第三章 点火系统

第一节 概述

一、对点火系统的要求

汽油发动机点火系统的作用是适时地产生电火花，点燃压缩终了的混合气，以使发动机工作。为确保发动机稳定可靠地工作，对点火系统有如下三个基本要求。

1．能产生足够高的次级电压

点火系统用于点燃混合气的火花塞电极伸入发动机气缸燃烧室内，通过电极之间气体的电离作用产生电弧放电（跳火）。要使电极之间具有很高压力的气体电离而产生电火花，就必须有足够高的电压。使火花塞电极跳火所需的电压称之为击穿电压U_j（或称点火电压）， U_j的高低与发动机工况及火花塞的状况有关。

（1）发动机工况 气缸内的混合气压力高、温度低时，气体的密度相对较大，气体电离所需的电场力就大，所需的击穿电压也就高。发动机在不同工况下其压缩终了的混合气压力和温度是不同的，因此，当发动机的转速和负荷改变时，火花塞的击穿电压也随之而变。

（2）火花塞电极的温度和极性 当火花塞电极的温度超过混合气温度时，击穿电压可降低30%～50%。这是因为在电极温度高时，包围在电极周围的气体密度相对较小的缘故。火花塞中心电极的温度相对较高，因此，火花塞的中心电极为负时，火花塞电极的击穿电压可降低20%左右。

（3）火花塞的间隙和形状 火花塞电极的间隙增大，在同样的电压下的电场就减弱，使电极间隙间的气体电离所需的电压就得增大。火花塞电极较细或电极表面有沟棱时，在同样的电压下其电场的最强处要大于较粗、表面平的电极，因此，所需的击穿电压可降低。

此外，火花塞电极上积油、积炭时，其击穿电压会相应升高。

点火系统所能产生的电压称为最高次级电压（U_m2）。要使发动机在任何工况、状态下火花塞都能可靠跳火，就必须满足U_m2＞U_j。为此，通常要求点火系统所能产生的最高次级电压U_m2在20kV以上。

2．要有足够的点火能量

火花塞跳火后能确保可燃混合气迅速燃烧，还必须要有足够的点火能量。发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度已接近自燃温度，所需的火花能量很小，但是发动机在起动、怠速及急加速工况时，由于混合气的温度较低或混合气过浓、过稀等原因，需要有较高的点火能量才能保证混合气可靠燃烧。

点火能量不足时，会使发动机起动困难、点燃率下降，发动机的动力性下降、油耗和排污增加，并可能导致发动机不能起动。

3．点火时间要适当

为使发动机气缸内的燃烧最高压力出现在压缩终了上止点后10°～15°，使混合气的燃烧功率达到最大，就必须在压缩终了前的某个适当时刻点火。某缸火花塞开始跳火到活塞运行至压缩终了上止点的曲轴转角称之为点火提前角。点火提前角过大，压缩行程活塞上行的阻力增大，导致发动机功率下降、油耗增加，且发动机容易产生爆燃；点火提前角过小，混合气燃烧产生的最高压力和温度下降，也导致发动机功率下降、油耗增加，且容易引起发动机过热、排气管放炮等故障。

发动机在不同的转速和负荷下，其点火提前角应是不同的。点火系统应能根据发动机的转速和负荷变化情况，及时调整点火时间，以确保混合气的燃烧及时、完全。

二、点火系统的发展概况

一百多年来，伴随着汽车的发展，汽油发动机的点火技术也逐渐提高。1886年，第一辆以四冲程内燃机为动力的汽车使用的是磁电机点火系统。1907年，美国人首先在汽车上使用蓄电池点火装置，这种用蓄电池和发电机来提供电能的点火系统采用了点火线圈，通过断电器触点来控制点火线圈初级电流的通断，使次级产生高压（图3-1a）。最初的蓄电池点火系统无点火提前角自动调节装置，一直到了1931年，美国人才首先使用了能根据发动机负荷和转速自动调节点火提前角的真空、离心点火提前调节装置。此后，这种触点式点火装置逐步得到完善，在汽车上得到了广泛的应用，并被称之为“传统点火系统”。

随着人们对汽车发动机动力性、经济性及排放控制要求的日益提高，传统点火系统因其触点本身所固有的缺陷也越来越显现出来。20世纪60年代初期，出现了一种晶体管辅助点火系统，这种点火系统增加了一个电子放大器（图3-1b），使得点火性能得到了较大的提高。由于晶体管辅助点火系统还保留了触点，不能完全消除由触点本身所造成的一些缺点，因而，很快就被无触点的电子点火系统所取代（图3-1c）。无触点电子点火系统在20世纪60年代末期开始推广应用之后，在汽车上得到了广泛的应用。现在，传统点火系统已被淘汰。

1976年，美国通用公司首次将微处理器应用于点火时刻控制，此后，采用微处理器控制的电子点火系统的应用日渐增多，并与汽油喷射、怠速等发动机其他电子控制系统一起，实现了发动机的集中电子控制。随着汽油发动机电控化的普及，这种微处理器控制的电子点火系统在汽车上得到了普遍的应用。

三、点火系统分类

以不同的分类方式，将各种点火系统的特点及目前使用情况加以概括。

1．按点火系统的电源不同分

（1）磁电机点火系统 这种点火系统由磁电机本身产生点火所需的电能，由于结构的原因，磁电机点火系统仅适用于单缸或双缸的汽油发动机。磁电机点火系统在汽车上早已不使用，目前在某些摩托车上还有少量的应用。

（2）蓄电池点火系统 这种点火系统的电源是蓄电池和发电机，适用于多缸发动机，目前汽车上使用的都属于此类点火系统。

2．按点火系统储存点火能量的方式不同分

（1）电感储能式 点火系统在产生高压点火前，从电源获取的能量以电感线圈建立磁场能量的方式储存点火能量（图3-2a）。电感线圈储存初级点火能量W_L的大小与线圈的电感量L和线圈所形成的电流I的二次方成正比

（2）电容储能式 点火系统从电源获取的电能以电容器建立电场能量的方式储存（图3-2b）。能量的大小与电容器的电容量C和电压U的二次方成正比

目前汽车上使用的大都是电感储能式点火系统。

第二节 传统触点式点火系统

一、传统触点式点火系统的工作原理

1．基本工作原理

传统触点式点火系统的工作原理如图3-3所示。点火线圈5实际上是一个带有附加电阻的自耦变压器，其初级绕组通过断电器7的触点搭铁。由发动机凸轮轴驱动的分电器轴转动时，带动断电器凸轮一起旋转，使断电器触点不断地闭合和张开。

触点闭合时，点火线圈初级绕组通路，其初级电流从蓄电池正极→电流表（有的汽车上没有电流表）→点火开关→点火线圈附加电阻→点火线圈初级绕组→断电器触点→搭铁回到蓄电池负极。在触点闭合瞬间，点火线圈初级绕组产生一个阻碍初级电流增长的自感电动势，使得初级电流按图3-4a所示缓慢增长，点火线圈铁心中磁通量的变化速率也较低，因此，次级绕组产生的互感电动势也不大，约1500V左右（图3-4b），此电动势不能用于点火，但点火线圈的磁场能量则随初级电流的上升而逐渐增加，因此，触点闭合的这段时间实际上是点火系统的储能过程。

触点张开时，点火线圈初级回路断路，点火线圈初级电流突然减小，引起点火线圈铁心中的磁通量的迅速减小，点火线圈次级绕组产生一个很高的互感电动势。此时，与断电器凸轮同步旋转的分火头正好转到对着分电器盖某一旁电极，使次级绕组与需要点火缸的火花塞电极接通，使火花塞电极两端电压迅速升高。当火花塞电极电压升至击穿电压时，火花塞电极就产生电弧放电，点燃混合气。点火线圈次级的电流通路：次级+→点火线圈附加电阻→点火开关→电流表→蓄电池→搭铁→火花塞电极→高压分线→分电器盖旁电极→分火头→中央高压线→次级-。

