第5章_点火系统__汽车电气设备

1、汽车电气设备汽车电气设备 配配 套套 教教 材材 信信 息息教材名称：汽车电气设备（第教材名称：汽车电气设备（第2版）版）教材主编：凌永成教材主编：凌永成教材定价：教材定价：38RMB出版社：北京大学出版社出版社：北京大学出版社出版时间出版时间/版次：版次：2010年年3月第月第2版版 国际标准书号（国际标准书号（ISBN ）：）： 978-7-301-16916-2 教材所属系列：教材所属系列：21世纪全国高等院校汽车类世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材创新型应用人才培养规划教材 第第5章章 点火系统点火系统5.1 点火系统概述点火系统概述5.1.1点火系统基本组成点火系统基本

2、组成 汽油发动机汽油发动机点火系统的作点火系统的作用是适时地为用是适时地为发动机气缸内发动机气缸内已压缩的可燃已压缩的可燃混合气提供足混合气提供足够能量的电火够能量的电火花，使发动机花，使发动机能及时、迅速能及时、迅速地起动并连续地起动并连续运转。运转。图图5-1 点火系统基本结构点火系统基本结构5.1.2汽油发动机连续运转（正常着车）的必备条件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），必须具备为使汽油发动机连续运转（正常着车），必须具备“有油、有油、有电、有压缩有电、有压缩”这三个基本条件。这三个基本条件。（1）进入气缸的可燃混合气浓度必须适宜，既不能太浓

3、，也）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。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）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。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。）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而准确点火系统应在发动机各种工况和使用条件下保证可靠而准确地点火。地点火。 为此，对点火系统有下列要

4、求：为此，对点火系统有下列要求：（1）点火系统应能产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压。）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载低速时需810kV的高压电，正常点火一般均在的高压电，正常点火一般均在15kV以上，以上，起动时可达起动时可达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

5、。考虑各种不利因素的影响，通常将点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火装置的设计能力控制在30kV以内。以内。（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。 发动机正常工作时，因混合气压缩终了的温度已接近其自发动机正常工作时，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燃温度，这时所需电火花能量为15mJ即可点火。但在发动即可点火。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。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为保证发动

6、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正常工作，其可靠的点火能量应达到5080mJ，起动时应产，起动时应产生大于生大于100mJ的电火花能量。的电火花能量。（3）点火系统应按照发动机的工作顺序进行点火。）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一般直列四缸发动机的点火顺序为1342，直列六，直列六缸发动机的点火顺序为缸发动机的点火顺序为153624。但也有采用其他。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。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。）点火时刻应适应发动机

7、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）。利的时刻点火（实现最佳点火）。 点火时刻一般用点火提前角来表示，压缩行程中，从点火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，称为点火提前开始到活塞运行到上止点时曲轴所转过的角度，称为点火

8、提前角。角。 如果点火提前角过大（即点火过早），混合气的燃烧主要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。会引起爆燃，加速机件损坏。 如果点火提前角过小（即点火过迟），则混合气边燃烧，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

9、行，即燃烧过程是在容积增大的情况下进行的，不仅活塞边下行，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。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，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：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：发动机转速。点火提前角应随转速的升高而增大，但不是线发动机转速。点火提前角应随转速

10、的升高而增大，但不是线性关系。性关系。发动机负荷。在发动机转速不变的情况下，发动机的点火提发动机负荷。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。前角应随发动机负荷的增加而减小。起动及怠速。发动机起动和怠速时，要求点火提前角减小甚起动及怠速。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。至不提前点火。汽油的辛烷值。随着汽油辛烷值的增大，点火提前角可适当汽油的辛烷值。随着汽油辛烷值的增大，点火提前角可适当增加。增加。发动机压缩比。随着发动机压缩比的增高，点火提前角可相发动机压缩比。随着发动机压缩比的增高，点火提前角可相应减小。应减小。混合气的浓度。混合气的浓度

11、直接影响燃烧速率，当过量空混合气的浓度。混合气的浓度直接影响燃烧速率，当过量空气系数气系数 时，燃烧速度最快，最佳点火提前角最小。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。火提前角。9 . 08 . 05.1.4点火系统的发展历程点火系统的发展历程1. 传统点火系统传统点火系统 传统点火系统也称蓄电池点火系统、触点式点火系统。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，通过机械凸这种点火系统具有最基本的结构，在该系统中，通过机械凸轮接通

12、和断开触点，使点火线圈的初级电流间歇流动，从而轮接通和断开触点，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，如图在点火线圈次级产生点火高压，如图5-2所示。所示。图图5-2 传统点火系统结构传统点火系统结构 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。而性能不佳，已经被新型点火系统取代。2.无触点电子点火系统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在无触点电

13、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。而在点火线圈次级产生点火高压。 图图5-3 无触点电子点火系统结构无触点电子点火系统结构3.电控电子点火系统电控电子点火系统 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。机电子控制单元控制点火提前角。图图5-4 电控电子点火系统结构电控

14、电子点火系统结构4.无分电器点火系统无分电器点火系统 无分电器点火系统简称无分电器点火系统简称DLI（Distributor-less Ignition）系）系统。该系统使用多个点火线圈，直接向火花塞输送高电压，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。点火提前角的方法。图图5-5 无分电器点火系统结构无分电器点火系统结构5.1.5点火系统的分类点火系统的分类1.按照点火能量的储存方式分类按照点火能量的储存方式分类电感储能式电子点火系统（亦称电感放电式电子点火系）

