点火公式推导大全（点火系统的起源）
火花塞是否就等于点火系统呢？答案是否定的。
在汽油发动机中，其工作一般分为四个过程，也叫四冲程循环，分别为进气、压缩、燃烧、排气。第一步是进气阀打开，油气混合物被吸进气缸；第二步，进气阀关闭，活塞向上运动，将缸内的油气混合物进行压缩；第三步，对压缩后的油气混合物进行爆炸燃烧，产生的冲击力迫使活塞下降；第四步也就是最后一步，排气阀打开，活塞上升，缸内的气体排出来。
图：在第三步当中，虽然压缩后的油气混合物温度升高，但远未达到燃点，所以就需要安装在气缸盖上的火花塞产生电火花将其点燃爆炸。而能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系统，包括蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等等。
喝水不忘打井人，最初的点火系统又是怎么被发明出来的呢。
时间回到18世纪50年代，来自法国的瑞士炮兵军官François Isaac de Rivaz (弗朗索瓦·伊萨克·德·里瓦兹) 受到父亲的启发，开始研究汽车。炮兵出身的他，从炮弹的工作原理上得到灵感，尝试用爆炸性混合物代替蒸汽的膨胀来让发动机活塞动起来。1804 年，他开始实施这项研究，并设计了为脱水泵提供动力的固定发动机。
发动机由氢气和氧气的混合物提供动力，点燃后在气缸内产生爆炸，从而推动活塞工作。气体混合物由电火花的方式点燃，与现代内燃机的燃烧方式相同；不同的是Rivaz的发动机没有发动机正时同步机构，因此进气和点火都是手动的，其性能很大程度上取决于驾驶员的技术。（这算不算是模拟马车呢，用鞭打一下马，马就跑几步；而这手动一下，内燃机爆一次，从而带动轮子转几圈。）
图：Rivaz“推车”的结构（A = 气缸，B = 点火装置，C = 活塞，D = 沼气罐，E = 扳机，F = 带进气阀和排气阀的活塞，G = 活塞杠杆）。
1807年，deRivaz将他的实验原型发动机放在马车上，并用它来推动车辆短距离行驶。标志着世界上第一辆内燃机动力的汽车在法国这个浪漫的国度诞生。
经过几十年的发展，时间来到了1859年。法国工程师Jean Joseph Étienne Lenoir（让·约瑟夫·艾蒂安·勒努瓦，1822～1900）开发的The Lenoir Gas Engine（勒努瓦燃气发动机）正式亮相，这也是第一台使用火花塞的二冲程发动机。但当时汽油的前身石油醚还未被发明出来，它使用天然气作为燃料。
图：勒努瓦还设计（组装）了一套名为inflammateur的点火系统，当中包括点火线圈、火花塞、电池，分电器（自行设计、生产）。
后来，德国工程师Nicolaus August Otto（尼古拉斯·奥托）创立了道依茨公司，参照Jean Joseph Étienne Lenoir（让·约瑟夫·艾蒂安·勒努瓦）的发动机技术创制出“奥拓循环”（内燃机热循环理论），制造了号称世界第一台四冲程内燃机，采用敞开火焰（open flam）点火方式。
图：敞开火焰点火方式是将引导火焰放置于发动机气缸头开口的附近，考虑到气缸内压缩压力时会吹灭火焰，所以在前期的设计上要非常花心思。奥托使用定燃气体火焰与侧置式气门，让火焰按照发动机循环的正时进入气缸，从而工作起来。
图：到了1883年，还出现了热管点火（hot-tube ignition），也叫辉光管点火。热管点火使用一端密封的金属管，开口栓入气缸头中，定燃气体火焰对热管的密封端进行加热。压缩冲程时部分混合气被压入热管中。当混合气进入热管的加热端时被点燃。由于热管点火方式并不可靠，人们开始尝试关闭式点火系统，关闭式点火系统在发动机燃烧室内放置了一组触点，利用设置在发动机外的可动杠杆来推动触点的关闭从而产生火花点燃混合气。
图：Nicolaus August Otto（尼古拉斯·奥托，1832～1891）。在奥托发明四冲程发动机前，奥地利机械师克里斯蒂安·赖特曼 (Christian Reithmann)在 1860 年和法国工程师阿尔方斯·博·德·罗查斯 (Alphonse Beau de Rochas)在 1862 年就各自独立地获得了四冲程发动机的专利，为了让尼古拉斯·奥托继续被视为德意志帝国四冲程发动机的发明者，道依茨向审判获胜者赖特曼提供了 25,000马克和终身养老金。克里斯蒂安·赖特曼签署了一份声明，道依茨公司被允许继续称自己和奥托为德国四冲程发动机的发明者。直到1949年，尼古拉斯·奥托的传记作者阿诺德·兰根才揭晓这段历史。
1883年，Siegfried Marcus（齐格弗里德·马库斯）获得了低压点火磁电机相关的专利，制造出新型汽油内燃机（由于该内燃机采用低压点火系统和旋转刷式化油器结合，这样的发动机设计在当时非常具有创新性）
图：Siegfried Marcus（齐格弗里德·马库斯，1833-1898 年），出生于德国的奥地利犹太人，是一名发明家，同时也是汽油车的先驱。1870年左右，他在一辆手推车上面安装了一台的内燃机，亦因为该内燃机采用汽油作为燃料，这辆车成为第一辆使用汽油的汽车。这段历史后来因为德国的某些原因被改写。（第一个制造汽车的人绝非是Gottlieb Daimler（戈特利布·戴姆勒）或者Carl Benz（卡尔·本茨），至于一些人硬加个“现代汽车发明者是卡尔·本茨”的，就又是另一种胡扯了。
图：低压快速点火。因为这种点火脉冲产生的电压不是特别高，因此这种形式的点火也被称为低压磁电机点火。
1886年11月15日，Robert Bosch（罗伯特·博世，1861～1942）在德国斯图加特创办了“精密机械和电气工程车间”。1887年，戈特利布·戴姆勒找到了罗伯特·博世，问他能否帮忙解决当时内燃机点火系统不可靠的问题。他在这工厂里，对道依茨公司尚没有申请专利的内燃机火花塞设备上做了突破性的改进，获得了他的第一次成功。1897年，罗伯特·博世把汽车磁电机点火装置安装在de dion bouton三轮车上，就此解决了当时内燃机点火系统不可靠的问题。汽油内燃机进入到低压磁电机点火时代。
图：Robert Bosch（罗伯特·博世，1861～1942），1869年至1876年，罗伯特·博世在乌尔姆的Realschule（技术高中）学习，然后担任装配工学徒。之后，罗伯特·博世先后在德国、美国（纽约的托马斯·爱迪生）和英国（西门子）的多家公司工作了七年。为后来的发明创造打下基础。
直到1902年，罗伯特·博世的首席工程师Gottlob Honold（戈特罗布·霍诺尔德，1876～1923）发明了高压磁发电机，推出了带火花塞的高压磁电机点火系统。它使用磁电机和变压器为火花塞产生高压脉冲，能真正使得汽油发动机可以快速运转。
图：Renault_190HP磁电机。第一个产生高压磁力发电机想法的人是Andre Boudeville（法国），但是他的设计中忽略了装电池的容器；后人也是基于Andre Boudeville的想法才研制出可用的高压磁力发电机。
罗伯特·博世就此注册了这个他人生当中最成功的专利之一，让汽油发动机机正式进入高压磁电机点火系统时代，并一直持续至今。也正是这项专利也成为罗伯特·博世事业发展的里程碑，从此这家德国的小车间开始走上了向世界知名跨国企业发展的辉煌道路。