传统点火系统工作原理

在传统点火系统中，蓄电池或发电机供给12V低电压，经点火线圈和断电器转变为高电压，再经配电器分送到各缸火花塞，使电极间产生电火花。

发动机工作时，断电器轴连同凸轮一起在发动机凸轮轴的驱动下旋转。断电器凸轮转动时，断电器触点交替地闭合和打开，因此传统点火系统的工作原理可分为触点闭合，初级电流增长；触点打开，次级绕组产生高压；火花塞电极间火花放电三个阶段进行分析。传统点火系统的工作原理如图4—3所示。

1、触点闭合，初级电流增长的过程

点火系统的初级电路包括蓄电池、点火开关、附加电阻、点火线圈初级绕组、分电器的断电触点及电容器。初级电路等效电路如图4—4所示。

触点闭合时，初级电流由蓄电池附加电阻Rf流过点火线圈初级绕组N1，初级电流按指数规律增长，并逐渐趋于极限值UB/R，初级电流波形如图4—5(a)所示。对汽车上的点火线圈而言，在触点闭合后约20ms，初级电流就接近于其极限值。

初级电流增长时，不仅在初级绕组中产生自感电势，同时在次级绕组中也会感出电势，约为1.5—2 kV，不能击穿火花塞间隙，次级电压波形如图4—5(b)所示。

2、触点打开，次级绕组产生高压的过程

触点闭合后，初级电流按指数规律增长，当闭合时间为tb、i1增长到Ip时，触点被凸轮顶开，Ip称为初级断电电流。

触点打开后，初级电流Ip迅速降到零，磁通也随之迅速减少，如图4—5(a)所示。此时，在初级绕组和次级绕组中都产生感应电动势，初级绕组匝数少，产生200～300V的自感电势，次级绕组由于匝数多，产生高达15～20kV的互感电势U2，如图4—5(b)所示。

触点打开后，初级电路由L、R、C组成振荡回路，产生衰减振荡。在次级绕组中的感应电动势也发生相应的变化。如果次级电压值不能击穿火花塞间隙，则U2将按图4—5(b)中虚线变化，在几次振荡之后消失。如果U2升到Uj时火花塞间隙被击穿，则电压的变化如图4—5(b)实线所示，Uj称为击穿电压。

在次级绕组中，高压导线和发动机机体之间，次级绕组匝与匝之间，火花塞中心电极与侧电极之间均有一定的电容，称为分布电容，用C2表示。

实际上有热损失和磁损失。

3、火花塞电极间火花放电过程

通常火花塞的击穿电压Uj总低于U2max，在这种情况下，当次级电压U2达到Uj时，就使火花间隙击穿而形成火花，这时在次级电路中出现i2，次级电流波形如图4—5(c)所示。同时次级电压突然下降，如图4—5(b)所示。火花放电一般由电容放电和电感放电两部分组成。所谓电容放电是指火花间隙被击穿时，储存在C2中的电场能迅速释放的过程，其特点是放电时间极短(1μs左右)，但放电电流很大，可达几十安培；跳火以后，火花间隙的电阻减小，线圈磁场的其余能量将沿着电离的火花间隙缓慢放电，形成电感放电，又称火花尾，其特点是放电时间持续较长，达几毫秒，但放电电流较小，约几十毫安，放电电压较低，约600V。实验证明，电感放电持续的时间越长，点火性能越好。

发动机工作期间，断电器凸轮每转一周（曲轴转两周），各缸按点火顺序轮流点火一次。若要停止发动机的工作，只要断开点火开关，切断初级电路即可。