15、。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。点火线圈中。电容储能式电子点火系统（亦称电容放电式电子点火系）。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。专门的储能电容器中。2.按照点火信号发生原理分类按照点火信号发生原理分类电磁感应式电子点火系统（如一汽解放车系、丰田车系）。电磁感应式电子点火系统（如一汽解放车系、丰田车系）。霍尔效应式电子

16、点火系统（如德国大众车系）。霍尔效应式电子点火系统（如德国大众车系）。光电式电子点火系统（如日本日产车系）。光电式电子点火系统（如日本日产车系）。3.按初级电路的控制方式分类按初级电路的控制方式分类传统点火系统。传统点火系统只在早期生产的汽车上使用，传统点火系统。传统点火系统只在早期生产的汽车上使用，现已淘汰。现已淘汰。电子点火系统。电子点火系统多应用于采用化油器供油的电子点火系统。电子点火系统多应用于采用化油器供油的发动机上，如解放发动机上，如解放CA1092、东风、东风EQ1091以及早期生产的普以及早期生产的普通桑塔纳、捷达、奥迪通桑塔纳、捷达、奥迪100、红旗等车型。、红旗等车型。电控

17、电子点火系统。目前，电控电子点火系统广泛应用于电电控电子点火系统。目前，电控电子点火系统广泛应用于电控发动机上。控发动机上。4.按照高压电的配电方式分类按照高压电的配电方式分类机械配电式点火系统（有分电器点火系统）。机械配电式点火系统（有分电器点火系统）。计算机配电式点火系统（无分电器点火系统）。计算机配电式点火系统（无分电器点火系统）。 在以上各种点火装置中，相对于电容储能式点火系统而在以上各种点火装置中，相对于电容储能式点火系统而言，电感储能式点火系统应用广泛；而在电感储能式点火系言，电感储能式点火系统应用广泛；而在电感储能式点火系统中，以电磁感应式和霍尔效应式点火系统的应用最为广泛；统中

18、，以电磁感应式和霍尔效应式点火系统的应用最为广泛；对于高压电的配电方式而言，有分电器点火系统在中低档车对于高压电的配电方式而言，有分电器点火系统在中低档车型中应用较多，无分电器点火系统在中高档车型中应用较多。型中应用较多，无分电器点火系统在中高档车型中应用较多。 总体来说，采用电子控制无分电器点火系统是汽车点火总体来说，采用电子控制无分电器点火系统是汽车点火技术的发展趋势。技术的发展趋势。注：限于篇幅并考虑到课程体系和认知规律，本书只讲授无注：限于篇幅并考虑到课程体系和认知规律，本书只讲授无触点电子点火系统。关于电控电子点火系统（包括计算机配触点电子点火系统。关于电控电子点火系统（包括计算机配

19、电式无分电器点火系统）将在汽车电子控制技术课程中进行电式无分电器点火系统）将在汽车电子控制技术课程中进行详细介绍，读者可参阅本书参考文献详细介绍，读者可参阅本书参考文献2、3项。项。5.2 点火系统构造与工作原理点火系统构造与工作原理5.2.1点火系统的工作原理点火系统的工作原理1.点火系统的基本组成点火系统的基本组成无触点电子点火系统一般由无触点电子点火系统一般由点火信号发生器、点火控制点火信号发生器、点火控制器、点火线圈、火花塞等组器、点火线圈、火花塞等组成。成。图图5-6 无触点电子点火系统组成无触点电子点火系统组成1-电源；电源；2-点火开关；点火开关；3-附加电阻；附加电阻；4-点火

20、线圈；点火线圈；5-分电器；分电器；6-火花塞；火花塞；7-点火信号发生器；点火信号发生器；8-点火控制器点火控制器2.点火系统的基本原理点火系统的基本原理 无触点电子点火系统的基本原理为：转动分电器使点火无触点电子点火系统的基本原理为：转动分电器使点火信号发生器产生脉冲电压信号，此脉冲电压信号经点火控制信号发生器产生脉冲电压信号，此脉冲电压信号经点火控制器大功率晶体三极管前置电路的放大、整形等处理后，控制器大功率晶体三极管前置电路的放大、整形等处理后，控制串联于点火线圈初级回路的大功率晶体三极管的导通和截止。串联于点火线圈初级回路的大功率晶体三极管的导通和截止。 大功率晶体三极管导通时，点火

21、线圈初级通路，点火系大功率晶体三极管导通时，点火线圈初级通路，点火系统储能；当输入点火控制器的点火信号脉冲使大功率晶体三统储能；当输入点火控制器的点火信号脉冲使大功率晶体三极管截止时，点火线圈初级断路，次级绕组便产生高压电。极管截止时，点火线圈初级断路，次级绕组便产生高压电。 在点火系统中，电源（蓄电池或发电机）供给的在点火系统中，电源（蓄电池或发电机）供给的12V低低压电，经点火线圈和点火控制器转变为高压电，再经配电器压电，经点火线圈和点火控制器转变为高压电，再经配电器分送到各缸火花塞，使其电极间产生电火花。其工作原理如分送到各缸火花塞，使其电极间产生电火花。其工作原理如图图5-7所示。所示

