點火系統是汽油發動機重要的組成部分，點火系統的性能良好與否對發動機的功率、油耗和排氣污染等影響很大。能夠在火花塞兩電極間產生電火花的全部設備稱為發動機“點火系統”。通常由蓄電池、發電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。
基本介紹
- 中文名：點火系統
- 分類：傳統點火和電子點火
作用,要求,能產生足以擊穿火花塞間隙的電壓,火花應具有足夠的能量,點火時刻應適應發動機的工作情況,分類,傳統點火系,電子點火系,
作用
點火系統要求
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於擊穿電壓，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；電極的尖端稜角分明，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。
火花應具有足夠的能量
發動機正常工作時，由於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。並且隨著現代發動機對經濟性和排氣淨化要求的提高，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，起動時應產生高於100mJ的火花能量。
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。
由於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，由於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，使活塞受到反衝，發動機作負功，不僅使發動機的功率降低，並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。
分類
傳統點火系
電源是蓄電池，其電壓為12V 或24V ，由點火線圈和斷電器共同產生高壓10000V以上。分初級迴路和次極迴路。點火線圈實際上是一個變壓器,主要由初級繞組(primary winding),次極繞組（secondary winding）和鐵芯組成。斷電器是一個凸輪操縱的開關。斷電器凸輪由發動機配氣凸輪驅動，並以同樣的轉速旋轉，即曲軸齒輪每轉兩圈，凸輪軸轉一圈，為了保證曲軸轉兩圈各缸輪流點火一次，斷電器凸輪的凸棱數一般等於發動機的氣缸數，斷電器的觸點與點火線圈的初級繞組串聯，用來切斷或接通初級繞組的電路。
觸點閉合時，初級電路通電，初級電流從蓄電池的正極經點火開關、點火線圈的初級繞組、斷電器觸點臂、觸點，搭鐵流回蓄電池的負極，為低壓電路。觸點斷開時，在初級繞組通電時，其周圍產生磁場，並由於鐵芯的作用而加強。當斷電器凸輪頂開觸點時，初級電路被切斷，初級電路迅速下降到零，鐵芯中的磁通隨之迅速衰減以至消失，因而在匝數多，導線細的次極繞組中感應出很高的電壓，使火花塞兩極之間的間隙被擊穿，產生火花。
初級繞組中電流下降的速度愈大，鐵芯中磁通的變化就愈大，次極繞組中的感應電壓也就愈高。初級電路為低壓電路，次極電路為高壓電路。
在斷電器觸點分開瞬間，次極電路中分火頭恰好與側電極對準，次極電流從點火線圈的次極繞組，經蓄電池正極、蓄電池，搭鐵、火花塞側電極、火花塞中心電極、高壓導線，配電器流回次極繞組。
傳統點火系
觸點閉合時，初級電路通電，初級電流從蓄電池的正極經點火開關、點火線圈的初級繞組、斷電器觸點臂、觸點，搭鐵流回蓄電池的負極，為低壓電路。觸點斷開時，在初級繞組通電時，其周圍產生磁場，並由於鐵芯的作用而加強。當斷電器凸輪頂開觸點時，初級電路被切斷，初級電路迅速下降到零，鐵芯中的磁通隨之迅速衰減以至消失，因而在匝數多，導線細的次極繞組中感應出很高的電壓，使火花塞兩極之間的間隙被擊穿，產生火花。
初級繞組中電流下降的速度愈大，鐵芯中磁通的變化就愈大，次極繞組中的感應電壓也就愈高。初級電路為低壓電路，次極電路為高壓電路。
在斷電器觸點分開瞬間，次極電路中分火頭恰好與側電極對準，次極電流從點火線圈的次極繞組，經蓄電池正極、蓄電池，搭鐵、火花塞側電極、火花塞中心電極、高壓導線，配電器流回次極繞組。
傳統點火系電子點火系
傳統點火系工作時，斷電器觸點分開瞬間，會在觸點處產生火花，燒損觸點。當火花塞積炭時，易漏電，次極電壓上不去，不能可靠地點火，產生高速缺火現象。半導體點火系克服了這些缺點，具有較強的跳火能力，使點火可靠。
電子式點火系統大體分為以下3類:
（1）由電磁、紅外或霍爾元器件構成的非接觸式斷電器組成的點火系統稱為無觸點點火器，其放大電路又分電晶體電路和電容放電電路兩種。
（2）ECU(Electronic Control Unit)控制的點火系由ECU中的微處理器根據曲軸轉角感測器的信號確定點火時刻，因而它沒有斷電器，只有分電器，根據ECU送來的信號直接控制點火線圈初級電路的通斷。
（3）無分電器點火系統(Distributor-Less Ignition)是當前最先進的點火系統，曲軸感測器送來的不僅有點火時刻信號，而且還有氣缸識別信號，從而使點火系統能向指定的氣缸在指定的時刻送去點火信號，這就要求每缸配有獨立的點火線圈，但如果是六缸機則1，6缸、2，5缸和3，4缸分別共用一個點火線圈，即共有三個點火線圈，顯然每一個點火線圈點火時，總有一個缸是空點火，檢測時應注意到這一點。
無觸點點火系統能使用低阻抗電感線圈，從而大幅度提高初級電流，使次級電壓高達30kV以上，增強點火能量以提高點燃稀混合氣的能力，在改善燃料經濟性的同時也降低排氣污染。無分電器點火系統完全是電子器件而無機械運動部件，徹底解決了凸輪和軸承磨損以及觸點燒蝕間隙失調而引起的一系列故障。