触点式点火系统的工作原理：分电器轴转，断电器触点适时地通断点火线圈初级回路，使点火线圈次级绕组产生高压，并由配电器将高压电按点火顺序送入各缸火花塞。

2．几点说明

（1）电容器的作用 触点断开瞬间，初级绕组产生的自感电动势约为300V，此电动势很容易击穿刚刚张开的触点气隙而产生较强的触点火花。触点间的火花放电使初级电流继续保持通路，会导致铁心中磁通量的下降速率减小，使次级绕组的互感电动势降低。触点间较强火花还会使触点很快烧蚀，导致点火系统不能工作。触点间并联一个电容，利用电容两端的电压不能突变的特性，在触点断开瞬间吸收初级绕组的自感电动势，可避免触点间产生强的火花放电，提高初级电流的下降速率，提高次级电压。

可见，触点式点火系统触点并联一个电容器，就是用来减小触点火花，提高次级电压。

（2）放电情况 如果火花塞电极不被击穿，次级电压就会形成如图3-4b虚线所示的LRC衰减振荡，但实际上当火花塞电极间的电压在达到最大次级电压前，火花塞电极间气隙就被击穿而产生电弧放电，此时火花塞电极上集聚的电荷迅速放电，形成很大的放电电流，电压随之迅速下降，这一阶段为电容放电，其主要作用是使火花塞电极间气体电离，形成一个火焰核心。之后，点火线圈次级绕组电感尚余的能量继续维持火花放电，此时火花塞电极间的电压约在600V左右，放电电流也很小，但放电的时间较长，这一电感放电过程可加热混合气，使其迅速燃烧。当火花不能维持而消失时，电感线圈剩余的能量则形成LCR衰减振荡（图3-4b）。

（3）附加电阻的作用 发动机的转速变化范围很大，在发动机低速时，触点的闭合时间相对较长，初级电流可上升至最大值或接近最大值，使通过点火线圈初级绕组的平均电流过大而温度过高，并会使触点的火花加大而容易烧蚀；在发动机高速时，触点的闭合时间很短，在初级电流还很小时触点就已断开，使点火线圈不能产生足够高的次级电压，导致发动机容易断火。

点火线圈初级回路串入一个正温度系数比较大的附加电阻后，在发动机低速时，较大的初级电流流经附加电阻，附加电阻会因温度升高而使其电阻值显著增大，使初级电流的增长受到限制；在发动机高速时，流经附加电阻的初级电流较小，附加电阻的温度随之降低，其电阻值也相应减小，初级电流随发动机转速的上升而下降的幅度可减小。点火线圈初级回路串联附加电阻对点火特性的改善如图3-5所示。

可见，点火线圈附加电阻的作用就是在发动机转速变化时，自动调节初级电流，改善点火特性。

发动机起动时，通过起动机电磁开关的附加电阻短路触点（或直接用点火开关的起动档）将附加电阻短路，这是为了在起动中蓄电池端电压下降很多的情况下，仍保证点火线圈初级绕组能形成足够大的初级电流，以使起动容易。

二、传统触点式点火系统的结构

传统触点式点火系统的组成部件如图3-6所示。

1．点火线圈

点火线圈的作用是将电源的低压转变为高压，以使火花塞电极产生点燃混合气的电火花。点火线圈按磁路的结构形式不同，分为开磁路和闭磁路两种。传统触点式点火系统基本上都使用开磁路的点火线圈，闭磁路点火线圈多应用于电子点火系统。

（1）开磁路点火线圈 开磁路点火线圈的结构简图如图3-7所示。由硅钢片叠成的铁心外套有绝缘套管，套管上分层绕有次级绕组和初级绕组。初级绕组通过的电流大，产生的热量多，将其绕在次级绕组的外面有利于散热。在绕组与外壳之间，装有导磁用钢套，当初级绕组通电时，铁心被磁化，形成如图3-8所示磁路。由于其磁路上、下部分是经过空气，磁阻较大，漏磁损失较多，因此，这种点火线圈初、次级能量转换效率不高（约为60%）。为加强绝缘、防止潮气侵入和有利于散热，点火线圈外壳内一般都充满沥青或变压器油，因此，这种开磁路点火线圈也称为湿式点火线圈。

二低压接线柱和三低压接线柱点火线圈的内部结构相同。三低压接线柱式点火线圈的三个低压接线柱中，有两个低压接线柱之间跨接了一个附加电阻。附加电阻被安放在点火线圈外壳的瓷板中。二低压接线柱式点火线圈则本身不带附加电阻。

（2）闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈也称干式点火线圈，采用日字形铁心的闭磁路点火线圈如图3-9所示。这种点火线圈的磁路均由磁导率极高的铁心构成，因而漏磁少，点火线圈的能量转换效率高。铁心中留一小空隙是为了减少铁心的磁滞现象。

（3）点火线圈的型号 根据QC/T 73—1993《汽车电气设备产品型号编制方法》的规定，点火线圈的型号由如下5部分组成。

1）产品代号：由汉语拼音字母DQ表示，而“DQG”“DQD”则分别表示干式点火线圈和无触点电子点火系统用点火线圈。

2）电压等级代号：用一位阿拉伯数字表示，1—12V；2—24V；6—6V。

3）用途代号：用一位阿拉伯数字表示，各代号的含义见表3-1。

4）设计序号：用阿拉伯数字表示产品设计的先后次序。

5）变形代号：以大写的汉语拼音字母A、B、C……顺序表示（不用O、I）。

2．分电器总成

分电器总成包括断电器、配电器、点火提前调节器以及电容器等，如图3-10所示。

分电器壳体一般由铸铁制成，下部压有石墨青铜衬套，分电器轴在衬套内旋转，靠油杯中的润滑油润滑。分电器各部的结构原理分述如下。

（1）断电器 断电器用于周期性地通断点火线圈初级回路，它由触点和凸轮组成。触点安装在能相对分电器外壳转动的活动底板上，其中固定触点搭铁，固定触点支架用紧固螺钉固定在活动底板上。活动触点与壳体之间是绝缘的，它通过触点臂经触点弹簧片与分电器低压接线柱相通。活动触点臂有孔端松套在活动底板的销轴上，通过触点臂弹簧片的弹力使其靠向断电器凸轮的轴心，在断电器凸轮转动时，可使触点周期性地开闭。

需要调整触点的间隙时，可松开固定触点支架上的紧固螺钉，旋动偏心螺钉即可改变固定触点的位置，使触点间隙改变。

（2）配电器 配电器的作用是将点火线圈次级产生的高压按点火顺序送至各缸火花塞，它由套在断电器凸轮上的分火头和分电器盖组成。分电器盖的中央插孔内有一弹簧和一个接触电刷（小炭柱），接触电刷靠小弹簧将其压在分火头的导电片上。分电器盖中央插孔的周围均布有与气缸数相同的旁插孔，通过插入高压分线与各缸火花塞相连。旁插孔内连接着旁电极，工作时，分火头和断电器凸轮一起旋转，当断电器触点刚刚张开时，点火线圈次级产生的高压电经分火头导电片跳至与其相对的旁电极，再经高压分线送至火花塞电极。

（3）点火提前调节装置 点火提前调节装置包括离心点火提前调节器和真空点火提前调节器，用于在发动机工况改变时，自动调整点火提前角。

1）离心点火提前调节器。离心点火提前调节器在断电器触点底板的下面。其结构如图3-11所示。

离心点火提前装置的托板7 固定在分电器轴4上，两个重块5分别套在托板的重块销轴9上，离心重块可绕销轴转动，其另一端由弹簧拉向分电器轴心。与断电器凸轮2 为一体的拨板松套在分电器轴上，拨板的槽插在重块的销钉上。分电器轴转动时，通过托板和销轴带动重块转动，并通过插入拨板槽内的重块销钉带动拨板及断电器凸轮转动。

当发动机的转速上升时，重块的弹簧端在离心力的作用下克服弹簧的拉力向外甩开，重块上的销钉则带动拨板及断电器凸轮沿着原旋转方向相对于分电器轴转动一个角度，使凸轮顶开触点提前点火，即增大了点火提前角。当发动机转速降低时，重块的离心力相应减小，弹簧将重块拉回一些，使点火提前角自动减小。