22、。图图5-7 无触点电子点火系统工作原理无触点电子点火系统工作原理3. 点火系统工作过程分析点火系统工作过程分析（1）大功率晶体三极管导通，初级电流增长。）大功率晶体三极管导通，初级电流增长。（2）大功率晶体三极管截止，次级绕组中产生高压电。）大功率晶体三极管截止，次级绕组中产生高压电。 （3）火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气。）火花塞电极间隙被击穿，产生电火花，点燃混合气。 火花塞电极间隙击穿以后，储存在火花塞电极间隙击穿以后，储存在C中的电场能首先放出。中的电场能首先放出。这部分由电容器储存的能量维持的放电称为这部分由电容器储存的能量维持的放电称为“电容放电电容放电”，其特点是

23、放电时间极短，放电电流很大。由于电火花是在次其特点是放电时间极短，放电电流很大。由于电火花是在次级电压达到最大值级电压达到最大值 以前发生的，所以电容放电只消耗以前发生的，所以电容放电只消耗了磁场能的一部分。了磁场能的一部分。max2U 火花塞间隙击穿以后，阻力大大减小，铁心中剩余的磁火花塞间隙击穿以后，阻力大大减小，铁心中剩余的磁场能将沿着电离了的火花塞间隙缓慢放电，形成场能将沿着电离了的火花塞间隙缓慢放电，形成“电感放电电感放电”（又称（又称“火花尾火花尾”），其特点是放电时间较长，放电电流较），其特点是放电时间较长，放电电流较小，放电电压较低。实验证明，电感放电的持续时间越长，小，放电电

24、压较低。实验证明，电感放电的持续时间越长，点火性能越好。点火性能越好。 发动机工作期间，点火信号发生器转子每转一周各缸按发动机工作期间，点火信号发生器转子每转一周各缸按点火顺序轮流点火一次。若要停止发动机的工作，只要断开点火顺序轮流点火一次。若要停止发动机的工作，只要断开点火开关，切断初级电路即可。点火开关，切断初级电路即可。5.2.2点火系统的构造点火系统的构造1.点火线圈点火线圈 点火线圈（点火线圈（Ignition coil）由初级绕组、次级绕组和铁心）由初级绕组、次级绕组和铁心等组成。等组成。1）开磁路式点火线圈）开磁路式点火线圈 按磁路的结构形式不同，可分为开磁路式点火线圈和闭按磁路

25、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。磁路式点火线圈。1-瓷杯；瓷杯；2-铁心；铁心；3-初级绕组；初级绕组；4-次级绕组；次级绕组；5-导磁钢套；导磁钢套；6-外壳；外壳；7-低压接线柱负低压接线柱负极；极；8-绝缘胶木盖；绝缘胶木盖；9-高压接线柱；高压接线柱；10-低压接线柱正极或低压接线柱正极或“开关开关”；11-低压接线柱低压接线柱“+开关开关”；12-附加电阻附加电阻 当初级电流流过开磁路式点火线圈的初级绕组时，使铁当初级电流流过开磁路式点火线圈的初级绕组时，使铁心磁化，其磁路如图心磁化，其磁路如图5-10所示。由于磁路的上、下部分都是所示。由于磁路的上、下部分

26、都是从空气中通过的，初级绕组在铁心中产生的磁通，需经壳体从空气中通过的，初级绕组在铁心中产生的磁通，需经壳体内的导磁钢套形成回路，磁路的磁阻大，漏磁较多，能量损内的导磁钢套形成回路，磁路的磁阻大，漏磁较多，能量损失较大。失较大。图图5-10 开磁路点火线圈的磁路开磁路点火线圈的磁路 1-磁力线；磁力线； 2-铁心；铁心； 3-初级绕组；初级绕组； 4-次级绕组；次级绕组；5-导磁钢套导磁钢套 2）闭磁路式点火线圈）闭磁路式点火线圈 a）日字铁心的磁路分布）日字铁心的磁路分布 b）口字铁心的磁路分布）口字铁心的磁路分布图图5-11 闭磁路点火线圈的磁路闭磁路点火线圈的磁路 1-初级绕组；初级绕组

27、； 2-次级绕组；次级绕组；3-铁心铁心 图图5-12 常见的闭磁路式点火线圈常见的闭磁路式点火线圈 与开磁路点火线圈相比，闭磁路点火线圈具有漏磁少、转与开磁路点火线圈相比，闭磁路点火线圈具有漏磁少、转换效率高、体积小、重量轻、铁心裸露易于散热等优点，故换效率高、体积小、重量轻、铁心裸露易于散热等优点，故已在高能电子点火系中广泛应用。已在高能电子点火系中广泛应用。3）点火线圈的型号）点火线圈的型号 根据根据QCT7393的规定，国产点火线圈的型号由以下的规定，国产点火线圈的型号由以下几部分组成。几部分组成。其中，产品代号用汉语拼音字母表示。其中，产品代号用汉语拼音字母表示。电压等级代号：电压等

28、级代号：1表示表示12V；6表示表示6V。点火线圈用途代号用数字表示，具体含义见表点火线圈用途代号用数字表示，具体含义见表5-1。2.分电器分电器 分电器（分电器（Distributor）由配电器、点火信号发生器和点火）由配电器、点火信号发生器和点火提前机构等组成。分电器的壳体通常用铝合金或铸铁制成，下提前机构等组成。分电器的壳体通常用铝合金或铸铁制成，下部压有石墨青铜衬套，分电器轴由发动机曲轴直接或间接驱动。部压有石墨青铜衬套，分电器轴由发动机曲轴直接或间接驱动。图图5-14 分电器分电器1-屏蔽罩；屏蔽罩；2-分电器盖；分电器盖；3-分火头；分火头；4-防尘罩；防尘罩；5-弹簧夹；弹簧夹；

