作者：陈永发 姚廪 郭俊财 张志顺 李慧慧
来源：《时代汽车》 2017年第15期
摘要：汽车发动机点火系统的作用是适时地为汽油发动机气缸内已压缩的可燃混合气提供足够能量的电火花，使发动机能及时、迅速地起动并连续运转。点火系统性能的好坏能直接影响到汽车的动力性、燃油经济性和排放性。点火系统应在发动机各种工况和使用条件下保证可靠而准确地点火。因此设计人员对点火系统进行了一代又一代的完善和创新，使其性能优良，工作可靠，点火系统快速发展对发动机经济性、动力性、可靠性和环保性的提高做出了巨大贡献。
关键词：精准；发展；智能化
1传统点火系统
传统点火系统是触点式的，又称触点式点火系，由电源、点火线圈、分电器、火花塞、高压导线组成。其工作原理是靠断电器触点的接通和闭合控制初级线圈的通断，从而使次级线圈（点火线圈）产生高压电使火花塞电极间隙被击穿产生电火花，点燃混合气。
然而随着使用，人们发现触点容易烧损，高速断火和低速点火线圈过热的问题。针对这些问题，人们对传统点火系统做了改进，分别加入了附加电容和附加电阻。附加电容是在断电器触点之间串联一个电容，它既可以在点火线圈初级电路断开时减少触点间产生的电火花，防止触点烧损，又可以加速次级线圈磁通的变化率，从而提高点火电压，一举两得。附加电阻是在初级点火线路中加一个由低碳钢丝或纯镍丝制成的正温度系数的热敏电阻，当发动机低速工作时，初级电流增长时间长，附加电阻受热使电阻值增大，进而使初级电流减小，避免了点火线圈过热的问题；当发动机高速工作时，初级电流增长时间短，电流小，附加电阻发热少，阻值小，可使初级电流减小，所以附加电阻在一定程度上减小了了高速断火、低俗点火线圈过热的矛盾，但并不能完全解决。
虽然改进后的触点式点火系统工作稳定性得到的一定提高，但是还是存在火花塞积碳导致无法打火、高速断电、断电器触点烧蚀、起动性能差、无线电干扰大等缺陷。随着多缸发动机的高速发展以及人们环保意识的提高，传统点火系统已经无法满足少污染排放和节油的要求，逐渐被淘汰，在电子技术的快速发展的背景下，电子点火系统的应运而生。
2电子点火系统
电子点火系统分为晶体管辅助触点电子点火系统和无触点电子点火系统。
2.1 晶体管辅助触点电子点火系统
晶体管辅助触点电子点火系统是使用最早的一种点火系统，它是用一只大功率三极管串联在初级电路中来代替触点起开关作用，断电器的触点串联在三极管基极中来控制三极管的导通和截止。当时还没有想到断电器的替代方法，因此触点问题仍无法得到较好的解决，还是存在最高次级电压不稳、火花塞积碳、对无线电干扰大、可靠性差等问题。
2.2无触点电子点火系统
无触点电子点火系统由点火信号发生器、点火器、附加电阻、点火线圈、点火开关、火花塞等组成。它的工作原理是分电器使点火信号发生器产生信号，信号经点火器大功率三极管前置电路的放大整形等处理后，控制串联在初级回路中的大功率三极管的导通和截止。大功率三极管导通时，初级点火线圈储能，截止时初级绕组断路，次级绕组产生高压电由分电器分配到各缸点火。在这种点火系统中，点火信号由点火信号发生器产生，由点火器控制点火系统工作，没有了断电器的触点，避免了由触点引起的各种问题，减少了维护工作；还可以有效提高点火能量，避免了点火传统点火系统高速下点火能量不足的问题。因为，无触点式电子点火系统的汽车上得到了广泛应用。
电子点火系统最大的进步在于点火控制器的应用，点火控制器又称为电子点火器，简称点火器。其基本功能是在输入的点火信号触发下工作，及时通断点火线圈初级电流，使次级绕组及时地产生高电压。为了满足人们对汽车安全性和稳定性的要求，逐渐出现了带有辅助功能的电子点火控制器和集成电路点
火器。带辅助功能的电子点火控制器有点火控制、闭合角控制、停转断电保护、初级回路电阻可变控制、初级电流稳定控制等功能，集成电路点火器有点火控制、限流控制（恒流控制）、闭合角控制等功能。点火器的发展促进了电子点火系统的完善和发展，极大地提高了发动机系统的稳定性、安全性、动力性和环保性。
3微机控制点火系统
随着微型计算机技术日趋完善，微型计算机技术被运用到各行各业，现代汽车对点火时间和点火能量的要求越来越高，因此现代汽车也多采用微机控制点火系统。微机控制点火系统又称为发动机电控单元( ECU)控制的点火系统，用微机控制点火提前角和闭合角，可使发动机实际点火提前角接近理想点火提前角，在各种复杂工况下也可获得复杂而精确的控制：在低负荷时，以经济性为主，可以通过对点火提前角的控制来降低燃油消耗；大负荷时，性能优先，可以通过对点火提前角的控制提高最大转矩并避免工作中产生爆震。微机控制点火系统按照系统的组成可分为有分电器和无分电器两类。
3.1 有分电器微机控制点火系统
有分电器式的微机控制点火系统主要由传感器、电控单元、分电器、点火线圈组成。其核心是电控单元，电控单元的作用是根据发动机各传感器输入的信息及内存的数据，进行运算分析，然后输出信号控制有关执行器动作，实现对点火系的精准控制。通过ECU，可以有效的对闭合角、点火提前角和爆燃进
行控制，相对电子点火系统进一步地提高了发动机的动力性和经济性。其基本工作原理：(1)闭合角控制：电控单元根据发动机转速传感器输入的转速信号和蓄电池电压对比闭合角三维脉谱图获得最佳闭合角，然后通过执行器控制闭合角。(2)点火提前角控制：根据传感器传入数据对比点火提前角三维脉谱图获得最佳点火提前角，并通过曲轴位置传感器提供的基准信号和执行器控制点火提前角。(3)爆燃控制：采用爆燃传感器作为点火提前角控制的反馈信号对点火提前角进行闭环控制。由于分电器常出现电刷卡住而导致电刷与分火头导电片接触不良、分火头漏电等问题，有分电器式的微机控制点火系统应用较少。
3.2无分电器微机控制点火系统
无分电器微机控制点火系统采用ECU控制闭合角、点火时刻和爆燃，其原理和有分电器式的微机控制点火系统一样，除此之外还利用ECU控制点火线圈模块实现点火高压的分配来代替了分电器。
从点火系统的发展可以看出，汽车行业的要求不断提高，各系统复杂程度越来越高，而完成这样复杂又准确地控制不是单纯的机械可以完成的，必须依靠电子智能控制，汽车的智能化成为一种趋势，今后微机控制型汽车将成为主流。
汽车点火系统 作者简介——
陈永发：（1996.4-），男，山东潍坊人，山东理工大学车辆工程专业本科生。
姚廪：（1996.9-），男，山东枣庄人，山东理工大学车辆工程专业本科生。
郭俊财：（1997.2-），男，山东德州人，山东理工大学交通运输专业本科生。
张志顺：（1997.5-），男，山东青岛人，山东理工大学交通运输专业本科生。
李慧慧：（1997.1-），女，山东菏泽人，山东理工大学交通工程专业本科生。
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