金城鈴木刀提前點(diǎn)火時間的原理--- 

一、概述： 我們知道，燃油摩托車的動力來自汽油機(jī)氣缸內(nèi)可燃混合氣的燃燒，而燃燒的完善與否直接影響到汽油機(jī)輸出的驅(qū)動動力。良好的燃燒必須具備以下三個條件，即良好的混合氣、充分的壓縮和最佳的點(diǎn)火。其中，點(diǎn)火包括點(diǎn)火時刻和點(diǎn)火能量。點(diǎn)火時刻和點(diǎn)火能量的控制則由點(diǎn)火系統(tǒng)來完成。 
　點(diǎn)火系統(tǒng)在汽油機(jī)中有著十分重要的作用。點(diǎn)火能量必須要足夠大，否則點(diǎn)火能量太小，就不能點(diǎn)燃缸內(nèi)的混合氣，汽油機(jī)也無法正常運(yùn)行。點(diǎn)火時刻或點(diǎn)火提前角則更為關(guān)鍵，因?yàn)樗怯绊懫蜋C(jī)性能的最重要參數(shù)之一，點(diǎn)火的過早或過遲都會直接影響到汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動力性。所以，對應(yīng)于給定的汽油機(jī)運(yùn)行工況都存在著一個最佳點(diǎn)火提前角。通過試驗(yàn)獲取汽油要的最佳點(diǎn)火提前角變化規(guī)律并控制汽油機(jī)盡量按最佳點(diǎn)火提前角的變化規(guī)律來點(diǎn)火始終是開發(fā)工程師們所追求的目標(biāo)之一。 
摩托車點(diǎn)火系統(tǒng)的分類方法很多，按有無觸點(diǎn)可分為有觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)和無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)；按供電方式可分為蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)和磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)；按放電方式可分為電容放電式點(diǎn)火系統(tǒng)和電感放電式點(diǎn)火系統(tǒng)；按點(diǎn)火時刻控制方式可分為模擬式點(diǎn)火系統(tǒng)和數(shù)字式點(diǎn)火系統(tǒng)；按控制點(diǎn)火線圈初級電流的主要元件可分為可控硅點(diǎn)火系統(tǒng)和晶體管點(diǎn)火系統(tǒng)等等。在描述摩托車點(diǎn)火系統(tǒng)時，我們通常把按不同方法分類的特點(diǎn)組合起來，如目前最常用的無觸點(diǎn)磁電機(jī)式電容放電點(diǎn)火系統(tǒng)和無觸點(diǎn)蓄電池式晶體管點(diǎn)火系統(tǒng)等等。 
隨著摩托車工業(yè)的迅速發(fā)展，摩托車點(diǎn)系統(tǒng)的技術(shù)水平也得到了很大的提高。下面就對目前常用的點(diǎn)火系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢作一次綜述。 
二、無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)近幾十年來，摩托車點(diǎn)火系統(tǒng)的發(fā)展很快。首先它經(jīng)歷了從有觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)到目前普遍使用的無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)的歷史性技術(shù)革新。因?yàn)樵谟杏|點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)中，其觸點(diǎn)因機(jī)油污損或磨損等原因常引起觸點(diǎn)接觸不良和導(dǎo)電困難等故障，可靠性差，所以需要進(jìn)行經(jīng)常性的檢查和保養(yǎng)，到了使用周期后應(yīng)該更換新品，十分不便。這無疑也制約著摩托車無故障里程數(shù)的提高。無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)是通過觸發(fā)線圈獲取的觸發(fā)電流來控制晶體管或可控硅的動作，從而切斷點(diǎn)火線圈的初級電流。無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)無需保養(yǎng)，成本不高，技術(shù)上也不復(fù)雜，所以很快被推廣使用?，F(xiàn)在的摩托車幾乎全部都使用這種無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)。 
無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)的出現(xiàn)是摩托車點(diǎn)火系統(tǒng)的一次革新，也為目前常用的晶體管點(diǎn)火器、電容放電點(diǎn)火器以及目前正在努力推廣的數(shù)字式點(diǎn)火器的開發(fā)成功奠定了基礎(chǔ)。 
