有分电器点火系在中低档车中应用广泛，无分电器点火系在中高档车中应用广泛。广泛，无分电器点火系在中高档车中应用广泛。4.4.按高压电的配电方式分按高压电的配电方式分第二节 传统点火系统一、传

16、统点火系统的组成一、传统点火系统的组成 （1 1）电源）电源 电源为蓄电池和发电机，供给点火系统电源为蓄电池和发电机，供给点火系统所需电能，标称电压一般是所需电能，标称电压一般是12V 12V （2 2）点火开关）点火开关 点火开关的作用是接通或断开点火点火开关的作用是接通或断开点火系统初级电路。系统初级电路。 （3 3）点火线圈）点火线圈 点火线圈即变压器，其功用是将蓄点火线圈即变压器，其功用是将蓄电池电池12V12V的低压电变为的低压电变为15kV-20kV15kV-20kV的高压电。的高压电。 (4(4）分电器）分电器 分电器的功用是接通和切断低压电路，分电器的功用是接通和切断低压电路，

17、使点火线圈及时产生高压电，按发动机各气缸的点火顺序使点火线圈及时产生高压电，按发动机各气缸的点火顺序送至火花塞；同时可调整点火时间。送至火花塞；同时可调整点火时间。 （5 5）电容器）电容器 减小断电器的火花，防止触点烧蚀，延长减小断电器的火花，防止触点烧蚀，延长其使用寿命，同时加速点火线圈中磁通的变化速率，提高点其使用寿命，同时加速点火线圈中磁通的变化速率，提高点火高电压。火高电压。 （6 6）火花塞）火花塞 其功用是将高压电引入燃烧室产生电火花，其功用是将高压电引入燃烧室产生电火花，点燃混合气。点燃混合气。 （7 7）高压导线）高压导线 用以连接点火线圈至分电器中心电极用以连接点火线圈至分

18、电器中心电极和分电器旁电极至各缸火花塞。和分电器旁电极至各缸火花塞。 二、传统点火系统的工作原理二、传统点火系统的工作原理 在传统点火系统中，由蓄电池或发电机供给在传统点火系统中，由蓄电池或发电机供给12V12V的低压的低压电，是借点火线圈和断电器将其转变为高电压，再通过分电，是借点火线圈和断电器将其转变为高电压，再通过分电器分配到各缸火花塞，使其电极之间产生电火花电器分配到各缸火花塞，使其电极之间产生电火花。 初级电压初级电压 次级电压次级电压 在点火过程中，与触点并联的电容器具有重要作用。在点火过程中，与触点并联的电容器具有重要作用。 当电容器第一次放电时，电流以相反的方向通过一次当电容器

19、第一次放电时，电流以相反的方向通过一次侧绕组，加速了磁场的消失，使二次侧感应电动势显著提侧绕组，加速了磁场的消失，使二次侧感应电动势显著提高。可见有了电容器后就能减小触点火花，延长触点寿命高。可见有了电容器后就能减小触点火花，延长触点寿命并增强了二次侧电压。并增强了二次侧电压。 a 没有电容器 b 触点并联有电容器 初级电流的变化初级电流的变化 观看视频和动画观看视频和动画三、传统点火系统各组件的构造三、传统点火系统各组件的构造 1 1点火线圈点火线圈功用：功用：点火线圈是将点火线圈是将电源的低压电转变为高压电的基本元件电源的低压电转变为高压电的基本元件。 （1 1）构造：）构造：初级绕组初级

20、绕组(0.5-1.0(0.5-1.0高强度漆包线高强度漆包线200200匝）、匝）、次级绕组次级绕组（0.06-0.10mm0.06-0.10mm漆包线漆包线2 2万匝）、万匝）、铁芯接线柱铁芯接线柱、附加电阻附加电阻、中央高压线插中央高压线插孔、胶木盖等孔、胶木盖等。（2 2）原理：与自耦变压器类似）原理：与自耦变压器类似（3 3）附加电阻的作用）附加电阻的作用1)1)材料：用材料：用低碳钢低碳钢制成制成( (热敏电阻热敏电阻) )2)2)特点：阻值特点：阻值随温度上升而增加随温度上升而增加。2020时电阻为时电阻为1.27-1.71.27-1.73)3)位置：位置：点火开关与点火线圈之间点

