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2021年2月20日发(作者：河套大学医学院)

汽车发动机构造与维修

__________ __________________________________________________ _______

第

八

章

传统点火系

课时：

2

学时

授课内容：

目的要求

：

在了解点火系的作用及要求的前提下，掌握传统点火系的组成及工作原理。

重、难点

：

1

、传统点火系的组成、作用及工作原理；

2

、点火过程三个阶段。

教学方法

：

利用多媒体，辅助实物，以课堂讲授为主，结合实习巩固所学内容。

讲授重点内容提要

：

第一节

点火系的作用及分类

一、点火系作用

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

火系来完成的 。

< /p>

点火系的作用是将低压电变成高压电，

按照发动机的作功顺序与点 火时间的要求，

适时、

准确地配送给各缸火花塞，产生电火花， 点燃混合气。

二、点火系要求

——

保证在发动机各种工况和使用条 件下可靠、准确的点火。

1

．能产生 足以击穿火花塞间隙的电压

UJ

（击穿电压）

< br>

一般来说，电极间隙愈大、气缸内混合气压力愈高、温度愈低，击穿电压愈高。此外，

发动机的转速、

功率、

压缩比以及点火时刻等因素也影响击穿电 压的高低。

为了保证点火的

可靠性，点火系必须有一定的次级电 压储备。但过高的次级电压，将造成绝缘困难，使成本

提高。

传统点火系一般要提供

< p>
15000V

～

20000V

的高电压。

2

．电火花应具有足够的能量

发动机 正常工作时所需电火花能量很小（

3mJ

～

5mJ

），但在起动、怠速、加速、大负

荷等工 况时需要较高的电火花能量，点火系通常提供

50mJ

～

80mJ

的火花能量。

3

．点火时间应适应发动机的工作状况

①

点火系应按发动机的工作顺序进行点火

六缸：

1-5-3-6-2-4

四缸：

1-3-4-2

或

1-2-4-3

②

在最有利的时刻点火

[

点火提 前角

θ

：指从点火开始到活塞运行至上止点时的这段时间内曲轴 所转过的角

度。

☆点火过早、点火过迟都会使发动机功率下降。

点火提 前角过大（即点火过早），由于混合气的燃烧完全是在压缩行程中进行，气缸

内压力急剧 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

阻力阻止活塞向上运动，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。

点火提前角过小（即点火过迟）， 在活塞到达上止点时才点火，则混合气边燃烧，活

塞边下行，

即 燃烧过程是在容积增大的情况下进行的，

不仅导致燃烧压力降低、

发动机功

率下降，还会引起发动机过热、油耗增加。

实践证 明，

燃烧最大压力出现在上止点后

10°

～

15°

时，

发动机的输出功率最大 ，

此时

所对应的点火提前角为最佳点火提前角。

☆最佳点火提前角主要与发动机转速、负荷等有关。

（

1

）发动机转速

同一负荷下，发动机转速越高，最佳点火提前角应越大。低转速时，点火提前角增大

发动机转速上升快，高转速时，点火提前角增大转速上升慢；起动或怠速时，点火提前角

应很小或不提前。转速变化时点火提前角的调节由分电器的离心调节机构来实现。

< p>

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（

2

）发动机负荷

同一转速下，

随着发动机负荷的增大 ，

最佳点火提前角减小。

负荷变化时点火提前角

的调节由分电器的真空调节机构来实现。

（

3

）汽油辛烷值

点火提前较小，不易产生爆燃。汽 油辛烷值高，抗爆性好。因此，燃用低辛烷值汽油

时，

应将点火 提前角减小。

汽油品质改变时，

点火提前角的调整由分电器的辛 烷值选择器

来实现。

除此之外，点火提前角还与排气净化、混合气成分、发动机压 缩比、发动机水温等诸

多因素有关。

三、点火系分类

点火系按采用的电源不同，

可分为蓄 电池点火系和磁电机点火系两大类。

蓄电池点火系

按是否采用电 子元件控制可分为传统点火系和电子点火系。

1

．传统点火系

汽车上 的蓄电池或发电机向点火系提供电能，

机械触点控制点火时刻，

点火时刻的调节

采用机械式自动调节机构，储能方式为电感储能。传统点火系结构简单， 成本低，是一种应

用较早、较普遍的点火系。但该点火系工作可靠性差，点火状况受转速 、触点技术状况影响

较大，需要经常维修、调整。随着汽车技术的发展，传统点火系越来 越不适应现代发动机对

点火的要求，正日趋被新的电子点火系所取代。

< br>

2

．电子点火系

蓄电池 或发电机向点火系提供电能，

晶体管控制点火时刻，

点火时刻的 调节采用机械式

调节机构或电子调节机构，

储能方式有电感储能 和电容储能两种。

电子点火系的点火电压和

点火能量高，受发动 机工况和使用条件的影响小，结构简单，工作可靠，维护、调整工作量