29、6-分电器轴；分电器轴；7-点火信号转子；点火信号转子；8-真空提前装置；真空提前装置；9-点火信号发生器；点火信号发生器；10-离心提前装置；离心提前装置；11-分电器壳体；分电器壳体；12-橡胶密封圈；橡胶密封圈；13-驱动齿轮驱动齿轮1）配电器）配电器 配电器安装在点火信号转子的上方，由绝缘材料制造的配电器安装在点火信号转子的上方，由绝缘材料制造的分电器盖和分火头组成。分电器盖的中央有一高压线（中央分电器盖和分火头组成。分电器盖的中央有一高压线（中央电极）座孔，其内装有带弹簧的炭柱，压在分火头的导电片电极）座孔，其内装有带弹簧的炭柱，压在分火头的导电片上。分电器盖的四周均布有与发动机气缸

30、数相等的旁电极，上。分电器盖的四周均布有与发动机气缸数相等的旁电极，可通过高压分线与各缸火花塞相联。可通过高压分线与各缸火花塞相联。 分火头装在分电器轴的顶端，随分电器轴一起旋转，当点分火头装在分电器轴的顶端，随分电器轴一起旋转，当点火控制器大功率晶体三极管截止（点火线圈初级电路断开）火控制器大功率晶体三极管截止（点火线圈初级电路断开）时，分火头上的导电片总是正对某一旁电极。时，分火头上的导电片总是正对某一旁电极。 发动机工作时，在点火线圈初级电路断开的瞬间，来自发动机工作时，在点火线圈初级电路断开的瞬间，来自点火线圈的高压电经中央电极的炭柱、分火头上导电片，以点火线圈的高压电经中央电极的炭柱

31、、分火头上导电片，以火花形式跳到旁电极上，再经高压分线送往相应的火花塞。火花形式跳到旁电极上，再经高压分线送往相应的火花塞。2）点火信号发生器）点火信号发生器 常用的点火信号发生器有三种类型，分别是电磁感应式、常用的点火信号发生器有三种类型，分别是电磁感应式、霍尔效应式和光电式。霍尔效应式和光电式。 当分电器轴转动时，点火信号发生器转子连同分火头随当分电器轴转动时，点火信号发生器转子连同分火头随分电器轴一起转动。这时，即在点火信号发生器内产生反映分电器轴一起转动。这时，即在点火信号发生器内产生反映曲轴位置的电信号，点火信号发生器将该信号送入点火控制曲轴位置的电信号，点火信号发生器将该信号送入点

32、火控制器，以控制点火线圈产生高压电，进行点火。器，以控制点火线圈产生高压电，进行点火。 关于各种点火信号发生器的具体结构和工作原理将在关于各种点火信号发生器的具体结构和工作原理将在5.3节作详细介绍。节作详细介绍。3）点火提前调节机构）点火提前调节机构 在分电器中一般设有两套自动调节点火提前角的装置。在分电器中一般设有两套自动调节点火提前角的装置。一套是能随发动机转速的变化自动调节点火提前角的离心式一套是能随发动机转速的变化自动调节点火提前角的离心式点火提前角调节装置，另一套是能按发动机负荷不同自动调点火提前角调节装置，另一套是能按发动机负荷不同自动调节点火提前角的真空式点火提前角调节装置。节

33、点火提前角的真空式点火提前角调节装置。 但在电控电子点火系统中，则取消了这两套自动调节点但在电控电子点火系统中，则取消了这两套自动调节点火提前角的装置，改由发动机电子控制单元直接控制点火提火提前角的装置，改由发动机电子控制单元直接控制点火提前角。前角。（1）离心点火提前调节器。离心点火提前调节器是在发动）离心点火提前调节器。离心点火提前调节器是在发动机不同转速下自动调节点火提前角的装置，它使点火提前角机不同转速下自动调节点火提前角的装置，它使点火提前角随发动机转速的增大而适当地增大，其结构如图随发动机转速的增大而适当地增大，其结构如图5-15所示。所示。图图5-15 离心点火提前调节器离心点火

34、提前调节器1-螺钉及垫片；螺钉及垫片； 2-点火信号发生器转子（凸轮）；点火信号发生器转子（凸轮）； 3-拨板；拨板； 4-分电器轴；分电器轴；5-离心重块；离心重块； 6-弹簧；弹簧； 7-托板；托板； 8-销钉；销钉； 9-柱销柱销（2）真空点火提前调节器。真空点火提前调节器能根据发动）真空点火提前调节器。真空点火提前调节器能根据发动机负荷的变化自动调节点火提前角，使点火提前角随发动机机负荷的变化自动调节点火提前角，使点火提前角随发动机负荷的增大而减小。真空点火提前调节器装在分电器壳体的负荷的增大而减小。真空点火提前调节器装在分电器壳体的外侧，其结构原理如图外侧，其结构原理如图5-16所示