21、火开关与点火线圈之间4)4)作用：改善作用：改善点火性能点火性能。低速时通电时间长，低速时通电时间长， 阻值增大，限制电流，防止线圈过热阻值增大，限制电流，防止线圈过热高速时通电时间短，阻值减小，保证电流，防止缺火高速时通电时间短，阻值减小，保证电流，防止缺火5)5)两柱式点火两柱式点火线圈一般用附加电阻线，直接连接点火开关和点火线圈线圈一般用附加电阻线，直接连接点火开关和点火线圈开磁路点火线圈的磁路开磁路点火线圈的磁路 l-l-磁力线磁力线 2-2-铁芯铁芯 3-3-初级绕组初级绕组 4-4-次级绕组次级绕组 5-5-导磁钢片导磁钢片 （2 2）闭磁路点火线圈）闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈，

22、将初级绕阻和次级绕组都绕在口闭磁路点火线圈，将初级绕阻和次级绕组都绕在口字形或日字形的铁芯上。初级绕组在铁芯中产生的磁通，字形或日字形的铁芯上。初级绕组在铁芯中产生的磁通，通过铁芯构成闭合磁路。通过铁芯构成闭合磁路。 结构：结构：用带气隙的用带气隙的“日日”形或形或“口口”形铁芯。初级绕组形铁芯。初级绕组230-370230-370匝，匝，0.5-1.0mm0.5-1.0mm漆包线绕制，次级绕组漆包线绕制，次级绕组11000-11000-2600026000匝，匝，0.06-0.10mm0.06-0.10mm漆包线绕制。漆包线绕制。特点：特点：漏磁小，转换效率高漏磁小，转换效率高( (从从60

23、%60%提到提到70%)70%)，无外壳，无，无外壳，无绝缘盖，故易散热、结构简单、体积小、质量轻绝缘盖，故易散热、结构简单、体积小、质量轻。 2 2分电器分电器分电器由分电器由断电器、配电器、电容器和点火提前机构断电器、配电器、电容器和点火提前机构等组成等组成 分电器的壳体由分电器的壳体由铸铁铸铁制成，下部压有制成，下部压有石墨青铜衬套石墨青铜衬套，分，分电器轴装在机油泵的顶端，利用速比电器轴装在机油泵的顶端，利用速比1 1：1 1的斜齿轮由凸轮轴，的斜齿轮由凸轮轴，轴在衬套内旋转。轴在衬套内旋转。 分电器原结构分电器原结构 (a)(a)整体构造整体构造 (b)(b)内部构造内部构造 1-1

24、-分电器盖分电器盖 2-2-分火头分火头 3-3-凸轮凸轮 4-4-触点及断电器底板总成触点及断电器底板总成 5-5-电容器电容器 6-6-轴节轴节 7-7-油杯油杯 8-8-真空提前机构真空提前机构 9-9-分电器壳体分电器壳体 10-10-活动底板活动底板 11-11-偏心螺钉偏心螺钉 12-12-固定触点与支架固定触点与支架 13-13-活动触点臂活动触点臂14-14-接线柱接线柱 15-15-拉杆拉杆 16-16-膜片膜片 17-17-真空提前机构外壳真空提前机构外壳 18-18-弹簧弹簧 19-19-螺母螺母 20-20-触点臂弹簧片触点臂弹簧片 21-21-油毡及夹圈油毡及夹圈 （

25、1 1）断电器）断电器断电器装在固定板上，固定板上又装有活动板，其上断电器装在固定板上，固定板上又装有活动板，其上装有触点副。触点由钨制成，一触点固定，另一触点活动。装有触点副。触点由钨制成，一触点固定，另一触点活动。固定触点搭铁固定触点搭铁，它固定在活动板上，可借助，它固定在活动板上，可借助转动偏心螺钉转动偏心螺钉调整触点间隙调整触点间隙。活动触点固定在触点臂的一端，臂的另一。活动触点固定在触点臂的一端，臂的另一端有孔，套在销钉上。臂中部连有夹布胶木顶块，靠弹簧端有孔，套在销钉上。臂中部连有夹布胶木顶块，靠弹簧片压紧在凸轮上。触点臂经弹簧片和导线与壳体外面的绝片压紧在凸轮上。触点臂经弹簧片和

