摩托车点火系统的发展.docx

摩托车点火系统的发展一、概述： 我们知道，燃油摩托车的动力来自汽油机气缸内可燃混合气的燃烧，而燃烧 的完善与否直接影响到汽油机输出的驱动动力良好的燃烧必须具备以下三个条件，即良 好的混合气、充分的压缩和最佳的点火其中，点火包括点火时刻和点火能量点火时刻 和点火能量的控制则由点火系统来完成点火系统在汽油机中有着十分重要的作用点火能量必须要足够大，否则点火能量太小， 就不能点燃缸内的混合气，汽油机也无法正常运行点火时刻或点火提前角则更为关键， 因为它是影响汽油机性能的最重要参数之一，点火的过早或过迟都会直接影响到汽油机的 经济性和动力性所以，对应于给定的汽油机运行工况都存在着一个最佳点火提前角通 过试验获取汽油要的最佳点火提前角变化规律并控制汽油机尽量按最佳点火提前角的变化 规律来点火始终是开发工程师们所追求的目标之一摩托车点火系统的分类方法很多，按有无触点可分为有触点点火系统和无触点点火系 统；按供电方式可分为蓄电池点火系统和磁电机点火系统；按放电方式可分为电容放电式 点火系统和电感放电式点火系统；按点火时刻控制方式可分为模拟式点火系统和数字式点 火系统；按控制点火线圈初级电流的主要元件可分为可控硅点火系统和晶体管点火系统等 等。

在描述摩托车点火系统时，我们通常把按不同方法分类的特点组合起来，如目前最常 用的无触点磁电机式电容放电点火系统和无触点蓄电池式晶体管点火系统等等随着摩托车工业的迅速发展，摩托车点系统的技术水平也得到了很大的提高下面就 对目前常用的点火系统的发展现状和趋势作一次综述二、无触点点火系统 近几十年来，摩托车点火系统的发展很快首先它经历了从有 触点点火系统到目前普遍使用的无触点点火系统的历史性技术革新因为在有触点点火系 统中，其触点因机油污损或磨损等原因常引起触点接触不良和导电困难等故障，可靠性差， 所以需要进行经常性的检查和保养，到了使用周期后应该更换新品，十分不便这无疑也制约着摩托车无故障里程数的提高无触点点火系统是通过触发线圈获取的触发电流来控 制晶体管或可控硅的动作，从而切断点火线圈的初级电流无触点点火系统无需保养，成 本不高，技术上也不复杂，所以很快被推广使用现在的摩托车几乎全部都使用这种无触 点点火系统无触点点火系统的出现是摩托车点火系统的一次革新，也为目前常用的晶体管点火器、 电容放电点火器以及目前正在努力推广的数字式点火器的开发成功奠定了基础三、 电容放电式点火系统(cdi)无触点磁电机电容放电点火系统的出现基本上满足了 二冲程和中小排量四冲程汽油机的点火要求。

该系统采用磁电机发出的电流为电容充电， 由于电容放电能产生强大的电火花，而且次级电流上升快，对高速汽油机十分有利，而且 也有利于防止火花塞污损这些特点与二冲程汽油机的特殊要求极其吻合，所以高性能二 冲程汽油机大多使用这种点火方式由于这类点火系统结构简单、工作可靠，我国又能自 己生产，所以，我国生产的摩托车(不管是二冲程还是四冲程)绝大部分都采用了这类点火 系统电容放电点火系统中然火花强，但放电时间短，这样，在汽油机低速或混合气较稀时 就不易点燃混合气另外，磁电机方式的固有缺点是低速时电流弱、点火能量小所以， 高性能大排量的四冲程汽油机大多采用无触点蓄电池式晶体管点火系统四、 晶体管点火系统 无触点蓄电池式晶体管点火系统采用蓄电池供电，利用晶体管 的导通和截止特性，在需要点火时瞬间地切断点火线圈的初级电流，从而在次线线圈上感 应产生出高电压，由此在火花塞得到很强的电火花晶体管点火器的点火性能稳定，火花 强，放电时间相对较长，而且在发动机转速较低时也能保证可靠点火在该系统中，磁电 机发出的三相交流电经过整流调压器向蓄电池充电，这样可以充分利用磁电机产生的电能 国外的中大排量四冲程汽油机基本上采用这类点火系统。

我国生产的一些高性能四冲程汽 油机也采用了这种点火系统，如轻骑集团生产的gs125摩托车但目前我国使用的晶体管 点火器主要依靠进口，市场上还不见国产产品研制和开发摩托车发动机用的晶体管点火 器已是一件迫在眉睫的任务五 模拟式点火器 上述两大类点火系统的技术发展主要体现在点火器上，而点火器 的技术进步又主要体现在点火提前角的控制上简单的点火器主要依靠触发线圈发出的触 发信号随磁电机转速的升高而迅速提前的特性来控制点火提前角这种点火器被称为第一 代点火器尽管这种提前特性可以通这调整电路和和元件参数略作改变，但可改变的范围 及灵活性都有很有限，其点火特性与汽油机的最佳点火提前角规律相差甚远，汽油机的性 能潜力还远没有被很好地挖掘出来第一代点火器主要被用于二冲程汽油机上，由于经结 构简单、成本低廉，至今还被广泛地使用为了使实际的点火提前角尽量接近其最佳值，四冲程汽油机点火器的点火特性一般被 设计成拥有二台阶的折线，即低速段和高速段各对应一个近于固定的点火提前角，中间过 度段用斜线连接高低转速段之间的点火提前角差由磁电机上触发块所占的弧度决定，其 具体的控制过程一般由专用芯片来完成这种点火器被称为第二代产品，其点火特性可更 接近汽油机的最佳值。