三、電容放電式點(diǎn)火系統(tǒng)(CDI) 無觸點(diǎn)磁電機(jī)電容放電點(diǎn)火系統(tǒng)的出現(xiàn)基本上滿足了二沖程和中小排量四沖程汽油機(jī)的點(diǎn)火要求。該系統(tǒng)采用磁電機(jī)發(fā)出的電流為電容充電，由于電容放電能產(chǎn)生強(qiáng)大的電火花，而且次級電流上升快，對高速汽油機(jī)十分有利，而且也有利于防止火花塞污損。這些特點(diǎn)與二沖程汽油機(jī)的特殊要求極其吻合，所以高性能二沖程汽油機(jī)大多使用這種點(diǎn)火方式。由于這類點(diǎn)火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，我國又能自己生產(chǎn)，所以，我國生產(chǎn)的摩托車(不管是二沖程還是四沖程)絕大部分都采用了這類點(diǎn)火系統(tǒng)。 
電容放電點(diǎn)火系統(tǒng)中然火花強(qiáng)，但放電時間短，這樣，在汽油機(jī)低速或混合氣較稀時就不易點(diǎn)燃混合氣。另外，磁電機(jī)方式的固有缺點(diǎn)是低速時電流弱、點(diǎn)火能量小。所以，高性能大排量的四沖程汽油機(jī)大多采用無觸點(diǎn)蓄電池式晶體管點(diǎn)火系統(tǒng)。 
四、晶體管點(diǎn)火系統(tǒng)無觸點(diǎn)蓄電池式晶體管點(diǎn)火系統(tǒng)采用蓄電池供電，利用晶體管的導(dǎo)通和截止特性，在需要點(diǎn)火時瞬間地切斷點(diǎn)火線圈的初級電流，從而在次線線圈上感應(yīng)產(chǎn)生出高電壓，由此在火花塞得到很強(qiáng)的電火花。晶體管點(diǎn)火器的點(diǎn)火性能穩(wěn)定，火花強(qiáng)，放電時間相對較長，而且在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低時也能保證可靠點(diǎn)火。在該系統(tǒng)中，磁電機(jī)發(fā)出的三相交流電經(jīng)過整流調(diào)壓器向蓄電池充電，這樣可以充分利用磁電機(jī)產(chǎn)生的電能。國外的中大排量四沖程汽油機(jī)基本上采用這類點(diǎn)火系統(tǒng)。我國生產(chǎn)的一些高性能四沖程汽油機(jī)也采用了這種點(diǎn)火系統(tǒng)，如輕騎集團(tuán)生產(chǎn)的GS125摩托車。但目前我國使用的晶體管點(diǎn)火器主要依靠進(jìn)口，市場上還不見國產(chǎn)產(chǎn)品。研制和開發(fā)摩托車發(fā)動機(jī)用的晶體管點(diǎn)火器已是一件迫在眉睫的任務(wù)。 
五模擬式點(diǎn)火器上述兩大類點(diǎn)火系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在點(diǎn)火器上，而點(diǎn)火器的技術(shù)進(jìn)步又主要體現(xiàn)在點(diǎn)火提前角的控制上。簡單的點(diǎn)火器主要依靠觸發(fā)線圈發(fā)出的觸發(fā)信號隨磁電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而迅速提前的特性來控制點(diǎn)火提前角。這種點(diǎn)火器被稱為第一代點(diǎn)火器。盡管這種提前特性可以通這調(diào)整電路和和元件參數(shù)略作改變，但可改變的范圍及靈活性都有很有限，其點(diǎn)火特性與汽油機(jī)的最佳點(diǎn)火提前角規(guī)律相差甚遠(yuǎn)，汽油機(jī)的性能潛力還遠(yuǎn)沒有被很好地挖掘出來。第一代點(diǎn)火器主要被用于二沖程汽油機(jī)上，由于經(jīng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，至今還被廣泛地使用。 
為了使實(shí)際的點(diǎn)火提前角盡量接近其最佳值，四沖程汽油機(jī)點(diǎn)火器的點(diǎn)火特性一般被設(shè)計(jì)成擁有二臺階的折線，即低速段和高速段各對應(yīng)一個近于固定的點(diǎn)火提前角，中間過度段用斜線連接。高低轉(zhuǎn)速段之間的點(diǎn)火提前角差由磁電機(jī)上觸發(fā)塊所占的弧度決定，其具體的控制過程一般由專用芯片來完成。這種點(diǎn)火器被稱為第二代產(chǎn)品，其點(diǎn)火特性可更接近汽油機(jī)的最佳值。我國能自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)用于CDI的專用芯片和CDI點(diǎn)火器，但是用于晶體管點(diǎn)火器的專用芯片還處于開發(fā)和試制階段，晶體管點(diǎn)火器主要依靠進(jìn)口。所以，選用第二代CDI點(diǎn)火器幾乎已成為目前我國開發(fā)中小排量四沖程摩托車汽油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)方案。 
盡管第二代點(diǎn)火器的點(diǎn)火特性是以擁用二臺折線來逼近形狀復(fù)雜的最佳點(diǎn)火提前角規(guī)律，比第一代點(diǎn)火器的點(diǎn)火特性更接近最佳值，但與實(shí)際的最佳點(diǎn)火提前角規(guī)律還有一定的差距。這是因?yàn)樵诘谝淮偷诙c(diǎn)火器的點(diǎn)火控制電路中采用了模擬電路，很難實(shí)現(xiàn)形狀復(fù)雜的最佳點(diǎn)火特性。這類點(diǎn)火器也被稱為模擬式點(diǎn)火器。 
