点火系统的种类与特点

点火系统的种类与特点

由于发动机点火时刻和初级线圈电流的不同控制方法，产生了不同的点火系统。按点火系统的不同发展阶段可分为：传统机械触点点火系统、无触点点火系统、微机控制式电子点火系统和微机控制式无分电器电子点火系统。

1．传统机械式触点点火系统：

传统的点火系统其点火时刻和初级线圈电流的控制是由机械传动的断电器触点来完成的。由发动机凸轮轴驱动的分电器轴控制着断电器触点的张开、闭合的角度和时刻与发动机工作行程的关系。为了使点火提前角能随发动机转速和负荷的变化自动调节，在分电器上装有离心式机械提前装置和真空式提前装置来感知发动机的转速和负荷的变化。机械式点火系统最大的缺点是因为断电器与驱动凸轮之间机械联动因此闭合角不能变化，而闭合时间和发动机转速的变化有很大的关系，当发动机转速升高时触点闭合时间缩短，初级线圈电流减小点火能量降低；当发动机转速降低时闭合时间又过长，造成线圈中电流过大容易损坏。这是机械触点点火系统无法克服的缺点。

2．无触点电子点火系统：

为了避免机械触点点火系统触点容易烧蚀损坏的缺点，在晶体管技术广泛应用后产生了非接触式传感器作为控制信号，以大功率三极管为开关代替机械触点的无触点电子点火系统。这种系统显著优点在于初级电路电流由晶体三极管进行接通和切断，因此电流值可以通过电路加以控制。不足之处在于这种系统中的点火时刻仍采用机械离心提前装置和真空提前装置，对发动机工况适应性差。

3．微机控制式电子点火系统：

为了提高点火系统的调整精度和各种工况的适应性，在电子点火系统的基础上，采用了微机控制。系统的特点是：不但没有分电器，而且在提前角的控制方面也没有离心提前装置和真空提前装置。从初级线圈电流的接通时间到点火时刻全部采用微机进行控制。其工作原理如下：微机系统通过传感器检测发动机的转速和负荷的大小，由此查阅存在内部存储器中的最佳控制参数，从而获得这一工况下的最佳点火提前角和点火线圈初级电路的最佳闭合角，通过控制三极管的通断时间实现控制目的。

四．无触点电子点火系统（CDI点火器）

无触点电子点火系统一般由曲轴传感器、电子点火器、点火线圈、火花塞等构成。出触点电子点火系统采用晶体管作为点火初级电路的电子开关，因此初级电流的控制比触点点火系统容易且控制精度较高。在机械式式触点点火系统中，触点的闭合时间与曲轴转角靠机械关系连接，也就是靠触点提供发动机曲轴转角信号；但在无触点电子点火系统中点火系统无机械触点，故需要曲轴位置传感器。测量曲轴转角的传感器一般有三种：

磁脉冲式、光电式、霍尔式。电子点火器的作用是控制点火线圈中初级电路电流的接通时间和断开时间。为此，它必须对来自曲轴位置传感器的脉冲信号进行放大、处理、识别。由曲轴位置传感器的脉冲信号求

出发动机的转速，并根据发动机的转速来控制点火线圈初级电路的通电时间。电子点火器一般由脉冲处理电路、初级线圈电流控制电路、稳压器和晶体管输出驱动电路四部分组成。①脉冲处理电路的作用是由曲轴位置传感器输出的脉冲信号进行放大、整形、处理交变成标准脉冲。由于脉冲的频率决定与发动机的转速，故根据脉冲信号的频率与发动机的倍数关系可获得发动机的转速。②初级电路电流控制包括通电时间和断电时间的控制。通电时间决定了初级线圈中电流的大小从而决定了点火能量；初级线圈电路中电流断开时间也就是点火时刻，因此断开时刻的控制就是对点火提前角的控制，在一般的无触点电子点火系统中点火提前角是由点火器根据经验设计一个基本的角度，在发动机运行中再由分电器上的机械提前装置进行调整。③稳压电路的作用是对电源电压进行稳压，降低电源电压对点火线圈初级电路中电流的影响。因为在电路通电时间一定的情况下，电压的高低对初级电路电流的影响较大，所以在没有对初级电路通电时间进行电源修正的系统中稳压电路格外重要。④晶体管输出驱动电路是把控制电路的控制信号转换成直接接通和断开点火初级电路的执行器，因为在控制电路发出的控制信号的驱动能力往往很低，一般只能驱动一些小功率晶体管，对于象初级电路如此大地电流，只能通过大功率晶体管来驱动。

五．微机控制电子点火系统

为了提高摩托车的动力性，降低油耗，减少排放污染，要求点火系统不仅要提供较高的点火能量，而且在对点火时刻的控制方面有较高的精度及对发动机各种工况变化的自适应性。故在采用电控燃油喷射系统的电喷摩托车上，微机系统除了控制喷油量同时还控制点火系统。

1．微机控制点火系统的基本原理：微机根据曲轴位置传感器提供的曲轴位置信号，判断出发动机的活塞位置并且根据信号频率计算出发动机的转速值，再通过电控燃油喷射系统的节气门传感器（或空气流量器）确定负荷的大小从而对发动机的运行工况作出比较精确的判断。根据发动机的转速和负荷的大小微机从存储单元中查找出对应此工况地点火提前角和点火初级电路导通时间，由这些数据对电子点火器进行控制从而实现精确控制。另外微机系统还可以根据其它影响因素对这两个因素进行修正实现点火系统的智能控制。2．点火提前角的控制：因点火提前角对发动机的工作影响较大，因此对点火提前角控制就成为点火系统控制的重点。发动机的工作原理和各类实验都表明：发动机的最佳点火提前角与发动机转速及负荷有密切关系，并且发动机运行工况不同时，对其动力性、经济性和排放污染物量有不同的控制标准，这也意味着发动机最佳点火提前角在不同的工况有不同的标准；在怠速时最佳点火提前角应保证在发动机运转平稳的前提下排放污染物控制在最低限度；在部分负荷工况下以经济性为主，最佳提前角应保证发动机的最低燃油消耗量；在大负荷和加速工况下，以动力性为主，最佳提前角应保证使发动机获得最大的输出扭矩。最佳提前角是对发动机进行实验而得，设计人员将这些数据存储到微机的存储单元中，在发动机工作时，微机根据各传感器的测量数据确定发动机的运行工况，查出最佳点火提前角数值，再通过电子点火器对点火提前角进行控制。

3．通电时间控制：点火线圈初级电流的大小与电路的接通时间有关，通电时间越长电流越大点火能量越就越大，但是电流过大将导致点火线圈发热甚至损坏且也造成能量的浪费；同时线圈中的的电流也受电源电压的影响，在相同的通电时间内，电源电压越高线圈电流越大。因此有必要对线圈电路的接通时间进行修正。通电时间的控制方法一般是由微机从通电时间与电源电压关系曲线中查出通电时间，再根据发动机转速换算出曲轴转角以决定线圈中电流的大小。