点火线圈的基本知识

**电子科技（上海）有限公司●点火线圈的工作原理：在汽车发动机点火系统中，点火线圈是为点燃发动机汽缸内空气和燃油混合物提供点火能量的执行部件。其主要工作是基于电磁感应的原理，通过电子控制器接收ECU的指令关断和打开点火线圈的初级回路，通过初级线圈绕组的电流，在铁芯中产生磁场，作为磁能储存。当初级线圈绕组电流突然被切断（通过功率晶体管断开电路接地端）时，磁场衰减，磁能释放，使次级线圈绕组产生感应电动势。该感应电动势的足以使火花塞放电，我们称其为电感放电式点火。另外也有电容放电式（CDI）点火系统。点火线圈可以认为是一种特殊的脉冲变压器，它将蓄电池10~14V的低电压，转换为30KV以致更高的电压，按发动机的点火顺序，依次送至各缸火花塞上，点燃混合气，推动发动机运转。（见图2、图3）点火线圈之所以能将车上低压电变成高电压，是由于有与普通变压器相同的形式，初级线圈与次级线圈的匝数比大。但点火线圈工作方式却与普通变压器不一样，普通变压器是连续工作的，而点火线圈则是断续工作的，它根据发动机不同的转速以不同的频率反复进行储能及放能。当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能；当开关装置使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，磁能释放，次级线圈就会感应出很高的电压。初级线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流越大，两个线圈的匝比越大，则次级线圈感应出来的电压越高。点火线圈依照磁路分为开磁式及闭磁式两种。传统的点火线圈是用开磁式。闭磁式则采用形似口或日的铁芯上绕初级线圈，外面再绕次级线圈，组装后，用环氧树脂灌封。磁力线由铁芯构成闭合磁路。闭磁式点火线圈的优点是漏磁少，能量损失小，体积小。图1点火线圈原理示意图火花塞点火开关分电器点火线圈蓄电池断电器触点铁芯次级线圈初级线圈高压输出图2四缸机点火原理图图3发动机工作原理图●开磁路点火线圈结构（见图4）线圈装入圆筒形的外壳中，里面充满变压器油，初级端子，次级输出端子在上盖上。初级线圈：0.5~1漆包线，230~370匝次级线圈：0.06~0.1漆包线11000~26000匝铁芯：长条形，0.3~0.5硅钢片叠成外壳：钢板拉伸而成上盖：酚醛树脂，两边为初级接线端子，中心为高压输出端子。图4开磁路点火线圈图●闭磁路点火线圈结构（见图5）在口形铁芯上，绕初级线圈，外面再绕次级线圈，组装后，灌封环氧树脂。与开磁路比，漏磁少，能量损失小，体积小。在现代汽车上，得到广泛的应用。初级线圈：0.4~0.8漆包线，80~200匝次级线圈：0.04~0.07漆包线，8000~18000匝铁芯：0.35~0.5硅钢片，口形或日形，形成闭磁路外壳：PBT工程塑料永磁体：加永磁体后，体积减小约30~40%铁芯护套：热塑弹性体，防止冷热冲击开裂图5闭磁路点火线圈结构图图5干式闭磁路点火线圈结构●笔式点火线圈结构形状像一支笔杆，结构见图6结构特点：1.细长，内铁芯、初、次级骨架、外铁芯、壳体都细长。2.结构紧凑，初、次级之间，次级与铁芯之间绝缘距离为0.7~1mm，对材料耐温、耐高电压和尺寸精度要求高。3.点火线圈直接安装在发动机的火花塞上，对线圈的耐温，耐振动性能很高。4.不同的材料组合在细长杆内，材料的膨胀系数不同，在结构和材料的选择上，要考虑经受冷热冲击不开裂。使用特点：直接装至发动机的火花塞上，无高压连接线，电磁干扰小；体积小便于布置和安装。