摩托车稀薄燃烧高能点火系统的关键技术和性能介绍

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欢迎访问e展厅 展厅 5 摩托车/自行车展厅 沙滩摩托车, 电动自行车, 折叠自行车, ... 在国际著名投资公司IDG的资金支持下，稀薄燃烧摩托车技术（北京）有限公司依靠自身的技术力量，自主研发出又一摩托车高科技产品——稀薄燃烧高能数字点火系统。 稀薄燃烧高能数字点火系统有2方面的含义：一是高能点火，二是数字点火。高能点火，顾名思义就是发动机点火的能量更高，其主要优点：1）点火能量提高，有利于改善摩托车的起动性和怠速稳定性，特别是改善了摩托车的低温冷起动性能，可在－20℃环境下“一触即发”。这对于寒冷地区使用的摩托车来说，具有非常重要的意义。2）点火能量提高，有利于可燃混合气体充分燃烧，从而提高了发动机的动力，节省了燃油，降低了排放。3）点火能量提高，发动机能适应较为稀薄的油气混和状态，这对于高原缺氧地区使用的摩托车来说至关重要。另外，为了应对当前国家对摩托车排气污染物的控制，许多摩托车企业采取调稀化油器的方式，结果摩托车性能大幅度下降，如果企业采用了高能点火新技术，则这种缺陷就可以得到弥补。数字点火，其实就是利用计算机芯片来精确控制点火的能量和时间：1）点火能量太小不能满足发动机性能要求，点火能量过大又是一种浪费，而且涉及到相应设备的承受力问题。在现有设备能够承受的条件下，将点火能量控制到一个能够满足需要的合适程度是十分必要的。2）准确的点火时间对发动机的燃烧效率至关重要，利用计算机技术我们可以控制点火的时间，其精确度可以达到微秒级，这是任何其它方式所无法比拟的。 下面，我们对实现稀薄燃烧高能数字点火系统的关键技术作一个简单介绍。 a）点火方式的选择：以电感点火取代电容点火 目前，大部分摩托车的点火系统属于电容点火。电容放电式点火系统（CDI）是利用磁电机发出的电流为电容充电，缺点是：低速时电流弱，会使电容充电不足，导致点火能量较小；同样，高速时虽然能提供较强的电流，但由于给电容充电时间较短，也会造成电容充电能量不足，导致点火能量较小。 从汽车工业发展的现状看，为保证较大排量发动机点火能量的需求，主要采用电感储能式点火方式：1）利用蓄电池供电，而蓄电池又利用磁电机发出的交流电经过整流调压器不断得到补充，所以供电有保证且稳定；2）利用电感线圈的储能可控制其变化特性及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，从而在次级线圈上感应产生出高电压，由此使火花塞得到很强的电火花。这种点火方式的优点在于：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和较高时通过控制都能保证足够的点火能量。 此外，点火能量不仅是指点火器本身能够产生的能量大小，而且也应该是指可燃混合气体能够接受到的能量大小：电容点火，由于其点火放电时间短，即使有较高的能量，其对燃烧混合气体的影响力也小；而电感点火，由于其点火放电时间较长，与混合气体燃烧的过程特性较吻合，所以即使是同样的能量，其作用影响力也大，效果更好。因此，为了实现较高的、有效率的点火能量，我们采取电感点火方式替代目前的电容点火方式。 b）点火控制技术的特点：以芯片控制取代模拟控制 点火器的技术进步主要体现在点火提前角的控制，即点火曲线的控制精度上。简单的点火器，其点火曲线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。虽然这种特性可以通过调整电路和元件的参数略作改变，但是可改变的范围和灵活性都受到限制，其变化特性与汽油发动机的最佳点火提前角规律相差较远，因此，利用此特性进行点火就不能把汽油机的性能潜力很好地挖掘出来。 