35、。所示。a）小负荷（节气门）小负荷（节气门14开度）开度） b）大负荷）大负荷 c）起动和怠速）起动和怠速图图5-16 真空点火提前调节器结构原理示意图真空点火提前调节器结构原理示意图1-分电器外壳；分电器外壳； 2-点火信号发生器转子（凸轮）；点火信号发生器转子（凸轮）； 3-点火信号发生器（触点）；点火信号发生器（触点）； 4-真空点火提前调节器外壳；真空点火提前调节器外壳； 5-弹簧；弹簧； 6-真空连接管；真空连接管；7-进气道；进气道； 8-节气门；节气门； 9-膜片；膜片； 10-拉杆；拉杆； 11-固定销固定销 为适应不同品质汽油的不同抗爆性能，在换用不同品质的为适应不同品质汽油

36、的不同抗爆性能，在换用不同品质的汽油或季节发生变化时，常需调整点火时间。为此，一般在分汽油或季节发生变化时，常需调整点火时间。为此，一般在分电器上还装有辛烷选择器，如图电器上还装有辛烷选择器，如图5-17所示。所示。 图图5-17 辛烷选择器辛烷选择器1-调节臂；调节臂；2-紧固螺钉；紧固螺钉；3-托板及指针；托板及指针；4-底板；底板；5-拉杆拉杆 通常可将分电器总成的紧固螺钉旋松，使分电器外壳相对通常可将分电器总成的紧固螺钉旋松，使分电器外壳相对于轴转过一个角度后再紧固以改变点火提前角。为了使调整时于轴转过一个角度后再紧固以改变点火提前角。为了使调整时能看到调整的角度，在分电器壳体的下部装

37、有指针和刻度板，能看到调整的角度，在分电器壳体的下部装有指针和刻度板，可以指示出壳体转过的角度。可以指示出壳体转过的角度。4）分电器的型号）分电器的型号 根据根据QCT7393的规定，国产分电器的型号由以下几的规定，国产分电器的型号由以下几个部分组成。个部分组成。3.火花塞火花塞1）火花塞的工作条件及对火花塞的要求）火花塞的工作条件及对火花塞的要求火花塞（火花塞（spark-plugs，亦称火星塞，俗称火嘴）的工作条件，亦称火星塞，俗称火嘴）的工作条件极其恶劣，它要受到高压（极其恶劣，它要受到高压（5.886.86MPa）、高温以及燃烧）、高温以及燃烧产物的强烈腐蚀。产物的强烈腐蚀。 因此，火

38、花塞必须具有足够的力学强度，能够承受冲击因此，火花塞必须具有足够的力学强度，能够承受冲击性高压电的作用，能承受剧烈的温度变化（混合气燃烧时承性高压电的作用，能承受剧烈的温度变化（混合气燃烧时承受受15002000高温燃气的炙烤，而在进气时，又要承受高温燃气的炙烤，而在进气时，又要承受5060的进气突然冷却），并具有良好的热特性，并要求的进气突然冷却），并具有良好的热特性，并要求火花塞的材料能抵抗燃气的腐蚀。火花塞的材料能抵抗燃气的腐蚀。2）火花塞的结构）火花塞的结构 在钢制壳体的内在钢制壳体的内部固定有高氧化铝陶部固定有高氧化铝陶瓷绝缘体，使中心电瓷绝缘体，使中心电极与侧电极之间保持极与侧电极

39、之间保持足够的绝缘强度。绝足够的绝缘强度。绝缘体孔的上部装有金缘体孔的上部装有金属杆，通过接线柱与属杆，通过接线柱与高压分线相连，下部高压分线相连，下部装有中心电极。装有中心电极。图图5-18 火花塞火花塞1-高压分线接线柱；高压分线接线柱； 2-陶瓷绝缘体；陶瓷绝缘体；3-导电金属杆；导电金属杆； 4-壳体；壳体；5-导电玻璃；导电玻璃；6-中心电极；中心电极；7-紫铜垫圈；紫铜垫圈； 8-密封垫圈；密封垫圈；9-侧电极侧电极 金属杆与中心电极之间用导电玻璃密封。中心电极用镍金属杆与中心电极之间用导电玻璃密封。中心电极用镍锰合金制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀和导电性能。锰合金制成，具有良好的

40、耐高温、耐腐蚀和导电性能。 中心电极与侧电极之间的间隙一般中心电极与侧电极之间的间隙一般为为0.60.7mm。与高能点火系统配套。与高能点火系统配套的火花塞，其间隙可达的火花塞，其间隙可达1.01.2mm。图图5-18 火花塞火花塞1-高压分线接线柱；高压分线接线柱； 2-陶瓷绝缘体；陶瓷绝缘体；3-导电金属杆；导电金属杆； 4-壳体；壳体；5-导电玻璃；导电玻璃；6-中心电极；中心电极；7-紫铜垫圈；紫铜垫圈； 8-密封垫圈；密封垫圈；9-侧电极侧电极 火花塞借壳火花塞借壳体下部的螺体下部的螺纹旋入气缸纹旋入气缸盖中，旋紧盖中，旋紧时密封垫圈时密封垫圈受压变形保受压变形保证壳体与缸证壳体与缸

41、盖之间密封盖之间密封良好。良好。a）低热值火花塞）低热值火花塞 b）中热值火花塞）中热值火花塞 c）高值火花塞）高值火花塞（热型火花塞）（热型火花塞） （中型火花塞）（中型火花塞） （冷型火花塞）（冷型火花塞）图图5-19 不同热值和绝缘体裙部长度的火花塞不同热值和绝缘体裙部长度的火花塞 为了适应不同发动机的需要，火花塞因下部的形状和绝为了适应不同发动机的需要，火花塞因下部的形状和绝缘体裙部长度的不同有多种形式（图缘体裙部长度的不同有多种形式（图5-19）。）。3）火花塞的散热）火花塞的散热 火花塞工作时，周期性地受到高温燃气作用，使绝缘体火花塞工作时，周期性地受到高温燃气作用，使绝缘体裙部温

