随着汽车使用时间和里程数增加,汽车会出现动力不足、油耗增加等现象,一般情况下是车辆的燃油系统或者点火系统故障。汽车的点火线圈是发动机的重要部件,起到的作用是将12V的低电压转换为高电压,在做功行程点燃混合气体驱动曲轴和飞轮。
发动机点火时需要提足够的能量来产生强烈的火花,这就需要点火线圈有良好的绝缘性能和稳定的工作特性,产生正确的点火提前角。现代汽车装备的是微机控制的点火系统,把点火线圈与点火控制器紧密集成,实现更精确的点火时机控制。
如下图所示,点火线圈包括初级线圈、次级线圈、壳体、点火器等,每个次级线圈都包裹在一个铁芯和绝缘包层中,可以理解为一个变压器结构。因为次级线圈的匝数比初级线圈少很多,初级线圈断电时次级线圈因为电磁感应会产生高压电。点火线圈通过连接火花塞与发动机形成搭铁回路,并通过点火开关接收来自电池的低电压信号。在初级线圈线路断开瞬间,能将12V低压电升高到2-3万V电,只有这样的电压才能在火花塞电极间隙产生“跳火”,点燃混合气。
点火线圈按照点火方式有单缸独立点火和分组点火两种,分组点火在次级线圈有两个高压输出端,可以让两个气缸的火花塞一起点火,比如1、4缸和2、3缸,不过火花塞点火时另外一个气缸处于排气行程,喷油器不喷油,不存在能量损失,这种点火线圈现在较少使用。
现在更多使用的是单缸独立点火线圈,带点火器的点火线圈可以直接连接到每一个气缸的火花塞上,减少电磁干扰和能量损失。如下图所示,当发动机运转时,发动机ECU接受到曲轴位置传感器输送来的发动机转速信号,发动机ECU向点火控制器发生IGT点火信号,电池的电流通过点火控制器流向初级线圈。在次级线圈的互感效应下产生约3万V的电压,再通过火花塞产生火花跳火,然后点火控制器再将IGF信号反馈给ECU。
总而言之,汽车点火线圈是发动机点火系统中重要的组成部件,通过将低电压转换为高电压,确保燃烧室内的可燃混合气能够被有效点燃,从而使发动机正常启动和运行。