摩托车电磁兼容两用点火器研究
[摘要]不少摩托车企业,为解决用户反应的在寒冷地区冬季“冷启动性能不良”的问题,纷纷设计了各种各样的倍压高能点火器等,为的是提高点火能量,把发动机性能发挥到最佳状态,所以125以上车型普遍采用了倍压高能点火器提高能量解决冷启动不良问题。但在近期的商检车型送摩托车国家质检中心电磁能辐射干扰检验中,多数车辆达不到电磁兼容国家强制检验项目的要求。因为倍压高能点火器点火能量比普通点火器能量大50%左右。导致点火线圈产生4万伏以上的交流高压而导致电磁能辐射干扰过大,而普通点火器仅能产生3万伏以下的交流高压。因此,课题的研究目的,就是达到既满足电磁能辐射干扰达到国家强制检验项目的要求,又能兼顾在寒冷地区冬季“冷启动性能不良”的问题。
[关键词]点火器电磁兼容冷启动干扰
中图分类号:TM2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110051-01
一、概述
由于汽车污染引起越来越多的车辆法规的出台,造成原有的汽车部件使用受到法规制约,人们不得不对这些不符合法规要求的汽车部件进行新的研究和改造。本课题就是解决摩托车倍压高能点火器不能满足电磁兼容法规要求,而研制一种摩托车电磁兼容两用点火器,既保留了为解决在寒冷地区冬季摩托车“冷启动性能不良”问题的倍压点火器性能,又解决了由于倍压高能点火器点火能量过高会导致电磁干扰超出国家规定标准的现象。
二、总体方案设计
电磁兼容两用点火器研究在倍压点火器的基础上,增加一套低成本的控制线路,让倍压点火器工作在两种状态,即:在点火器启动时工作在倍压高能状态,满足在寒冷地区冬季摩托车“冷启动性能不良”问题。启动结束后,自动转换为普通点火器状态,达到了点火能量过高会导致电磁干扰超出国家规定标准的目的。满足电磁能辐射干扰GB14023-2000要求。
三、总体方案原理
电磁兼容两用点火器主要包括点火电源输入电路、点火输入触发控制电路、延时切换控制电路、熄火控制电路等。
点火电源输入电路由R7、R8、R9、R10、C5、C6、C7、C8、D3、D5、D6、SCR1等组成;点火输入触发控制电路和熄火控制电路等由电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、电容C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、稳压管W1、W2、W3、三极管BG3、BG4、BG5、BG6、BG7、BG8、二极管D7、D8、可控硅SCR2组成。
延时切换电路由二极管D1、D2,电容C1、C2、C3,电阻R1、R2、R3,单晶管DJ,继电器J1,稳压管W4和可控硅SCR3组成。
四、电磁兼容两用点火器工作原理(原理图略)
发动机点火信号从点火触发电路R13输入,经点火提前角控制电路到达SCR2,使SCR2触发导通,此时在C9上建立起的点火输出电压放电至点火线圈初级,点火线圈次极感应出点火高能高压。磁电机输出正半周时,正半周电压经D3到达D1正极,给C9充电,在C9上建立的点火输出电压,导致C9放电至点火线圈初级,点火线圈次极感应出点火高能高压。磁电机输出负半周时,负半周电压经地给C5充电,此时W4达到SCR1触发电压使SCR1导通,电压经D6在C9上建立起正、负半周的叠加点火输出电压,导致C9放电至点火线圈初级,点火线圈次极感应出点火高能高压。由于点火器同时利用了磁电机的正半周和负半周作为点火电源,所以大大提高了点火能量。满足北方地区或冬季摩托车“冷启动性能不良”问题。
发动机启动正常后,由磁电机输出的交流电压经D1整流、C1、C2、滤波,W1稳压后作为两用点火器延时切换电路工作电源,当R3给C3充电到达单结晶体管触发电压时,单结晶体管输出一直流脉冲信号使可控硅SCR3导通,延时控制电路信号经SCR3输出,使其继电器J1动作,J1-1常开触点短接由C5,让C5失去充电作用,使点火器只工作在正半周,达到普通标准点火器功能。由于普通点火器输出能量适中,大大的减少了电磁干扰,达到了点火能量过高会导致电磁干扰超出国家规定标准的目的。
五、电磁兼容两用点火器主要技术指标
连续发火转速范围:≤200至最高转速。
触发门限电压:VGT=0.75V±0.25V。
工作环境温度:-40℃和+85℃。
绝缘性能:点火器各接插件与外壳之间的绝缘电阻≤5MΩ。
启动转换:启动正常后按预设定时间自动转换为电磁兼容合格工作状态。
六、对比试验
按电磁能辐射干扰国家标准GB14023-2000要求,电磁兼容频率测试范围为30M至1000M,经过电磁兼容对比测试,启动时电磁兼容两用点火器工作在高能倍压点火状态,点火能量6.88mj;启动后正常运行在电磁兼容两用点火器转换工作在普通标准点火器状态,点火能量为4.70mj。根据电磁兼容测试曲线表分析,不难看出,红线以上为超出国家标准规定不合格状态,红线以下为合格状态。见点火器对比测试表1及测试曲线01、02。
七、道路试验
电磁兼容两用点火器经6000km道路试验、温度交变试验、高低温试验、扫频振动等试验后,近测试全部指标合格。见电磁兼容测试曲线03。
八、结语
通过对摩托车电磁兼容两用点火器课题的研究,实现了为解决在寒冷地区冬季摩托车“冷启动性能不良”问题,又解决了由于倍压高能点火器点火能量过高会导致电磁干扰超出国家规定标准的问题。当然,解决由于点火系统原因引起的电磁干扰超标问题,还有很多方法。但要丛根本上解决这些问题,技术工作者还必须从实际出发,在开发设计点火系统时,不要单纯的追求高能量的点火系统来发挥发动机功率,也要考虑兼顾到遵循国家标准,不要造成由于部件不能满足国家环境保护标准而给企业造成经济损失。