42、度升高，这部分热量主要通过壳体、绝缘体、中心电裙部温度升高，这部分热量主要通过壳体、绝缘体、中心电极、金属杆等传至缸体或散发到空气中，当吸收和散发的热极、金属杆等传至缸体或散发到空气中，当吸收和散发的热量达到平衡时，火花塞的各个部分将保持一定的温度。量达到平衡时，火花塞的各个部分将保持一定的温度。图图5-20 火花塞的吸热与放热火花塞的吸热与放热 图图5-21 火花塞各部分的温度及散热途径火花塞各部分的温度及散热途径 4）火花塞的热特性）火花塞的热特性 火花塞的发火部位吸热并向发动机冷却系统散发热量的火花塞的发火部位吸热并向发动机冷却系统散发热量的性能，称为火花塞的热特性。实践证明，当火花塞绝

43、缘体裙性能，称为火花塞的热特性。实践证明，当火花塞绝缘体裙部的温度保持在部的温度保持在500600时，落在绝缘体上的油滴能立即时，落在绝缘体上的油滴能立即烧掉，不会形成积炭，这个温度称为火花塞的自净温度。烧掉，不会形成积炭，这个温度称为火花塞的自净温度。 低于自净温度时，火花塞常因产生积炭而漏电，导致不点低于自净温度时，火花塞常因产生积炭而漏电，导致不点火；高于自净温度时，则当混合气与炽热的绝缘体接触时，火；高于自净温度时，则当混合气与炽热的绝缘体接触时，可能早燃而引起爆燃（爆震），甚至在进气行程中燃烧，产可能早燃而引起爆燃（爆震），甚至在进气行程中燃烧，产生进气管回火。生进气管回火。火花塞的

44、热特性主要取决于绝缘体裙部的长度。绝缘体裙部火花塞的热特性主要取决于绝缘体裙部的长度。绝缘体裙部长的火花塞，受热面积大，传热距离长，散热困难，裙部温长的火花塞，受热面积大，传热距离长，散热困难，裙部温度高，称为热型火花塞；反之，裙部短的火花塞，受热面积度高，称为热型火花塞；反之，裙部短的火花塞，受热面积小，传热距离短，散热容易，裙部温度低，称为冷型火花塞。小，传热距离短，散热容易，裙部温度低，称为冷型火花塞。 热型火花塞适用于低速、低压缩比、小功率发动机；冷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。型火花塞适用于高速、高压缩比、大功率发动机。

45、火花塞的热特性常用热值或炽热数表示。我国是以绝缘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（体裙部长度标定的热值（111）来表征火花塞的热特性。）来表征火花塞的热特性。5）火花塞的选用）火花塞的选用 火花塞热值根据发动机及汽车设计、试验结果而定，在火花塞热值根据发动机及汽车设计、试验结果而定，在各车型的说明书中都对此作了明确规定。各车型的说明书中都对此作了明确规定。 火花塞的热特性选用是否合适，其判断方法是：若火花火花塞的热特性选用是否合适，其判断方法是：若火花塞经常由于积炭而导致断火，说明火花塞偏冷，热值选用过塞经常由于积炭而导致断火，说明火花塞偏冷，热值选用过高；

46、若经常发生炽热点火而引发早燃，则说明火花塞偏热，高；若经常发生炽热点火而引发早燃，则说明火花塞偏热，热值选用过低。热值选用过低。热值代号热值代号1、2、3为热型火花塞；为热型火花塞； 4、5、6为中型火花塞；为中型火花塞； 7、8、9、10、11为冷型火花塞。为冷型火花塞。6）火花塞的型号编制规则）火花塞的型号编制规则 根据我国现行火花塞产品型号编制方法根据我国现行火花塞产品型号编制方法QC/T430-2005的的规定，国产火花塞型号由以下几部分组成。规定，国产火花塞型号由以下几部分组成。第一部分为汉语拼音字母（单字母或双字母），表示火花塞第一部分为汉语拼音字母（单字母或双字母），表示火花塞的

47、结构类型及主要型式尺寸。各字母的含义见表的结构类型及主要型式尺寸。各字母的含义见表5-4。第二部分为阿拉伯数字，表示火花塞热值。由热型至冷型，第二部分为阿拉伯数字，表示火花塞热值。由热型至冷型，分别以分别以111表示。热值代号越大则越冷，热值代号越小则表示。热值代号越大则越冷，热值代号越小则越热。火花塞热值代号与绝缘体裙部长度及热特性的对应关越热。火花塞热值代号与绝缘体裙部长度及热特性的对应关系见表系见表5-5。表表5-5 火花塞热值代号与绝缘体裙部长度及热特性的对应关系火花塞热值代号与绝缘体裙部长度及热特性的对应关系裙部长度裙部长度（mm）15.513.511.59.57.55.53.5热值

