电子点火系统对点火时刻的控制与传统点火系统一样，依靠在分电器上装设的离心式和真空式点火提前装置来控制。这两种装置由于受到其机械结构及性能的限制，调节能力有限，很难实现对点火时刻的精确控制。

由于点火时刻对发动机动力、油耗、排放污染、压缩比、大气压力、冷却液温度、空燃比、爆燃、行驶稳定性都会产生直接影响，所以需要对点火时刻进行精确控制，显然普通电子点火系统是无法胜任的，只有采用微机控制点火系统才能使点火时刻控制在最佳状态。

微机控制点火系统的组成及工作原理

1.微机控制点火系统的组成（见图5-4）

1）传感器

检测与点火有关的发动机工作信息和状态信息，将检测结果输入ECU，作为计算和控制点火时刻的依据。

2）ECU

接收传感器输入信号，按预先编制的程序进行计算、分析、判断，向点火控制器发出接通与切断点火线圈初级电路的控制信号。

3）点火执行器

根据ECU输出的点火控制信号，控制点火线圈的初级电路的接通与切断，产生次级高压，使火花塞点火；同时把点火确认信号反馈给ECU。

图5-4　微机控制点火系统的组成

2.微机控制点火系统的工作原理

发动机工作时，ECU不断采集发动机的转速、转角、负荷信号，与微机内存中预先储存的最佳控制参数进行比较，确定出该工况下最佳点火提前角和初级电路的最佳导通时间，向点火控制模块发出指令。

点火控制模块根据ECU的点火指令，控制初级回路的导通与截止。当初级回路导通时，点火线圈将点火能量以磁场的形式储存起来。当初级线圈中的电流被切断时，次级线圈中产生15～30 kV的高压电，送给火花塞，点燃可燃混合气。

ECU根据爆震、冷却液温度、进气温度、车速等信号来判断发动机的爆震程度，将点火提前角控制在爆震界限的范围内，使发动机始终处于最佳的燃烧状态。

3.微机控制点火系统类型

微机控制点火系统可分为两种类型：同时点火式和单独点火式。

1）同时点火式点火系统

同时点火式点火系统（见图5-5）是利用一个点火线圈对活塞接近压缩上止点和排气上止点的两个气缸同时进行点火的高压配电方法。其中，活塞接近压缩上止点的气缸点火后，混合气燃烧做功，该气缸火花塞产生的电火花是有效火花；活塞接近排气上止点的气缸，火花塞产生的电火花是无效火花。由于排气气缸内的压力远低于压缩气缸内的压力，排气气缸中火花塞的击穿电压也远低于压缩气缸中火花塞的击穿电压，因此绝大部分点火能量主要释放在压缩气缸的火花塞上。同时在点火方式中，由于点火线圈远离火花塞，所以点火线圈与火花塞之间需要高压线连接。

图5-5　同时点火式点火系统

2）独立点火式电子点火系统

独立点火方式（见图5-6）是在每个气缸的火花塞上配用一个点火线圈，单独对本缸进行点火的点火系统。各个单独的点火线圈直接安装在火花塞上，各点火线圈的初级绕组分别由点火控制器中的一个大功率晶体管控制，整个点火系统的工作也是由微机控制单元控制的。发动机工作时微机控制单元不断检测传感器输入信号，根据存储器（ROM）存储的数据，计算并输出点火信号给点火控制器，点火控制器判断点火气缸后由大功率晶体管控制初级电路的通断而点火。

图5-6　独立点火方式

绝大部分独立点火式的无分电器点火系统均采用无高压线的直接点火方式，直接点火使高压电能的传递损失和对无线电的干扰降到最低水平。此外，同时点火式只能用于气缸数为偶数的发动机，而独立点火式则不受气缸数限制。

任务实施

1.点火信号发生器

电子点火器与点火信号发生器配套使用，点火信号发生器一般安装在分电器内，按点火信号产生的性质不同，可分为三类，即磁脉冲式、霍尔式和光电式（光电式应用较少）。

（1）霍尔式点火信号发生器：其结构组成如图5-7所示，与传统点火装置的分电器相比，只是由霍尔式电子点火信号发生器取代了断电器。霍尔式电子点火信号发生器主要由触发叶轮、霍尔集成块、导板及永久磁铁构成。

（2）磁感应式点火信号发生器：磁感应式（又称磁脉冲式）分电器总成与传统的分电器相比，只是由磁脉冲式点火信号发生器取代了断电器，并取消了电容器。磁脉冲式点火信号发生器的组成如图5-8所示，它主要由信号转子、感应线圈、定子、永久磁铁等组成。

图5-7　霍尔式点火信号发生器的结构组成

1—分电器轴；2—抗干扰屏蔽罩；3—分电器盖；4—分火头；5—防尘罩；6—信号转子；7—霍尔信号发生器；8—分电器壳(www.daowen.com)

图5-8　磁脉冲式点火信号发生器的组成

1—转子轴；2—信号转子；3—传感线圈；4—定子；5—永久磁铁；6—活动底板；7—固定底板

信号发生器的定子套在分电器的轴上可随分电器轴一起转动，定子与永久磁铁构成一定的磁场与磁路，当信号转子转到与定子对齐时，磁路被接通并形成闭合的磁路，磁场增强，当信号转子转离定子时，磁路被切断，磁场减弱，于是在感应线圈中产生交变的电压信号并输出。

2.电子点火器

电子点火器（见图 5-9）是电子点火系统的核心部件，其功能是：控制点火线圈初级电路的接通与切断，大多数点火器还有限流控制、导通控制、停车断电控制和过电压保护控制等功能。

