发动机点火系统的作用及点火线圈的工作原理

发动机点火系统的作用：

按发动机做功顺序在规定时刻供给火花塞足够能量的直流高压电，使其两电极间产生电火花点燃混合气，使发动机做功。击穿电压应能达到15～20kV。在点火系统的发展过程中，经历了三种类型的点火系统：传统白金点火系统、电点火系统、微机控制点火系统（即电控点火系统）。在不同的点火系统组成结构各不相同，但基本的原理是相同的。无论哪种点火系统，都需要两个最基本的组成部件有：点火线圈和火花塞。

点火线圈用于将12V的低压直流电转变为15～20kV的高压直流电。

火花塞用于将点火线圈产生的高压电引入燃烧室，产生火花，从而点燃混合气。 

点火线圈的结构图

点火线圈的工作原理

点火线圈相当于一个变压器，内有两个线圈：初级线圈和次级线圈。初级线圈和次级线圈有一个公共端接电源正极 （12V），初级线圈的另一端由控制开关控制，控制开关首先闭合，初级线圈通电，产生磁场，之后，控制开关断开，初级线圈断电，磁场消失的瞬间，在次级感 应出15KV－20KV的高压电。高压电作用于火花塞后，击穿火花塞的电极间隙产生火花，从而点燃气缸内的混合气。

从机械白金点火、电子点火到微机控制点火，区别主要在三点：

（1）谁控制点火线圈初级线圈的通电和断电

（2）点火时间如何自动调整

（3）因为发动机有多个气缸，点火线圈的高压电如何按发动机工作顺序分配给各个气缸

传统白金点火系统的组成：

传统机械点火系统的组成部件

传统机械点火系统的组成部件：电源、点火开关、点火线圈、分电器、火花塞、高压导线（高压线）等组成。

传统机械点火系统的连接原理图

点火线圈实际上是一个变压器，主要由初级绕组（初级线圈），次极绕组（次级线圈）和铁芯组成；分电器内主要有凸轮、断电器（也称为白金触点）、配电器（指的是分火头、分电器盖）及点火时间调整装置。 

分电器内的白金触点和凸轮

分电器的凸轮轴多数由发动机的凸轮轴驱动，凸轮旋转时，凸起控制白金触点接通或断开，从而控制点火线圈初级线圈电流的通断。点火线圈的原理可以描述为：初级线圈先通电、后断电，即可以在次级线圈产生高压电。高压电经高压导线来到火花塞，在火花塞电极间产生点火火花。

传统机械点火系统的连接原理图

高压电如何分配给各缸：

对于常见的三缸、四缸和六缸发动机，只有一个点火线圈，为了满足各缸在需要时点燃混合气，需要一个配电装置：分电器盖、分火头和分缸高压线；

分火头安装在分电器轴上端，与分电器驱动白金触点的凸轮及分电器盖配合设计：凸轮驱动白金触点闭合再次断开时，点火线圈产生高压电经过中央高压线导入分电器盖中心插孔及分火头。此时分火头正对应着分电器盖分缸高压线插孔，经分缸高压线导入相应的气缸火花塞。

（1）高速易断火，不适合高速发动机。 

（2）断电器触点易烧蚀，工作可靠性差。 

（3）点火能量低，点火可靠性差。

传统机械点火提前角自动调整装置

最佳的点火提前角随许多因素变化，最主要的因素是发动机转速和混合气的燃烧速度，混合气的燃烧速度又和混合气的成分、燃烧室形状、压缩比等因素有关。 

当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大。 

当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。点火提前角应随转速增高适当加大。 另外，点火提前角还和汽油的抗暴性能有关，使用辛烷值高，抗暴性能好的汽油，点火提前角应较大。 自动调节装置：离心式点火提前调节装置和真空式点火提前调节装置