摩托车点火器的点火形式有电容放电和电感放电两种,它们都是利用点火线圈将点火脉冲升压到约14KV后加到火花塞产生放电火花后点燃混合气体。在四冲程发动机中,从混合气体进入燃烧室火花塞跳火开始燃烧,到完全燃烧需要一定的时间。为了使燃烧充分,点火脉冲必须在活塞运动到上止点之前的某一个角度形成点火,这个角度就是所谓的点火提前角。点火器保证摩托车发动机顺利启动,并且使其在各种转速下的点火提前角按一定的规律变化,使发动机工作在最佳出力状态。由于各种发动机的结构参数不尽相同,它们都有各自的点火提前角和点火曲线(或称进角曲线),一般发动机排量为90毫升的摩托车为了降低成本,多采用固定进角点火器。而125毫升及其以上排量都为多段进角曲线点火器。当点火器进角曲线与发动机不配套时就会造成发动机启动困难、冒黑烟、声音发闷以及加速无力等故障。随着摩托车档次的不同,目前所配用的点火器有模拟式或数字式;进角曲线分为三段式和多段式。
某车型发动机进角曲线如图1所示。
以LZ4213为核心的恒功率CDI(电容放电式)点火器工作原理
1、LZ4213内部功能及引脚描述
LZ4213内部功能方框图如图2所示。
其中1脚为电源输入;2脚为正脉冲输入;7脚为负脉冲输入;8、9脚为内部偏置;10脚为输出点火器控制脉冲;11\12脚为恒流输出,给外部电容充电;13脚为转速曲线形成;14脚为转速曲线充电电流调节;3、4、5、6脚为电源负。
2、基本电路工作原理简述
LZ4213是专为磁电机供电点火器设计的专用IC。其供电电源是将磁电机输出的交流电压,经过二极管整流、阻容滤波后加到1脚,电压标称值为9.2V。PC脉冲也由磁电机提供。因为磁电机外转子与发动机同轴旋转,在其外转子表面上的永久磁铁(俗称凸台有一定的宽度,所以在接近PC线圈和离开线圈时,在PC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相同。时间间隔的大小,即代表了当前发动机的转速信息,LZ4213就是通过处理该脉冲来实现不同转速时的进角大小也不相同的要求。
用LZ4213组装的点火器电原理图如图3所示。
其工作过程是:PC脉冲经过R1、Z1、Z2、C3组成的脉冲整形电路,使PC脉冲限幅在±4.7V以内。PC脉冲经过Q1、C4、R4、D5、C5组成的负脉冲分离电路及Q2、R2、C2、R3组成的正脉冲分离电路分别送到IC的7脚和2脚。为了得到较好的线性,三极管Q1、Q2的e、c极为反接状态使用。从功能图2看出,由2脚输入的正脉冲打开内部开关DK1,使11脚和12脚的外接电容快速充电,12脚电压波形前沿幅度为11脚电压波形前沿幅度的1/2。正脉冲结束后,11脚经R8缓慢向C6放电,使12脚电位继续升高。在发动机转速较低时,13脚积分电压大于脚积分电压(V13>V12),电路见图
现在大多数的摩托车还是采用CDI点火器,其能源来自磁电极线圈。电极发动机低速时,因所发出的电压比较低,所以用它产生的点火脉冲幅度也较小,实际测量得知,低速与高速时幅度相比较约低40%,这在大功率发动机点火时会显得有火无力。电原理图中虚线框内部分为新增加的恒功率点火器部分,其中R11、R12和SCR2为电平控制部分。调整R11和R12比值,可以使低速与高速时脉冲电平一致,CB为储能电容器,在输入端EXT波形为负半周时,通过地线D3、CB、EXT回路向电容CB充电,极性如图所示。而正半周时与CB上电压相叠加,使幅度提高到提升低速时的点火能量。
为适应不同发动机对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。即调节图3中的电阻R8、RX。
LZ4213的进角范围为20°,若进角要求大于20°时,可以在13脚接入图