可见，离心点火提前调节器在发动机转速变化时起作用，使点火提前角随发动机转速的上升而增大。

在发动机高速范围，转速变化对混合气的燃烧速度影响较大，这时，随着发动机转速的提高，点火提前角增量应小一些。为此，一些分电器中离心点火提前装置的每个重块设有一粗一细两个弹簧。细弹簧只要重块一开始甩开就起作用，而粗弹簧的两端钩环呈椭圆形，只有在转速达到一定值，重块外甩的角度较大时才能起作用。这样，发动机在高速范围内，重块有两个弹簧的作用，相应的点火提前角的增量减小。

2）真空点火提前调节器。真空点火提前调节器装在分电器壳体的外侧，其内部结构参见图3-10。

真空点火提前调节器的工作原理如图3-12所示，其内膜片的左侧通大气，右侧通过真空管与化油器下体上位于节气门上方的小孔相通。当发动机的负荷增大时，由于节气门的开度增大，节气门小孔处的真空度减小，真空点火提前调节器内的膜片在弹簧力的作用下向左拱，通过拉杆的作用使活动底板顺着分电器轴旋转方向转动一个角度，断电器凸轮顶开触点的时间推迟，从而使点火提前角适当减小。当发动机负荷减小时，节气门开度减小，节气门处的真空度增大，其真空吸力使膜片克服弹簧力向右拱，膜片带动拉杆移动，使活动底板逆着分电器轴旋转方向转动一个角度，从而使点火提前角增大。

发动机怠速时，节气门关闭，节气门上方小孔处真空度接近0，弹簧力将膜片推至左拱的极限位置，使点火提前角处于最小状态，以满足怠速工况点火提前角小或不提前的要求。

由上所述，真空点火提前调节器在发动机负荷改变时起作用，它使点火提前角随发动机的负荷增大适当减小。

（4）电容器 电容器装在分电器的外壳上，它的两个电极由两条铝箔或锡箔组成，在两箔带之间夹有绝缘蜡纸，然后卷成筒状，抽去层间的空气，再经浸蜡处理后装在金属外壳中。电容器中的一条箔带与金属外壳相接触，装在分电器外壳上后，通过分电器的壳体搭铁，另一条箔带则通过与金属外壳绝缘的导电片由导线引出，接在分电器低压接线柱上，使电容器与断电器并联相接。

（5）分电器的型号 根据QC/T 73—1993《汽车电气设备产品型号编制方法》的规定，分电器的型号由如下5部分组成：

1）产品代号：由汉语拼音字母“FD”表示，“FDW”则表示无触点分电器。

2）气缸数代号：以发动机气缸数表示，分别以2、4、6、8、9数字代表2缸、4缸、6缸、8缸及8缸以上。

3）结构代号：以阿拉伯数字表示，各结构代号见表3-2。

4）设计序号：与点火线圈的相同。

5）变形代号：与点火线圈的相同。

3．火花塞

（1）火花塞的结构 火花塞的作用是将高压引入气缸燃烧室，并产生电火花，点燃混合气。火花塞主要由中心电极、旁电极、壳体、瓷绝缘体等组成，如图3-13所示。

火花塞的钢质壳体内部固定有高氧化铝陶瓷绝缘体，绝缘体的中心孔装有金属杆和中心电极，金属杆和中心电极之间用导体玻璃密封。铜制内垫圈起密封和导热作用，壳体的下端是弯曲的旁电极，火花塞通过壳体上的螺纹装在气缸盖上。

触点式点火系统火花塞的电极间隙一般为0.6～0.7mm，间隙过大，所需的击穿电压就高，火花塞跳火的可靠性就较差，特别是在发动机高转速时，由于点火系统最高次级电压较低，易发生断火现象；过高的击穿电压还会使点火系统高压电路的工作负担加大而容易出现故障。间隙过小时，火花塞电极放电时的火焰核小，火花与周围混合气的接触面积小，传给混合气的有效热能相对较少，而电极吸热相对较多。电极吸收的热量通过气缸盖和高压导线散失，是一种热传导损失。因此，火花塞电极间隙小，虽跳火相对容易，但电极的热传导损失增加，有效的点火能量相对减少了，这会使火花塞点燃混合气的可靠性降低。

可见，火花塞电极间隙过大，增大了点火系统高压电路的工作负担，且发动机高速时容易断火；火花塞电极间隙过小，则使电火花的有效点火能量减小，也会降低点火性能。

（2）火花塞的类型 火花塞的结构形式有多种，在汽车上较为常见的几种火花塞如图3-14所示。

1）标准型：绝缘体裙部略缩入壳体下端面，这种形式的火花塞最为常见。

2）绝缘体突出型：绝缘体裙部突出壳体端面，其特点是抗污能力较强，又不容易引起炽热点火，因此，这种火花塞的热适应能力强。

3）细电极型：电极较细，可降低跳火电压，同样的跳火电压则可增大电极的间隙，这种火花塞的突出特点是火花较强，有较强的点火能力。

4）锥座型：壳体及旋入螺纹部分成锥形，因而不用加垫圈就可保持良好的密封性，可减小火花塞的安装体积。

5）多极型：旁电极有两个或两个以上，其特点是点火较为可靠，间隙不用经常调整。

6）沿面跳火型：与中心电极组成一对电极的是壳体下端内侧的圆突面，这种火花塞通常与电容储能式点火系统配合使用，其优点是可完全避免炽热点火、抗污能力强，其缺点是稀混合气下的点燃率低、中心电极容易烧蚀。

为抑制点火系统对无线电的干扰，现代汽车上出现了电阻型和屏蔽型火花塞。电阻型火花塞是在火花塞内串联了5～10kΩ的电阻，屏蔽型火花塞则是利用金属壳体将整个火花塞屏蔽密封起来。屏蔽型火花塞还适用于需防水、防爆的场合。

（3）火花塞的热特性 火花塞绝缘体裙部（图3-13中内垫圈8以下部分）的温度对火花塞的工作良好与否有很大的影响。发动机工作时，如果火花塞绝缘体裙部的温度过低，粘上去的汽油滴或润滑油不能自行烧掉，就容易在绝缘体表面形成积炭；绝缘体温度如果过高，则容易引起炽热点火。实践证明，火花塞绝缘体上的温度保持在500～700℃时，落在绝缘体上的油滴能自行烧掉而又不会引起炽热点火，这个温度称之为火花塞的自洁温度。

火花塞绝缘体的温度取决于它的受热情况和散热条件。火花塞的绝缘体裙部长，受热面积就大，吸热容易，而传热距离相对较长，散热困难。因此，绝缘体裙部长的火花塞其裙部温度容易升高，此类火花塞称之为“热型”火花塞（图3-15a）。火花塞绝缘体裙部短的，其受热面积小，吸热少，而其传热距离相对较短，散热容易。因此，这类火花塞其裙部的温度不易升高。温度不易升高的火花塞称为“冷型”火花塞（图3-15b）。介于热型和冷型之间的为“中型”火花塞。

热型火花塞适用于压缩比小、转速低、功率小的发动机，因为这些发动机的燃烧室温度较低；冷型火花塞则适用于高压缩比、高转速、大功率的发动机。不同类型的发动机应该配用热特性相适应的火花塞，否则发动机就不能正常工作。比如，燃烧室温度较低的发动机，错用了偏冷型的火花塞，火花塞就很容易积炭；燃烧室温度高的发动机如装用了偏热型的火花塞，则容易引起炽热点火，发动机易产生爆燃。

可见，火花塞的热特性是指其绝缘体裙部的温度对点火性能的影响，不同类型的发动机，必须配置热特性与之相符的火花塞，以确保发动机工作时，火花塞绝缘体裙部为自洁温度。

我国火花塞热特性是以绝缘体裙部长度来标定的，并分别用热值（3～9的自然数）表示，见表3-3。

（4）火花塞型号 根据QC/T 430—2005《道路车辆 火花塞产品型号编制方法》的规定，火花塞型号由三部分组成。

①为单个或两个汉语拼音字母，表示火花塞的结构类型及主要形式尺寸，各字母的含义见表3-4。

②为阿拉伯数字，表示火花塞的热值。

③为汉语拼音字母，表示火花塞的派生产品、结构特征、材料特性及特殊技术要求。在同一产品型号中，需用两个以上字母来表示时，按表3-5所列顺序排列。代表电极材料的字母两个连用，前者表示中心电极，后者表示旁电极。对用户有特殊要求的产品允许在末位加小写字母或小写字母和阿拉伯数字连用的下标作为标记。