26、导线与壳体外面的绝缘接线柱连接。凸轮的凸角数和发动机的气缸数相同，缘接线柱连接。凸轮的凸角数和发动机的气缸数相同，凸凸轮与拨板制成一体，装在分电器轴上，经离心提前机构的轮与拨板制成一体，装在分电器轴上，经离心提前机构的离心重块由分电器轴驱动。离心重块由分电器轴驱动。 作用：作用：周周期性的接通断期性的接通断开一次绕组开一次绕组，使初级电流发使初级电流发生变化，在点生变化，在点火线圈中生成火线圈中生成次级电压。次级电压。 （2 2）配电器）配电器配电器的作用是将配电器的作用是将高压电按发动机各气缸的点火顺高压电按发动机各气缸的点火顺序配送火花塞序配送火花塞。1 1）组成：）组成：配电器盖和分火头

27、配电器盖和分火头2 2）结构：）结构：分电器盖：由耐高温、高压的胶木制成，上有中央分电器盖：由耐高温、高压的胶木制成，上有中央高压线插孔、分缸高压线插孔、炭柱等。高压线插孔、分缸高压线插孔、炭柱等。分火头：绝缘体和导电片。导电片距旁电极间有分火头：绝缘体和导电片。导电片距旁电极间有0.2-0.8mm0.2-0.8mm间隙间隙 （3 3）电容器）电容器电容器由两条铝箔或锡箔组成，在两条箔带之间夹电容器由两条铝箔或锡箔组成，在两条箔带之间夹以绝缘蜡纸，然后卷成筒状在真空中抽去层间的空气，以绝缘蜡纸，然后卷成筒状在真空中抽去层间的空气，再经浸蜡处理后装在金属外壳中，其中一条箔带的底部再经浸蜡处理后装

28、在金属外壳中，其中一条箔带的底部与外壳紧密接触，另一条箔带则通过外壳绝缘的导电片与外壳紧密接触，另一条箔带则通过外壳绝缘的导电片由导线引出。由导线引出。 电容器电容器 1-1-蜡纸蜡纸 2-2-铝箔铝箔 3-3-外壳外壳 4-4-引出线引出线 （4 4）点火提前机构）点火提前机构离心提前机构离心提前机构离心提前机构的功能是离心提前机构的功能是在发动机转速变化时，自动在发动机转速变化时，自动调节点火提前角。调节点火提前角。 真空提前机构真空提前机构作用作用： 随发动机负荷的随发动机负荷的变化（节气门开度变变化（节气门开度变化自动的调节点火提化自动的调节点火提前角前角 （5 5）火花塞）火花塞火花

29、塞的功用是将点火线圈产生的脉冲高压电引入火花塞的功用是将点火线圈产生的脉冲高压电引入燃烧室，并在其两个电极之间产生电火花，以点燃可燃燃烧室，并在其两个电极之间产生电火花，以点燃可燃混合气。混合气。 1 1）受高压燃气冲击及发动机振动，故应有足够的）受高压燃气冲击及发动机振动，故应有足够的机机械强度械强度。2)2)受冲击性高电压作用，故应有受冲击性高电压作用，故应有足够的绝缘强度足够的绝缘强度。3)3)应能承受应能承受温度的剧烈变化温度的剧烈变化。4)4)火花塞的电极应采用火花塞的电极应采用耐腐蚀材料耐腐蚀材料。5)5)应有适当的电极间隙和安装位置，应有适当的电极间隙和安装位置，气密性要良好气密

30、性要良好。1.1.火花塞的工作条件及对其要求：火花塞的工作条件及对其要求： 1)1)组成：壳体、金属杆、绝缘体、中组成：壳体、金属杆、绝缘体、中央电极、侧电极和垫片。央电极、侧电极和垫片。2)2)电极间隙：指的是电极间隙：指的是中心电极与侧电中心电极与侧电极之间的间隙极之间的间隙。电极间隙过小：电极间隙过小：火花微弱，并且容火花微弱，并且容易因产生积炭而漏电易因产生积炭而漏电；电极间隙过大：电极间隙过大：所需的击穿电压增所需的击穿电压增高，发动机不易起动高，发动机不易起动，且在高速时易，且在高速时易发生发生“缺火。缺火。一般的电极间隙为：一般的电极间隙为：0.60.60.8,0.8,现现代的汽