我国能自行设计和生产用于cdi的专用芯片和cdi点火器，但是用 于晶体管点火器的专用芯片还处于开发和试制阶段，晶体管点火器主要依靠进口所以， 选用第二代cdi点火器几乎已成为目前我国开发中小排量四冲程摩托车汽油机的标准方案尽管第二代点火器的点火特性是以拥用二台折线来逼近形状复杂的最佳点火提前角规 律，比第一代点火器的点火特性更接近最佳值，但与实际的最佳点火提前角规律还有一定 的差距这是因为在第一代和第二带点火器的点火控制电路中采用了模拟电路，很难实现 形状复杂的最佳点火特性这类点火器也被称为模拟式点火器六、数字式点火器如何设计点火器使汽油机在整个运行范围内实现最佳点火始终是 点火器开发者的追求目标对特大排量的摩托车汽油机有必要综合考虑汽没机转速、节气 门开度、环境温度和压力等重要参数对最佳点火的影响，从而采用发动机中央管理系统如前所述，由于在点火控制电路中采用模拟电路，模拟式点火器所控制的点火特性只 能大致接近而很难达到最佳值要实现摩托车汽油机在整个运行范围内的最佳点火就必须 采用数字控制电路，这种数字式点火器被称为第三代点火器由于数字式点火器采用了单片机控制电路，故能按照任意给定的点火提前角曲线控制 点火。

因此，只要获取汽油机的最佳点火提前角规律，数字式点火器即可保证其最佳点火在汽车工业发达的国里，基于对最佳性能的追求，点火提前角的数字式（微机）控制在 轿车汽油机上的应用已有二十多年的历史在豪华大排量运动型摩托车汽油机上多年来同 样也应用了微机控制技术，以最大限度地发掘发动机的性能潜力如著名的美国哈利戴 维森公司、德国宝马公司和日本本田、川崎、铃木公司等都有这类产品最近几年一些公 司又把这种数字式点火技术应用到普通家庭型的摩托车汽油机上，如日本雅马哈的jogapr io踏板车就采用了数字式点火器，使其经济性和动力性得到了进一步的改善可以断言， 正如当年发动机微机控制技术的应用从豪华型轿车迅速普及到普通型轿车一样，越来越多 的摩托车制造商也将会很快地把数字式点火器应用到普通家庭型摩托车汽油机上但是，我国在点火提前角的数字式控制技术应用方面要远远落后于发达国家事实上， 在我国该技术在轿车汽油机上的应用才刚刚开始，离普及还有相当一段时期，在摩托车汽 油机上的应用则只是几家研究机构涉足不久的研究课题，很少看到有关该产品研制成功的 报道常州金点摩托车研究所最近成功地开发数字式cdi点火器和数字式晶体管点火器。

开 发数字式点火器的关键问题是解决点火引起的抗干扰问题该所科研人员开拓视野，集思 广益，提出了一套全新概念、软硬件相结合的主动式抗干扰法，彻底解决了点火带来的强 力电磁干扰问题，保证了数字式点火器即使在使用原来普通的高压点火线情况下也能可靠 地工作试验结果表明，该数字式点火器工作可靠、性能稳定、灵活实用七、结束语 几年来，中国的摩托车产量位居世界第一，是名副其实的摩托车大国， 但称不上强国因为绝大多数摩托车企业还不能独立地开发高水平的摩托车新产品，大多采用引进、仿制的方法来发展生产但是，要让我国的摩托车工业在竞争已是十分激烈的 世界摩托车市场中站住脚并保住自己的一块市场份额，就必须加大研究和开发方面的投入, 努力提高主机和零部件的整体开发水平然而，现实情况是，许多厂家往往只重视主机的 开发而轻视零部件的同步开发多年来，我国摩托车点火器的研究和开发工作也未受到应 有的重视，所以，在这一方面，我国与摩托车强国之间的差距也很大我国目前生产的大多是一些常规的模拟式cdi点火器连用于排量略大（125ml以上） 的四冲程摩托车汽油机上的模拟式体管点火器基本上都依赖于进口这种点火器技术滞后 发展的局面已严重影响到我国摩托车汽油机的开发水平。

在开发摩托车汽油机的过程中， 国外的通常做法是通过对一批样机的试验确定该机型汽油机的最佳点火提前角规律，然后 再根据此规律开发相匹配的点火器但是，在国内，我们往往没有去获取汽油机在不同运 行工况下的最佳点火提前角规律，而是常常只从现有的点火器产品中通过试验挑选其一或 略作修正，并不根据汽油机的最佳点火提前角规律来开发与之相匹配的点火器金点研究 所曾对一些出自国内著名制造商的四冲程摩托车汽油机进行了试验，结果发现仅仅通过调 整点火提前角即可不同程度地改善其启动性、动力性和经济性某一 125ml四冲程汽油机 的最大功率竟被提高了 10%，启动性和经济性也都有十分明显的改善。