为了解决上述问题，电容点火器增加了自动进角功能。图11为带自动进角功能的点火器点火进角曲线图。其中A-B段为固定进角，因车型不同其固定进角大小也不相同； B点后开始进角， 并沿B-C曲线斜率随转速上升角度增大；到达C点后，基本达到最大进角。从C点到D点，转速上升进角则基本保持不变。要完成随发动机转速变化而自动加大点火提前角，点火器内部通常使用的是4213集成电路来完成这个进角动作，图12为自动进角的电容点火器内部线路图。无论交流点火还是直流点火，其内部进角控制原理基本是相同的。
使用自动进角点火器的车型皆是有一定的触发凸台长度，所以在接近触发线圈和离开线圈时，在触发线圈中各产生一个脉冲，该脉冲电压为先正后负。由于发动机转速不同，感应脉冲正负之间的时间间隔大小也不相同。因此，时间间隔的大小，代表了当前发动机的转速情况，4213集成电路就是通过处理此感应脉冲来实现在不同转速下的不同进角大小要求。
其工作过程是：触发电压脉冲经过脉冲整形电路后，被限幅在±4.7V 以内，再经过负脉冲分离电路及正脉冲分离电路分别送到集成电路的脚7和脚2。由脚2输入的正脉冲打开内部开关DK1，使脚11和脚12的外接电容器快速充电，脚12电压波形前沿幅度为脚11电压波形前沿幅度的1/2。待正脉冲结束后，脚11 经电阻R缓慢向电容C放电， 使脚12电位继续升高。在发动机转速较低的情况下，脚13积分电压大于脚12积分电压（V13>V12），波形如图13所示。此时集成电路内部的F3输出为“0” 。当触发电压负脉冲出现时，实现一次点火。在发动机转速较高时，脚13的充电时间常数较大，积分电压小于脚12的积分电压（V13<V12），波形如图14所示。这时内部比较器 BJ2、F3的输出为“1” ，经过或门的作用，在脚10产生一个与低速工作时间相同的触发脉冲，但此脉冲的相位超前于触发电压负脉冲的下降沿Δθ。相位超前角度Δθ的大小与发动机转速有关，这样即实现了跟踪发动机转速变化，自动调整点火提前角的功能。 在脚7输入负脉冲的作用下，使脚13积分器迅速放电，在触发电压负脉冲结束后，脚13重新开始充电，进入下一个循环采样周期。
为适应不同发动机进角曲线的不同要求， 可以通过调节积分时间常数对V12、V13上升速率进行调节，TSE4213的进角范围为20°。若进角要求大于20°，可以在脚13接入如图15中的（a）电路，使脚13充电曲线变平坦，以便扩大进角调整范围达30°左右。当进角范围要求小于20°时，可外接一个图13中的（b）电路，使进角范围缩小到15°左右。
直流电容放电点火克服了交流点火起动转速过低时点火电压下降的缺点，同时还保证了发动机高速状态下也能获得充足的点火能量，再加上自动进角功能的使用，似乎已经达到了一种完美的境界。但是电容点火的放电时间太快，电容储存的电能在几十微秒时间内就被迅速释放，图16是电容对点火线圈的放电波形，时间仅有78us。由于放电时间过快，点火线圈中的次级高压持续时间短，在火花塞电极间隙中产生的高压火持续时间不长。出于降低油耗的需要，现代摩托车发动机普遍向稀混合气方向发展。持续过短的火花塞间隙跳火不能可靠的点燃稀混合气，而且稀混合气不容易造成火花塞堵塞，故而不需要电容点火这种极快的升压特性。在这种趋势下，第三代点火器，电感点火开始被使用。
电感点火
电感点火也称为晶体管放电点火（PEI），它不同于电容点火，电容点火是采取瞬间高电压放电的方式在点火线圈中互感出一个高压电。而电感点火是一种储能式点火，首先对点火线圈的初级线圈通电充磁，当切断初级线圈电流的时候，由于初级线圈自感的作用，在初级线圈内部自感出一个数百伏的电压。初级线圈的自感电压同步的在次级线圈中互感出一个高压电。电感点火的火花塞间隙中跳火维持时间一般在0.8—2ms左右，在国产摩托车中，基本上正常情况下的火花持续时间（燃烧时间，燃烧线）在1.2ms左右。电容点火只能提供几十微秒（1ms=1000微秒）的火花持续时间。图17为两种点火方式的火花塞间隙跳火维持时间对比，可以看到电感点火的燃烧持续时间是电容点火的十几倍。
电感点火需要预先对点火线圈的初级线圈通电充磁，以产生足够的磁场能，对初级线圈通电的时间称为闭合角时间，也有称为导通角，导通时间。为了同时满足闭合角与点火提前角的控制，点火器内部使用TSE2981集成电路来完成这两项工作，图18为集成电路内部功能图。其工作原理为：通过对外部电容器(需要精密电容)的充放电来产生转速曲线(1脚)、闭合角曲线(22脚)和点火(进角)曲线(6脚)，以控制摩托车发动机的运转。由于其内部电路功能齐全，不仅能完成进角曲线控制，还能保证在从低速到高速的整个范围内，点火能量足够大而且大小基本一致(4213没有闭合角控制,高速点火能量不足)，具有很好的点火性能。
其工作过程为：触发电压脉冲中的正、负脉冲经限流整形后送到脚19（脚19电压由外部电阻设定为0.49V），与脚20进行施密特差分放大。脚20电位由内部设定，使用中不需外接元件。脚7为内部电压基准输出，在脚21的VCC为5V时，脚7电压为1.5V。这是整个电路的工作基准，也是该集成电路的关键部分。脚2、脚4、脚5的外接电阻分别设置V2(0.35V)、V4(0.45V)、V5(0.3V)提前角曲线放电电平、速度曲线放电电平和充电电平。当速度曲线的放电电平V4被箝拉在V2电平，同样提前角曲线放电电平V2被箝拉在V5电平，而进角曲线在充电上升到V4 电平时，充电电流最大。点火角由脚18和脚6的电压决定。低速时V1<V6，在脚18脉冲下降沿点火。当V1=V6时开始进角。闭合角由脚1、脚22的电压来决定，当V22大于V1时，脚15为高电平，驱动晶体管导通。
图19为点火器内部驱动晶体管的工作方式，驱动晶体管一般使用比较多的是达林顿管，是一种带阻尼二极管的复合功率三极管。使用5V电压来进行开关控制，输入5V时驱动晶体管导通，点火线圈的初级线圈开始通电充磁，切断5V电源时驱动晶体管截止，初级线圈的通电回路被切断，充磁结束。图20为TSE2981集成电路工作时的波形示意图。
（未完待续）
|
手机版 流量统计 小黑屋 指尖摩托
鲁ICP备15035114号-1 Discuz! X3.4 Powered by © 2001-2013 Comsenz Inc. 
微信公众号
添加方式：
发表于 2016-10-9 11:58:03