31、车甚至采用代的汽车甚至采用1.01.01.21.2，可以改，可以改善排气净化。善排气净化。2.2.火花塞的结构：火花塞的结构： (1)(1)热特性概念：热特性概念： 火花塞瓷绝缘体裙部的炽热端的热量向发动机冷却系火花塞瓷绝缘体裙部的炽热端的热量向发动机冷却系散发的性能。散发的性能。(2)(2)自洁温度：自洁温度：500-600500-600 过低过低易产生积炭而造成火花塞漏电；易产生积炭而造成火花塞漏电； 过高过高会引起可燃混合气自燃、爆震燃烧，甚至点燃会引起可燃混合气自燃、爆震燃烧，甚至点燃进气冲程的可燃混合气而产生回火现象，造成发动机输出进气冲程的可燃混合气而产生回火现象，造成发动机输出功

32、率下降，甚至造成活塞顶烧熔。功率下降，甚至造成活塞顶烧熔。 3.3.火花塞的热特性：火花塞的热特性： A.A.热型火花塞绝缘体裙热型火花塞绝缘体裙部长部长(16-20mm)(16-20mm)，适于，适于低速、低压缩比的小功率低速、低压缩比的小功率发动机。发动机。B.B.标准型火花塞标准型火花塞绝缘体裙部长度为绝缘体裙部长度为11-14mm11-14mmC.C.冷型火花塞冷型火花塞绝缘体裙部短绝缘体裙部短(8mm)(8mm)，适于高速高压大，适于高速高压大功率发动机功率发动机(3)(3)分类：分类： (1)(1)标准型火花塞标准型火花塞 其绝缘体裙部略缩入壳体端面，侧电极在其绝缘体裙部略缩入壳体

33、端面，侧电极在壳体端面以外，使用最广泛的一种。壳体端面以外，使用最广泛的一种。(2)(2)绝缘体突出型火花塞绝缘体突出型火花塞 其绝缘体裙部较长，突出于壳体端其绝缘体裙部较长，突出于壳体端面以外。它具有吸收热量大，抗污能力好的优点，且能直接受面以外。它具有吸收热量大，抗污能力好的优点，且能直接受到进气的冷却而降低温度，因而也不易引起炽热点火，故热适到进气的冷却而降低温度，因而也不易引起炽热点火，故热适应范围宽。应范围宽。(3)(3)细电极型火花塞细电极型火花塞 其电极很细，火花强烈，点火能力好，其电极很细，火花强烈，点火能力好，在严寒季节也能保证发动机迅速可靠地起动。热适应范围较宽，在严寒季节

34、也能保证发动机迅速可靠地起动。热适应范围较宽，能满足多种用途。能满足多种用途。(4)(4)锥座型火花塞锥座型火花塞 其壳体和旋人螺纹制成锥形，因此不用垫其壳体和旋人螺纹制成锥形，因此不用垫圈也可保证良好密封，从而缩小了火花塞体积，对发动机的设圈也可保证良好密封，从而缩小了火花塞体积，对发动机的设计更为有利。计更为有利。4.4.火花塞的类型火花塞的类型 (5)(5)多电极型火花塞多电极型火花塞 侧电极一般为两个或两个以上，优点是侧电极一般为两个或两个以上，优点是点火可靠，间隙不需经常调整，故在电极容易烧蚀和火花间隙点火可靠，间隙不需经常调整，故在电极容易烧蚀和火花间隙不能经常调整的一些汽油机上常

35、常被利用到。不能经常调整的一些汽油机上常常被利用到。(6)(6)沿面跳火型火花塞沿面跳火型火花塞 即沿面间隙型火花塞，是一种最冷型即沿面间隙型火花塞，是一种最冷型火花塞，其中心电极与壳体端面之间的间隙是同心的。它必须火花塞，其中心电极与壳体端面之间的间隙是同心的。它必须与点火能量大、电压上升率快的电容储能式电子点火系统配合与点火能量大、电压上升率快的电容储能式电子点火系统配合使用，可避免火花塞使用，可避免火花塞“炽热点火炽热点火”和电极和电极“跨连跨连”现象，在油现象，在油污情况下也能正常点火。缺点是可燃气体不易接近电极，故在污情况下也能正常点火。缺点是可燃气体不易接近电极，故在稀混合气情况下

