汽車動力改裝大課堂之汽車點火系統(tǒng)的概念

      汽車點火系統(tǒng)是點燃式發(fā)動機(jī)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(chǎn)生足夠強(qiáng)的火花，點燃可燃混合氣。

      點火系統(tǒng)分類

      1.傳統(tǒng)點火系統(tǒng): 蓄電池點火系,磁電機(jī)點火系 　　

      2.電子點火系統(tǒng)： 　　

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

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

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

      傳統(tǒng)點火系統(tǒng)

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

      電子點火系統(tǒng)

      電子點火系統(tǒng)與機(jī)械式點火系統(tǒng)完全不同，它有一個點火用電子控制裝置，內(nèi)部有發(fā)動機(jī)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(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣管真空度傳感器(發(fā)動機(jī)負(fù)荷傳感器)、節(jié)氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器等來判斷發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，在MAP圖上找出發(fā)動機(jī)在此工作狀態(tài)下所需的點火提前角，按此要求進(jìn)行點火。然后根據(jù)爆震傳感器信號對上述點火要求進(jìn)行修正，使發(fā)動機(jī)工作在最佳點火時刻。 　　

      電子點火系統(tǒng)也有閉環(huán)控制與開環(huán)控制之分:帶有爆震傳感器，能根據(jù)發(fā)動機(jī)是否發(fā)生爆震及時修正點火提前角的電控系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)；不帶爆震傳感器，點火提前控制僅根據(jù)電控單元內(nèi)設(shè)定的程序控制的稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 　　

      點火系統(tǒng)的要求

      1．能產(chǎn)生足以擊穿火花塞間隙的電壓火花塞電極擊穿而產(chǎn)生火花時所需要的電壓稱為擊穿電壓。點火系產(chǎn)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(nèi)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(yīng)具有足夠的能量.發(fā)動機(jī)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(fā)動機(jī)起動、怠速或節(jié)氣門急劇打開時，則需要較高的火花能量。并且隨著現(xiàn)代發(fā)動機(jī)對經(jīng)濟(jì)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(yīng)具有80~100mJ的火花能量，起動時應(yīng)產(chǎn)生高于100mJ的火花能量。 　　

      3．點火時刻應(yīng)適應(yīng)發(fā)動機(jī)的工作情況。首先，點火系統(tǒng)應(yīng)按發(fā)動機(jī)的工作順序進(jìn)行點火。其次，必須在最有利的時刻進(jìn)行點火。由于混合氣在氣缸內(nèi)燃燒占用一定的時間，所以混合氣不應(yīng)在壓縮行程上止點處點火，而應(yīng)適當(dāng)提前，使活塞達(dá)到上止點時，混合氣已得到充分燃燒，從而使發(fā)動機(jī)獲得較大功率。點火時刻一般用點火提前角來表示，即從發(fā)出電火花開始到活塞到達(dá)上止點為止的一段時間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過的角度。如果點火過遲，當(dāng)活塞到達(dá)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(jìn)行，使熾熱的氣體與氣缸壁接觸的面積增大，因而轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ЧΦ臒崃肯鄬�減少，氣缸內(nèi)最高燃燒壓力降低，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)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(jìn)行，氣缸內(nèi)的燃燒壓力急劇升高，當(dāng)活塞到達(dá)上止點之前即達(dá)最大，使活塞受到反沖，發(fā)動機(jī)作負(fù)功，不僅使發(fā)動機(jī)的功率降低，并有可能引起爆燃和運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)現(xiàn)象，加速運動部件和軸承的損壞。

      點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      1. 蓄電池點火系統(tǒng)

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

      2）工作原理：起動時：蓄電池正極g起動機(jī)火線接柱g起動機(jī)短路導(dǎo)電片g點火線圈‘開關(guān)’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(fù)極。

      起動后：發(fā)電機(jī)‘電樞’ g 電流表g點火開關(guān)g點火線圈‘電源’ g熱變電阻g點火線圈‘開關(guān)’ 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(fù)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(jī)運行時帶動斷電器凸輪轉(zhuǎn)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(jīng)點火線圈的一次繞阻、斷電器觸電，返回到蓄電池負(fù)極。電流流經(jīng)點火線圈的一次繞阻時，鐵心中產(chǎn)生一個儲能用的強(qiáng)磁場，當(dāng)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(yīng)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(yīng)的火花塞上，產(chǎn)生電火花。

      2．有觸點晶體管點火系統(tǒng)

      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(tǒng)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(fā)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(tǒng)

      （1）消除了機(jī)械觸點帶來的觸點燒蝕，磨損等，免去經(jīng)常換件，調(diào)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(fā)出的脈沖信號，除了開關(guān)作用外，點火控制器可以根據(jù)脈沖步驟來知發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，提供點火時間隨轉(zhuǎn)速的變化。