有车一族必备知识点火系统

一、点火系统功用

点火系统的主要功用是保证发动机在各种工况和使用条件下，气缸内都能适时、准确、可靠地产生电火花，点燃可燃混合气使发动机运转并对外输出动力。

二、点火系统组成

点火系统主要由电源、传感器、ECU、点火器、点火线圈、分电器和火花塞等组成。

微机控制点火系统主要由传感器、ECU、点火模块、点火线圈以及火花塞等组成。

要搞懂点火系统，必须要了解点火线圈组成：

点火线圈是点火系统的重要组成部分，其主要由初级线圈、次级线圈、铁芯、点火模块等组成。

通常的点火线圈里面有两组线圈，初级线圈和次级线圈。初级线圈用较粗的漆包线，通常用0.5-1毫米左右的漆包线绕-匝左右;次级线圈用较细的漆包线，通常用0.1毫米左右的漆包线绕10-20匝左右。初级线圈一端与车上低压电源(+)联接，另一端与开关装置(断电器)联接。次级线圈一端与初级线圈联接，另一端与高压线输出端联接输出高压电。

三、点火系统工作原理

点火系统的主要功用是保证发动机在各种工况和使用条件下，气缸内都能适时、准确、可靠地产生电火花，点燃可燃混合气使发动机运转并对外输出动力。

要搞清楚点火系统，必须要先搞清楚点火线圈工作原理：

点火线圈即时变压器，其功用是将蓄电池12V的低压电变为15-30kV的高压电。但点火线圈工作方式与普通变压器不一样，普通变压器是连续工作的，而点火线圈则是断续工作的，它根据发动机不同的转速以不同的频率反复进行储能及放能。

点火线圈之所以能将车上低压电变成高电压，是由于有与普通变压器相同的形式，初级线圈比次级线圈的匝数比大。当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能;当开关装置使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈就会感应出很高的电压。初级线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流越大，两个线圈的匝比越大，则次级线圈感应出来的电压越高。

四、点火系统分类

点火系统按照发展历史主要分为传统点火系统、电子点火系统和微机控制点火系统三种，现代汽车大都采用电子点火系统。

1、传统点火系统

以蓄电池和发动机为电源，借点火线圈和断电器的作用，将电源提供的6V、12V或24V的低压直流电转变为高压电，再通过分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。

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。

2、电子点火系统

以蓄电池和发电机为电源，借点火线圈和由半导体器件（晶体三极管)组成的点火控制器将电源提供的低电压转变为高电压，再通过分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。

3、微机控制的点火系统：系统中使用模拟计算机根据各传感器信号对点火提前角进行控制。

主要优点：

1）在各种工况及环境条件下，均可自动获得最佳的点火提前角。

2）在整个工作工程中，均可对点火线圈初级回路通电时间和电流进行控制。

3）采用爆燃控制功能后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态。

电控点火系统按照组成可分为两类：有分电器和无分电器式。

1、有分电器控制的点火系统（非直接点火系统）

特点：只有1个点火线圈。

ECU根据传感器输入来的各个信号，确定点火时间（点火提前角），同时将点火正时信号送至点火控制器，当点火正时信号变为低电平时，点火线圈初级电流被切断，次级线圈中感应出高压电，由分电器送至相应要工作的汽缸火花塞产生电火花。

有分电器的和化油器车（摩托车）的工作原理差不多。

2、无分电器控制点火系统（直接点火系统）

特点：直接点火系统取消了分电器，用电子控制装置取代分电器，点火线圈上的高压线直接与火花塞相连，工作时，利用电子分火控制技术将点火线圈产生的高压电直接送至各火花塞，由微机根据各传感器输入的信息，依照发动机的点火顺序，适时的控制各缸火花塞点火。点火线圈的数量比有分电器电控点火系统多。

