摩托车点火系统的发展进化历史 3

         在电感点火电路中，有一种俗称的双头高压包，高压包上有两条高压线，每端各自安装一个火花塞，在直列多缸机上比较常见，如图21所示。这种高压包的工作方式与常见的一条高压线的高压包不同，同时使用两个火花塞（直列多缸机）才能点火，如果要使用在单缸机中，必须要将任意一条高压线搭铁接地，否则另外一条高压线没有火花。



        双头高压包的点火原理如图22所示，两条高压线上分别各接一个火花塞，两个火花塞的侧电极在发动机体上搭铁。假设高压包的次级线圈感应电压为上正下负，则电流流向为：正极高压线的火花塞中心电极→侧电极搭铁→负极高压线火花塞的侧电极→中心电极→负极高压线，这就构成了一个完整的放电工作回路。但是实际上火花塞是依靠电子流来击穿电极间隙跳火的，电子流的方向和电压电流的方向相反。双头高压包工作时的电子流方向为：负极高压线火花塞中心电极→侧电极搭铁→正极高压线火花塞的侧电极→中心电极→正极高压线。这种情况下，总是有一个火花塞是中心电极为正，另一个火花塞的中心电极为负，其击穿电压是呈一正一负的状态，两个火花塞的高压次级点火波形如图23所示。由于双头高压包是使用在直立多缸机中，共同使用一个高压包的两个气缸工作循环角度相差360度，一个气缸处于压缩冲程点火时，另一个气缸必定处于排气冲程。在排气冲程时，气缸内压缩压力极低，不需要很高的电压就能击穿火花塞间隙，所以处于排气冲程的气缸火花塞跳火消耗的高压电能很少，不会对处于压缩冲程的气缸高压点火带来太大的能量损失。



        电感点火有效的解决了电容点火放电持续时间短的问题，能够满足现代发动机朝稀混合气方向发展的点火需要。但是随着发动机机械技术的进步，电感点火使用的普通三折线进角方式已经不能很好的满足实际点火的需要。三折线进角方式容易导致低速时点火提前角过大，点火时间超前，在活塞还未完成压缩冲程时，火花塞的电火花便已经将可燃混合气点燃，迫使活塞上行速度急剧减慢，而且使活塞受到不应有的冲击力。当活塞到达上止点时，本应该需要强大的爆发力推动活塞下行做功，但是由于一大部分可燃气体在压缩过程中已经燃烧，燃烧室内只剩少许气体推动活塞下行，从而导致功率不足。而在高速状态下点火提前角过小，点火时间迟后，活塞已经越过上止点开始下行时才点火燃烧，燃烧爆炸的空间变大，推动活塞下行的燃烧气体压力下降，同样影响到发动机的最大功率输出。图24为一款车型的点火提前角和发动机转速对应关系图。可以看到点火提前角是无一定曲线规律的在变化，不可能使用三折线的进角方式来满足。要使发动机能够发挥出功率，起码需要满足不同转速下对点火角度的要求。此时单片机技术介入到了点火器中，称为“数字式点火器”。
数字式点火器
        数字式点火器有电容点火器和电感点火器两种，其工作原理皆是相同的，图25为数字式电感放电点火的工作原理图。发动机转速信号是单片机IC1根据触发线圈的脉冲电压，经过输入回路处理后整形为矩形波后计算得出的，IC1再根据转速查找表（查找表是预先写入单片机内部），得到该转速下驱动晶体管的最佳导通时间和截止时刻（点火时刻）。当驱动晶体管截止时，点火线圈的初级电流被切断，在初级线圈自感电动势的影响下，次级线圈互感出一个高压电，击穿火花塞间隙跳火。




        数字式点火器的点火提前角进角曲线不再是三折线，而是不同厂家的不同车型各自有不同的进角曲线，由于单片机可以根据转速信号来设置不同的点火提前角，这样就可以在起动或者低速状态将提前角设置的很低，减少电起动时点火时间过于提前时对起动超越离合器的反弹损伤。同时还可以通过单片机来控制发动机的最高转速，在接近设定的最高允许转速时进行退角限速（减小点火提前角）或者断火限速控制。保证发动机的转速不再继续升高。战鹰，战神系列本田款摩托车使用的就是高速限速，可以看到这些车的发动机转速表设置只有1万转，空载情况下怎么轰油门也不会超过这转速。而以前的无转速限制的车型，空载转速轻易可以达到1万1千多转以上。对高转速的限速是在点火器内部单片机的程序写作时就已经预先写入限速的转速范围和限速方式，图26为一款数字点火器的分段断火限速处理源程序。



         在发动机转速将要接近限制转速前，点火器首先控制点火提前角后退，如图27所示，点火提前角退至上止点前15度。当转速继续上升时，点火器做出断火的控制，不再驱动晶体管导通，从而使点火线圈没有高压火，一旦发动机点火中断，转速会立刻下降，转速降至限制转速以下时，重新恢复点火。如此周而复始的进行断火，再恢复点火，发动机转速被限定在预先设定的范围内，如图28所示的断火限速时的点火波形。数字点火器使用逐次逼近，逐渐增加断火圈数的方式，使发动机在设定最高限度转速区域的转速控制变得平稳，不会察觉出发动机此时转速的大起大落。
        同样在起动阶段，数字点火器也可以推迟点火提前角，保护电起动的超越离合器免于受到发动机起动反弹时的机械冲击力。图29为一款车的起动退角点火角度，此时的点火提前角在压缩冲程上止点后5度位置，而一般使用三折线进角的点火器，其起动点火器提前角是飞轮上触发凸台的后沿角度，基本上在上止点前15度位置左右。数字式点火器很好的适应了发动机转速对点火提前角的要求，但是每款数字点火器只能对应相同的车型。车型不同时使用的发动机不同，点火提前角的角度变化也大不相同，所以使用非配套车型的数字式点火器不会对发动机性能带来任何提升，还有可能使发动机性能恶化。




        目前国内摩托车改装市场上有一款天龙智点数字式电感点火器，如图30所示。此款点火器可以让使用者自由设置点火提前角曲线，从而在多次试验选择后找到最适合自己发动机的点火曲线。该点火器可以使用在国产的所有单缸化油器摩托车中，无论是单凸台还是双凸台，通过在操作界面上的选择设置可以轻易解决凸台单双与凸台长度的问题。这些只需要将点火器通过USB连接线接上电脑就能完成。
（未完待续）

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来自: 微社区

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天龙智点还木有用过也