除了极少部分应用汽油压燃技术的厂家外（如马自达的Skyactiv-X压燃发动机就能通过16.3的超高压缩比，将汽油硬生生压缩到自燃），绝大多数制造商生产的发动机都需要通过电火花将可燃混合气点燃。此前的文章中我们也提到过，在蓄电池、小型电路技术尚未成熟时，工程师们为了实现发动机的顺利点火，做出了许多精巧的设计：例如单纯依靠机械发电的磁电机点火（IgnitionMagneto）与略显笨重的震动线圈（TremblerCoil）。当电路技术逐渐成熟，汽车工业中便出现了今天文章中的主角：点火线圈（IgnitionCoil）。不过点火线圈也不是打出生以来，就长成现今大家熟悉的这副模样，其发展也经历了缓慢且曲折的过程。

图：无论点火线圈如何进化，其基础原理是不变的，那便是通过电磁感应将弱电的电压升高，以满足火花塞的用电需求。

若要为点火线圈确定一个诞辰，时间可追溯到年的2月；若要为点火线圈确定一个生父，那便是CharlesFranklinKettering（查尔斯·富兰克林·凯特林，年8月29日-年11月25日）。曾几何时，汽车也是使用手摇装置作为启动器的。什么是手摇启动器？大家都有见过拖拉机吧？拖拉机师傅每次着车时猛摇的就是启动器。其原理也很简单，就是靠人力硬生生将发动机内的机械结构搅动。这种结构的好处就是简单且成本低，坏处自然是比较费人：司机摇动启动器时不但需要消耗巨大体力，若操作不当还容易被摇把击伤。于是美国汽车制造商凯迪拉克（Cadillac）设想开发出一套电动的启动装置以优雅着车。但当时凯迪拉克的工程师们实在搞不定自动启动器的开发工作，只好求助于电气工程专家：查尔斯·富兰克林·凯特林。（补充一个历史：正式因为电启动装置的诞生，连同轻质汽油的生产工艺一道，将BEV电动车推进了历史的坟墓。现今的这次诈尸，不知又能蹦跶多久了。）

图：查尔斯·富兰克林·凯特林是一位美国发明家、工程师、商人，拥有项专利。他一生中的研究、发明范畴十分广泛：小到油漆，大到导弹，都曾烙印上他的大名。他的功绩太多，这里就不多赘述了。

富有创造力的查尔斯·富兰克林·凯特林为凯迪拉克开发出来的并不只是一个简单的电动启动器，而是一整套汽车电气系统，其中还包含照明系统与今天的主角：点火线圈。这套系统一经诞生就被大量投入使用；年，凯迪拉克就向其订购了套自动启动器，迫使查尔斯·富兰克林·凯特林的公司Delco从研发企业转变为生产企业。

图：虽然这套系统有很多亮点，但本文只讨论点火线圈的部份。这套装置仅有一组点火线圈，点火线圈将弱电升压后，就会将电流导入一个叫分配器（Distributor）的部件中。分配器就像一把加特林机枪，电流就像是一颗颗子弹，被高速旋转的转子送入“枪膛”，最终到达不同气缸的火花塞上实现对点火时机的控制。

这套系统的先进之处，在于它能在缺乏电控技术的上世纪初，利用机械的结构控制各气缸的点火时机。但这样的结构无可避免地拥有一些缺点：首先是处于恶劣机舱环境的分配器很容易因为高温、潮湿等影响而损坏；其次，无论分配器内的转子转得再快，也很难很精确地控制点火时机。于是，在分配器使用数十年后，一些车企开始使用没有分配器的点火线圈系统，其中就包括法国汽车制造商雪铁龙（Citro?n）。

图：这是雪铁龙在年推出的车型2CV上的点火系统示意图。这种点火系统不需要分配器，因为2CV上搭载的是一台双缸四冲程发动机，一个气缸点火，另一个气缸会正好处于排气冲程，因此两个火花塞由同一个点火线圈控制同时点火并不会造成恶劣影响。这种点火系统被称为浪费火花系统（WastedSparkSystem），毕竟一个气缸点火，另一个气缸内的电火花能量是被白白浪费掉的。

由于没有过于复杂的机械结构，浪费火花系统的耐用度高了不少。这种系统也并非双缸发动机的专利，更多气缸的发动机也同样能使用。就拿四缸四冲程发动机为例，系统只要增加一套点火线圈，再在曲轴上增加接触式断路器，就能控制四个气缸的点火了。但这种系统也并非无敌。首先，火花塞在排气冲程放电实属是浪费能量；其次，这样的工作逻辑会让每个火花塞的工作负担增加一倍（本来四个冲程放一次电，现在四个冲程放两次电），火花塞的损耗加剧。因此，在上世纪90年代汽车电控系统开始普及后，上述的结构都渐渐被各气缸独立的点火线圈所取代了。

图：电控系统普及后，控制发动机运行的ECU会通过电信号直接控制各气缸上的点火线圈工作，以精确控制点火时机。不过，这种电控的点火线圈系统起初也并非如今日所见的样子，当时各个气缸的点火线圈都被集成到一起，通过线路传输到不同火花塞上。

要知道由点火线圈出来的可都是上千伏的高压电，直接用导线将其引入火花塞的做法并不安全，毕竟软质的导线很容易因为外壁破损而漏电。因此，后来有些车企干脆将点火线圈做成插入缸盖的形式，避免使用导线传输高压电。

图：其实这种设计并没有改变现代点火线圈的原理，仅仅是结构上作出优化罢了。

再到后面，消费者对这种将多个点火线圈集成到一个模块的做法十分反感，毕竟一个线圈坏了，整块模块都要更换，维修成本太贵。而且，这样的结构也不利于车企对点火系统进行故障排查。所以，后来车企干脆要求供应商生产各气缸独立的点火线圈模块，以节省检修成本。

图：现在大家维修点火线圈，只需要将损坏的更换掉就好了，成本更低。而车企在检修时，可以通过点火线圈的对调，简单判别哪个点火线圈存在问题。

如今，随着电路技术的精进，电子设备的体积越做越小，点火线圈也不例外。于是现在的新车上，大家看到的点火线圈几乎都外露在缸盖外，通过弹簧将高压电导入火花塞。这样设计的好处是优化点火线圈的散热效能，毕竟初级线圈和次级线圈两个发热大户都不再被缸盖包裹，热量自然更容易散发走。

图：左为现在的点火线圈结构，右边的旧式结构在近5年的新车上已经很难再见到了。这样的改进有多大作用？大家上网查查宝马和大众一些旧车型的点火系统故障率有多高便能略知一二。

纵观点火线圈的进化历程，可以看到这一小小机构，从繁琐的机械-电路混合结构，不断简化成现今大家所看到的纯电路结构。正是这样的简单化，让点火线圈成为了发动机升级中操作较为简易的项目。大家若想升级该部位，大可购买一套升级点火线圈，在家中地库通过简单的螺丝拆装，自行施工，安全、轻松且便捷。