类型：根据点火线圈的数量和高压电分配方式的不同，又可分为独立点火方式、同时点火方式和二极管配电点火方式三种类型。

2.1、独立点火方式

特点：点火线圈的数量和气缸数相等。

优缺点：分火性能较好，但其结构和控制电路复杂。

每个气缸的火花塞配一个点火线圈，单独对本缸点火，点火线圈直接安装在火花塞上的顶上，这样还取消了高压线。点火模块接收ECU的点火控制信号，当点火模块接收到点火指令时，点火控制器三极管导通，初级电流流过初级绕组产生磁场。三极管截止，磁场迅速消失，次级绕组产生感应电动势，高压电送至火花塞跳火。点火系统按照发动机的工作顺序进行点火，点火顺序为1-3-4-2或1-2-4-3。电子点火系统的点火时间实际是由多个传感器信号通过电脑计算来确定的，这些传感器信号大致有如下这些：曲轴位置传感器，空气流量计，水温传感器，氧传感器，节气门位置传感器，车速传感器，空档开关，点火开关，空调器开关，电池，进气温度传感器，爆震传感器。这些信号的变化和发动机的转速、负荷、汽油的辛烷值都有关系。由于取消分电器和高压线，能量传导损失及漏电损失极小，没有机械磨损，而且各缸的点火线圈和火花塞装配在一起，外用金属包裹，大幅减少了电磁干扰，可以保障发动机电控系统的正常工作。

2.2、同时点火方式

特点：点火线圈的数等于气缸数的一半。

优缺点：结构和控制电路较简单，但能量损失略大。

两个气缸合用一个点火线圈，对两个气缸同时点火。因此这种点火方式只能用于气缸数目为偶数的发动机上。当两同步缸同时到达上止点时，火花塞跳火，其中一缸接近压缩行程上止点，为有效点火；另一缸接近排气行程上止点，为无效点火。两个火花塞共用同一个点火线圈且同时点火，这时候一个是有效点火另一个则是无效点火，前者处于高压低温的混合气之中，后者处于低压高温的废气中，因此两者的火花塞电极间的电阻完全不一样，产生的能量也不一样，导致有效点火的能量大得多，约占总能量的80%左右。

2.3、二极管配电点火方式

特点：四个气缸共用一个点火线圈。

优缺点：对点火线圈要求较高，发动机气缸数必须是数字4的整倍数。

五、点火系统控制

1、点火提前角的控制

点火提前角是从火花塞发出电火花，到该缸活塞运行至压缩上止点时曲轴转过的角度。当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定时，汽油机功率和耗油率随点火提前角的改变而变化。适当点火提前角，可使发动机每循环所做的机械功最多（曲线阴影部分）。点火提前角过大，易爆燃；点火提前角过小，排气温度升高，功率降低。

最佳点火提前角与下述因素有关：

（1）.发动机转速：转速升高，点火提前角增大。采用电控点火系统，更接近理想的点火提前角。

（2）.发动机负荷：歧管压力高（真空度小、负荷大），点火提前角小，反之点火提前角大。采用电控点火系统时，可以使发动机的实际点火提前角接近于理想的点火提前角。

（3）.燃料性质：汽油辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大。

控制点火提前角的基本方法

起动：按ECU内存储的初始点火提前角对点火提前角进行控制。起动时的点火提前角一般是固定的，为10°左右。

正常运转：ECU根据发动机的转速和负荷信号，确定基本点火提前角，并根据其他信号修正，以确定实际的点火提前角，并向电子点火控制器输出点火信号。

点火提前角的修正

不同的发动机控制系统中，对点火提前角的修正项目和修正方法也不同。修正方法有修正系数法和修正点火提前角法两种。

要修正项目：水温修正、怠速稳定修正和空燃比反馈修正。

（1）水温修正

水温修正又可分为暖机修正和过热修正。

暖机修正：暖机过程中，随冷却水温的提高，点火提前角应适当减小。

暖机修正控制信号：冷却液温度传感器信号、进气管绝对压力传感器信号或空气流量计信号、节气门位置传感器信号（IDL信号）

过热修正：怠速冷却液温度过高时，点火提前角应适当增大。（为什么？）

过热修正控制信号：冷却液温度传感器信号、节气门位置传感器信号（IDL信号）

实例

发动机水温过高时需要减小点火提前角，而怠速时为什么要增大点火提前角啊？

混合气烧的慢，要是减小点火提前角的话，燃烧会在排气时进行的多，高温燃气与气缸壁接触面积大，水温就会升高，反之亦然。即增大点火提前角是让混合气燃烧的能量主要用在推动活塞运动，使在排气时的能量相对减少，降低的怠速过热。