36、，不能充分发挥汽油机的功能。另外由于点火稀混合气情况下，不能充分发挥汽油机的功能。另外由于点火能量增大，中心电极容易烧蚀。能量增大，中心电极容易烧蚀。 5.火花塞使用中常见的故障集炭集炭烧蚀烧蚀烧蚀烧蚀 第三节第三节 半导体点火系统半导体点火系统 一、概述一、概述 1 1传统点火系统的缺陷传统点火系统的缺陷在传统的点火系统里，在传统的点火系统里，断电器触点是最薄弱的环节断电器触点是最薄弱的环节，当断电器，当断电器触点分开时，触点分开时，在触点之间产生火花，使触点氧化、烧蚀在触点之间产生火花，使触点氧化、烧蚀，因而断电器，因而断电器触点的使用寿命短，需要经常维护；触点的使用寿命短，需要经常维护；

37、 触点火花的大小与初级电流的大小有关，使点火系统初级电流触点火花的大小与初级电流的大小有关，使点火系统初级电流和次级电压的提高受到限制；和次级电压的提高受到限制； 初级电流和次级电压的大小随着发动机的转速的升高和气缸数初级电流和次级电压的大小随着发动机的转速的升高和气缸数的增多而下降，使多的增多而下降，使多缸发动机高速时工作不可靠缸发动机高速时工作不可靠； 当火花塞积炭时，因漏电次级电压低不能可靠地点火当火花塞积炭时，因漏电次级电压低不能可靠地点火 2.2.半导体点火系统的优点半导体点火系统的优点（1 1）因为）因为无机械触点或初级电流不经过触点无机械触点或初级电流不经过触点，所以不存在触点氧

38、，所以不存在触点氧化、烧蚀、变形、磨损等问题，使用中化、烧蚀、变形、磨损等问题，使用中几乎不需要维修和经常换件几乎不需要维修和经常换件。 （2 2）用）用晶体管取代电器触点或初级电流不经过触点晶体管取代电器触点或初级电流不经过触点。这样可以增大初级断。这样可以增大初级断电电流值，减少点火线圈初级绕组匝数，减小初级电路的电阻，从而电电流值，减少点火线圈初级绕组匝数，减小初级电路的电阻，从而提高次级电提高次级电压，有效地改善和保证点火性能压，有效地改善和保证点火性能。一般传统点火系统初级电流不超过。一般传统点火系统初级电流不超过5A5A，而晶体，而晶体管点火装可提高管点火装可提高7A-8A7A-8

39、A，次级电压可达，次级电压可达30kV30kV。 （3 3）电磁能量得到充分利用，高电压形成迅速，火花能量大电磁能量得到充分利用，高电压形成迅速，火花能量大。由于无断电。由于无断电器触点或触点电流很小，根本不会因产生火花而消耗部分电磁能量，所以高压形器触点或触点电流很小，根本不会因产生火花而消耗部分电磁能量，所以高压形成很快，使火花能量增大，提高了点火可靠性。传统点火系统高压电的形成时间成很快，使火花能量增大，提高了点火可靠性。传统点火系统高压电的形成时间需需120s-200s120s-200s，而半导体点火系统则只需，而半导体点火系统则只需80s-100s80s-100s。 （4 4）减小了

40、火花塞积炭的影响减小了火花塞积炭的影响。半导体点火装置在火花塞积炭阻值达。半导体点火装置在火花塞积炭阻值达100k100k的严重情况下，仍能维持可靠的点火特性。的严重情况下，仍能维持可靠的点火特性。 （5 5）点火时间精确，混合气能得到完全燃烧，可）点火时间精确，混合气能得到完全燃烧，可以在稀混合气工况下正常点火，从而保证了发动机在以在稀混合气工况下正常点火，从而保证了发动机在降低油耗的基础上，减少废气污染，获得最好的动力降低油耗的基础上，减少废气污染，获得最好的动力性。性。 （6 6）能适应现代高速高压缩比发动机的发展需求，）能适应现代高速高压缩比发动机的发展需求，有利于汽车的高速化。有利于

41、汽车的高速化。 （7 7）对无线电干扰小，结构简单，重量轻、体积）对无线电干扰小，结构简单，重量轻、体积小，保养维修简便。小，保养维修简便。 3 3半导体点火系统的类型半导体点火系统的类型目前在国内汽车上使用的半导体点火系统分为：目前在国内汽车上使用的半导体点火系统分为：有有触点半导体点火系统和无触点半导体点火系统触点半导体点火系统和无触点半导体点火系统两大类。两大类。无触点式半导体点火系统按信号发生器原理不同又分为；无触点式半导体点火系统按信号发生器原理不同又分为；磁脉冲式磁脉冲式（又称为磁电式、磁感应式、发电式）、（又称为磁电式、磁感应式、发电式）、霍尔霍尔式、光电式和电磁式式、光电式和电