例：“F5TC”型火花塞，表示螺纹规格为M14×1.25、旋入长度为19mm、壳体六角对边为20.8mm的突出型平座火花塞，火花塞的电极为镍铜复合材料。

又例：“DF7REC2”型火花塞，表示螺纹规格为M12×1.25、旋合长度为19mm、壳体六角对边为16mm的带电阻、镍铜复合电极、快热结构、绝缘体突出型点火位置为3mm平座火花塞。

第三节 电子点火系统

传统点火系统依靠断电器触点通断点火线圈初级电流，触点工作时的触点火花问题使得这种点火装置不可避免地存在着工作可靠性差、最高次级电压不稳定、点火能量低、对火花塞积炭敏感、对无线电干扰大等缺陷。因此，传统触点式点火系统已不能适应现代汽车发展的要求。

无触点的电子点火系统用晶体管的导通和截止来控制点火线圈初级电流的通断，从而彻底解决了触点火花问题，避免了传统点火系统的种种缺陷。

一、电子点火系统的组成与基本原理

1．电子点火系统的基本组成

电子点火系统的基本组成如图3-16所示。点火线圈初级电流的通断由电子点火器中的晶体管控制，该晶体管工作在开关状态，其导通与截止则是由点火信号发生器产生的电信号控制的。

2．电子点火系统的基本工作原理

当分电器轴转动时，安装在分电器内的点火信号发生器就会产生与发动机曲轴位置相对应的脉冲电压信号，此脉冲电压信号经电子点火器大功率晶体管前置电路处理后，控制大功率开关晶体管的导通或截止，使点火线圈初级电流适时地通断。

当输入的电子点火器的点火脉冲信号电压使大功率开关晶体管导通时，点火线圈初级通路，储存点火能量；当输入电子点火器的点火信号脉冲使开关晶体管截止时，点火线圈初级断路，次级便产生高压，通过配电器及高压导线等将高压送至点火缸火花塞。

相比于触点式点火系统，电子点火系统由点火信号发生器和大功率开关晶体管替代断电器的凸轮和触点，由晶体管的导通和截止通断点火线圈初级电流，其点火性能和工作的可靠性有了很大的提高。

二、电子点火系统部件的结构与原理

1．无触点分电器总成

无触点分电器总成由点火信号发生器、配电器、点火提前调节器等组成（图3-17），其中配电器、点火提前调节器的结构与触点式分电器相同。

点火信号发生器的作用是产生与气缸数及曲轴位置相对应的电压信号，用以触发电子点火器工作，及时通断点火线圈初级回路，使次级产生高压。点火信号发生器由信号触发转子和产生信号的定子组成，按信号产生的原理不同分类，有磁感应式、光电式和霍尔效应式等几种。

（1）磁感应式点火信号发生器磁感应式点火信号发生器的主要组成部件如图3-18所示。永久磁铁、导磁铁心及导磁板、感应线圈等组成定子总成，通常固定在活动底板上，可由真空点火提前装置改变其与分电器轴的相对位置。导磁转子有与发动机气缸数相对应的叶片，它与分电器轴的连接方式则与断电器凸轮相似，工作时，可由离心点火提前装置改变其与分电器轴的相对位置。

永久磁铁经导磁铁心、空气间隙和导磁转子构成磁路（图3-18b）。分电器轴转动时，通过离心点火提前调节器带动导磁转子转动，使导磁转子与铁心之间的气隙发生变化，磁路的磁阻随之改变，使通过感应线圈的磁通量发生变化，产生与发动机曲轴位置相对应的感应电压信号（图3-18c）。

磁感应式电子点火信号发生器结构简单、工作可靠，使用较为广泛。电磁感应的电压大小会随发动机转速变化而改变，因此，磁感应式点火信号发生器的结构参数和电子点火器电路设计，需要充分考虑在发动机低速时能有足够强的信号电压的同时，还要注意在发动机高速时不至于因信号电压过高而损坏电子点火器中的电子元件。

呈对称分布的磁感应式点火信号发生器如图3-19所示，盘状永久磁铁的一面为N极，一面为S极，安装在磁铁上端的软铁有六个向上弯曲的极爪，构成定子磁极；导磁转子的六个极爪则向下弯曲，磁感应线圈安装在转子与定子之间，并与转子同心。导磁转子转动时，转子与定子爪极之间的气隙就发生周期性的变化，使通过感应线圈的磁通量也呈周期变化，感应线圈产生与发动机曲轴位置相对应的交变电动势。

（2）光电式点火信号发生器 光电式点火信号发生器的主要组成部分是发光元件、光敏元件和遮光转子，如图3-20所示。发光元件通入电流后产生光源，光敏元件受光后产生电压，遮光转子有与气缸数相对应的缺口，光源照射到光敏元件的光线受转动的遮光转子控制。

分电器轴转动时，通过离心点火提前装置驱动遮光转子转动，遮光转子缺口周期性地通过光线，使光敏元件周期性受光，光敏元件便产生了与曲轴位置相对应的电压脉冲。

光电式点火信号发生器结构简单，信号电压不受转速影响，工作时需要有直流电源。其最大的缺点是抗污能力较差，发光元件和光敏元件上沾灰或油污就会影响正常的信号电压的产生。为保证其工作可靠性，光电式点火信号发生器的分电器需要有较高的密封性。

（3）霍尔效应式点火信号发生器 霍尔效应式点火信号发生器用霍尔效应产生电压信号，霍尔效应原理如图3-21所示。

将霍尔元件（半导体基片）置于磁场中，并通入一电流，电流的方向与磁场的方向互相垂直，在垂直于电流和磁场的霍尔元件的横向两侧会产生一个与电流和磁感应强度成正比的电压。这种现象称为霍尔效应，这个电压称为霍尔电压，其大小可用下式表示。

式中 R_H——霍尔系数；

d——半导体基片的厚度（m）；

I——通过霍尔元件的电流（A）；

B——磁感应强度（T）。

霍尔效应式点火信号发生器流过霍尔元件的电流I固定不变，使磁感应强度B周期性变化来产生脉动电压。霍尔效应式点火信号发生器的组成与原理如图3-22所示。

信号触发开关由霍尔集成块2和带导磁板的永久磁铁4组成。霍尔集成块除外层的霍尔元件外，同一基层的其他部分为集成电路（图3-23），用于对霍尔元件产生的微弱电压信号进行放大、整形及温度修正等。导磁转子有与气缸数相同的叶片，与分火头为一体，套装在分电器轴上部。

分电器轴转动时，导磁转子由离心点火提前装置带动而随分电器轴一起转动。当导磁转子的叶片插入信号触发开关的缝隙时，导磁叶片将磁路短路（图3-22b），此时霍尔元件上无磁通量而不产生霍尔电压；当导磁转子的缺口通过时，磁路经空气间隙、导磁板、霍尔元件形成闭合回路（图3-22c），霍尔元件上的磁通量加强而产生霍尔电压。分电器轴转一圈，霍尔元件产生与气缸数相同的霍尔电压脉冲，再经集成电路的整形、放大后输出与霍尔电压脉冲反相的方波电压脉冲。

霍尔效应式点火信号发生器精度高、耐久性好、信号电压较为稳定，已有较多的应用。

2．电子点火器

电子点火器的基本功能是在输入点火信号的触发下工作，及时通断点火线圈初级电流，使点火线圈次级适时地产生高压。为进一步提高点火系统点火性能及工作的安全可靠性，一些电子点火系统的电子点火器增加了闭合角可控功能电路、初级回路电阻控制电路、停车断电保护电路、过压断电保护电路、低速推迟点火功能电路等。

不同汽车上使用的电子点火器其功能不完全一致，结构形式也多种多样，下面以典型的实例说明电子点火器的作用与原理。

（1）分立元件的电子点火器 典型的电子点火器一例如图3-24所示。该电子点火器还具有闭合角可控、发动机停机自动断电、初级电流稳定控制等功能电路。

1）点火控制工作过程。本例点火信号发生器为磁感应式，VT₁为触发管，VT₂起放大作用，复合管VT₃为大功率开关晶体管，用于通断初级电流。电子点火器根据输入的点火信号脉冲控制点火的原理如下。