目前，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二阶折线，即低速段和高速段各对应一个接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，这种点火特性更接近汽油机的最佳值。 我国虽然能自行设计和生产用于CDI的专用芯片和点火器，但是用于电感点火器的专用芯片还处于开发和试制阶段，较为成熟的产品还主要依靠进口，价格也比较昂贵。因此，目前我国摩托车仍主要采用模拟式电容点火器。有些芯片控制的数字式电容点火因为价格昂贵，且能量上并没有太大突破，所以难以大幅度推广应用。 我公司经过长期研发，结合摩托车的实际状况，巧妙地借鉴汽车点火系统的先进技术，且以较低的成本实现了对电感点火的芯片控制技术。实践证明，这种芯片控制技术可以根据不同的摩托车状况，智能修正最合适的点火控制曲线，不仅实现最佳点火提前角的控制，还可以实现点火能量的控制，从而满足各种工况和各种车况的点火需要。 c）强力抗干扰技术：软硬件结合抗干扰 点火过程的本身，就是一个较强的电磁感应过程，电流变化大，电感变化也大，因此对控制整个点火过程的芯片来讲影响强烈，稍有不慎就会导致芯片“失灵”、控制失灵，无法正常工作。 可以说，解决抗干扰问题与精确控制点火提前角曲线一样重要，甚至更为棘手。它不仅需要从硬件上下功夫，也要从软件上下功夫，要软硬件相结合。特别是在硬件上，要仔细挑选品质优良的元器件，既要保证每个元器件避免被干扰，还要做到减少每个元器件可能对其它元器件产生的干扰问题。由于元器件数目众多，布局是否合理就显得十分重要。在软件上，除了一些基本的抗干扰措施外，顺畅的逻辑控制结构是十分重要的，有利于软件计算和运行的可靠持久。 d）点火线圈的合理匹配：保证低能耗，高能量，长寿命 点火能量最终要通过电感线圈来实现，因此，点火线圈的设计匹配非常重要。 为了保证较大的点火火花，一般通过较长的通电时间以储备足够的点火能量来完成的。但是，通电储能时间延长，可能引起点火线圈发热，影响点火线圈的使用寿命，同时，发热本身就是一种能耗过程，不利于长期保证高能点火的能量需求。所以，我们在点火线圈的设计上，要做到对线圈绕线圈数、绕线尺寸、绕线材质进行综合考虑，在整体外观尺寸大小、散热性、电阻值、电感值、耐久性上确定一个满足需要的平衡状态。 过去，许多研究高能点火的工作没有成功，主要原因是没有对上述工作需要进行综合匹配。 实验表明，我公司研制的“电感式高能数字点火系统”具有多重优势：由于点火能量较大，提高了摩托车的起动性能，特别是低温起动性能；由于点火能量较大和点火角度精确独特，提高了摩托车的骑乘性能，使骑乘更平稳，加速更快捷、顺畅，动力性更强，节油效果更好；由于点火能量较大，增强了摩托车的稀薄燃烧性能，使摩托车能够适应更稀薄的燃烧环境，便于在高原环境下使用，或者通过控制更为稀薄的油气混合比实现降低油耗和排放的目地。目前，许多排放值本来并不很高的车辆（特别是骑式车、弯梁车），在使用我公司高能点火系统后，通过化油器的直接调整配合，就可以实现目前国家强制执行的欧Ⅱ排放标准，节油率可达5%～10%。 当然，我们研发高能点火系统的目的，还是着眼于适应更为严格的欧Ⅲ排放标准。要实现越低的排放，就必须控制更为稀薄的燃烧状态，而较为稀薄的燃烧状态与我们日常所希望的稳定可靠燃烧是矛盾的，而高能点火正是解决这一矛盾的最好手段。 摩托车的品质很大程度上决定于发动机，而发动机性能的体现与点火技术的水平有着最直接的关系。我们相信，采用稀薄燃烧高能数字点火系统，一定会使现有的摩托车如虎添翼，实现质的飞跃。 为了推动我国摩托车产业的进一步发展，回报社会各界对我公司的大力支持，我公司近期将逐步向市场推出这一彻底提升现有摩托车品质的高科技产品，对于过去一贯支持和帮助我公司的稀薄燃烧产品的老客户，还将享受到最优惠的价格。(end)

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