第四章 点火系

1、掌握点火系统的作用、组成与工作原理掌握点火系统的作用、组成与工作原理掌握分电器、点火线圈、火花塞等组件的作用掌握分电器、点火线圈、火花塞等组件的作用与工作原理与工作原理了解磁感应式电子点火系与霍尔式电子点火系了解磁感应式电子点火系与霍尔式电子点火系的工作过程的工作过程了解微机控制点火系统的组成、分类了解微机控制点火系统的组成、分类了解点火系统的故障诊断方法了解点火系统的故障诊断方法1 1、作用：、作用：将蓄电池或发电机的低压电（将蓄电池或发电机的低压电（121214V14V）变）变成高压电（成高压电（202030kV30kV），在压缩行程终了时，再按发），在压缩行程终了时，再按发动机各气缸工作

2、顺序，及时用电火花点燃气缸内可燃动机各气缸工作顺序，及时用电火花点燃气缸内可燃混合气体，使发动机运转。混合气体，使发动机运转。 2 2、发动机对点火系的要求、发动机对点火系的要求 （1 1）能迅速及时产生足以击穿火花塞两电极气隙的高电）能迅速及时产生足以击穿火花塞两电极气隙的高电压（击穿电压），考虑各种不利因素，设计电压为压（击穿电压），考虑各种不利因素，设计电压为30KV30KV； （2 2）电火花应具有足够的点火能量）电火花应具有足够的点火能量 （一般（一般505080mJ,80mJ,起动起动时需时需100mJ100mJ）； （3 3）能根据发动机各种工况提供最佳点火提前时刻。）能根据发动

3、机各种工况提供最佳点火提前时刻。按照初级电路的控制方式分类按照初级电路的控制方式分类 （1 1）传统点火系）传统点火系 已淘汰已淘汰 （2 2）晶体管点火系（也称电子点火系）晶体管点火系（也称电子点火系） （3 3）计算机控制点火系）计算机控制点火系按照高压电的配电方式分类按照高压电的配电方式分类 （1 1）机械配电点火系（有分电器点火系）机械配电点火系（有分电器点火系） （2 2）电脑配电点火系（无分电器点火系）电脑配电点火系（无分电器点火系）1-点火开关；2-点火线圈附加电阻；3-点火线圈；4-触点；5-火花塞；6-电容器；7-点火信号发生器；8-电子点火控制器；9-发动机ECU；10-各

4、种传感器信号输入 图4-1 几种点火系的基本电路原理图1.1.电源；电源；2.2.点火开关；点火开关； 3.3.点火线圈；点火线圈；断电器断电器4.4.分电器分电器; ; 配电器配电器 电容器电容器 点火提点火提 前调节装置前调节装置5.5.火花塞。火花塞。一、传统点火系的组成一、传统点火系的组成二、传统点火系的工作原理二、传统点火系的工作原理 触点闭合，初触点闭合，初级电路接通，电流级电路接通，电流从蓄电池的正极经从蓄电池的正极经点火开关流经点火点火开关流经点火线圈的初级绕组通线圈的初级绕组通过断电器触点，流过断电器触点，流回蓄电池的负极，回蓄电池的负极，为低压电路为低压电路 当断电器凸轮当

5、断电器凸轮顶开触点时，初级顶开触点时，初级电路被切断，初级电路被切断，初级电流迅速下降到零，电流迅速下降到零，铁芯中的磁通随之铁芯中的磁通随之迅速衰减以至消失迅速衰减以至消失图4-14 传统点火系统的工作特性22211120max2)1 (CNNCLeRUUbLZnRB影响次级电压的因素影响次级电压的因素 1 1）发动机转速）发动机转速 2 2）发动机气缸数）发动机气缸数 3 3）火花塞积炭）火花塞积炭 4 4）电容值的大小）电容值的大小U U 2max 2max随电容随电容C C1 1和和C C 2 2的减小而增大。因为次级绕组、配电盘、的减小而增大。因为次级绕组、配电盘、高压导线和火花塞本

6、身都具有一定的电容量，所以受结构限高压导线和火花塞本身都具有一定的电容量，所以受结构限制不可能过小，一般为制不可能过小，一般为404070F70F。5 5）触点间隙：一般为）触点间隙：一般为0.350.350.45 mm0.45 mm6 6）点火线圈温度）点火线圈温度 当点火线圈过热时，由于初级绕组的电阻增大，使初当点火线圈过热时，由于初级绕组的电阻增大，使初级电流减小，次级电压下降。级电流减小，次级电压下降。 凸轮棱数凸轮棱数= =气缸数；凸轮轴转速气缸数；凸轮轴转速= =配气凸轮轴转速配气凸轮轴转速 。 触点间隙过小，触点间易触点间隙过小，触点间易出现火花而使初级电路断电出现火花而使初级电