当点火信号负脉冲输入时，信号电流流经VD₃、R₂、VD₂、R₁，VD₃的正向导通电压降使VT₁处于反向偏压而截止。VT₁截止时，其P点的电位升高，使VT₂导通，给VT₃提供了正向偏压，使VT₃导通。这时，点火线圈初级通路，初级电流增长，此为点火线圈的储能过程。

当点火信号正脉冲输入时，VT₁获得正向偏压而导通，信号电流经R₁、VD₁、R₂、VT₁发射结形成通路。VT₁导通后使P点电位下降，并使VT₂失去正向偏压而截止，VT₃也随之无正向偏压而截止，使点火线圈初级断流，次级产生高压。

2）闭合角可控电路原理。在电子点火系统中，闭合角是指点火线圈初级通路的相对时间（初级通路时间/初级通断周期）。闭合角可控是要使点火线圈初级通路的相对时间随发动机转速的升高而增大，以保证发动机在高速时点火线圈初级仍有时间形成足够大的初级电流。

闭合角可控电路由VD₅、C₂、R₃组成。在点火信号正脉冲时，信号电流同时对电容C₂充电，充电电路为：e+→R₁→VD₁→VD₅→C₂→VT₁发射结→e-。而当信号正脉冲消失时，C₂放电。放电电路：C₂+→R₃→VD₂→R₁→点火信号发生器感应线圈→VD₃→C₂-。在C₂放电时，使VT₁反向偏压而保持截止、VT₂和VT₃保持导通、初级线圈保持通路。发动机转速升高时，信号正脉冲电压随之升高，C₂的充电电压也随之升高，正信号脉冲消失后C₂的放电时间延长，VT₁的截止时间也就相对增加了，也即增加了点火线圈初级通路的相对时间。

3）发动机停转断电保护。当发动机熄火时，如果点火开关仍然接通，这时电源通过R₄向VT₁提供正向偏压而使VT₁导通，VT₂、VT₃截止，于是，点火线圈初级处于断路状态，避免了蓄电池向点火线圈持续放电而白白消耗电能和烧坏点火线圈及晶体管的可能。

4）初级电流稳定控制。在工作中，蓄电池的电压波动很大。初级回路的电阻、电感参数设计必须保证在蓄电池电压较低时能有足够大的初级电流，这会造成蓄电池电压较高时的初级电流过大，导致点火线圈的温度过高。

R₈、VS₆组成的反馈电路起电源电压波动时的初级稳定电流控制作用。当电源电压上升时，VT₃在截止状态下的集电极电位也随之升高，通过R₈、VS₆的反馈作用，增加了VT₁的饱和导通深度，在信号负脉冲时VT₁由导通转向截止变得迟缓，这样就减少了VT₁相对的截止时间，也即减少了VT₃的相对导通时间，以使点火线圈初级电流不随电源电压的上升而增大。

5）初级回路电阻可变控制。初级回路的等效电阻可变控制也是用来实现初级电流的稳定控制，它与闭合角可控电路结合，可实现初级电流恒定控制。

初级回路等效电阻可变控制电路由VT₄、R₈、R₉组成。当点火线圈初级电流增大到某一限定值时，A点的电位上升至使VT₄导通，VT₄导通后使VT₃的基极电位下降，其基极电流减小，集电极电流（即点火线圈初级电流）就受到了一定的限制。初级电流越大，A点的电位就越高，VT₄的导通深度就增加，使VT₃的基极电流下降得就更多，对初级电流的限制作用也就更大。

通过电流反馈的形式来实现初级回路等效电阻的控制，因此，不仅可使初级电流不因电源电压的上升而过大，还可以在发动机转速变化时起稳定初级电流的作用。

（2）集成电路电子点火器集成电路电子点火器是将大功率晶体管以外的电子电路用集成块代替，配以所需的外围电路组成电子点火器。这种专用的点火集成模块一般功能较全，性能良好，工作可靠性好，且体积小，价格较低，在汽车上使用已较为普遍。现以典型的L497点火集成模块所组成的电子点火器为例，介绍集成电路电子点火器的结构形式与工作原理。

L497集成块的内部电路及引出脚的排列如图3-25所示，国产桑塔纳轿车电子点火系统用L497集成块组成的电子点火电路如图3-26所示。

1）基本点火控制。霍尔效应式点火信号发生器产生的点火触发脉冲从电子点火器的⑥、③ 端子输入。当点火信号发生器输出正脉冲（信号转子叶片插入缝隙）时，集成电路的5脚为高电位，经内部电路的处理后，使14脚输出高电平，大功率开关晶体管VT导通，接通点火线圈初级回路。当点火信号发生器输出负脉冲（信号转子叶片离开缝隙）时，集成电路5脚为低电位，内部电路使14输出低电位，VT截止，点火线圈初级回路断路，次级绕组产生高压。

2）闭合角控制电路

①闭合角控制电路的组成与作用：闭合角控制电路由两部分组成，第一部分由L497集成块与10脚电容C_T、12脚偏流电阻R₇组成一闭合角基准定时电路。当霍尔电压信号为高电平时，C_T以一恒定的电流I_T充电，其电压U_T上升（图3-27b），调节偏流电阻R₇可调整I_T值。第二部分由L497集成块与11脚电容C_W、12脚电阻R₇组成一闭合角控制和调整电路。当霍尔信号电压为低电平时，C_W以恒定的电流I_W放电，其电压U_W下降（图3-27b），而当初级电流达到限定值时，C_W则开始充电。当C_T、C_W的充、放电达到U_T=U_W（图3-27b两曲线相交）时，内部控制开关使驱动级立即工作，VT立即导通，接通初级电路。可见，点火线圈初级通路的起始点由C_T、C_W的充、放电电压达到一致的时间控制。C_W的电压取决于发动机的转速和集成块的工作电压，于是，该电路可在发动机转速变化和电源电压波动时，起初级电流稳定的作用。

②转速变化初级电流稳定控制原理：当发动机转速上升时，初级电流达到限定值后的限流时间t₂缩短，C_W的充电电压降低，C_W放电时达到U_T=U_W点提前（U_W曲线下移），使初级通路提前（闭合角增大）；当发动机转速下降时，则有相反的变化。因此，闭合角控制电路根据发动机转速的变化自动调整下一周期的初级通路起始点，从而使初级通路时间t_b基本上保持稳定不变。

③电源电压变化初级电流稳定控制原理：当电源电压升高时，C_W的充电电压也会升高，C_W放电时达到U_T=U_W点推迟（U_W曲线上移），使初级通路推迟（闭合角减小）；当电源电压下降时，则作出相反的调整。因此，当电源电压变化、初级电流的上升速率变化时，闭合角控制电路通过自动调整闭合角，使初级电流基本保持稳定。

3）电流上升率控制。电流上升率控制电路由L497集成块与8脚电容器C_SRC、偏值电阻R₇组成，该电路可调整点火线圈初级电流由0上升到峰值的速率。当电路检测到初级电流小于额定值的94%时，控制电路会在输入信号正脉冲消失前将初级电流的上升速率加大，以增大初级电流。

4）发动机停转断电保护。发动机停转但点火开关未关断时，如霍尔点火信号发生器输出高电平（信号转子叶片插入缝隙），就会使点火线圈持续通路而对点火线圈、蓄电池及电子点火器等不利。为此，设置了发动机停转断电保护电路。该电路由L497集成块、9脚的C_P及R₇等元件组成，基准导通时间（ms）为t_P=16C_PR₇。工作时，保护电路不停地检测输入的点火信号电压，信号脉冲高电平时对C_P充电，信号脉冲低电平时C_P放电。如果在发动机停转时霍尔电压为高电平，C_P充电持续时间超过了t_P时，C_P上的电压就会达到限流回路模块的阈值工作电压，控制回路就会使点火线圈初级电流逐步下降为0。