（2）怠速稳定修正

ECU根据实际转速与目标转速的差来修正点火提前角，低于目标转速，应增大点火提前角，反之，推迟点火提前角。

怠速稳定修正控制信号：发动机转速信号（Ne信号）、节气门位置传感器信号（IDL信号）、车速传感器信号（SPD信号）、空调开关信号（A/C信号）

（3）空燃比反馈修正

由于空燃比反馈控制系统，是根据氧传感器的反馈信号调整喷油量的多少来达到最佳空燃比控制的，所以这种喷油量的变化必然带来发动机转速的变化。为了稳定发动机转速，点火提前角需根据喷油量的变化进行修正。

2、通电时间控制

a.在发动机工作时，必须保证点火线圈的初级电路有足够的通电时间。

b.但如果通电时间过长，点火线圈又会发热并增大电能消耗。

c.要兼顾上述两方面的要求，就必须对点火线圈初级电路的通电时间进行控制。

d.另外还需根据蓄电池电压对通电时间进行修正。

通电时间的控制方法

现代点火线圈初级电路的通电时间由ECU控制，根据发动机的转速信号和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时间），并控制点火器输出指令信号（IGt信号），以控制点火器中晶体管的导通时间。

3、点火线圈的恒流控制

为了防止初级电流过大烧坏点火线圈，在部分电控点火系统的点火控制电路中增加了恒流控制电路。

恒流的基本方法：在点火器功率晶体管的输出回路中增设一个电流检测电阻，用电流在该电阻上形成的电压降反馈控制晶体管的基极电流，只要这种反馈为负反馈，就可使晶体管的集电极电流稳定，从而实现恒流控制。

4、爆燃的控制

控制方法：推迟点火提前角。

在电控点火系统中，通过增加爆燃传感器检测是否发生爆燃及爆燃程度，并根据判定结果对点火提前角进行反馈控制。

六、点火系统故障诊断与排除

发动机不着火可分为低压电路故障、高压电路故障、点火此序与发动机配气顺序不一致或点火正时不当等

1、低压电路故障

如：点火线圈初级绕组断路、附加电阻断路、信号发生器、点火控制器故障等造成初级电路故障。导线搭铁、点火控制器故障等造成低压电路搭铁。

2、高压电路故障

如：点火线圈次级绕组断路、高压线断路或脱落、火花塞间隙过大等造成次级电压不能击穿火花塞间隙。点火线圈老化、火花塞积炭、污损或间隙太小等造成火花塞火花太弱。

发动机不着火诊断排除方法

（1）、外观检查：

查看点火线圈外表面，如发现其胶木盖裂损、接柱松动、滑丝、外壳变形，工作时温度过高，填充物外溢和高压插座接触不良等现象时，说明其质量不良，应更换新件。

（2）、绝缘性能检查：

用万用表R×10kΩ挡检查，将两表笔分别接点火线圈初级绕组接柱和外壳，正常情况其绝缘电阻应为∞，否则应更换新件。

（3）、初级绕组的检查：

用万用表R×1Ω挡，测量点火线圈两低压接柱间的电阻。初级绕组在20℃时阻值一般在1.5～4Ω范围内；如阻值很小，说明内部短路；如阻值很大，说明内部断路或接触不良。

（4）、次级绕组的检查：

用万用表R×20kΩ挡，测量点火线圈正极和高压端之间的电阻，其阻值一般在5～15kΩ之间。如小于上述值则为内部短路；如表针不动则为断路。

用试灯检测点火系统有无点火信号步骤：

1、检测试灯是否正常

试灯表笔分别接蓄电池正负极，观察试灯是否点亮。

2、拔下点火线圈插头

3、找出整体式点火线圈7个引脚中的正极脚

打开点火开关，用试灯一端接蓄电池负极，另一端分别接插头7个引脚，接1号脚时，试灯被点亮，说明1号脚是正极。

4、找出整体式点火线圈7个引脚中的搭铁脚

打开点火开关，用试灯一端接蓄电池正极，另一端分别接插头7个引脚，接2、3号脚时，试灯被点亮，说明2、3号脚是搭铁。

5、检测四个缸的点火信号

用试灯一端接蓄电池正极，另一端分别连接信号脚4、5、6、7，启动发动机，观察试灯是否闪烁，闪烁则证明点火信号正常，不闪烁则证明点火信号缺失。以3缸（6脚）为例。