汽車動力改裝大課堂之汽車點火系統的概念

      汽車點火系統是點燃式發動機為了正常工作，按照各缸點火次序，定時地供給火花塞以足夠高能量的高壓電(大約15000～30000V)，使火花塞產生足夠強的火花，點燃可燃混合氣。

      點火系統分類

      1.傳統點火系統: 蓄電池點火系,磁電機點火系 　　

      2.電子點火系統： 　　

      （1）晶體管點火系TI-B(Breaker-Triggered transistorized Ignition) 　　

      （2）半導體點火系SI(semiconductor Ignition) 　　

      （3）無分電器點火系DIS(Distributorless Ignition System)

      傳統點火系統

      機械式點火系統工作過程是由曲軸帶動分電器軸轉動，分電器軸上的凸輪轉動，使點火線圈次級觸點接通與閉合而產生高壓電。這個點火高壓電通過分電器軸上的分火頭，根據發動機工作要求按順序送到各個氣缸的火花塞上，火花塞發出電火花點燃燃燒室內的氣體。分電器殼體可以手動轉動來調節基本的點火提前角(即怠速運轉時的點火提前角)，同時還有真空提前裝置，它根據進氣管內真空度的變化提供不同的提前角。

      電子點火系統

      電子點火系統與機械式點火系統完全不同，它有一個點火用電子控制裝置，內部有發動機在各種工況下所需的點火控制曲線圖(MAP圖)。通過一系列傳感器如發動機轉速傳感器、進氣管真空度傳感器(發動機負荷傳感器)、節氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器等來判斷發動機的工作狀態，在MAP圖上找出發動機在此工作狀態下所需的點火提前角，按此要求進行點火。然后根據爆震傳感器信號對上述點火要求進行修正，使發動機工作在最佳點火時刻。 　　

      電子點火系統也有閉環控制與開環控制之分:帶有爆震傳感器，能根據發動機是否發生爆震及時修正點火提前角的電控系統稱為閉環控制系統；不帶爆震傳感器，點火提前控制僅根據電控單元內設定的程序控制的稱為開環控制系統。 　　

      點火系統的要求

      1．能產生足以擊穿火花塞間隙的電壓火花塞電極擊穿而產生火花時所需要的電壓稱為擊穿電壓。點火系產生的次級電壓必須高于擊穿電壓，才能使火花塞跳火。擊穿電壓的大小受很多因素影響，其中主要有：（1）火花塞電極間隙和形狀.火花塞電極的間隙越大，擊穿電壓就越高；電極的尖端棱角分明，所需的擊穿電壓低。（2）氣缸內混合氣體的壓力和溫度.混合氣的壓力越大，溫度越低，擊穿電壓就越高.（3）電極的溫度.火花塞電極的溫度越高，電極周圍的氣體密度越小，擊穿電壓就越低。 　　

      2．火花應具有足夠的能量.發動機正常工作時，由于混合氣壓縮終了的溫度接近其自燃溫度，僅需要1~5mJ的火花能量。但在混合氣過濃或是過稀時，發動機起動、怠速或節氣門急劇打開時，則需要較高的火花能量。并且隨著現代發動機對經濟性和排氣凈化要求的提高，都迫切需要提高火花能量。因此，為了保證可靠點火，高能電子點火系一般應具有80~100mJ的火花能量，起動時應產生高于100mJ的火花能量。 　　

      3．點火時刻應適應發動機的工作情況。首先，點火系統應按發動機的工作順序進行點火。其次，必須在最有利的時刻進行點火。由于混合氣在氣缸內燃燒占用一定的時間，所以混合氣不應在壓縮行程上止點處點火，而應適當提前，使活塞達到上止點時，混合氣已得到充分燃燒，從而使發動機獲得較大功率。點火時刻一般用點火提前角來表示，即從發出電火花開始到活塞到達上止點為止的一段時間內曲軸轉過的角度。如果點火過遲，當活塞到達上止點時才點火，則混合氣的燃燒主要在活塞下行過程中完成，即燃燒過程在容積增大的情況下進行，使熾熱的氣體與氣缸壁接觸的面積增大，因而轉變為有效功的熱量相對減少，氣缸內最高燃燒壓力降低，導致發動機過熱，功率下降。 　　

      如果點火過早，由于混合氣的燃燒完全在壓縮過程進行，氣缸內的燃燒壓力急劇升高，當活塞到達上止點之前即達最大，使活塞受到反沖，發動機作負功，不僅使發動機的功率降低，并有可能引起爆燃和運轉不平穩現象，加速運動部件和軸承的損壞。

      點火系統結構

      1. 蓄電池點火系統

      1）組成：電源(蓄電池或發電機)、點火線圈、分電器、火花塞、點火開關及控制電路。 　　

      2）工作原理：起動時：蓄電池正極g起動機火線接柱g起動機短路導電片g點火線圈‘開關’接柱g低壓線圈g點火線圈低壓接柱g分電器觸點g搭鐵g蓄電池負極。

      起動后：發電機‘電樞’ g 電流表g點火開關g點火線圈‘電源’ g熱變電阻g點火線圈‘開關’ g低壓線圈g點火線圈低壓接柱g分電器觸點g搭鐵g蓄電池負極。

      高壓電路：高壓線圈g中央高壓線g分火頭g分缸g線火塞中心極g火花塞旁電極g搭鐵。 　　

      蓄電池點火系的主要元件：點火線圈、分電器、電容器、火花塞、高壓線等。 　　

      汽油機運行時帶動斷電器凸輪轉動，使斷電器不斷閉合與斷開，在觸點閉合式，蓄電池提供電流，電流從蓄電池正極經點火線圈的一次繞阻、斷電器觸電，返回到蓄電池負極。電流流經點火線圈的一次繞阻時，鐵心中產生一個儲能用的強磁場，當斷電器觸點被頂開時，一次電流迅速衰減以至消失，鐵心中的磁通隨之減小，而在二次繞阻中就感應出點火所需的高電壓。這一電壓由高壓線輸送到分電器，在由此輸送到各個相應的火花塞上，產生電火花。

      2．有觸點晶體管點火系統

      主要不同斷電器觸點與點火線圈間的一次測電路上.在輔助觸點晶體管式點火系統中，觸點閉合時，電流不再直接從閉合觸點流到點火線圈的一次繞阻中，而是流到晶體管的基級電路上。 　　

      斷電器觸點已不再起直接控制一次電流通、斷的作用，而是作為晶體三極管的觸發控制器，因此流過斷電器觸點的電流可以減小到一次電流的1∕5——1∕10。

      3．無觸點電子點火系統

      （1）消除了機械觸點帶來的觸點燒蝕，磨損等，免去經常換件，調正閉合角，校正點火正時。 　　

      （2）電子點火控制器控制點火線圈一次電流的通、斷以及放大與處理來自傳感器發出的脈沖信號，除了開關作用外，點火控制器可以根據脈沖步驟來知發動機的轉速，提供點火時間隨轉速的變化。