42、磁式（即电磁振荡式）等多种形式。（即电磁振荡式）等多种形式。 二、有触点半导体点火系统二、有触点半导体点火系统 有触点半导体点火装置用减小触点电流的方法，减小有触点半导体点火装置用减小触点电流的方法，减小触点火花改善点火性能，它是一种半导体辅助点火装置。触点火花改善点火性能，它是一种半导体辅助点火装置。 有触点半导体点火系统有触点半导体点火系统 三、无触点半导体点火系统三、无触点半导体点火系统 1 1基本组成基本组成无触点半导体点火系统利用传感器代替断电器触点，无触点半导体点火系统利用传感器代替断电器触点，产生点火信号，控制点火线圈的通断和点火系统的工作，产生点火信号，控制点火线圈的通断和点火

43、系统的工作，可以克服与触点有关的所有缺点，在国内外汽车上应用可以克服与触点有关的所有缺点，在国内外汽车上应用十分广泛。十分广泛。 无触点电子点火系统主要由传感器（即脉冲信号发无触点电子点火系统主要由传感器（即脉冲信号发生器）和电子点火控制构成。生器）和电子点火控制构成。 （a a）零件分布图）零件分布图 （b b）原理简图）原理简图 无触点半导体点火系统的基本组成无触点半导体点火系统的基本组成 1-1-易熔丝易熔丝 2-2-点火开关点火开关 3-3-附加电阻附加电阻 4-4-点火线圈点火线圈 5-5-分电器分电器 6-6-火花塞火花塞 7-7-信号转子信号转子 8-8-感应线圈感应线圈 9-9

44、-点火控制器点火控制器 2 2磁脉冲式磁脉冲式无触点半导体点火系统无触点半导体点火系统磁脉冲式无触点点火系统工作原理磁脉冲式无触点点火系统工作原理 （a a）间隙最小时感应出最大）间隙最小时感应出最大 （b b）间隙最大时感应最低电压）间隙最大时感应最低电压 （c c）信号电压波形）信号电压波形 （d d）基本电路框图）基本电路框图1-1-定时转子定时转子 2-2-分电器轴分电器轴 3-3-永久磁铁永久磁铁 4-4-衔铁衔铁 5-5-传感器线圈传感器线圈 磁脉冲式磁脉冲式1 1、传感器结构、传感器结构 2.2.传感器工作原理传感器工作原理 3 3、放大电路、放大电路点火器中各三极管作用点火器中

45、各三极管作用VT1VT1发射极与集电极相连，相当发射极与集电极相连，相当于一个二极管，起温度补偿作用于一个二极管，起温度补偿作用VT2VT2触发管，起信号检测作用触发管，起信号检测作用VT3VT3、VT4VT4放大作用，将放大作用，将VT2VT2输出输出放大以驱动放大以驱动VT5VT5VT5VT5大功率管，控制初级电流的大功率管，控制初级电流的通断通断 其它元件作用其它元件作用VS1VS1、VS2VS2反向串联后与点火信号发生器的传感线圈并联，反向串联后与点火信号发生器的传感线圈并联，在高转速时，使传感线圈输出的正向和负向电压稳定在某一数值，在高转速时，使传感线圈输出的正向和负向电压稳定在某一

46、数值，保护保护VT2VT2不受损害；不受损害；VS3VS3与与R4R4组成稳压电路，保证组成稳压电路，保证VT1VT1、VT2VT2保证在稳定电压保证在稳定电压下工作；下工作；VS4VS4当当VT5VT5管截止时，将初级绕组的自感电动势限制在某管截止时，将初级绕组的自感电动势限制在某一值内，保护一值内，保护VT5VT5管；管；C1C1消除点火信号发生器传感线圈输出电压波形上的毛刺，消除点火信号发生器传感线圈输出电压波形上的毛刺，防止误点火；防止误点火；C2C2与与R4R4组成组容吸收电路，吸收瞬时过电压，防止误点组成组容吸收电路，吸收瞬时过电压，防止误点火；火；R3R3的作用是加速的作用是加速