小，节约燃油，减 小污染，应用日益广泛。

汽车发动机向三高（高压缩比、高转速、高可靠性），

三低

< p>
（低油耗、低排放、低噪声）

方向发展，传统的点火系将逐渐被电子点火系 所取代。

第二节

传统点火系的组成及工作原理

一、组成

1

．电源：提供低压直流电（两个电源）。

2

．点火开关：控制低压电路的通断。

3

．点火线圈：变压（初级绕组、次 级绕组）。

4

．分电器：断电、配电、调整点火时间。

5

．火花塞：引入高压电，产生电火 花。

6

．附加电阻短接装置：起动时 将附加电阻短接，增大初级电流，增强起动点火花能量。

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二、工作原理：

< br>1

．一个原理

：

以电磁感应（互感）理论为基础。

2

．二个电路：

断电器 触点闭合

→

低压电路（初级电路）

断电器 触点断开

→

高压电路（次级电路）

3

．三个阶段（正常工作）：

①

触点闭合、初级电流增长过程

低压电路：

蓄电池 或发电机

“+”→

点火开关

“ON”< /p>

档

→

附加电阻

→

点火线圈初级绕组

→

断电器活动

触点

→

固定触点

→< /p>

搭铁

→

蓄电池或发电机

< br>“—”

。

产生反向自感电动势和

< p>
1500V

～

2000V

的互感电动势。不产生电火花，积聚磁场能。

☆触点闭合时，电路简图如下：

②

触点断开、次级绕组产生高压电过程

高压电路：

点火线圈次级绕组

“+” →

附加电阻

→

点火开关

→

蓄电池或发电机

→

火花塞侧电极

→

分

电器盖

→

分火头

→

点火线圈次级绕组

“—”

< p>
。

产生同向自感电动势和

15000V

～

20000V

的互感电动势。

③

击穿火花塞间隙，形成电火花过程

起动时电路短接附加电阻，电路稍有不同。

汽车发动机构造与维修

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课后小结：

本课在了解点火系作用的基础上， 分析其使用要求；在了解点火系使用类别的基础上，

熟悉传统点火系的各组成结构、特点 ，并重点介绍点火系的工作原理。

课后习题：

1

、简述点火系的作用。

2

、为保证使用可靠，点火系应满足 哪些基本要求？

3

、简述传统点火系的工作过程。

4

、点火过早过迟有何危害？

第二节

无触点电子点火系

课时：

2

学时

授课内容

：

二、霍尔式电子点火系统

目的要求

：

1

、了解霍尔效应工作原理；

2

、掌握霍尔信号发生器结构和工作原理；

重、难点

：

1

、霍尔信号发生器；

2

、桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统；

3

、霍尔式电子点火系统电路原理图。

教学方法

：

利用多媒体，辅助实物，以课堂讲授为主，结合实习巩固所学内容。

讲授重点内容提要

：

第二节

无触点电子点火系

二、霍尔式电子点火系统

1

．系统组成及作用

下面以 桑塔纳轿车用霍尔式点子点火系统为例说明其工作过程。

如下图所示，

< br>主要由低

压电源、点火线圈、点火控制器、分电器、火花塞等部分组成。

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各部件的主要作用是：

低压电源：为蓄电池或发电机电压，一般为

< br>12v

。

点火线圈：构造与自耦变压器相似，其功用是将

12~14v

的低压电转化为

15~20kv

的高

压电。

点火控制器：

又称电子点火器、

点火模块，

主要是根据点火信号发生器产生的点火脉冲

信号，接通和切断点火线圈初级绕组电路。

分电器：又点火信号发生器、高压配电器和点火提前装置组成。

火花塞：其作用是产生电火花点燃可燃混合气。

点火开关：其功用是控制点火系统 的初级电路，它一旦断开，发动机就会立即熄火。

2

．主要部件及工作原理

（

1

）霍尔效应式点火信号传感器

霍尔效应式点火信号传感器基本原 理见下图

7-11

。当电流

I

通过放在磁场中的半导体

基片，且电流方向和磁场

B

方向垂直时，在垂直于电流

I

和磁 场

B

的半导体基片的横向侧

面上产生一 个与电流

I

和磁场强度成正比的电压

U H

，这个电压称为霍尔电压。

式中：

RH

——

霍尔系数；

d

——

半导 体基片厚度。

利用霍尔效应制成的传感器或信号发生器的突出优点是：

一是输出的电压信号近似于方

波；

二是输出 电压高低于被测物体的转速无关。

霍尔式传感器与磁感应式传感器不同的是需

< p>
要外加电源。

霍尔元件实际上是一个霍尔集成块电路，内部原理图见下图< /p>

7-12

所示。因为在霍尔元

件上得到的 霍尔电压一般为

20mV

，因此必须将其放大整形后再输出给点 火控制器。

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