图6笔式线圈结构图●点火系统分类：在现代汽车的高速汽油发动机上，已经采用由微处理机控制的点火系统，也称数字式电控点火系统。这种点火系统由微电脑（计算机）、各种传感器和点火执行器三部分组成。实际上在现代发动机中，汽油喷射与点火这两个子系统都受同一个ECU控制，合用一组传感器。传感器基本上与电控汽油喷射系统中的传感器相同，例如有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、进气歧管压力传感器、爆燃传感器等。其中爆燃传感器是电控点火专用的一个很重要的传感器（尤其是采用了废气涡轮增压装置的发动机），它能够监测发动机是否爆燃及爆燃的程度，作为反馈信号使ECU指令实现点火提前，使发动机不会爆燃又能获得较高的燃烧效率。分电器式与无分电器式(DLI)两种类型。分电器式电控点火系统只用一个点火线圈产生高压电，然后由分电器按照点火顺序依次在各缸火花塞点火。由于点火线圈初级线圈的通断工作由电子点火电路承担，因此分电器已取消断电器装置，仅起到高压电分配职能。无分电器式电控点火系统是一种新型的点火系统，它完全取消了传统的分电器，由于没有分电器进行高压电分配，原来采用一个点火线圈集中供电的方式就不能实行了，就必须要另辟途径将高压电直接送到火花塞，因此就采用了多个点火线圈的方法。于是，无分电器式电控点火系统就产生了两种独特的点火方式：双缸点火方式和单独点火方式。●数字式电控点火系统，见图7(ESA)按照结构分为:图7数字式点火系统原理示意图●双缸点火方式（见图8）双缸点火方式指两个气缸合用一个点火线圈，因此这种点火方式只能用于气缸数目为偶数的发动机上。如果在4缸机上，当两个缸活塞同时接近上止点时（一个是压缩另一个是排气），两个火花塞共用同一个点火线圈且同时点火，这时候一个是有效点火另一个则是无效点火，前者处于高压低温的混合气之中，后者处于低压高温的废气中，因此两者的火花塞电极间的电阻完全不一样，产生的能量也不一样，导致有效点火的能量大得多，约占总能量的80%左右。图8双缸点火方式示意图●单独点火方式单独点火方式是每一个气缸分配一个点火线圈，点火线圈直接安装在火花塞上的顶上，这样还取消了高压线。这种点火方式通过凸轮轴传感器或通过监测气缸压缩来实现精确点火，它适用于任何缸数的发动机，特别适合每缸4气门的发动机使用。因为火花塞点火线圈组合可安装在双顶置凸轮轴（DOHC）的中间，充分利用了间隙空间。由于取消分电器和高压线，能量传导损失及漏电损失极小，没有机械磨损，而且各缸的点火线圈和火花塞装配在一起，外用金属包裹，大幅减少了电磁干扰，可以保障发动机电控系统的正常工作。图9单独点火方式示意图●树脂灌封式点火线圈工艺流程图●点火线圈实例1单头不带模块（公司编号DQG11xx）波许单头切诺基单头帕萨特单头●点火线圈实例2单头带模块点火线圈（公司编号：DQG12xx）小红旗单头三菱单头●点火线圈实例3笔式不带模块（公司编号：DQG13XX）雷诺笔式宝马笔式雷诺笔式●点火线圈实例4笔式带模块点火线圈（公司编号：DQG14xx）帕萨特笔式大众笔式丰田笔式●点火线圈实例5双头不带模块点火线圈（公司编号：DQG15xx）通用双头现代双头菲亚特双头●点火线圈实例6双头带模块点火线圈（公司编号：DQG16xx）三菱双头丰田双头三菱双头●点火线圈实例7四头不带模块点火线圈（公司编号：DQG17xx）马芝达四头欧宝四头富康四头●点火线圈实例8四头带模块点火线圈（公司编号：DQG18xx）桑塔拉四头通用四头捷达四头●点火线圈实例9六头及其它点火线圈（公司编号：DQG19xx）奥迪六头带模块欧宝六头不带模块BERU六头带模块