47、VT2VT2级级VT5VT5的翻转。的翻转。 3 3霍尔式无触点半导体点火系统霍尔式无触点半导体点火系统霍尔效应式无触点点火系统，利用霍尔元件的霍霍尔效应式无触点点火系统，利用霍尔元件的霍尔效应制成传感器，在发动机运行时产生点火信号，尔效应制成传感器，在发动机运行时产生点火信号，控制点火系统的工作，它由霍尔传感器、分电器、点控制点火系统的工作，它由霍尔传感器、分电器、点火线圈、点火控制器等组成。火线圈、点火控制器等组成。 霍尔式无触点半导体点火系统的组成示意图霍尔式无触点半导体点火系统的组成示意图 1-1-点火开关点火开关 2-2-蓄电池蓄电池 3-3-点火线圈点火线圈 4-4-高压阻尼线高压

48、阻尼线 5-5-火花塞火花塞 6-6-分电器分电器 7-7-霍尔传感器霍尔传感器 8-8-点火控制器点火控制器 9-9-达林顿管达林顿管 霍尔效应式电子点火系霍尔效应式电子点火系 4 4光电式无触点半导体点火系统光电式无触点半导体点火系统光电式无触点电子点火系统是应用光电原理进行触光电式无触点电子点火系统是应用光电原理进行触发的。这种系统是由英国伦敦鲁明兴（发的。这种系统是由英国伦敦鲁明兴（LumentionLumention）公司）公司设计制造并获得了专利。设计制造并获得了专利。 （a a）结构）结构 （b b）光电式传感器）光电式传感器 光电式无触点半导体点火系统的基本组成光电式无触点半导

49、体点火系统的基本组成 第四节 微电脑点火控制系统 第四节第四节 微电脑点火控制系统微电脑点火控制系统在微电脑点火控制系统中在微电脑点火控制系统中, ,点火控制包括点火提前角的控制、通点火控制包括点火提前角的控制、通电时间控制和爆震控制等三方面电时间控制和爆震控制等三方面, ,并具有三个特点并具有三个特点: : (1)(1)在各种工况及环境条件下在各种工况及环境条件下, ,一般可获得最佳点火提前角一般可获得最佳点火提前角, ,从而从而使发动机在动力性、经济性、排放性及工作稳定性等方面均处于最理使发动机在动力性、经济性、排放性及工作稳定性等方面均处于最理想的情况。想的情况。 （2 2）在全部工作范

50、围内，一般可对点火线圈的导电时间进行控）在全部工作范围内，一般可对点火线圈的导电时间进行控制，从而使线圈中存储的点火能量保持恒定不变。制，从而使线圈中存储的点火能量保持恒定不变。 （3 3）通过采用闭环控制技术，可使各缸点火提前角控制在刚好）通过采用闭环控制技术，可使各缸点火提前角控制在刚好不发生爆震的临界状态，从而获得较高的燃烧效率，有利于提高发动不发生爆震的临界状态，从而获得较高的燃烧效率，有利于提高发动机的各种性能。机的各种性能。 微机控制点火系统微机控制点火系统 丰田汽车微机控制点火系统丰田汽车微机控制点火系统 丰田汽车发动机微机控制系统，常称为丰田汽车发动机微机控制系统，常称为TCC

51、STCCS系统，该系统除控制点火外，系统，该系统除控制点火外，还对燃油喷射、怠速、自动变速等进行控制，此外还具有故障保险、设备功还对燃油喷射、怠速、自动变速等进行控制，此外还具有故障保险、设备功能以及自诊断功能等。能以及自诊断功能等。丰田微机控制点火系统，其主要作用是丰田微机控制点火系统，其主要作用是控制点火提前角，称为控制点火提前角，称为ESAESA系统系统。系统工作时，电子控制器根据传感器输入的发动机工作信息，经过计算、处系统工作时，电子控制器根据传感器输入的发动机工作信息，经过计算、处理、判断，输出控制信号到点火器。理、判断，输出控制信号到点火器。优点：优点： 不受机械调节装置的限制，在发动机任何工不受机械调节装置的限制，在发动机任何工 况下保证最佳的点火控制。况下保证最佳的点火控制。 组成：传感器、微机控制器、点火器组成：传感器、微机控制器、点