現代點火裝置與點火線圈

www.guilinhy.com 來源：互聯網作者：★汽車博士★ 類別：汽車電器維修時間：2007-04-07

隨著汽車汽油發動機向高轉速、高壓縮比、大功率、低油耗和低排放的方向發展，傳統的點火裝置已經不適應使用要求。點火裝置的核心部件是點火線圈和開關裝置，提高點火線圈的能量，火花塞就能產生足夠能量的火花，這是點火裝置適應現代發動機運行的基本條件。
    通常的點火線圈里面有兩組線圈，初級線圈和次級線圈。初級線圈用較粗的漆包線，通常用0.5-1毫米左右的漆包線繞200-500匝左右；次級線圈用較細的漆包線，通常用0.1毫米左右的漆包線繞15000-25000匝左右。初級線圈一端與車上低壓電源（+)聯接，另一端與開關裝置（斷電器）聯接。次級線圈一端與初級線圈聯接，另一端與高壓線輸出端聯接輸出高壓電。
    點火線圈之所以能將車上低壓電變成高電壓，是由于有與普通變壓器相同的形式，初級線圈與次級線圈的匝數比大。但點火線圈工作方式卻與普通變壓器不一樣，普通變壓器是連續工作的，而點火線圈則是斷續工作的，它根據發動機不同的轉速以不同的頻率反復進行儲能及放能。當初級線圈接通電源時，隨著電流的增長四周產生一個很強的磁場，鐵芯儲存了磁場能；當開關裝置使初級線圈電路斷開時，初級線圈的磁場迅速衰減，次級線圈就會感應出很高的電壓。初級線圈的磁場消失速度越快，電流斷開瞬間的電流越大，兩個線圈的匝比越大，則次級線圈感應出來的電壓越高。
    點火線圈依照磁路分為開磁式及閉磁式兩種。傳統的點火線圈是用開磁式，其鐵芯用0.3毫米左右的硅鋼片疊成，鐵芯上繞有次級與初級線圈。閉磁式則采用形似Ⅲ的鐵芯繞初級線圈，外面再繞次級線圈，磁力線由鐵芯構成閉合磁路。閉磁式點火線圈的優點是漏磁少，能量損失小，體積小，因此電子點火系統普遍采用閉磁式點火線圈。
    在現代汽車的高速汽油發動機上，已經采用由微處理機控制的點火系統，也稱數字式電控點火系統。這種點火系統由微電腦（計算機）、各種傳感器和點火執行器三部分組成。實際上在現代發動機中，汽油噴射與點火這兩個子系統都受同一個ECU控制，合用一組傳感器。傳感器基本上與電控汽油噴射系統中的傳感器相同，例如有曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、節氣門位置傳感器、進氣歧管壓力傳感器、爆燃傳感器等。其中爆燃傳感器是電控點火專用的一個很重要的傳感器（尤其是采用了廢氣渦輪增壓裝置的發動機），它能夠監測發動機是否爆燃及爆燃的程度，作為反饋信號使ECU指令實現點火提前，使發動機不會爆燃又能獲得較高的燃燒效率。
    數字式電控點火系統(ESA)按照結構分為分電器式與無分電器式(DLI)兩種類型。分電器式電控點火系統只用一個點火線圈產生高壓電，然后由分電器按照點火順序依次在各缸火花塞點火。由于點火線圈初級線圈的通斷工作由電子點火電路承擔，因此分電器已取消斷電器裝置，僅起到高壓電分配職能。
    無分電器式電控點火系統是一種新型的點火系統，它完全取消了傳統的分電器，因為取消了這個機械傳動裝置，便可實現點火系統的全電子化。在實際使用中一般將無分電器式電控點火系統制成一體，形成一個電子模塊，所以又稱為模塊式點火系統。由于沒有分電器進行高壓電分配，原來采用一個點火線圈集中供電的方式就不能實行了，就必須要另辟途徑將高壓電直接送到火花塞，因此就采用了多個點火線圈的方法。于是，無分電器式電控點火系統就產生了兩種獨特的點火方式：雙缸點火方式和單獨點火方式。
    雙缸點火方式指兩個氣缸合用一個點火線圈，因此這種點火方式只能用于氣缸數目為偶數的發動機上。如果在4缸機上，當兩個缸活塞同時接近上止點時（一個是壓縮另一個是排氣），兩個火花塞共同一個點火線圈且同時點火，這時候一個是有效點火另一個則是無效點火，前者處于高壓低溫的混合氣之中，后者處于低壓高溫的廢氣中，因此兩者的火花塞電極間的電阻完全不一樣，產生的能量也不一樣，導致有效點火的能量大得多，約占總能量的80%左右。
    單獨點火方式是每一個氣缸分配一個點火線圈，點火線圈直接安裝在火花塞上的頂上，這樣還取消了高壓線。這種點火方式通過凸輪軸傳感器或通過監測氣缸壓縮來實現精確點火，它適用于任何缸數的發動機，特別適合每缸4氣門的發動機使用。因為火花塞點火線圈組合可安裝在雙頂置凸輪軸（DOHC）的中間，充分利用了間隙空間。由于取消分電器和高壓線，能量傳導損失及漏電損失極小，沒有機械磨損，而且各缸的點火線圈和火花塞裝配在一起，外用金屬包裹，大幅減少了電磁干擾，可以保障發動機電控系統的正常工作。