5）初级电流限制。该电路由L497和R_S、R₁₀、R₁₁等组成。R_S为点火线圈初级电流的采样电阻，通过R_S的电流除初级电流外，还有VT的基极电流（14脚的电流），当初级电流上升至限定值（桑塔纳轿车为7.5A），R_S上的电压降达到L497内部限流电路的比较电压时，控制回路就使VT的基级电流减小，使之从饱和导通状态进入放大导通状态，从而限制了初级电流。调整R₁₀、R₁₁的比值，可改变初级电流的限流值。

3．点火线圈

与传统的触点式点火系统相比，电子点火系统所用的点火线圈主要不同点如下。

（1）点火线圈无附加电阻 电子点火系统在电子点火器中通常设有闭合角可控、初级回路电阻可变等控制功能，在发动机转速变化时，这些控制电路可使点火线圈的初级电流保持相对稳定，用以改善点火特性。因此，电子点火系统的点火线圈其初级回路无需串联附加电阻。

（2）点火线圈初级绕组电阻较小 电子点火系统的点火线圈初级绕组的电阻相对较小，其初级通路时初级电流的上升速率高，形成的初级电流也就相对较大，可有效提高点火线圈的初级点火能量。传统的触点式点火系统在触点断开时如果初级电流大，其触点火花也大，因而其点火线圈初级绕组的电阻相对较大。由于电子点火系统是通过开关晶体管的导通与截止来通断点火线圈初级电流，初级电流无触点火花的限制，可通过增大初级电流的方式来提高点火线圈的初级点火能量。

4．火花塞

电子点火系统所用的火花塞其结构形式与传统触点式点火系统没有不同，但其电极的间隙较大，达0.8～1.2mm，有的电子点火系统其火花塞的电极间隙达1.5mm。增大火花塞电极间隙的作用是增加火花强度（火花塞电极跳火时的有效点火能量），以提高点火性能。

电子点火系统能通过增大火花塞电极间隙来提高有效的点火能量，是因为电子点火系统其最高次级电压较高且较为稳定。增大火花塞电极间隙的不利影响是点火电压提高了，高压回路的故障率也相对提高了。

三、电容储能式电子点火系统简介

1．电容储能式电子点火系统的组成

电容储能式电子点火系统的基本组成如图3-28所示。

（1）直流升压器 直流升压器由振荡器、变压器、整流器三部分组成，用于将电源的低压直流电转变成400V左右的直流电。其中，振荡器用于将电源12V的直流电转变成交流电；变压器则将振荡器产生的低压交流电升压为300～500V左右的交流电；整流器将变压器输出的交流电变为400V左右的直流电，并向储能电容充电。

（2）储能电容 储能电容用于储存点火能量，并在需要点火时向点火线圈初级绕组放电，使点火线圈次级产生高压。

（3）晶闸管 晶闸管的作用是在非点火时间里，隔断储能电容与点火线圈的连接，以使直流升压器能迅速将电容充足电；在点火触发信号输入时，则迅速导通，让储能电容及时向点火线圈初级绕组放电，使点火线圈次级产生高压。

（4）晶闸管触发电路 晶闸管触发电路的作用是根据点火信号发生器的点火信号产生触发脉冲，使晶闸管能迅速导通，而在非点火时间，则保持晶闸管的控制极为零电位或负电位。

2．电容储能式电子点火系统的基本工作原理

（1）点火线圈储能过程 接通点火开关，振荡器便开始工作，将电源的低压直流电转变为变压器初级的低压交流电，经变压器升压，变压器的次级输出400V左右的交流电，再经整流器整流后，成为400V左右的直流电，并向储能电容充电，这就是电容储能式点火系统的储能过程。电容储能式点火系统在点火开关接通后，储能过程便不停地进行着，不受点火信号的控制。

（2）点火线圈次级产生高压过程 当点火信号输入时，触发电路便产生一个触发脉冲，使晶闸管迅速导通，储能电容便向点火线圈初级绕组放电。在点火线圈初级电路，初级电流迅速增长的瞬间，点火线圈次级绕组产生很高的互感电动势，并使火花塞电极两端的电压迅速升高直到跳火。

由上可知，与电感储能式点火系统不同的是，电容储能式电子点火系统在点火开关接通时，就随时进行着储能过程；在点火线圈初级绕组通电的瞬间，次级产生高压。

3．电容储能式电子点火系统的特点

相比于电感储能式点火系统，电容储能式点火系统具有如下特点。

（1）最高次级电压稳定 储能电容的充电电压高，充足电的时间极短，晶闸管的导通速率又极高，因此，次级电压几乎不受发动机转速的影响。这一特性使得电容储能式点火系统特别适用于高速发动机。

（2）对火花塞积炭不敏感 次级电压上升速率高，一般在3～20μs，因此，次级回路有漏电对最高次级电压影响很小。也就是说，电容储能式点火系统对火花塞积炭不敏感，在火花塞有积炭、高压回路有漏电（不很严重）的情况下，仍能保持良好的点火性能。

（3）点火线圈的工作温度低 由于电容储能方式只是在点火的瞬间有较大的电流通过点火线圈初级绕组，而在其他的时间里点火线圈初级绕组不通电流，因此，点火线圈初级绕组的平均电流小，其工作温度低，使用寿命长。

（4）低速时点火系统能耗低 电容储能方式其电能的消耗随发动机转速的增加而增加，而在发动机怠速时电能消耗最少。这一特点对蓄电池极为有利，因为在发动机怠速时，往往需要蓄电池提供电能。

（5）能量损失小 整个储能过程能量损失小，点火线圈的能量转换效率高。

（6）火花的持续时间短 电容储能式电子点火系统的火花持续时间一般为1～50μs（电感储能式为1～2ms）。太短的点火时间会造成在发动机起动和低速时电火花难以点燃混合气，使发动机不能正常工作，甚至于熄火。这一缺点正是电容储能式点火系统在普通发动机上使用很少的原因所在。

第四节 点火系统的使用与故障诊断

一、点火正时

点火正时就是让分电器轴的位置与发动机活塞的位置相匹配，使点火系统能有正确的初始点火提前角。发动机在工作时，真空、离心点火提前调节器是在初始点火提前角的基础上，根据发动机当前的实际工况对点火提前角进行调节，因此，点火正时的准确与否对发动机的点火是否适当起到了至关重要的作用。点火正时的具体安装与调整方法因不同的车型而略有差别，但基本步骤相似。电子点火系统点火正时基本步骤如下。

（1）找到第一缸压缩终了上止点 简单实用的找第一缸压缩终了上止点方法：先拆下第一缸的火花塞，用干净的棉纱堵住火花塞螺孔，摇转曲轴，当棉纱被冲出时，即为第一缸压缩行程，再慢慢转动曲轴，使飞轮上的第一缸上止点记号与飞轮壳上的标记对齐。有的汽车上止点记号是曲轴前端带轮上的标记与正时齿轮盖上的指示箭头对齐。

（2）安装分电器 转动分电器轴或分电器外壳，使分电器上的分火头指向分电器壳体上的标记或分电器壳体上的标记与缸体上的标记对准，装入分电器，并旋紧固定螺钉。

（3）连接高压导线将连接第一缸火花塞的高压导线插入分电器盖上的1缸插孔后，顺着分电器轴旋转方向按点火顺序依次插好其他缸高压导线。

（4）检查点火正时 起动发动机，并使发动机达到正常工作温度，然后在发动机怠速状态下突然加速，看发动机的工作情况。如果发动机转速上升滞后，感到沉闷或排气管有突突的声响，说明点火过迟，应逆分电器轴旋转方向转动分电器外壳，适当调大初始点火提前角；如果在急加速时发动机出现了爆燃（尖锐的金属敲击声），说明点火时间过早，应顺分电器轴旋转方向转动分电器外壳，使点火提前角适当减小。

除了通过突然加大节气门开度观察发动机的工作情况是否良好来检验点火正时是否得当外，还可用发动机点火提前角检测仪检测其规定转速时的点火提前角，通过测得的点火提前角与标准的点火正时参数比较，可准确地判断点火正时正确与否。

（5）路试中进一步检验点火正时 在平直路面汽车以20km/h行驶时挂直接档突然加速（将加速踏板踩到底），如果汽车加速过程中有轻微的爆燃，但随车速的升高爆燃很快消失，则点火时间适当；如果加速时发动机爆燃较为严重，或虽无爆燃发生，但加速感到沉闷，则说明点火时间过早或过迟，应对其再进行调整，直至适当为止。

