汽车发动机点火系统工作原理 大彩图

汽油正常运行的三要素：可燃混合气好、压缩压力高、点火正时正确、火花强。点火系统中产生的强火花在最佳点火正时点燃可燃混合物。点火系统通过点火线圈产生的高压产生火花，点燃被压缩的可燃混合物。可燃混合气在气缸内被压缩、点燃、燃烧，从而产生发动机的驱动力。点火系统的强火花在点火系统中，火花塞电极之间产生强火花，从而点燃可燃混合物。因为有空气阻力，这个阻力随着空气压缩的增加而增加。点火系统必须产生数万伏的高电压，以确保产生强火花来点燃可燃混合物。由于自感和互感，点火线圈产生点火所需的高电压。初级线圈产生数百伏，次级线圈产生数万伏。正确的点火正时点火系统必须根据发动机转速和负荷的变化始终提供正确的点火正时。零件的耐久性点火系统中的火花塞和点火线圈必须有足够的可靠性，以承受发动机产生的振动和高温。1高压产生(1)点火线圈工作点火线圈能产生足够高的电压，点燃火花塞电极间的火花。初级线圈和次级线圈都缠绕在铁芯上。次级线圈的匝数大约是初级线圈的100倍。初级线圈的一端连接到点火器，次级线圈的一端连接到火花塞。两个线圈的另一端连接到蓄电池。点火线圈示意图(二)流向初级线圈的电流发动机运转时，根据发动机ECU输出的点火正时信号(IGT)，蓄电池的电流通过点火器流向初级线圈。这样一来，线圈周围就产生了磁力线，线圈中央就有了磁芯。流向初级线圈的电流示意图(3)停止流向初级线圈的电流当发动机继续运转时，点火器根据发动机电子控制单元(ECU)输出的点火正时信号(IGT)迅速停止流向初级线圈的电流，结果初级线圈的磁通量开始降低。因此，通过初级线圈的自感和次级线圈的互感，在防止现有磁通量衰减的方向上产生电动势(EMF)。自感效应产生500V左右的电动势，伴随次级线圈的互感效应产生30kV左右的高压电动势，使火花塞产生火花放电。初级电流切断越快，初级电流值越大，相应的次级电压越高。阻止电流流向初级线圈2火花机理示意图点火线圈次级绕组产生的高压在火花塞中心电极和接地电极之间产生火花，点燃气缸内被压缩的可燃混合气。火花塞上产生的火花点燃空燃混合气，在汽车维修中通常称为燃烧。火花从中心电极穿过可燃混合物到达接地电极。结果，可燃混合物沿着火花的路径被触发，导致化学反应(通过氧化)和热量产生，形成火焰中心。火焰中心触发周围可燃混合物，使火焰中心的热量向外膨胀(称为火焰传播)，点燃可燃混合物。如果火花塞电极的温度过低或电极之间的间隙过小，电极会吸收火花产生的热量。这样火焰中心就会熄灭，导致缺火。这种现象被称为“电极淬火”。如果电极淬火效果明显，火焰中心就会熄灭。电极越小，淬灭效应越小；电极越靠近正方形，越容易放电。火花产生的机理为了提高点火性能，有些火花塞的底部有一个U形槽

3点火性能以下因素影响火花塞的点火性能：(1)电极形状和放电性能圆形电极放电困难，方形或尖形电极容易放电。长时间使用，火花塞会有一个圆形的电极，很难放电。所以火花塞要定期更换。火花塞的电极越细越尖，越容易产生火花。但是火花塞消耗更快，使用寿命更短。所以有些铂或铱电极的火花塞是耐磨的，通常称为铂或铱电极火花塞。(2)火花塞间隙和击穿电压火花塞磨损时，电极间隙变大，发动机可能会失速。当中心电极和接地电极之间的间隙增大时，火花很难跳过电极，因此需要更高的电压来产生火花。因此，每行驶一定里程就需要调整火花塞的电极间隙或更换火花塞。(3)自清洁温度当火花塞达到一定温度时，可以燃烧点火区域的积碳，保持点火区域的清洁。这个温度叫做自洁温度。当电极温度高于450时，火花塞具有自清洁作用。如果没有达到自洁温度，说明电极温度低于450，积碳会聚集在点火区域，导致火花塞无法点火。(4)自燃温度如果火花塞本身成为热源，则空气燃料混合物在没有火花的情况下被点燃。此时的温度称为自燃温度。当火花塞电极温度达到950时，就会发生自燃。如果出现这种情况，发动机功率会因点火正时不正确而降低，火花塞电极或活塞可能会熔化。本期来自周晓飞主编、2019年11月出版的新书《汽车电工从入门到精通》。