7、路断电不良，甚至触点烧蚀；不良，甚至触点烧蚀；触点间隙过大，则触点闭触点间隙过大，则触点闭合时间缩短，使初级电流减合时间缩短，使初级电流减小，次级电压降低，高速时小，次级电压降低，高速时容易缺火。容易缺火。调整：可旋转偏心调节螺调整：可旋转偏心调节螺钉钉1 1来调整触点间隙，首先，来调整触点间隙，首先，要松开固定托板要松开固定托板3 3的螺钉的螺钉2 2。1、调节螺钉 2、固定螺钉，3、托板 4、活动触点臂，5、销钉 6、片簧。2 2、配电器、配电器 点火提前角点火提前角 点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。其数点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。其数值应视燃料性质、转速、

8、负荷、过量空气系数等很多因素而值应视燃料性质、转速、负荷、过量空气系数等很多因素而定。定。1 1、点火提前角过大（早）；、点火提前角过大（早）；2 2、点火提前角过小（晚）、点火提前角过小（晚）3 3、点火提前角最佳。、点火提前角最佳。 工作原理：当发动工作原理：当发动机转速升高到某一值时，机转速升高到某一值时，两个重块的离心力反抗两个重块的离心力反抗弹簧的拉力，向外甩开，弹簧的拉力，向外甩开，销钉就推动拨板和凸轮销钉就推动拨板和凸轮沿原来旋转方向相对于沿原来旋转方向相对于轴转了一个角度，使凸轴转了一个角度，使凸轮提前顶开触点，点火轮提前顶开触点，点火提前角增大。提前角增大。 离心点火提前装置

9、就是为实现这一功能而设置的。断电离心点火提前装置就是为实现这一功能而设置的。断电凸轮套在调节器横板上，该调节器横板既随分电器轴一同转凸轮套在调节器横板上，该调节器横板既随分电器轴一同转动，又可相对该轴发生摆动，其摆角是通过离心块感应发动动，又可相对该轴发生摆动，其摆角是通过离心块感应发动机转速来调节的。机转速来调节的。当当nn；当当nn。 发动机要求发动机要求 触点不动：使凸轮相对于触点不动：使凸轮相对于 轴顺旋转方向转过一个角度轴顺旋转方向转过一个角度 ，这样，在活塞尚未到达上止这样，在活塞尚未到达上止点时（假定点火提前角调节点时（假定点火提前角调节装置不工作时，点火提前角装置不工作时，点火

10、提前角为零）断电器触点即分开，为零）断电器触点即分开，使点火提前（图使点火提前（图b b）。）。（4 4）真空提前机构）真空提前机构n 其铁心用其铁心用0.30.30.5mm0.5mm厚的硅钢片叠成，厚的硅钢片叠成，铁心上绕有初级绕组和铁心上绕有初级绕组和次级绕阻。次级绕阻。n 次级绕阻居内，通次级绕阻居内，通常用直径为常用直径为0.060.060.10mm0.10mm的漆包线绕的漆包线绕11000110002600026000匝；匝；n 初级绕阻居外，通初级绕阻居外，通常用常用0.50.51.0mm1.0mm的漆包的漆包线绕线绕230230370370匝。匝。闭磁路点火线圈：闭磁路点火线圈：

11、将一次绕组和二次绕组都绕在口子形或日子形铁心上，初级绕将一次绕组和二次绕组都绕在口子形或日子形铁心上，初级绕组在铁心中产生的磁通，通过铁心形成闭合磁路，因而泄漏的磁组在铁心中产生的磁通，通过铁心形成闭合磁路，因而泄漏的磁通量即磁路损失大大减小，点火线圈的转换效率高。通量即磁路损失大大减小，点火线圈的转换效率高。电极间隙电极间隙：中心电极中心电极侧电极侧电极电极间隙电极间隙指的是中心电极与侧电极之间的间隙。指的是中心电极与侧电极之间的间隙。电极间隙过小：火花微弱，电极间隙过小：火花微弱，并且容易因产生积碳而漏电；并且容易因产生积碳而漏电；电极间隙过大：所需的击穿电极间隙过大：所需的击穿电压增高，

12、发动机不易启起电压增高，发动机不易启起动，且在高速时易发生动，且在高速时易发生“缺缺火。火。 一般的电极间隙为：一般的电极间隙为：0.60.60.8,0.8,现代的汽车甚至现代的汽车甚至采用采用1.01.01.21.2，可以改善排，可以改善排气净化。气净化。火花塞形式：火花塞形式： 冷型：裙部高度在冷型：裙部高度在8mm,8mm,能耐较强的热负荷；能耐较强的热负荷； 中型：裙部高度在中型：裙部高度在11mm11mm及及14mm, 14mm, 耐热能力一般；耐热能力一般； 热型：裙部高度在热型：裙部高度在16mm16mm及及20mm,20mm,适于低热负荷的发动机使用；适于低热负荷的发动机使用；

