第九章汽油機點火系統第一節點火系統要求與分類第二節傳統點火系統第三節半導體點火系統第四節微電腦點火控制系統第一節點火系統要求與分類一、對點火系統的要求1．能產生足以擊穿火花塞電極間隙的高壓電影響擊穿電壓的因素（1）火花塞電極間隙的大小（2）氣缸內混合氣的壓力與溫度

（3）電極的溫度和極性

（4）發動機的工作情況

（a）擊穿電壓與火花塞間隙的關系（b）擊穿電壓與混合氣壓力的關系（c）擊穿電壓與電極溫度的關系（d）不同工況時的擊穿電壓2．火花塞應具有足夠的能量3．點火時刻應適應發動機的工作情況（1）轉速（2）負荷（3）起動及怠速（4）汽油的辛烷值（5）壓縮比（6）混合氣成分（7）進氣壓力影響最佳點火提前角的因素有：（a）最佳點火提前角與轉速的關系（b）最佳點火提前角與負荷的關系（c）最佳點火提前角與壓縮比的關系（d）最佳點火提前角與混合氣成分的關系二、點火系統的分類1．傳統點火系統傳統點火系統以蓄電池和發電機為電源，也稱為蓄電池點火系統。它靠點火線圈和分電器的作用，將電源提供的12V、24V或6V的低壓直流電轉變為高壓電，并分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產生電火花，點燃可燃混合氣。傳統點火系統由于產生的高壓電比較低、高速時工作不可靠、需要經常檢查和維護等許多缺點，目前正在被半導體點火系統和微機控制點火系統所代替。

2．半導體點火系統半導體點火系統也是以蓄電池和發電機為電源。它由傳感器或斷電器的觸點產生點火信號，經由半導體器件組成的點火控制和點火線圈，將電源的低壓電轉變為高壓電，是目前國內外汽車上比較廣泛應用的點火系統。3．微機控制點火系統微機控制點火系統與上述兩種點火系統相同，也以蓄電池和發電機為電源。它由微機控制裝置即電腦，根據各種傳感器提供的反映發動機工況的信號，確定點火時刻，并發出點火控制信號，通過點火線圈將電源的低壓轉變為高壓，由配電器將高壓電分配到各個缸火花塞，它還可以進一步取消分電器，由微機控制系統直接進行高壓電的分配，是現代最新型的點火系統，已廣泛應用在轎車上。4．磁電點火系統磁電點火系統是由磁電機內的永遠磁鐵和電磁線圈的作用產生高壓電的，因此它不需要另設低壓電源。與傳統點火系統相比，磁電機點火系統在發電機中轉速和高轉速范圍內，產生的高壓電比較高，發動機能可靠的工作。但在發動機低速時，產生的電壓比較低，不利于發動機起動。因此，磁電機點火系統多用于主要在高速滿負荷下工作的賽車發動機，以及某些不帶蓄電池的摩托車發動機和大功率柴油機的起動發動機上。

第二節傳統點火系統一、傳統點火系統的組成（1）電源電源為蓄電池和發電機，供給點火系統所需電能，標稱電壓一般是12V（2）點火開關點火開關的作用是接通或斷開點火系統初級電路。（3）點火線圈點火線圈即變壓器，其功用是將蓄電池12V的低壓電變為15kV-20kV的高壓電。(4）分電器分電器的功用是接通和切斷低壓電路，使點火線圈及時產生高壓電，按發動機各氣缸的點火順序送至火花塞；同時可調整點火時間。

（5）電容器減小斷電器的火花，防止觸點燒蝕，延長其使用壽命，同時加速點火線圈中磁通的變化速率，提高點火高電壓。（6）火花塞其功用是將高壓電引入燃燒室產生電火花，點燃混合氣。（7）高壓導線用以連接點火線圈至分電器中心電極和分電器旁電極至各缸火花塞。傳統點火系統的組成1-點火開關2-電流表3-蓄電池4-起動機5-高壓導線6-阻尼電阻7-火花塞8-斷電器9-電容器10-點火線圈11-附加電阻12-配電器二、傳統點火系統的工作原理在傳統點火系統中，由蓄電池或發電機供給12V的低壓電，是借點火線圈和斷電器將其轉變為高電壓，再通過分電器分配到各缸火花塞，使其電極之間產生電火花。初級電壓次級電壓在點火過程中，與觸點并聯的電容器具有重要作用。當電容器第一次放電時，電流以相反的方向通過一次側繞組，加速了磁場的消失，使二次側感應電動勢顯著提高。可見有了電容器后就能減小觸點火花，延長觸點壽命并增強了二次側電壓。a沒有電容器b觸點并聯有電容器初級電流的變化三、傳統點火系統各組件的構造1．點火線圈點火線圈是將電源的低壓電轉變為高壓電的基本元件。