48、热值3456789热特性热特性热热冷冷 第三部分用若干汉语拼音字母和阿拉伯数字表示火花塞派第三部分用若干汉语拼音字母和阿拉伯数字表示火花塞派生产品结构、发火端特性、材料特性及技术要求，按表生产品结构、发火端特性、材料特性及技术要求，按表5-6所所列的先后顺序排列。列的先后顺序排列。示例示例1：A73型火花塞即为螺纹旋合长度型火花塞即为螺纹旋合长度12.7 mm，壳体六，壳体六角对边角对边16 mm，热值代号为，热值代号为7，螺纹规格，螺纹规格M101，瓷绝缘体，瓷绝缘体涂硅胶平座火花塞。涂硅胶平座火花塞。示例示例2：DF7REC2型火花塞即为螺纹旋合长度型火花塞即为螺纹旋合长度19 mm，壳体

49、，壳体六角对边六角对边16 mm，热值代号为，热值代号为7，螺纹规格，螺纹规格M121.25，带电，带电阻，阻，NiCu复合中心电极，快热结构，绝缘体突出型点火位复合中心电极，快热结构，绝缘体突出型点火位置为置为3 mm平座火花塞。平座火花塞。 示例示例3：VH6RLPPX4型火花塞即为螺纹旋合长度型火花塞即为螺纹旋合长度26.5 mm，壳体六角对边壳体六角对边14 mm，热值代号为，热值代号为6，螺纹规格，螺纹规格M121.25，带电阻，中心电极和侧电极均为铂金，绝缘体突出型点火位带电阻，中心电极和侧电极均为铂金，绝缘体突出型点火位置为置为4mm，点火间隙为，点火间隙为1.1 mm，整体接线

50、螺杆平座型火花塞。，整体接线螺杆平座型火花塞。7）常见的火花塞）常见的火花塞图图5-23 常用火花塞的结构类型常用火花塞的结构类型标准型火花塞。标准型火花塞。其绝缘体裙部缩入其绝缘体裙部缩入壳体端面，侧电极壳体端面，侧电极在壳体端面以外。在壳体端面以外。电极突出型火花塞。电极突出型火花塞。电极突出型火花塞的电极突出型火花塞的绝缘体裙部较长，突绝缘体裙部较长，突出于壳体端面之外。出于壳体端面之外。它具有吸热量大，抗它具有吸热量大，抗污能力好的优点，且污能力好的优点，且能直接受到进气的冷能直接受到进气的冷却而降低温度，因而却而降低温度，因而也不易引起炽热点火，也不易引起炽热点火，故热适应范围宽，是

51、故热适应范围宽，是应用最广泛的火花塞。应用最广泛的火花塞。细电极型火花塞。细电极型火花塞。细电极型火花塞的细电极型火花塞的电极很细，特点是电极很细，特点是火花强烈，点火能火花强烈，点火能力好，在严寒季节力好，在严寒季节也能保证发动机迅也能保证发动机迅速可靠的起动，热速可靠的起动，热范围较宽，能满足范围较宽，能满足各种用途。各种用途。图图5-26日本电装细电极火花塞日本电装细电极火花塞 铜芯电极型火花塞。铜芯电极型火花塞。高速发动机普遍采用铜高速发动机普遍采用铜芯火花塞。这种火花塞芯火花塞。这种火花塞把抗蚀性优良的镍合金把抗蚀性优良的镍合金与传导性好的无氧铜结与传导性好的无氧铜结合在一起，因铜导

52、热性合在一起，因铜导热性好，热值上限提高，高好，热值上限提高，高速时能限制炽热点火，速时能限制炽热点火，裙部的加长热、室容积裙部的加长热、室容积的扩大，使得热值下限的扩大，使得热值下限拓宽，提高了电极耐油拓宽，提高了电极耐油污、抗烧蚀的能力。污、抗烧蚀的能力。多极型火花塞。多极型火花塞。多极型火花塞的侧多极型火花塞的侧电极一般为两个或电极一般为两个或两个以上，优点是两个以上，优点是点火可靠，间隙不点火可靠，间隙不需经常调整，故在需经常调整，故在电极容易烧蚀和火电极容易烧蚀和火花塞间隙不能经常花塞间隙不能经常调整的一些汽油机调整的一些汽油机上采用。如神龙富上采用。如神龙富康轿车采用了二电康轿车采

53、用了二电极型火花塞，上海极型火花塞，上海桑塔纳轿车采用了桑塔纳轿车采用了四电极型火花塞。四电极型火花塞。图图5-25三侧极电极突出型火花塞三侧极电极突出型火花塞 电阻型火花塞。电阻型火花塞是在电阻电阻型火花塞。电阻型火花塞是在电阻内装有内装有510 k的电阻，可以抑制汽车的电阻，可以抑制汽车点火系统对无线电的干扰。点火系统对无线电的干扰。屏蔽型火花塞。屏蔽型火花塞利用金属壳体把整个火花塞屏蔽型火花塞。屏蔽型火花塞利用金属壳体把整个火花塞屏蔽起来，不仅可以防止无线电干扰，还可用于防水、防爆屏蔽起来，不仅可以防止无线电干扰，还可用于防水、防爆的场合。的场合。4.高压电线高压电线 带阻尼的高压线可抑

54、制和衰减点火系统产生的高频电磁波，带阻尼的高压线可抑制和衰减点火系统产生的高频电磁波，降低对无线电设备及电控装置的干扰。降低对无线电设备及电控装置的干扰。5.3 无触点电子点火系统无触点电子点火系统无触点电子点火系统又称晶体管点火系统或半导体点火系统。无触点电子点火系统又称晶体管点火系统或半导体点火系统。 在无触点电子点火系统中，由装在分电器内的点火信号发在无触点电子点火系统中，由装在分电器内的点火信号发生器取代了传统点火系统的断电凸轮和断电器触点。点火信号生器取代了传统点火系统的断电凸轮和断电器触点。点火信号发生器能产生电压信号，接通点火控制器的大功率晶体管，以发生器能产生电压信号，接通点火

