作者：卡里姆·尼斯 | 更新： Feb 9， 2021

　　這 內(nèi)燃機 是一臺已經(jīng)發(fā)展了 100 多年的神奇機器。隨著汽車制造商設(shè)法擠出更高的效率或更少的污染，它繼續(xù)發(fā)展。結(jié)果是一臺極其復(fù)雜、令人驚訝的可靠機器。

　　其他HowStuffWorks文章解釋了發(fā)動機及其許多子系統(tǒng)的機制，包括 燃油系統(tǒng), 冷卻系統(tǒng), 凸輪軸, 渦輪增壓器 和 齒輪.有人可能會爭辯說， 點火系統(tǒng) 是這一切匯集在一起的地方，具有完美時機的火花。

　　在本文中，我們將了解點火系統(tǒng)，從火花正時開始。然后，我們將研究產(chǎn)生火花的所有組件，包括火花塞，線圈和分配器。最后，我們將討論一些使用固態(tài)組件而不是分配器的較新系統(tǒng)。

　　點火系統(tǒng)正時

　　汽車上的點火系統(tǒng)必須與發(fā)動機的其余部分完美配合。目標是在正確的時間點燃燃料，以便膨脹氣體可以做最大的功。如果點火系統(tǒng)在錯誤的時間點火，功率將下降，氣體消耗和排放可能會增加。

　　當(dāng)氣缸中的燃料/空氣混合物燃燒時，溫度升高，燃料轉(zhuǎn)化為廢氣。這種轉(zhuǎn)變導(dǎo)致氣缸內(nèi)的壓力急劇增加，并迫使活塞向下。

　　為了獲得最大 扭矩和功率 從發(fā)動機來看，目標是在 動力沖程.最大化壓力還將產(chǎn)生最佳的發(fā)動機效率，這直接轉(zhuǎn)化為更好的里程數(shù)?；鸹ǖ臅r機對成功至關(guān)重要。

　　從火花發(fā)生到燃料/空氣混合物全部燃燒并且氣缸內(nèi)壓力達到最大值的時間有一小段延遲。如果火花發(fā)生在活塞到達壓縮沖程頂部時，則在氣缸中的氣體達到最高壓力之前，活塞已經(jīng)向下移動了部分進入其動力沖程。

　　為了充分利用燃料， 火花應(yīng)在活塞到達壓縮沖程頂部之前發(fā)生，因此當(dāng)活塞開始進入其動力沖程時，壓力已經(jīng)足夠高，可以開始產(chǎn)生有用的功。

　　功 = 力 * 距離

　　在圓柱體中：

　　力 = 壓力 * 活塞面積

　　距離 = 行程長度

　　因此，當(dāng)我們談?wù)搱A柱體時， 功 = 壓力 * 活塞面積 * 行程長度.而且由于沖程的長度和活塞的面積是固定的，因此最大化工作的唯一方法是增加壓力。

　　火花的時機很重要，時機可以是 高深 或 弱智 視情況而定。

　　燃料燃燒所需的時間大致是恒定的。但是活塞的速度隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加而增加。這意味著發(fā)動機運轉(zhuǎn)得越快，火花必須越早發(fā)生。這稱為 火花前進：發(fā)動機轉(zhuǎn)速越快，需要的超前性就越高。

　　其他目標，例如 減少排放，當(dāng)不需要最大功率時優(yōu)先。例如，通過延緩火花正時(將火花移近壓縮沖程的頂部)，可以降低最大氣缸壓力和溫度。降低溫度有助于減少氮氧化物的形成(NO x )，這是一種受管制的污染物。延緩定時也可以消除敲擊聲;一些帶有爆震傳感器的汽車會自動執(zhí)行此操作。

　　接下來，我們將介紹產(chǎn)生火花的組件。

　　火花塞

　　火花塞位于每個氣缸中四個閥門的中心。

　　這 火花塞 理論上很簡單：它迫使電弧穿過間隙，就像螺栓一樣 閃電.電力必須處于非常高的電壓才能穿過間隙并產(chǎn)生良好的火花。火花塞的電壓可以從 40，000 到 100，000 伏不等。

　　火花塞必須有一個絕緣通道，使這種高壓向下傳遞到電極，在那里它可以跳過間隙，并從那里傳導(dǎo)到發(fā)動機缸體并接地。塞子還必須承受氣缸內(nèi)的極端熱量和壓力，并且必須設(shè)計為燃油添加劑的沉積物不會積聚在塞子上。

　　火花塞使用 陶瓷嵌件 隔離電極上的高壓，確?；鸹òl(fā)生在電極尖端而不是插頭上的其他任何地方;該刀片通過幫助燒掉沉積物來發(fā)揮雙重作用。陶瓷是一種相當(dāng)差的導(dǎo)熱體，因此材料在操作過程中會變得非常熱。這種熱量有助于燃燒掉電極上的沉積物。

　　有些汽車需要 熱插拔.這種類型的插頭設(shè)計有陶瓷插件，與插頭的金屬部分的接觸面積較小。這減少了陶瓷的傳熱，使其運行得更熱，從而燒掉更多的沉積物。 冷插拔 設(shè)計有更大的接觸面積，因此運行溫度更低。

　　“熱”和“冷”火花塞之間的區(qū)別在于陶瓷尖端的形狀。

　　汽車制造商將為每輛車選擇合適的溫度插頭。一些配備高性能發(fā)動機的汽車自然會產(chǎn)生更多的熱量，因此它們需要更冷的插頭。如果火花塞太熱，它可能會在火花點燃之前點燃燃料;因此，堅持為您的汽車使用正確類型的插頭很重要。

