摘要：数字点火技术是1种将数字技术与摩托车发动机技术相结合，利用单片机控制摩托车发动机点火，实现对摩托车发动机点火的精确控制，使摩托车发动机的点火能量、点火时刻更趋近于发动机工作时的实际需求，改善起动性能，提高摩托车发动机的混合气燃烧效率，进而实现动力、经济、环保的完美结合，进一步提高摩托车发动机的各项性能指标。

    数字点火技术是1种单片机控制，可实现高能点火并对点火能量进行合理分配，可根据发动机转速、负荷参数对点火时刻进行精确控制，提高发动机起动性能，消除发动机高转速时因点火能量不足及失火现象造成的工作不稳；同时，能够增大转矩，降低排放和油耗，提升发动机整体性能和摩托车骑乘舒适性。传统CDI点火器与数字点火器对比如表1所示。

    摩托车发动机在运行过程中，对于点火要求主要有2点，即足够大的点火能量和准确的点火时刻。摩托车发动机通常使用电容放电式（CDI）电子点火电路，发动机在起动及低转速时，点火电压低，点火能量不足；在高转速时，充放电时间短，点火能量不足，且容易断火。应用数字点火器可以通过部分电子元器件的参数变更及软件设置，对不同转速下的点火能量进行合理分配，达到高低转速下的点火能量需求。点火时刻对发动机燃烧状况影响很大，进而影响发动机转矩、排放、油耗等性能，CDI点火电路大部分为2拐点3段点火，在大部分工况下，点火时刻并不一定处于最佳点火时刻。数字点火器具备点火提前角的自由设定，在确定了发动机最佳点火时刻后，可以通过程序设定和单片机控制，使发动机在不同工况下的点火始终处于最佳时刻。

    1  CG 125机型应用数字点火器情况
    1．1点火能量的确定
    通过测试，发动机点火能量的需求，主要是对起动转速、低转速和高转速3个段测试不同点火能量。根据发动机在不同转速段的运转需求，确定不同转速段最低点火需求能量。据此，确定的最低点火能量＞8 mJ，通过计算等确定采用电子元器件的参数，同时兼顾到元器件工作的可靠性和稳定性，最大点火能量镇27 mJ，并设置数字点火器相关软件，使之满足发动机在各个工况下运转的点火能量需求。

    1.2点火时刻（点火提前角）确定
    现有的磁电机磁钢从触发凸台后沿到对应的活塞上止点（T点）的曲轴转角为20°，所以，能够实现的最大点火提前角就是20°；而实际点火角度可能＞20°，因此，把磁钢后沿到T点的角度扩大为45°，这样，点火提前角可加大到最大角度为45°，同时，考虑到与数字点火器部件及算法的匹配，选择了加长凸台到42.5°，改变后磁钢示意图如图1所示。

    最佳点火时刻是根据发动机的转速和负荷得来的。在该次测试的数字点火应用时，考虑到对现有车辆的结构改变要最小，没有在车辆上安装油门位置传感器，无法得到发动机工作时的负荷状况。为了能够更接近摩托车实际使用状况，采取在试验场道路上进行测试，记录各发动机转速点下对应的油门开度，来确定发动机转速与油门开度的关系如图2所示。

    点火时刻的确定分为起动过程和起动后正常运行2种情况。起动时，点火提前角根据输入的曲轴转角信号，以固定的点火提前角进行；起动后，按标定的点火提前角进行控制，将摩托车发动机安装在测功机上，并根据负荷转速对应曲线来确定发动机状态，在不同发动机状态下，使用可变点火角数字点火器，调整发动机点火提前角的大小，发动机转矩及排放将会发生变化，这时可根据不同的需求（如转矩优先、运转平稳性、排放降低等）来确定点火角度。此次测试的CG125发动机点火提前角的确定原则为，逐步增大点火提前角，使到达转矩下降拐点的最大角度减小2°。改变发动机转速，重复上述步骤，将得到1条对应转速的点火曲线，如图3所示。

    对于3 000 r/min以下采用固定点火角度的工况，260～2 000 r/min为起动及怠速工况，采用固定的0°点火提前角；2000～3 000 r/min为不常用转速，发动机台架标定困难，同样采用点火角度转速跟随，按照线性增大的方式进行控制。整个转速范围内发动机点火曲线图如图4所示。

    根据得到的标定数据以及设计的电路，确定满足设计需求的电子元器件，将得到的数据写入数字点火器芯片ROM中，在发动机运行过程中，ROM将根据发动机工作的不同工况调取相应的数据进行控制。对于在发动机上写好的控制数据，还要在整车上进行一些道路适配，根据不同的需求等对一些点进行修改，提高车辆的操控性和舒适性。

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