二、点火系统主要部件的检修方法

1．分电器总成的检修

（1）磁感应式点火信号发生器的常见故障与检修

1）磁感应式点火信号发生器的常见故障。磁感应式点火信号发生器的常见故障是信号感应线圈短路或断路、导磁转子轴磨损偏摆或定子（感应线圈与导磁铁心组件）移动而使转子与铁心之间的气隙不当，造成信号过弱或无信号输出而不能触发电子点火器工作。

2）磁感应式点火信号发生器的检修方法

①检查导磁转子与铁心之间的气隙。用塞尺检查导磁转子与铁心之间的气隙，一般车型的气隙为0.2～0.4mm。气隙过大或过小时，可用与调整触点间隙类似的方法来调整。有些分电器此气隙不可调，若气隙不合适则只能更换总成。

②检查感应线圈的电阻。用万用表的电阻档测量分电器信号输出端（感应线圈）的电阻，若与规定的不符，则需更换点火信号发生器总成。部分车型点火信号发生器感应线圈的电阻值见表3-6。

（2）光电式点火信号发生器的常见故障与检修

1）光电式点火信号发生器的常见故障。光电式点火信号发生器的常见故障是发光元件或光敏元件沾污或损坏、内部电路断路或接触不良，这些故障使点火信号发生器信号过弱或无信号产生。

2）光电式点火信号发生器的检修方法。

①外观检查。打开分电器盖，检查发光、光敏元件表面有否脏污，电路连接是否良好。

②检测信号电压。在检查点火信号发生器电源良好的前提下，可将分电器电路插接器的电源端子之间加12V电压，然后慢慢转动分电器轴，用万用表的直流电压档测插接器的信号输出端子的电压。如果电压在0～1V之间摆动（不同的车型，电压摆动幅度可能不同），说明信号发生器良好，否则，需更换分电器。

（3）霍尔效应式点火信号发生器的常见故障与检修

1）霍尔效应式点火信号发生器的常见故障。霍尔效应式点火信号发生器的常见故障是内部集成块烧坏，电路断脱或接触不良等而使点火信号发生器信号过弱或无信号输出。

2）霍尔效应式点火信号发生器的检修方法。将分电器插接器电源端子接上电源，然后转动分电器轴，测其信号输出端的直流电压。电压应在某一范围摆动。比如桑塔纳轿车的点火信号发生器当转子叶片插入缝隙时电压为9V，而在叶片离开时则为0.4V左右。

各种点火信号发生器就车检测时，还可以用起动机转动发动机，通过测其信号输出端的交流电压和波形来检判其是否正常。

（4）配电器的常见故障与检修

1）配电器的常见故障

①分电器盖脏污、破损漏电，造成火花减弱或不点火、窜缸等。

②分电器中央插孔内接触电刷弹簧失效或电刷卡住，使接触电刷不能与分火头导电片接触，此处增加的间隙，会造成点火电压升高和点火能量的损失，使点火的可靠性下降。

③分火头绝缘部分有裂纹、积污而漏电，使点火线圈的点火能量通过其漏电而损失或点火线圈的高压不能送入各缸火花塞，造成火花减弱或不点火。

2）配电器的检修方法

①分电器盖的外观检查。查看分电器盖内外表面是否脏污、有无裂纹，如果分电器盖能看到裂纹，则需更换分电器盖。

②检查分电器盖绝缘性能。用万用表测量分电器盖各插孔之间的电阻（图3-29），以检验分电器盖的绝缘性能，其电阻应在50MΩ以上。

③检查接触电刷。检查分电器中央插孔内的接触电刷有无弹性、电刷是否卡住或太短。

④检查分火头。直观检查分火头有无裂纹、导电片头有无烧损、分火头套在凸轮上端是否松旷等；用万用表通过测量其绝缘电阻来进一步检查分火头有无漏电，也可用高压跳火的方法来检查其漏电与否：将分火头插在发动机的螺栓上或反过来（导电片朝下）平放在发动机机体的某个平面上，拔出分电器盖上的中央高压线，使高压线端离分火头导电片（或分火头插孔底面）3～5mm（图3-30），打开点火开关，转动发动机使点火系统产生高压。如果可以看到高压线端跳火，则说明分火头已漏电，需要更换。

（5）真空点火提前调节器的常见故障与检修

1）真空点火提前调节器的常见故障

①弹簧失效，使点火提前角调节过大，发动机易产生爆燃。

②内部膜片破裂漏气，使点火提前角调节过小或真空点火提前调节器不起作用。

③分电器内的活动底板发卡，使点火提前调节过小或真空点火提前调节器不起作用。

2）真空点火提前调节器的检修方法

①检查真空点火提前调节器弹簧。使真空点火提前调节器壳体不动，用手拨动点火信号发生器触发开关部分，应感到有阻力，手放松后，应能迅速回位，否则，说明真空点火提前调节器弹簧失效，需更换总成。

②检查真空点火提前调节器膜片。在真空点火提前调节器的真空管接口处吹气或吸气检查真空点火提前调节器内部膜片有无漏气，若有漏气则需更换总成。

③检查真空点火提前调节器性能。需用专用试验台，在真空泵对真空点火提前调节器施以不同的真空吸力时，测量点火提前角的改变量，并与标准值比较。如果测得点火提前角度变化过大或过小，可通过适当增减真空点火提前调节器真空管接头处的垫片来调整膜片弹簧的弹力。若调整后仍达不到规定值或是真空点火提前调节器的弹簧力不可调的分电器，则需更换总成。

（6）离心点火提前调节器的常见故障与检修

1）离心点火提前调节器的常见故障

①弹簧失效，导致离心点火提前调节过大。

②拨板槽与重块上销钉磨损而松旷，使点火提前角变化偏小。

③拨板与销钉卡死而使离心点火提前调节器不起作用。

2）离心点火提前调节器的检修方法

①直观检查。使分电器轴不动，用手转动分火头，应感到有阻力，手放松后分火头应迅速回位。手转动时感觉很松或很紧都为不正常。

②拆开检查。如果用手转动分火头感到不太正常，则应打开查看离心点火提前调节器有无锈死，弹簧有无断脱。若有，予以修理或更换。

③检查弹簧拉力。用弹簧秤测量弹簧的拉力，将弹簧拉长至一定的长度，看其张力是否符合规定的值。如果不符，需予以更换。

④检查离心点火提前调节器性能。需用专用的试验台，测量分电器在不同的转速下，其点火提前角的改变量，并与标准值比较。如果测得规定转速下的点火提前角不符合要求，有的分电器可通过扳动重块弹簧支架，改变弹簧的拉力来调整。

2．点火线圈的检修

1）点火线圈的常见故障

①初级绕组或次级绕组断路、短路、搭铁，造成最高次级电压下降或不产生次级电压。

②绝缘盖破裂漏电而使最高次级电压下降或不产生次级电压。

③附加电阻烧断（三低压接线柱型），造成点火线圈初级电路断路。

2）点火线圈的检修方法

①直观检查。检查点火线圈的绝缘盖有无脏污破裂，接线柱是否松动锈蚀。若有脏污锈蚀可予以清洁后做进一步检查；若绝缘盖有破损则应更换点火线圈。

②检查点火线圈初、次级绕组。用万用表的电阻档测量点火线圈初级绕组、次级绕组的电阻，将其值与标准值比较，以此来判断点火线圈绕组是否有短路和断路。

③检查点火线圈绕组的绝缘性。用万用表的电阻档测量点火线圈任一接柱与外壳之间的电阻，其值应不小于50MΩ，否则说明点火线圈绝缘不良，应更换点火线圈。

④点火线圈的性能检验。点火线圈性能好坏的检查也需专用的电器试验台，它是将点火线圈的高压接于一个可调间隙的三针放电器，测定跳过规定间隙时的分电器转速是否达到要求。跳过规定间隙时的最高转速低或在规定的转速下能够不间断跳火的间隙小，都说明点火线圈性能不良，应更换点火线圈。

