第四章 点火系统
第四章 点火系统
Ø 概述 Ø 第一节 Ø 第二节 Ø 第三节 Ø 第四节 Ø 第五节
传统点火系统 普通电子点火系统 微机控制电子点火系统 微机控制无分电器点火 总结
概述
Ø （一）点火系统的作用 Ø （二）点火机理 Ø （三）点火系统的分类 Ø （四）点火系统控制目标
概述
Ø （一）点火系统的作用 适时地为汽油发动机气缸内可燃混合气提供足
第一节 传统点火系统
- (4)触点间隙对 二次电压的影响 触点间隙越 小,U2max越大, 但触点间隙过小, 触点火花 大,U2max反而下 降.
触点间隙:顶块 位于凸轮最高位 置时触点之间的
间距
第一节 传统点火系统
Ø 一、传统点火系统的组成及工作原理
v 1. 组成
电源及点火开关
点火线圈
配电器
分电器 火花塞
断电器 电容器 点火提前装置
第一节 传统点火系统
v 2. 工作原理
点火线圈，初 次级线圈绕在 同一个铁芯
一次线圈回路断 开时，一次线圈 产生自感电动势， 二次线圈产生互
感电动势
减小断电器触点 分开时的火花，
v 2 影响二次电压的其他因素
- （1）汽缸数 - （2）火花塞积炭 - （3）电容对二次电压的影响 - （4）触点间隙 - （5）点火线圈温度
第一节 传统点火系统
v 1 传统点火 系统的工作 特性 指二 次电压U2max 与发动机转 速n的关系。
Ip
UB R
(1eRLtb
)
U2max Ip
L1
根据能量守恒定律：
1 2IP 2L11 2C1U12max1 2C2U2 2max
第一节 传统点火系统
假设W1和W2耦合系数为1，则
N1 U1max N2 U2max
整理以上各式得到：
U2max Ip
考虑热损失：
L1
C1(
N1 N2
)2
C2
U2maxIp
L1
C1(
N1 N2
)2
C2
火花塞未点火放 电时的情况
C1(
N1 N2
)2
C2
tb
bLeabharlann 120 zn闭合时 间为tb的 一次线 圈电流
闭合时间 与闭合率 的关系
曲线
U2maxU R[1eR L(bz1n2)0]
L1 C1(N N12 )2C2
第一节 传统点火系统
低速时，触 点开启速率 低，触点间 火花大，能 力损耗大。
高速时， 触点形成 颤动，触 点实际闭 合时间比 理论少。
v （1） 发动机各种工况和使用条件下均能迅速、及时地产 生足以击穿火花塞电极间隙的高电压，具有足够的能量。
v （2）点火时刻应与发动机各种工况相适应，即具有可变的 点火提前角。
概述
- 过大时：使混合气的燃烧在压缩过程中进行，则气缸压力急 剧升高，在活塞到达上止点前就达到最高压力，正在上升的 活塞将会收到很大阻力。
第一节 传统点火系统
v 2 影响二次电压的其他因素
- （1）汽缸数 汽缸越多，二次电压最大值越小。
U2maxU R[1eR L(bz1n2)0]
L1 C1(N N12 )2C2
第一节 传统点火系统
- （2）火花塞积炭 火花塞积炭相当于在火花塞电极间并联一个分路电阻。
火花塞积炭越多，二次电压最大值越小。
储存L1能量
第一节
点火三步骤： (1)触点闭合 ,一
次电流增长 (2)触点断开， 二次绕组高电
压 (3)火花放电
传统点火系统
断电器断开一 次电路同时分 火头与配电器 旁电极接通
发动机转 两圈分电 器转一圈
分电器轴 转一圈， 各缸轮流 点火一次
公共点
第一节 传统点火系统
- (1) 断电器触电闭合，一次电流增长。
- 过小时: 在活塞到达上止点才点火，将会出现混合气一边燃 烧一边下行的现象，燃烧在容积增大的过程进行，会导致最 高压力降低。
本质上控制燃烧混合 气压力最大时活塞最
接近上止点。
第一节 传统点火系统
Ø 一、传统点火系统的组成及工作原理 Ø 二、影响二次电压的因素 Ø 三、传统点火系点火提前角的控制
第一节 传统点火系统
第一节 传统点火系统
- （3）电容对二次电压的影响
理论上， C1和C2越小,二次电压最大值越大。实际上，C1 过小将不能起到吸收断电器触点火花的作用，二次电压也会下降。 C2（耐压500V）受点火系统的限制以及减小无线电的干扰，不能 太小。
U2maxU R[1eR L(bz1n2)0]
L1 C1(N N12 )2C2
够能量的电火花，使发动机及时、迅速地燃烧做 功。
概述
Ø (二) 点火机理
击穿电压 电火花的形成过程： (a)任何气体都有少量的气体分子游离成正离子和负离子， 正离子向负极运动，负离子向正极运动。正负离子在运动 中相互撞击从而形成电流。 (b)当所加的电压足够高时，正负离子将中性分子撞破， 使中性分子分裂成正离子和负离子。当达到一定数量时就 会弧光放电产生电火花。
概述
Ø (三)点火系统的分类
传统点火系统 (机械触点式)
普通电子点火
电子点火系统
（大部分无触 点）
微机控制点火
储能元件
电感储能电 子点火 电容储能电 子点火 有分电器
无分电器
点火信号 发生器
磁感应式 霍尔效应式 光电式
控制一次电流触 点的方式
有无ECU或 点火提前角 控制方式
有无分电器
概述
Ø （四） 点火系统控制目标
电容对 直流电 断路
书本有错 书本有错
UBi1ReL
eL
L
di1 dt
书本有错
UB i1RLddi1t
i1
UB R
Rt
(1e L
)
t为一 次线圈 闭合时 间，在 此期间 曲轴的 转角为
闭合 角
第一节 传统点火系统
- (2) 断电器触点打开， 二次绕组产生高电压。
设触点闭合时间tb，则i1 增长到Ip
第一节 传统点火系统
- （3）火花塞电极间的放电
当二次电压达到点火
击穿电压（未到U2max）开始
虚线
电容放电。火花塞跳火以后，
指未
火花塞阻力减小，线圈磁场
成功
的其余能量开始电感放电。
点火
第一节 传统点火系统
Ø 二、 影响二次电压的因素
v 1 传统点火系统的工作特性 指二次电压U2max与发动机转速n 的关系。
Ip
UB R
(1eRLtb
)
此时一次绕组的磁场能：
WP
1 2
I
2 P
L1
第一节 传统点火系统
触点打开后，一次绕组W1产生的自 感电动势向C1充电到最大值U1max,储存 的能量为： Wc1 12C1U1ma2x
二次绕组W2产生的互感电动势向C2 充电到最大值U2max,储存的能量为：
Wc2 12C2U22max