六、數(shù)字式點(diǎn)火器如何設(shè)計(jì)點(diǎn)火器使汽油機(jī)在整個運(yùn)行范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最佳點(diǎn)火始終是點(diǎn)火器開發(fā)者的追求目標(biāo)。對特大排量的摩托車汽油機(jī)有必要綜合考慮汽沒機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、環(huán)境溫度和壓力等重要參數(shù)對最佳點(diǎn)火的影響，從而采用發(fā)動機(jī)中央管理系統(tǒng)。 
如前所述，由于在點(diǎn)火控制電路中采用模擬電路，模擬式點(diǎn)火器所控制的點(diǎn)火特性只能大致接近而很難達(dá)到最佳值。要實(shí)現(xiàn)摩托車汽油機(jī)在整個運(yùn)行范圍內(nèi)的最佳點(diǎn)火就必須采用數(shù)字控制電路，這種數(shù)字式點(diǎn)火器被稱為第三代點(diǎn)火器。 
由于數(shù)字式點(diǎn)火器采用了單片機(jī)控制電路，故能按照任意給定的點(diǎn)火提前角曲線控制點(diǎn)火。因此，只要獲取汽油機(jī)的最佳點(diǎn)火提前角規(guī)律，數(shù)字式點(diǎn)火器即可保證其最佳點(diǎn)火。 
在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國里，基于對最佳性能的追求，點(diǎn)火提前角的數(shù)字式(微機(jī))控制在轎車汽油機(jī)上的應(yīng)用已有二十多年的歷史。在豪華大排量運(yùn)動型摩托車汽油機(jī)上多年來同樣也應(yīng)用了微機(jī)控制技術(shù)，以最大限度地發(fā)掘發(fā)動機(jī)的性能潛力。如著名的美國哈利戴維森公司、德國寶馬公司和日本本田、川崎、鈴木公司等都有這類產(chǎn)品。最近幾年一些公司又把這種數(shù)字式點(diǎn)火技術(shù)應(yīng)用到普通家庭型的摩托車汽油機(jī)上，如日本雅馬哈的JOGAPRIO踏板車就采用了數(shù)字式點(diǎn)火器，使其經(jīng)濟(jì)性和動力性得到了進(jìn)一步的改善?？梢詳嘌?，正如當(dāng)年發(fā)動機(jī)微機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用從豪華型轎車迅速普及到普通型轎車一樣，越來越多的摩托車制造商也將會很快地把數(shù)字式點(diǎn)火器應(yīng)用到普通家庭型摩托車汽油機(jī)上。 
但是，我國在點(diǎn)火提前角的數(shù)字式控制技術(shù)應(yīng)用方面要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。事實(shí)上，在我國該技術(shù)在轎車汽油機(jī)上的應(yīng)用才剛剛開始，離普及還有相當(dāng)一段時期，在摩托車汽油機(jī)上的應(yīng)用則只是幾家研究機(jī)構(gòu)涉足不久的研究課題，很少看到有關(guān)該產(chǎn)品研制成功的報道。 
七、結(jié)束語幾年來，中國的摩托車產(chǎn)量位居世界第一，是名副其實(shí)的摩托車大國，但稱不上強(qiáng)國。因?yàn)榻^大多數(shù)摩托車企業(yè)還不能獨(dú)立地開發(fā)高水平的摩托車新產(chǎn)品，大多采用引進(jìn)、仿制的方法來發(fā)展生產(chǎn)。但是，要讓我國的摩托車工業(yè)在競爭已是十分激烈的世界摩托車市場中站住腳并保住自己的一塊市場份額，就必須加大研究和開發(fā)方面的投入，努力提高主機(jī)和零部件的整體開發(fā)水平。然而，現(xiàn)實(shí)情況是，許多廠家往往只重視主機(jī)的開發(fā)而輕視零部件的同步開發(fā)。多年來，我國摩托車點(diǎn)火器的研究和開發(fā)工作也未受到應(yīng)有的重視，所以，在這一方面，我國與摩托車強(qiáng)國之間的差距也很大。 
我國目前生產(chǎn)的大多是一些常規(guī)的模擬式CDI點(diǎn)火器。連用于排量略大(125ml以上)的四沖程摩托車汽油機(jī)上的模擬式體管點(diǎn)火器基本上都依賴于進(jìn)口。這種點(diǎn)火器技術(shù)滯后發(fā)展的局面已嚴(yán)重影響到我國摩托車汽油機(jī)的開發(fā)水平。在開發(fā)摩托車汽油機(jī)的過程中，國外的通常做法是通過對一批樣機(jī)的試驗(yàn)確定該機(jī)型汽油機(jī)的最佳點(diǎn)火提前角規(guī)律，然后再根據(jù)此規(guī)律開發(fā)相匹配的點(diǎn)火器。但是，在國內(nèi)，我們往往沒有去獲取汽油機(jī)在不同運(yùn)行工況下的最佳點(diǎn)火提前角規(guī)律，而是常常只從現(xiàn)有的點(diǎn)火器產(chǎn)品中通過試驗(yàn)挑選其一或略作修正，并不根據(jù)汽油機(jī)的最佳點(diǎn)火提前角規(guī)律來開發(fā)與之相匹配的點(diǎn)火器。