（1）開磁路點火線圈開磁路點火線圈是利用電磁互感原理制成的。其結構主要由硅鋼片疊成的鐵芯上的初級線圈和次級線圈、殼體及其外的附加電阻等組成。產生高壓電的原理一次：

240—370匝二次：

11000—23000匝點火線圈的組成特點：產生高壓電穩定但是磁路損失較大（a）二接線柱式

（b）三接線柱式開磁路點火線圈1-瓷杯2-鐵芯3-初級繞組4-次級繞組5-鋼片6-外殼7-“-”接線柱8-膠木蓋

9-高壓線接柱10-“+”或開關接線柱11-“+開關”接線柱12-附加電阻開磁路點火線圈的磁路l-磁力線2-鐵芯3-初級繞組4-次級繞組5-導磁鋼片

（2）閉磁路點火線圈閉磁路點火線圈，將初級繞阻和次級繞組都繞在口字形或日字形的鐵芯上。初級繞組在鐵芯中產生的磁通，通過鐵芯構成閉合磁路。（c）口字形鐵心的磁路（a）日字形鐵心的點火線圈（b）日字形鐵心的磁路

閉磁路點火線圈及磁路示意圖1-鐵芯2-低壓接線柱3-高壓插孔4-初級繞組5-次級繞組

2．配電器分電器由斷電器、配電器、電容器和點火提前機構等組成分電器的殼體由鑄鐵制成，下部壓有石墨青銅襯套，分電器軸裝在機油泵的頂端，利用速比1：1的斜齒輪由凸輪軸經機油泵驅動。軸在襯套內旋轉，用油杯進行潤滑。分電器原結構(a)整體構造(b)內部構造1-分電器蓋2-分火頭3-凸輪4-觸點及斷電器底板總成5-電容器6-軸節7-油懷8-真空提前機構9-分電器殼體10-活動底板11-偏心螺釘12-固定觸點與支架13-活動觸點臂14-接線柱15-拉桿16-膜片17-真空提前機構外殼18-彈簧19-螺母20-觸點臂彈簧片21-油氈及夾圈（1）斷電器斷電器裝在固定板上，固定板上又裝有活動板，其上裝有觸點副。觸點由鎢制成，一觸點固定，另一觸點活動。固定觸點搭鐵，它固定在活動板上，可借助轉動偏心螺釘調整觸點間隙。活動觸點固定在觸點臂的一端，臂的另一端有孔，套在銷釘上。臂中部連有夾布膠木頂塊，靠彈簧片壓緊在凸輪上。觸點臂經彈簧片和導線與殼體外面的絕緣接線柱連接。凸輪的凸角數和發動機的氣缸數相同，凸輪與撥板制成一體，裝在分電器軸上，經離心提前機構的離心重塊由分電器軸驅動。作用：周期性的接通斷開一次繞組，使初級電流發生變化，在點火線圈中生成次級電壓（2）配電器配電器的作用是將高壓電按發動機各氣缸的點火順序配送火花塞。由分電器蓋、分火頭和高壓線組成。功用：將點火線圈產生的高壓電按點火順序分配給各缸火花塞（3）電容器電容器由兩條鋁箔或錫箔組成，在兩條箔帶之間夾以絕緣蠟紙，然后卷成筒狀在真空中抽去層間的空氣，再經浸蠟處理后裝在金屬外殼中，其中一條箔帶的底部與外殼緊密接觸，另一條箔帶則通過外殼絕緣的導電片由導線引出電容器1-蠟紙2-鋁箔3-外殼4-引出線（4）點火提前機構離心提前機構離心提前機構的功能是在發動機轉速變化時，自動調節點火提前角。②真空提前機構作用：

