汽油機(jī)在壓縮接近上止點(diǎn)時(shí)，可燃混合氣是由火花塞點(diǎn)燃的，從而燃燒對(duì)外作功，為此，汽油機(jī)的燃燒室中都裝有火花塞。火花塞有一個(gè)中心電極和一個(gè)側(cè)電極，兩電極之間是絕緣的。當(dāng)在火花塞兩電極間加上直流電壓并且電壓升高到一定值時(shí)，火花塞兩電極之間的間隙就會(huì)被擊穿而產(chǎn)生電火花，能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花所需要的最低電壓稱為擊穿電壓；能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系。

第一節(jié) 概述

一、點(diǎn)火系統(tǒng)的功用

點(diǎn)火系統(tǒng)的基本功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況和使用條件下，在氣缸內(nèi)適時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地產(chǎn)生電火花，以點(diǎn)燃可燃混合氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)作功。

二、點(diǎn)火系統(tǒng)的類型

發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，按其組成和產(chǎn)生高壓電方式的不同可分為傳統(tǒng)蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)、電子點(diǎn)火系統(tǒng)、微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)和磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)。

傳統(tǒng)蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)以蓄電池和發(fā)電機(jī)為電源，借點(diǎn)火線圈和斷電器的作用，將電源提供的6V、12V或24V的低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再通過(guò)分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。傳統(tǒng)蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)由于存在產(chǎn)生的高壓電比較低、高速時(shí)工作不可靠、使用過(guò)程中需經(jīng)常檢查和維護(hù)等缺點(diǎn)，目前正在逐漸被電子點(diǎn)火系統(tǒng)和微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)所取代。

電子點(diǎn)火系統(tǒng)以蓄電池和發(fā)電機(jī)為電源，借點(diǎn)火線圈和由半導(dǎo)體器件(晶體三極管)組成的點(diǎn)火控制器將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姡偻ㄟ^(guò)分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。與傳統(tǒng)蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)相比具有點(diǎn)火可靠、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)外汽車上廣泛采用的點(diǎn)火系統(tǒng)。

三、點(diǎn)火系統(tǒng)的基本要求

點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況和使用條件下保證可靠而準(zhǔn)確地點(diǎn)火。為此點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)滿足以下基本要求：

1.能產(chǎn)生足以擊穿火花塞兩電極間隙的電壓

使火花塞兩電極之間的間隙擊穿并產(chǎn)生電火花所需要的電壓，稱為火花塞擊穿電壓。火花塞擊穿電壓的大小與電極之間的距離(火花塞間隙)、氣缸內(nèi)的壓力和溫度、電極的溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況等因素有關(guān)。試驗(yàn)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，火花塞的擊穿電壓為7～8kV，發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)達(dá)19kV。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種不同的工況下均能可靠地點(diǎn)火，要求火花塞擊穿電壓應(yīng)在15～20kV。

2.電火花應(yīng)具有足夠的點(diǎn)火能量

為了使混合氣可靠點(diǎn)燃，火花塞產(chǎn)生的火花應(yīng)具備一定的能量。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于混合氣壓縮時(shí)的溫度接近自燃溫度，因此所需的火花能量較小(1～5mJ)，傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的火花能量(15～50mJ)，足以點(diǎn)燃混合氣。但在起動(dòng)、怠速以及突然加速時(shí)需要較高的點(diǎn)火能量。為保證可靠點(diǎn)火，一般應(yīng)保證50～80mJ的點(diǎn)火能量，起動(dòng)時(shí)應(yīng)能產(chǎn)生大于100mJ的點(diǎn)火能量。

3. 點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況相適應(yīng)

首先發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的要求；其次可燃混合氣在氣缸內(nèi)從開(kāi)始點(diǎn)火到完全燃燒需要一定的時(shí)間(千分之幾秒)，所以要使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大的功率，就不應(yīng)在壓縮行程終了(上止點(diǎn))點(diǎn)火，而應(yīng)適當(dāng)?shù)靥崆耙粋€(gè)角度。這樣當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，混合氣已經(jīng)接近充分燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)才能發(fā)出最大功率。

四、點(diǎn)火系統(tǒng)的特點(diǎn)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)與汽車上其他電器設(shè)備一樣，采用單線制連接，即電源的一個(gè)電極用導(dǎo)線與各用電設(shè)備相連，而電源的另一個(gè)電極則通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體、汽車車架和車身等金屬構(gòu)件與各用電設(shè)備相連，稱為搭鐵，其性質(zhì)相當(dāng)于一般電路中的接地。搭鐵的電極可以是正極也可以是負(fù)極。因?yàn)闊岬慕饘俦砻姹壤涞慕饘俦砻嫒菀装l(fā)射電子，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，火花塞的中心電極較側(cè)電極溫度高，因而電子容易從中心電極向側(cè)電極發(fā)射，使火花塞間隙處離子化程度高，火花塞間隙容易被擊穿，擊穿電壓可降低15％～20％。因此，無(wú)論整車電氣系統(tǒng)采用正極搭鐵還是負(fù)極搭鐵，點(diǎn)火線圈的內(nèi)部連接或外部接線，均應(yīng)保證點(diǎn)火瞬間火花塞中心電極為負(fù)極，即火花塞電流應(yīng)從火花塞的側(cè)電極流向中心電極。