曾教授與古董保時捷

本文將會介紹有關汽車引擎發展史之點火系統作些簡介。

點火系統基礎介紹：

汽油引擎獲得動力的方法是利用點火系統於適當時機產生一強烈的火花，將汽缸中被壓縮後的混合氣引燃，使其在汽缸內迅速燃燒膨脹，以產生一極高之壓力將活塞推下所致。引此可說點火系統之功用是在適時的產生高壓電火花，以點燃汽缸內被壓縮之混合氣體。

可以分為以下幾個時期，並以年代做區隔：

機械式點火系統：

1. T型車磁電機式

歷史沿革

   一、美國亨利·福特創辦的福特汽車公司於1908年至1927年推出的一款汽車產品。第一輛成品T型車誕生於1908年9月27日。 

   二、福特T型車首創全世界第一個使用流水裝配線來組裝汽車，此種方法也成為日後各家車廠裝配之標準。 

   三、T型車有一個獨特的電磁點火系統，但由於產生電壓過低，需要點火線圈的加強。為了更方便地啟動，它同時也可通過手動的方式切換為獨立的乾電池系統點火，在高速運轉的時候轉換回電磁點火系統，這個設計的優點為即使電池組耗盡也可繼續運行。 

           圖中為亨利.福特的第一台量產汽車，「T型車」。

內部構造特色

   一、飛輪。

   二、儀錶板上有開關可控制使用電瓶產生較強電壓，引擎啟動後即改用磁電機，當磁電機轉速足夠時，產生高於電瓶的電壓。

   三、T型車並沒有自動火花提前控制，駕駛者利用方向柱的槓桿來控制整個火花提前。

運作流程

   Model Tdry cellscharging system福特T型車採用了非充電乾電池（類似於一個大手電筒電池）啟動發動機或啟動和低速運行。操作員將手動切換到磁電機點火操作高速運轉。 為了提供高電壓的火花從低電壓電池，使用了一種蜂鳴器，以氧化和或焊接在一起在案件的點火系統這將成為高電壓源的操作火花塞。 在此模式下運行，線圈就會“嗡嗡”作響，不斷的產生火花。 整個裝置被稱為'T型車火花線圈。

2. 傳統式白金點火系統：  

歷史沿革

   一、白金點火系統最早用於1910年凱帝拉克，優點在於不論高速還是低速時都可產生高壓電，使起動性能與高速運轉同樣優越。

   二、白金點火系統逐漸取代震動線圈與磁電機點火系統，廣泛的應用於汽車工業。 

   三、此系統比起電子點火系統來得單純許多，但調整和保養上的麻煩卻多出不少。 

_{圖中這台凱帝拉克是全球第一台使用「白金接點」式點火系統的汽車。}

^運作流程

(A)低壓電路(一次電路)

   電路→點火開關→外電阻→點火線圈中的低壓線圈(低壓線圈)→

   分電盤低壓線頭→(1) 白金接頭→搭鐵

                             (2)電容器→搭鐵

(B)高壓電路(二次電路)

   發火線圈支高壓線圈(二次線圈)→分電盤蓋中央線頭→分火頭→分電盤蓋各缸線頭→高壓線→火星塞→搭鐵

電子式點火系統：

1. 半晶體點火系統

歷史沿革

在機械時期和電子時期間有一重要的改變，那就是”電晶體”。

電晶體為半導體元件，主要用於電路中電流或電壓訊號之放大，振盪電路，或用來控制電路之開關動作，稱為電子開關。

電晶體作為控制負載之開關時的優點： 

   一、可以控制負載之高速開關動作

   二、沒有機械式繼電器接點之氧化、磨損、接點彈跳等問題

   三、可以以更小的電流信號控制更大的負載電流 

此為史上第一個電晶體，在1947年12月所開發出來，稱為「點接觸電晶體」。 

此電晶體是TI(德州儀器)所量產的第一批電晶體。背後的郵票則是比較基準。

作用原理：

作用原理：

當白金接點閉合時，通過白金接點的電流只要0.2～0.6A左右時：

(A)一次線圈的作用：

電瓶→點火開關→點火線圈→NPN電晶體的射極(E)→電晶體的基極(B)→白金→Θ
電瓶→點火開關→點火線圈→NPN電晶體的射極(E)→電晶體的集極(C)→一次線圈→Θ，一次線圈產生充磁。

(B)二次線圈的作用：

當白金接點打開的瞬間時，白金上的自感應電壓並不高，不易使白金接點上跳火

(A)一次線圈的作用：

因白金接點的打開，電晶體基極電流切斷，使電路立即切斷，一次線圈產生崩磁，產生250V 的自感應電壓。

(B)二次線圈的作用：

一次線圈的自感應電壓約為250V，此時高壓線圈也亦產生互感應的電壓產生，若依理想變壓器計算時，有磁通量的變化時，當二線圈之匝數比為100： 1 時，高壓線圈則產生之互感應電壓約為250×100 =25,000(V)，使火星塞跳火產生跳火。

2.全晶體點火系統

歷史沿革

舊有的白金接點點火方式之缺點：

   一、因為一般之電瓶點火在高速時，會因發火先圈充磁量不足，導致電壓不足，點火性能

變差，使得引擎無力，廢氣汙染等毛病。

   二、白金接點易受氧化處理

   三、在1960年代後，許多車廠開始研發無接點式電子點火系統來改善。

無白金接點點火種類：

   一、觸發輪式

   二、光檢波式

   三、磁力控制式

   四、電容放電式

   五、高能電子

電容放電式-作用原理

(1)先利用電瓶電壓使控制組內之主要電容器充電至300V，故需使電瓶直流電(DC)→振盪器變交流電(AC)→變壓器仍為交流電(AC)→整流變為直流電(DC)→電容器存直流電(DC)。

(2)利用觸發器信號以使電容器放電至一次線圈，而使二次線圈產生高壓電。

(3)引擎未運轉時，當發火開關"on"，而SCR不通時，則300V之直流電充入主要電容器。

(4)當引擎運轉時、發火開關"on"，拾波線圈觸發器產生正脈衝信號電壓時，促使SCR導通，把主要電容器的300V放電至一次線圈，因而產生高電壓。

(5)當引擎運轉時、發火開關"on"，拾波線圈觸發器產生負脈衝信號電壓時，使SCR不導通，電容器即無法放電，且再一次讓300V之直流電充入主要電容器。

(6)電容放電式可提供較大之能供電壓，但只能使火星塞維持200s(microsecond)之時間，而感應放電式，可使火星塞維持1800μs長之火花(micro-second微秒=10-6秒)。

(7)引擎轉速愈快，感應放電式消耗電流愈少，而電容放電式則消耗電流大( 充電次數多)。