摩托车双核点火器设计

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1、万方数据第24卷第6期重庆工商大学学报(自然科学版)2007年12月V01．24No．6JChongqingTechnolBusinessUniv．(NatSciEd)Dec．2007文章编号：1672—058X(2007)06—0619—04摩托车双核点火器设计刘学行(重庆工商大学理学院，重庆400067)摘要：介绍了一种摩托车发动机双核点火器的设计原理、电路结构、程序特点；点火器采用单片机技术，能按预定的两条最佳点火提前角曲线控制双火花塞发动机点火，提高了发动机雎能。关键词：摩托车；发动机；点火器；双火花塞中图分类号：O442文献标识码：A摩托车发动机通常采用电容储能式电子点火系统，这种

2、点火系统有点火线圈，次级电压上升时间短，电压高，对火花塞积碳不敏感等优点。但由于该系统的点火器(CDI)利用点火电容储存的能量瞬间释放．故放电持续时间极短，一般仅5—50¨s，因而火花塞火花持续时间短，往往造成发动机点火不良，引起排放污染增大⋯。随着我国开始对摩托车排放执行欧Ⅱ标准，改善摩托车排放已成为摩托车制造企业的头等大事，因而不少企业摸索采用双火花塞，进行二次点火的方案，这样火花持续时间增加，火花能量增强，火花传播距离也缩短，排放将大大改善。为了适应双火花塞点火，点火系统必须有两路高压输出，因此相应的点火器必须有两套点火电路(双核)，同时需根据两火花塞位置、发动机工况，精确控制两火花塞

3、点火时刻的差异，否则发动机可能出现爆震等异常状态，通常的模拟电路已无法实现这样的精度。另一方面，两路系统既要在同一触发信号下工作，两路点火输出又要独立、互不干扰，并且不要过分增大制造成本。摩托车双核点火器利用PICF616单片机为核心，控制两路点火独立输出，根据两条可任意设定的点火进角曲线，实现两火花塞独立点火。1原理摩托车双核点火器结见图l，点火器以PICl6F616单片机为核心，由两套点火电路、直流双升压电路、触发脉冲整形电路及电源电路组成。摩托车磁电机触发线圈产生的触发脉冲如图2，发动机转一周产生～对正负脉冲，经限幅、分离、整形、倒相电路，得到图3的P+和P一脉冲。P+脉冲的间隔时间n

4、为转动周期，提供给单片机计算转速。P+和P。脉冲间隔％为点火提前角范围，发动机最佳点火时刻应在此之间某一时刻乃，因此P一作为提前角计算基准。根据负荷的大小，由油门(节气门)开度位置传感器为单片机提供负荷状态，单片机按预定的由转速和负荷决定的两条提前角曲线生成的两个相位不同的脉冲去控制两个独立的点火电路，实现有时间差的前后两路点火高压输出，两个点火电路的两只储能电容由双DC—DC升压电路提供充电储能，点火器由蓄电池供电，考虑到在蓄电池电路故障时，摩托车调压器直接供电的脉动直流峰值较高，故电源端采用了过压保护电路。收稿日期：2007—0r7一03；修回日期：2007—09—10。作者简介：刘学行

5、(1949一)，男，重庆市人，副教授，主要从事摩托车电器研究。万方数据620重庆工商大学学报(自然科学版)第24卷图1摩托车双核点火器结构图2磁电机触发脉冲2硬件设计火花采图3整形后的触发脉冲点火器点火时刻控制由PICl6F616实现，该单片机是MICROCHIP公司于2006年12月最新推出的14引脚低成本高性能单片机，它内置高稳定性、高精确的振荡器可作为系统时钟，无需外加晶振，其一个带有门控功能的16位定时器可作为计算点火脉冲周期，用来计算发动机转速，两个8位定时器用作两路独立点火曲线设置，其2K存储器足以存储两路点火曲线数据表，多个数模转换通道，可处理模拟信号，内置看门狗定时器、欠压复

6、位等监控电路，用于处理程序运行过程中不可预测的问题旧J。图4为触发脉冲限幅、分离、整形电路。磁电机触发脉冲经z。、z：限幅，E，、E：、R：、R。、V。、V：等组成的分离、整形及倒相电路，输出P+、P一脉冲给单片机。基于PICl6F616的点火控制电路如图5。P+、P一脉冲由F616的两个I／O口(5、6脚)输入，另一I／O口(7脚)与油门开度传感器连接。单片机两路输出信号，分别经V扑V。放大后由Outl、Out2在点火前控制升压电路停振，同时分别经R，。、R¨、C，和R：，、R∞、C。延迟几微秒去控制两只可控硅SCR2、SCR3的触发级G，、G：，使可控硅导通，实现点火。点火及电源电路如图

7、6。由V¨T。、D，、D。。等组成的DC—DC逆变双升压电路，将12V左右直流电升高到200左右，对两只储能电容C．，、C。，分别充电。其中振荡变压器T，次级采用双线并绕，保证了两路电压幅度和相位一致，同时也保证了两路充电、放电完全独立，两路放电的先后互不影响。稳压管z，经R船、V。限制了振荡电压的幅度，电压超限将迫使振荡电路停振。两只可控硅SCR2、SCR3先后导通瞬间，两只储能电容分别通过可控硅、外接的点