55、控制器的大功率晶体管，以断开点火线圈的初级电流，完全可以实现传统断电器的功能。断开点火线圈的初级电流，完全可以实现传统断电器的功能。5.3.1点火信号发生器点火信号发生器 点火信号发生器的作用是产生与气缸数及曲轴位置相对点火信号发生器的作用是产生与气缸数及曲轴位置相对应的电压信号，用以触发点火控制器按发动机各缸的点火需应的电压信号，用以触发点火控制器按发动机各缸的点火需要，及时通断点火线圈初级回路，使次级产生高压。要，及时通断点火线圈初级回路，使次级产生高压。 常见的点火信号发生器有电磁感应式、霍尔效应式、光常见的点火信号发生器有电磁感应式、霍尔效应式、光电式等几种。电式等几种。1.电磁感应式

56、点火信号发生器电磁感应式点火信号发生器 1）电磁感应式点火信号发生器基本结构与原理）电磁感应式点火信号发生器基本结构与原理 电磁感应式点火信号发生器由靠分电器轴带动且转速与电磁感应式点火信号发生器由靠分电器轴带动且转速与之相等的信号转子、安装在分电器底板上的永久磁铁和绕在之相等的信号转子、安装在分电器底板上的永久磁铁和绕在导磁铁心上的传感线圈等组成。导磁铁心上的传感线圈等组成。 信号转子有数目与发动机气缸数相等的凸齿。永久磁铁信号转子有数目与发动机气缸数相等的凸齿。永久磁铁的磁通经转子的凸齿、传感线圈的铁心、永久磁铁构成回路。的磁通经转子的凸齿、传感线圈的铁心、永久磁铁构成回路。 当转子转动时

57、，转子凸齿与线圈铁心间的空气间隙不断当转子转动时，转子凸齿与线圈铁心间的空气间隙不断发生变化，穿过线圈铁心中的磁通也不断变化。发生变化，穿过线圈铁心中的磁通也不断变化。（a）结构图）结构图 （b）工作原理图）工作原理图图图5-28 电磁感应式信号发生器电磁感应式信号发生器1-传感线圈；传感线圈；2-永久磁铁；永久磁铁；3-信号转子；信号转子；4-导磁铁心导磁铁心 根据电磁感应原理，当穿过线圈的磁通量发生变化时，根据电磁感应原理，当穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将产生感应电动势，感应电动势的大小与磁通的变化线圈中将产生感应电动势，感应电动势的大小与磁通的变化率成正比。率成正比。 （a）靠近时

58、）靠近时 （b）对正时）对正时 （c）离开时）离开时图图5-29 电磁感应式信号发生器的磁路变化电磁感应式信号发生器的磁路变化1信号转子；信号转子；2传感线圈；传感线圈；3铁心；铁心；4永久磁铁永久磁铁图图5-30 穿过线圈的磁通及线圈中的感应电动势穿过线圈的磁通及线圈中的感应电动势2）CA1092型汽车电磁感应式信号发生器型汽车电磁感应式信号发生器图图5-31 CA1092型汽车用电磁感应式信号发生器外形结构型汽车用电磁感应式信号发生器外形结构1-分电器轴；分电器轴；2-信号转子；信号转子；3-传感线圈；传感线圈；4-定子；定子；5-电线插接器；电线插接器；6-分电器外壳；分电器外壳；7-真

59、空式点火提前装置真空式点火提前装置图图5-32 CA1092型汽车用电磁感应式信号发生器分解图型汽车用电磁感应式信号发生器分解图1-分电器轴；分电器轴；2-信号转子；信号转子；3-传感线圈；传感线圈；4-定子；定子；5-塑性永磁片；塑性永磁片；6-导磁板；导磁板；7-底板底板2.霍尔效应式点火信号发生器霍尔效应式点火信号发生器1）霍尔效应）霍尔效应 图图5-33 霍尔效应原理霍尔效应原理I-流过霍尔元件的电流；流过霍尔元件的电流；B-磁感应强度；磁感应强度；d-霍尔元件基片厚度；霍尔元件基片厚度；UH-霍尔电压霍尔电压IBdRUHH 霍尔电压，单位为霍尔电压，单位为V； 霍尔系数；霍尔系数；

60、半导体基片厚度，单位为半导体基片厚度，单位为m； 电流，单位为电流，单位为A； 磁感应强度，单位为磁感应强度，单位为T。HUHRdIB 由式由式5-1可知，当通过的电流为一定值时，霍尔电压随磁可知，当通过的电流为一定值时，霍尔电压随磁感应强度的大小而变化；同时也可看出，霍尔电压的高低与感应强度的大小而变化；同时也可看出，霍尔电压的高低与磁通的变化速率无关。磁通的变化速率无关。2）霍尔效应式点火信号发生器的结构与原理）霍尔效应式点火信号发生器的结构与原理 图图5-34 霍尔式点火信号发生器外形结构霍尔式点火信号发生器外形结构1-触发叶轮；触发叶轮；2-霍尔集成电路；霍尔集成电路；3-触发开关；触