13、裙部较长时，受热面积裙部较长时，受热面积大，吸收热量多，而散大，吸收热量多，而散热路径长，散热少，裙热路径长，散热少，裙部温度较高，把这种火部温度较高，把这种火花塞称为花塞称为“热型热型”火花火花塞。反之，当裙部较短塞。反之，当裙部较短时，吸热少，散热多，时，吸热少，散热多，裙部温度较低，把这种裙部温度较低，把这种火花塞成为火花塞成为“冷型冷型”火火花塞。花塞。（1 1）触点容易烧蚀）触点容易烧蚀触点断开瞬间容易产生电火花；反复开闭造成触点磨损，影触点断开瞬间容易产生电火花；反复开闭造成触点磨损，影响点火系正常工作。响点火系正常工作。（2 2）火花能量的提高受到限制）火花能量的提高受到限制（3

14、 3）高速时次级电压降低）高速时次级电压降低触点闭合时间短，初级电流不能达到较大数值。触点闭合时间短，初级电流不能达到较大数值。（4 4）对火花塞积碳和污染敏感）对火花塞积碳和污染敏感当火花塞有积碳时，次级电压下降，甚至熄火。当火花塞有积碳时，次级电压下降，甚至熄火。一、传统点火系统的缺陷一、传统点火系统的缺陷1)1)可以减少触点火花，避免触点烧蚀，可以减少触点火花，避免触点烧蚀，延长触点的使用寿命；有的还可以取消延长触点的使用寿命；有的还可以取消触点，因而克服了与触点相关的一切缺触点，因而克服了与触点相关的一切缺点，改善了点火性能。点，改善了点火性能。2)2)可以不受触点的限制，增大初级电流

15、，可以不受触点的限制，增大初级电流，提高次级电压，改善发动机高速时的点提高次级电压，改善发动机高速时的点火性能。一般传统点火系统的低压电流火性能。一般传统点火系统的低压电流不超过不超过5A5A，而电子点火系统可提高到，而电子点火系统可提高到7 78A8A，次级电压可达，次级电压可达30kV30kV。3)3)由于次级电压和点火能量的提高，使由于次级电压和点火能量的提高，使其对火花塞积炭不敏感，且可以加大火其对火花塞积炭不敏感，且可以加大火花塞电极间隙，点燃较稀的混合气，从花塞电极间隙，点燃较稀的混合气，从而有利于改善发动机的动力性、经济性而有利于改善发动机的动力性、经济性和排气净化性能。和排气净

16、化性能。4)4)大大减轻了对无线电的干扰。大大减轻了对无线电的干扰。5)5)结构简单，质量轻，体积小，使用和结构简单，质量轻，体积小，使用和维修方便。维修方便。一、微机控制点火系的组成和工作原理一、微机控制点火系的组成和工作原理1 1、微机控制点火系的组成、微机控制点火系的组成微机控制点火系主要由电控单元（微机控制点火系主要由电控单元（ECUECU）、各种传）、各种传感器及开关、执行器（如点火控制器等）组成感器及开关、执行器（如点火控制器等）组成 图4-57 微机控制点火系的基本组成2 2、微机控制点火系的基本工作原理、微机控制点火系的基本工作原理发动机工作时，各种传感器不断地将发动机的各工作

17、参数发动机工作时，各种传感器不断地将发动机的各工作参数信号送给信号送给ECUECU，ECUECU将此与其预先储存的最佳控制参数进行将此与其预先储存的最佳控制参数进行比较，修正出该工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳比较，修正出该工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳导通时间，然后向点火模块发出指令。点火模块接受到指导通时间，然后向点火模块发出指令。点火模块接受到指令后，控制初级电路的导通和截止，使次级电路产生高压令后，控制初级电路的导通和截止，使次级电路产生高压电，送到火花塞，点燃气缸内的混合气。电，送到火花塞，点燃气缸内的混合气。1-传感器；2-模拟信号；3-输入回路；4-A/D转换器；5-输

18、出回路；6-执行器； 7-微型计算机；8-数字信号；9-ROM/RAM图4-58 ECU的组成图4-59 安装在分电器内的磁感应式曲轴位置、转速及判缸信号传感器结构示意图 由于无分电器点火系统有两个或多个点火线圈初级绕由于无分电器点火系统有两个或多个点火线圈初级绕组，发动机的一个工作循环，每个点火线圈初级绕组只通组，发动机的一个工作循环，每个点火线圈初级绕组只通断一次断一次( (独立点火独立点火) )或两次或两次( (同时点火同时点火) )，所以点火线圈初级，所以点火线圈初级绕组能够有较长的通电时间，点火线圈可以采用完全的闭绕组能够有较长的通电时间，点火线圈可以采用完全的闭磁路结构，提高能量利用率。点火线圈具体结构因高压配磁路结构，提高能量利用率。点火线圈具体结构因高压配电方式的不同而不同。电方式的不同而不同。图4-72 有分电器微机控制点火系控制原理框图1-火花塞；2-高压线；3-传感器；4-点火线圈；5-点火控制器；6-点火开关；7-控制单元（ECU）；8-蓄电池图4-73 无分电器微机控制点火系组成（一）无分电器微机控制点火系即微机直接控制点火系（无分电器微机控制点火系即微机直接控制点火系（Direct Ignition System，简称，简称DIS）。）。 1、无分电器微机控制点火系统的优点、无分电器微机控制点火系统