3．火花塞的检修

1）火花塞的常见故障

①火花塞烧损，如火花塞绝缘体起皱、破裂，电极烧蚀、熔化等，使火花塞击穿电压升高，从而导致发动机缺火或不能工作。

②火花塞有沉积物，火花塞的沉积物有积炭、积油、积灰等，使火花塞漏电或击穿电压升高，从而导致发动机缺火或不能工作。

③火花塞间隙过大或过小，使点火性能下降。

2）火花塞的检修方法

①直观检查。查看火花塞的电极和绝缘体外观，正常工作的火花塞绝缘体裙部呈浅棕色到灰白色。轻微的积炭和电极烧蚀仍属正常现象，必要时，清洁、锉平已烧蚀的表面并检查与调整好间隙后可继续使用。几种常见的火花塞异常情况如图3-31所示，表3-7则列出了火花塞各种异常状态的原因及故障处理措施。

②检查、调整火花塞电极间隙。用塞尺检查火花塞电极间隙，其值应符合规定，电子点火系统火花塞的电极间隙为0.8～1.2mm。测量时，用规定厚度的塞尺插入火花塞电极间隙稍有阻力即为适当，否则需用专用工具通过弯曲火花塞旁电极来调整间隙。

4．电子点火器的检修

1）电子点火器的常见故障。电子点火器内部电子元器件的损坏可能造成如下故障。

①大功率晶体管断路或不能导通，使点火线圈初级绕组不能通路而不点火。

②大功率晶体管短路或不能截止，使点火线圈初级绕组不能断路而不点火。

③大功率晶体管不能工作在开关状态（不能饱和导通和完全截止），使点火线圈初级电流减小或断流不彻底，造成火花减弱或不能点火。

2）电子点火器的检修方法

①模拟点火信号法检查。对磁感应式点火系统，可用一节1.5V的干电池分别正接和反接于电子点火器的信号输入端来模拟点火信号，同时测点火线圈“-”接线柱对搭铁电压（图3-32），根据两次测得的电压值来判断其好坏。检测结果有如下几种情况。

a.如果两次测得的电压分别为0（或＜2V）和12V左右，则说明电子点火器性能良好。

b.如果两次测得的电压均高（12V左右），则说明电子点火器有不能导通的故障。

c.如果两次测得的电压均低，则说明电子点火器有不能截止的故障。

d.如果两次测得的结果都是在2V和12V之间，则说明电子点火器有不能饱和导通和完全截止的故障。

②高压试火法。如果已确定点火信号发生器良好，可以直接用高压试火的方法来检验点火器是否良好。有如下几种高压试火的方法。

a.将分电器中央高压线拔出，使高压线端距离发动机缸体5mm左右，或将高压线端插入放电器（或备用火花塞）并使其搭铁，用起动机带动发动机转动，看是否跳火。如果跳火且火花强，则说明电子点火器良好，否则，说明电子点火器有故障。

b.如果是磁感应式点火信号发生器，可打开分电器盖，用螺钉旋具将导磁转子与铁心间作瞬间短路，看高压线端（或放电器）是否跳火。如果跳火，说明电子点火器良好。

c.如为光电式或霍尔效应式点火信号发生器，则可在拆下分电器（保持其低压电路连接）后，用手转动分电器轴时看高压线端的跳火情况来判断点火器是否良好。

三、点火系统的故障诊断

1．故障分析

点火系统出现故障会造成发动机不工作或工作不良，点火系统常见的故障是断火、火花弱、点火时间不当、缺火、错火等，这些故障对发动机工作的影响和点火系统可能的故障部位见表3-8。

2．故障诊断方法举例

了解故障可能的原因及可能的故障部位，就可以用适当的诊断方法确定故障的部位，现举两例。

（1）发动机不能起动 起动发动机时无着火迹象，或发动机突然熄火后，再不能起动。点火系统不点火或火花太弱均会造成发动机不能起动，可能的故障部位参见表3-8。故障诊断方法如下。

1）外观检查。首先察看点火线圈和分电器上的高压导线、低压电路有无松脱。

2）中央高压线试火。拔出分电器上中央高压线，使高压线端距发动机机体5～8mm，然后接通点火开关，转动发动机，看高压线端与机体间是否跳火。有三种可能的情况：火花很强（火花线较粗、呈蓝白色，且可听到较清晰的“叭、叭”声）、火花很弱（火花线很细，呈暗红色）或不跳火。

①火花很强，说明点火系统低压电路和点火线圈等基本正常，需检查高压回路或火花塞，可按3）作进一步的诊断。

②火花很弱，可能的故障部件有点火线圈和电子点火器（电子点火系统），可按步骤4）做进一步的诊断。

③完全无火花，点火线圈低压电路、点火线圈、点火信号发生器、电子点火器等有故障。可按步骤5）做进一步故障诊断。

3）插回中央高压线，拔出火花塞上的高压分线试火。如果此时不跳火或火花很弱，则说明是分电器盖、分火头或高压分线漏电或断路，需对这些部件进行检修；如果火花仍然很强，则需拆下火花塞进行检查。

4）接通点火开关，并用导线将点火线圈“-”接线柱作瞬间搭铁，看中央高压线端跳火是否变强。如果火花变强，需检查或更换电子点火器；如果火花仍然弱，则需检查或更换点火线圈。

5）接通点火开关，并用导线将点火线圈“-”接线柱作瞬间搭铁，看中央高压线端是否跳火。如果跳火，需检查点火信号发生器、电子点火器等。如果仍不跳火，注意瞬间搭铁刮碰时有无火花，若刮碰时无火花，则应检查点火系统低压回路、点火线圈初级绕组是否有断路；若刮碰时有火花，则检查点火线圈次级绕组是否有断路或短路故障、中央高压线有无断路。

（2）发动机怠速不稳 发动机怠速不稳定甚至于熄火，排气管有“突、突”声，动力下降。发动机个别缸未工作、窜缸、点火时间不正常等均可能造成发动机怠速不稳，可能的故障部位参见表3-8。故障诊断方法如下。

1）寻找不工作缸。在发动机怠速运转情况下，逐缸短路高压分线使其断火，观察发动机的反应。如果发动机转速没什么变化，则说明该缸不工作或工作不良，按步骤3）作进一步诊断；如果发动机转速明显下降，说明该缸工作基本正常。依次检查其他各缸，若各缸断火时发动机转速均有下降，则按步骤2）作进一步诊断。

2）高压分线试火。拔出高压分线进行跳火试验，看火花是否强。如果火花强，则需检查和调整点火正时，若点火正时正确或调整点火正时后发动机怠速仍不稳，则需检查或调整油路；如果火花弱，则应检查点火线圈、分火头等。

3）高压分线试火。拔出该缸高压分线进行跳火试验，看是否跳火。如果不跳火，则需检查分电器盖、高压分线；如果跳火，则需检查火花塞，视情予以检修或更换。

思考题

1．汽油发动机对点火系统的基本要求是什么？影响点火电压的因素有哪些？

2．传统点火系统是如何工作的？其基本组成部件有哪些？

3．传统点火系统为什么会被淘汰？其关键的问题是什么？

4．开磁路和闭磁路点火线圈结构上各有何特点？

5．分电器真空点火提前调节器起何作用？在工作中是如何自动调整点火提前角的？

6．分电器离心点火提前调节器起何作用？在工作中是如何自动调整点火提前角的？

7．火花塞的电极间隙大小对点火性能有何影响？

8．何谓火花塞的自洁温度？国产火花塞如何表示火花塞的热特性？火花塞的热特性对发动机工作有何影响？

9．电子点火系统的基本组成部件有哪些？各组成部件的作用是什么？

10．电子点火系统是如何进行工作的？

11．电子点火系统其点火信号的产生方式有哪些？各有什么特点？

12．何谓闭合角可控，闭合角可控的作用是什么？试举例说明闭合角可控电路的原理。

13．除了闭合角可控电子电路外，在电子点火器中还有哪些用来控制点火线圈初级电流的电路？

14．与电感储能式点火系统相比，电容储能式电子点火系统工作方式有什么不同？这种点火系统具有哪些特点？

15．点火系统各部件的常见故障有哪些？如何检查？

16．点火系统可能会出现的故障有哪些？如何诊断点火系统的故障？