隨發動機負荷的變化（節氣門開度變化自動的調節點火提前角（5）火花塞火花塞的功用是將點火線圈產生的脈沖高壓電引入燃燒室，并在其兩個電極之間產生電火花，以點燃可燃混合氣。群部——紫銅片——缸體工作溫度500-600攝氏度自凈溫度800-900攝氏度第三節半導體點火系統第三節半導體點火系統一、概述1．傳統點火系統的缺陷在傳統的點火系統里，斷電器觸點是最薄弱的環節，當斷電器觸點分開時，在觸點之間產生火花，使觸點氧化、燒蝕，因而斷電器觸點的使用壽命短，需要經常維護；觸點火花的大小與初級電流的大小有關，使點火系統初級電流和次級電壓的提高受到限制；初級電流和次級電壓的大小隨著發動機的轉速的升高和氣缸數的增多而下降，使多缸發動機高速時工作不可靠；

當火花塞積炭時，因漏電次級電壓低不能可靠地點火2．半導體點火系統的優點（1）因為無機械觸點或初級電流不經過觸點，所以不存在觸點氧化、燒蝕、變形、磨損等問題，使用中幾乎不需要維修和經常換件。（2）用晶體管取代電器觸點或初級電流不經過觸點。這樣可以增大初級斷電電流值，減少點火線圈初級繞組匝數，減小初級電路的電阻，從而提高次級電壓，有效地改善和保證點火性能。一般傳統點火系統初級電流不超過5A，而晶體管點火裝可提高7A~8A，次級電壓可達30kV。（3）電磁能量得到充分利用，高電壓形成迅速，火花能量大。由于無斷電器觸點或觸點電流很小，根本不會因產生火花而消耗部分電磁能量，所以高壓形成很快，使火花能量增大，提高了點火可靠性。傳統點火系統高壓電的形成時間需120μs~200μs，而半導體點火系統則只需80μs~100μs。

（4）減小了火花塞積炭的影響。半導體點火裝置在火花塞積炭阻值達100kΩ的嚴重情況下，仍能維持可靠的點火特性。（5）點火時間精確，混合氣能得到完全燃燒，可以在稀混合氣工況下正常點火，從而保證了發動機在降低油耗的基礎上，減少廢氣污染，獲得最好的動力性。（6）能適應現代高速高壓縮比發動機的發展需求，有利于汽車的高速化。（7）對無線電干擾小，結構簡單，重量輕、體積小，保養維修簡便。

3．半導體點火系統的類型目前在國內汽車上使用的半導體點火系統分為：有觸點半導體點火系統和無觸點半導體點火系統兩大類。無觸點式半導體點火系統按信號發生器原理不同又分為；磁脈沖式（又稱為磁電式、磁感應式、發電式）、霍爾式、光電式和電磁式（即電磁振蕩式）等多種形式。二、有觸點半導體點火系統有觸點半導體點火裝置用減小觸點電流的方法，減小觸點火花改善點火性能，它是一種半導體輔助點火裝置有觸點半導體點火系統三、無觸點半導體點火系統1．基本組成無觸點半導體點火系統利用傳感器代替斷電器觸點，產生點火信號，控制點火線圈的通斷和點火系統的工作，可以克服與觸點有關的所有缺點，在國內外汽車上應用十分廣泛。無觸點電子點火系統主要由傳感器（即脈沖信號發生器）和電子點火控制構成（a）零件分布圖（b）原理簡圖無觸點半導體點火系統的基本組成

1-易熔絲2-點火開關3-附加電阻4-點火線圈5-分電器6-火花塞7-信號轉子8-感應線圈9-點火控制器2．磁脈沖式無觸點半導體點火系統磁脈沖式無觸點點火系統工作原理（a）間隙最小時感應出最大（b）間隙最大時感應最低電壓（c）信號電壓波形（d）基本電路框圖1-定時轉子2-分電器軸3-永久磁鐵4-銜鐵5-傳感器線圈3．霍爾式無觸點半導體點火系統霍爾效應式無觸點點火系統，利用霍爾元件的霍爾效應制成傳感器，在發動機運行時產生點火信號，控制點火系統的工作，它由霍爾傳感器、分電器、點火線圈、點火控制器等組成。霍爾式無觸點半導體點火系統的組成示意圖1-點火開關2-蓄電池3-點火線圈4-高壓阻尼線5-火花塞6-分電器7-霍爾傳感器8-點火控制器9-達林頓管4．光電式無觸點半導體點火系統光電式無觸點電子點火系統是應用光電原理進行觸發的。這種系統是由英國倫敦魯明興（Lumention）公司設計制造并獲得了專利。（a）結構（b）光電式傳感器光電式無觸點半導體點火系統的基本組成第四節微電腦點火控制系統第四節微電腦點火控制系統在微電腦點火控制系統中,點火控制包括點火提