图5-9　电子点火器

3.点火线圈

点火线圈的初级和次级线圈都环绕在铁芯上，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在点火器上，次级线圈的一端通过分电器、高压线等连接在火花塞上，如图 5-10、图5-11所示。

图5-10　双缸点火点火线圈

1—点火线接头；2—点火器；3—高压端头；4—次级线圈；5—壳体；6—初级线圈；7—铁芯；8—摇头；9—火花塞

图5-11　独立点火点火线圈

4.点火提前机构

分电器上装有随发动机转速和负荷的变化而自动改变点火提前角的离心提前机构和真空提前机构。在其他使用因素变化时，可适当地进行手动调节。

（1）离心提前机构：安装在断电器底板的下方，其结构如图5-12所示。当发动机的转速升高时，在离心力的作用下，重块克服弹簧拉力向外甩出。其上的销钉推动拨板（凸轮）顺旋转方向相对分电器轴朝前转过一个角度，使凸轮提前顶开触点，点火提前角增大。转速降低时，重块在弹簧力的作用下收回，使点火提前角自动减小。

图5-12　离心点火提前机构的结构

1—断电器凸轮带离心提前机构横板；2—软弹簧；3—离心重块；4—软弹簧；5—分电器轴

（2）真空点火提前机构：装在分电器的外侧，其工作原理如图5-13所示，主要由膜片、弹簧、拉杆、活动底板、触点等组成。发动机负荷减小时，节气门开度小，小孔处真空度较大，吸动膜片，拉杆推动活动板带着触点副逆着凸轮旋转一定角度，使点火提前角增大，反之点火提前角减小。

图5-13　真空提前机构工作原理

（a）节气门开度小时；（b）节气门开度大时
1—分电器壳体；2—凸轮；3—真空管；4—弹簧；5—膜片；6—拉杆；7—触点；8—活动底板

图5-14　火花塞的构造

1—接线螺母；2—绝缘体；3—金属杆；4，8—内垫圈；5—壳体；6—导电玻璃；7—多层垫圈；9—侧电极；10—中心电极

5.火花塞

（1）火花塞的构造：如图5-14所示，在钢质的壳体内固定有高氧化铝陶瓷绝缘体，绝缘体中心孔的上部装有金属杆，杆的上端有接线螺母，可接高压线；中心孔的下部装有中心电极，金属杆与中心电极之间利用导电玻璃密封。铜制内垫圈起密封和导热作用。壳体的上部有便于拆装的六角平面，下部有螺纹以备安装，壳体的下端固定有弯曲的侧电极、垫圈以保证火花塞的密封。火花塞的间隙多为0.6～0.7 mm，当采用无触点点火系统时，间隙可增至1.0～1.2 mm。

（2）火花塞的热特性：发动机工作时，火花塞裙部直接与高压、高温燃气接触，导致裙部温度升高。同时，可通过热传递方式将这部分热量经缸体或空气散发。在火花塞吸收的热量和散出的热量达到一定的平衡时，可使火花塞的各个部分保持一定的温度。实践证明，火花塞绝缘体裙部保持在500～600 ℃时，落在绝缘体上的油滴能立即烧去，这个不形成积炭的温度称为火花塞自净温度。低于这个温度时，火花塞可因冷积炭引起漏电，导致不点火；高于这个温度时，则当混合气与炽热的绝缘体接触时，可引起早燃或爆燃，甚至在进气行程中引起燃烧，产生回火现象。

火花塞的热特性是用来表征火花塞受热能力的物理量，主要取决于绝缘体裙部的长度。绝缘体裙部长的火花塞，其受热面积大、传热路径长、散热困难，裙部的温度较高，称为热型火花塞；反之，裙部短的火花塞，吸热面积小、传热路径短、散热容易，因此裙部的温度低，称为冷型火花塞。热型火花塞适用于低速、低压缩比的小功率发动机，冷型火花塞则适用于高速、高压缩比的大功率发动机。

火花塞的热特性常用热值或炽热数来标定。我国是以火花塞绝缘体的裙部长度来标定的，并以1～11的阿拉伯数字作为热值代号，1、2、3为低热值火花塞；4、5、6为中热值火花塞；7、8、9及以上为高热值火花塞。热值数越高，表示散热性越好。因而，小数字为热型火花塞，大数字为冷型火花塞。

火花塞热值是根据发动机及汽车设计、试验结果而定的，在各个车型的说明书中都对此做出了明确规定。试验中通常选择能满足在发动机最大功率试验里不发生炽热点火的火花塞中热值最小的火花塞作为标定值，以便能较好地满足汽车小负荷、低速积炭试验的要求。然而，任何火花塞对发动机热状态的适应能力都是有限度的，每个型号的火花塞都有其最适宜的工作条件。作为一种车型，选择火花塞时应考虑到所有可能遇到的工况，权衡利弊，决定取舍后，再决定其火花塞的型号。但是，对于具体的一辆汽车，遇到的工况可能有所不同。如作为市内运输的车辆，发动机长期在低速、小负荷工况下运行，而用于长途运输的同一型号的汽车，发动机却长期在高速大负荷下运转，故选用的火花塞的热值有所不同，应视具体情况而定。火花塞的热特性选用是否合适，其判断方法是：若火花塞经常由于积炭而导致断火，表示它太冷，即热值过高；若经常发生炽热点火，则表示火花塞的热值选用过低。热值选择不合适时，原则上应选用比原标定值高一级或低一级的火花塞。