作者：卡里姆·尼斯 | 更新： Feb 9， 2021

　　这 内燃机 是一台已经发展了 100 多年的神奇机器。随着汽车制造商设法挤出更高的效率或更少的污染，它继续发展。结果是一台极其复杂、令人惊讶的可靠机器。

　　其他HowStuffWorks文章解释了发动机及其许多子系统的机制，包括 燃油系统, 冷却系统, 凸轮轴, 涡轮增压器 和 齿轮.有人可能会争辩说， 点火系统 是这一切汇集在一起的地方，具有完美时机的火花。

　　在本文中，我们将了解点火系统，从火花正时开始。然后，我们将研究产生火花的所有组件，包括火花塞，线圈和分配器。最后，我们将讨论一些使用固态组件而不是分配器的较新系统。

　　点火系统正时

　　汽车上的点火系统必须与发动机的其余部分完美配合。目标是在正确的时间点燃燃料，以便膨胀气体可以做最大的功。如果点火系统在错误的时间点火，功率将下降，气体消耗和排放可能会增加。

　　当气缸中的燃料/空气混合物燃烧时，温度升高，燃料转化为废气。这种转变导致气缸内的压力急剧增加，并迫使活塞向下。

　　为了获得最大 扭矩和功率 从发动机来看，目标是在 动力冲程.最大化压力还将产生最佳的发动机效率，这直接转化为更好的里程数。火花的时机对成功至关重要。

　　从火花发生到燃料/空气混合物全部燃烧并且气缸内压力达到最大值的时间有一小段延迟。如果火花发生在活塞到达压缩冲程顶部时，则在气缸中的气体达到最高压力之前，活塞已经向下移动了部分进入其动力冲程。

　　为了充分利用燃料， 火花应在活塞到达压缩冲程顶部之前发生，因此当活塞开始进入其动力冲程时，压力已经足够高，可以开始产生有用的功。

　　功 = 力 * 距离

　　在圆柱体中：

　　力 = 压力 * 活塞面积

　　距离 = 行程长度

　　因此，当我们谈论圆柱体时， 功 = 压力 * 活塞面积 * 行程长度.而且由于冲程的长度和活塞的面积是固定的，因此最大化工作的唯一方法是增加压力。

　　火花的时机很重要，时机可以是 高深 或 弱智 视情况而定。

　　燃料燃烧所需的时间大致是恒定的。但是活塞的速度随着发动机转速的增加而增加。这意味着发动机运转得越快，火花必须越早发生。这称为 火花前进：发动机转速越快，需要的超前性就越高。

　　其他目标，例如 减少排放，当不需要最大功率时优先。例如，通过延缓火花正时(将火花移近压缩冲程的顶部)，可以降低最大气缸压力和温度。降低温度有助于减少氮氧化物的形成(NO x )，这是一种受管制的污染物。延缓定时也可以消除敲击声;一些带有爆震传感器的汽车会自动执行此操作。

　　接下来，我们将介绍产生火花的组件。

　　火花塞

　　火花塞位于每个气缸中四个阀门的中心。

　　这 火花塞 理论上很简单：它迫使电弧穿过间隙，就像螺栓一样 闪电.电力必须处于非常高的电压才能穿过间隙并产生良好的火花。火花塞的电压可以从 40，000 到 100，000 伏不等。

　　火花塞必须有一个绝缘通道，使这种高压向下传递到电极，在那里它可以跳过间隙，并从那里传导到发动机缸体并接地。塞子还必须承受气缸内的极端热量和压力，并且必须设计为燃油添加剂的沉积物不会积聚在塞子上。

　　火花塞使用 陶瓷嵌件 隔离电极上的高压，确保火花发生在电极尖端而不是插头上的其他任何地方;该刀片通过帮助烧掉沉积物来发挥双重作用。陶瓷是一种相当差的导热体，因此材料在操作过程中会变得非常热。这种热量有助于燃烧掉电极上的沉积物。

　　有些汽车需要 热插拔.这种类型的插头设计有陶瓷插件，与插头的金属部分的接触面积较小。这减少了陶瓷的传热，使其运行得更热，从而烧掉更多的沉积物。 冷插拔 设计有更大的接触面积，因此运行温度更低。