　　接下來，我們將了解產(chǎn)生 高電壓 需要創(chuàng)建火花。

　　點火系統(tǒng)線圈

　　線圈是一個簡單的裝置 - 本質(zhì)上是由兩個線圈組成的高壓變壓器。一圈電線稱為 初級線圈.纏繞在它的是 次級線圈.次級線圈的導(dǎo)線匝數(shù)通常比初級線圈多數(shù)百倍。

　　電流從電池流經(jīng)線圈的初級繞組。

　　初級線圈的電流可能會突然被 斷路器點，或通過固態(tài)設(shè)備中的電子點火裝置。

　　如果您認為線圈看起來像 電磁體，你是對的 - 但它也是一個電感器。線圈運行的關(guān)鍵是當(dāng)電路突然被點斷開時會發(fā)生什么。初級線圈的磁場迅速坍塌。次級線圈被強大且不斷變化的磁場吞沒。該磁場在線圈中感應(yīng)出電流 - 由于次級繞組中的線圈數(shù)量，非常高的電壓電流(高達100，000伏)。次級線圈通過一根絕緣良好的高壓線將該電壓饋送到分配器。

　　最后，點火系統(tǒng)需要一個分配器。

　　點火系統(tǒng)分配器

　　這 分配器 處理多個作業(yè)。它的第一個工作是將線圈的高壓分配到正確的氣缸。這是由 帽 和 轉(zhuǎn)子.線圈連接到轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子在蓋子內(nèi)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)經(jīng)過一系列觸點，每個氣缸一個觸點。當(dāng)轉(zhuǎn)子尖端通過每個觸點時，線圈會產(chǎn)生高壓脈沖。脈沖電弧穿過轉(zhuǎn)子和觸點之間的小間隙(它們實際上并不接觸)，然后沿著火花塞線繼續(xù)到達相應(yīng)氣缸上的火花塞。當(dāng)您進行調(diào)整時，您在發(fā)動機上更換的部件之一是蓋子和轉(zhuǎn)子 - 它們最終會因電弧而磨損。此外，火花塞電線最終會磨損并失去一些電絕緣。這可能是一些非常神秘的引擎問題的原因。

　　帶有斷路點的舊分配器在分配器的下半部分有另一部分 - 該部分完成斷開線圈電流的工作。線圈的接地側(cè)連接到斷路器點。

　　一個 凸輪 在分配器的中心推動連接到其中一個點的杠桿。每當(dāng)凸輪推動杠桿時，它就會打開點。這導(dǎo)致線圈突然失去接地，產(chǎn)生高壓脈沖。

　　這些點還控制火花的時間。他們可能有一個 真空推進 或 離心推進.這些機制使正時與發(fā)動機負載或發(fā)動機轉(zhuǎn)速成比例。

　　火花正時對發(fā)動機的性能至關(guān)重要，以至于大多數(shù)汽車不使用積分。相反，他們使用一個傳感器來告訴發(fā)動機控制單元(ECU)活塞的確切位置。然后，發(fā)動機計算機控制一個晶體管，該晶體管打開和關(guān)閉線圈的電流。

　　在下一節(jié)中，我們將介紹現(xiàn)代點火系統(tǒng)的進步：無分配器點火。

　　無分配器點火

　　無分配器點火器不是只有一個主線圈，而是每個火花塞都有一個線圈，直接位于火花塞本身上。

　　近年來，您可能聽說過需要在 100，000 英里處進行首次調(diào)整的汽車。實現(xiàn)這種長維護間隔的技術(shù)之一是 無分配器點火.

　　這種類型的系統(tǒng)中的線圈與較大的、位于中央的線圈的工作方式相同。發(fā)動機控制單元控制斷開電路接地側(cè)的晶體管，從而產(chǎn)生火花。這使ECU能夠完全控制火花正時。

　　像這樣的系統(tǒng)有一些實質(zhì)性的優(yōu)勢。首先，沒有分銷商，這是一個最終會磨損的項目。此外，沒有高壓火花塞線，它們也會磨損。最后，它們可以更精確地控制火花正時，這可以提高效率、排放并增加汽車的整體功率。

　　汽車點火系統(tǒng)常見問題

　　點火系統(tǒng)有兩種類型?

　　實際上有兩種以上的點火系統(tǒng)——有四種。這些點火系統(tǒng)包括傳統(tǒng)的斷路點點火、高能(電子)點火、無分配器(廢火花)點火和線圈插拔點火。

　　點火系統(tǒng)的主要用途是什么?

　　車輛的點火系統(tǒng)在發(fā)動機燃燒室中產(chǎn)生電火花，點燃該燃燒室中的燃料和空氣混合物。

　　電子點火系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢?

　　電子點火系統(tǒng)通常具有更長的使用壽命，因為它們不包括運動部件。這些點火系統(tǒng)也往往提供更好的燃油經(jīng)濟性和更少的廢氣。

　　什么是汽車點火系統(tǒng)?

　　汽車點火系統(tǒng)是點燃燃料(和空氣)以啟動汽車發(fā)動機的動力。它是“打開”您的車輛并使其運行的原因。

　　什么是電子點火系統(tǒng)?

　　電子點火系統(tǒng)是一種使用電子電路的點火系統(tǒng)。