　　“热”和“冷”火花塞之间的区别在于陶瓷尖端的形状。

　　汽车制造商将为每辆车选择合适的温度插头。一些配备高性能发动机的汽车自然会产生更多的热量，因此它们需要更冷的插头。如果火花塞太热，它可能会在火花点燃之前点燃燃料;因此，坚持为您的汽车使用正确类型的插头很重要。

　　接下来，我们将了解产生 高电压 需要创建火花。

　　点火系统线圈

　　线圈是一个简单的装置 - 本质上是由两个线圈组成的高压变压器。一圈电线称为 初级线圈.缠绕在它的是 次级线圈.次级线圈的导线匝数通常比初级线圈多数百倍。

　　电流从电池流经线圈的初级绕组。

　　初级线圈的电流可能会突然被 断路器点，或通过固态设备中的电子点火装置。

　　如果您认为线圈看起来像 电磁体，你是对的 - 但它也是一个电感器。线圈运行的关键是当电路突然被点断开时会发生什么。初级线圈的磁场迅速坍塌。次级线圈被强大且不断变化的磁场吞没。该磁场在线圈中感应出电流 - 由于次级绕组中的线圈数量，非常高的电压电流(高达100，000伏)。次级线圈通过一根绝缘良好的高压线将该电压馈送到分配器。

　　最后，点火系统需要一个分配器。

　　点火系统分配器

　　这 分配器 处理多个作业。它的第一个工作是将线圈的高压分配到正确的气缸。这是由 帽 和 转子.线圈连接到转子，转子在盖子内旋转。转子旋转经过一系列触点，每个气缸一个触点。当转子尖端通过每个触点时，线圈会产生高压脉冲。脉冲电弧穿过转子和触点之间的小间隙(它们实际上并不接触)，然后沿着火花塞线继续到达相应气缸上的火花塞。当您进行调整时，您在发动机上更换的部件之一是盖子和转子 - 它们最终会因电弧而磨损。此外，火花塞电线最终会磨损并失去一些电绝缘。这可能是一些非常神秘的引擎问题的原因。

　　带有断路点的旧分配器在分配器的下半部分有另一部分 - 该部分完成断开线圈电流的工作。线圈的接地侧连接到断路器点。

　　一个 凸轮 在分配器的中心推动连接到其中一个点的杠杆。每当凸轮推动杠杆时，它就会打开点。这导致线圈突然失去接地，产生高压脉冲。

　　这些点还控制火花的时间。他们可能有一个 真空推进 或 离心推进.这些机制使正时与发动机负载或发动机转速成比例。

　　火花正时对发动机的性能至关重要，以至于大多数汽车不使用积分。相反，他们使用一个传感器来告诉发动机控制单元(ECU)活塞的确切位置。然后，发动机计算机控制一个晶体管，该晶体管打开和关闭线圈的电流。

　　在下一节中，我们将介绍现代点火系统的进步：无分配器点火。

　　无分配器点火

　　无分配器点火器不是只有一个主线圈，而是每个火花塞都有一个线圈，直接位于火花塞本身上。

　　近年来，您可能听说过需要在 100，000 英里处进行首次调整的汽车。实现这种长维护间隔的技术之一是 无分配器点火.

　　这种类型的系统中的线圈与较大的、位于中央的线圈的工作方式相同。发动机控制单元控制断开电路接地侧的晶体管，从而产生火花。这使ECU能够完全控制火花正时。

　　像这样的系统有一些实质性的优势。首先，没有分销商，这是一个最终会磨损的项目。此外，没有高压火花塞线，它们也会磨损。最后，它们可以更精确地控制火花正时，这可以提高效率、排放并增加汽车的整体功率。

　　汽车点火系统常见问题

　　点火系统有两种类型?

　　实际上有两种以上的点火系统——有四种。这些点火系统包括传统的断路点点火、高能(电子)点火、无分配器(废火花)点火和线圈插拔点火。

　　点火系统的主要用途是什么?

　　车辆的点火系统在发动机燃烧室中产生电火花，点燃该燃烧室中的燃料和空气混合物。

　　电子点火系统有哪些优势?

　　电子点火系统通常具有更长的使用寿命，因为它们不包括运动部件。这些点火系统也往往提供更好的燃油经济性和更少的废气。

　　什么是汽车点火系统?

　　汽车点火系统是点燃燃料(和空气)以启动汽车发动机的动力。它是“打开”您的车辆并使其运行的原因。

　　什么是电子点火系统?

　　电子点火系统是一种使用电子电路的点火系统。