为何有的摩托车火花塞火花明亮且拉弧长?点火器工作原理大揭密
喜欢玩摩托车的都知道,火花塞火花强弱,直接决定了摩托车启动是否容易,跑起来是否有劲。但现实是,即使同一款车型,却总是有的车火花又细又暗,有的却又粗又亮。有一款能拉出较长电火花,呈现粗壮亮蓝色火花的摩托车点火器,是许多车友的追求。
反差巨大的点火火花
而决定火花强弱的配件是什么?许多车友也能说出一二,比如点火器呀,高压包呀,火花塞呀等等。甚至有车友了解得多的,还知道电容点火系统和电感点火系统。今天,我们就从原理上解析这个问题。
火花的强弱,其本质就是点火能量的强弱,能量强,也就是电压高、电流大的火花,自然就显得粗壮和明亮。那么,怎样才能做到这一点呢?下面我们分别对两种主流点火器进行解说 。
动力强劲的摩托车
现在,摩托车点火器主要分CDI(电容)点火器和PEI(电感)点火器,与其相对应的,高压包也分为电容高压包与电感高压包,CDI点火器只能匹配电容高压包,PEI点火器只能匹配电感高压包,配反了不仅影响效果,有时甚至没有火花。比如,电容点火器配了电感高压包,会有火花,但电感点火器配电容高压包,却是没有火花的。
下面先来说说电容高压包(CDI高压包),它多用于直流电子电火器,以及低压磁电机点火线圈充电的交流点火器。
电容高压包
直流电子点火器工作原理是:通过DC-DC升压的方式,把DC6v-12v电压升压到200以上,作为点火器的电容充电电压。而低压交流点火器,是将磁电机的点火充电线圈的200V左右的交流电压,作为点火器电容的充电电压。所以,电容点火器的能量以电场的方式存储于点火器内部的,通俗点说,就是点火器内部的大电容进行充电存电。
既然需要充电,那就需要时间,一般点火器电容的充电电压要能达到180-200V左右,充电时间需要7-10ms才能充满,所以电容点火器在一般低速的情况下电容器能够充满,火花比较强。
CDI电容点火器
而随着转速的升高点火周期会相应缩短,当时间缩短到小于充电时间【8500转时对应的周期为7ms,6000转时对应的周期为10ms】后,此时电容已经充不满了,也就是说,当电容还没有充满的时候,下一个点火时刻就到了,电容必须放电点火,这样在高速的时候点火电压就越来越小,越来越低,反映到外面就是火花越来越细,越来越弱,而当超过10000转时对应的周期为5ms,更加充不满的电容放不出电,就可能会出现断火的现象。
交流点火器是由磁电机提供的点火电能量,它也存在同样的毛病,就是在高速时无法对电容器充满电,以前有釆用倍压交流点火的,其原理就是把线圈的另一个半周的能量利用起来,这样的点火器的性能比一般的普通的交流点火器的性能高一点,但同样面临高转速断火的问题。
这种问题怎么解决呢?既然是通病,就没人想到解决办法吗?当然不是!既然充电时间不够,那就延长充电时间,这是大家都能想到的主意,但延长充电时间,就意味着降低转速,这是矛盾的!还有办法吗?答案是有!
隔圈点火
四冲程发动机不是转两圈才做一次功嘛,现在的点火器每圈都点火,其实有一圈的点火是浪费的,根本没用(此时一个杠精跳出来了,说有厂家介绍排气时的点火是再点燃,可以提升燃料利用率和环保,我去,自己想想有可能嘛)。
如果把排气行程的点火去掉,只在做功行程点火,这样不就相当于把每个点火周期的时间延长一倍了吗?比如10000转的点火时间是5ms,现在变成了10ms,充电时间就充裕了!
这确实是个天才的主意,也确实有产品在利用这个原理了,那就是全摩俱乐部的“泰昌智点”,它采用的隔圈点火技术有效的解决了高速断火的问题,让点火器能最高支持到20000转的超高转速。透露一下,其实现在的电喷车,已经几乎全部都是隔圈点火的了,由于中央电脑ECU的控制,不该点火的时候,它是绝不会浪费能量的。
隔圈点火的CDI点火器
敲黑板啦,总结一下:电容点火器实质上利用的电容放电原理,这一瞬间的放电,就在高压包次级感应出上万伏特的点火电压。对电容高压包来说,它是通电点火,高压包的一脚是接地的。
再说说电感高压包,它的工作原理是:PEI点火器在点火前几毫秒开始对电感高压包进行通电,对其进行充磁,点火能量以磁场的方式形成,存储在高压包内。
电感高压包内存储能量,与自身电感量(H)和通过的电流成正比,一般摩托车的电感高压包,它的充磁时间为4-5ms就能充够,超过这个时间存储的能量就不会再增加,多余的能量以热的形式消耗掉,低于这个时间能量就会减小,但是一般大于2ms也能正常点火,所以在赛车,高转速摩托车上面基本都釆用PEI点火器,电感高压包。
电感高压包
由于PEI点火器点火之前提前充磁导通,在高压包的内部一直存在3A左右的电流,已经建立了很强的磁场,在点火时间到来时,晶体管进行瞬间关断,高压包初级上的电流瞬间消失,电流的突变引起磁场的突变,于是在高压包的次级产生高电压感应电动势,进行点火。
PEI电感点火器
敲黑板啦,总结一下:电感点火器实质上利用的磁电转换原理,充磁结束的线圈突然断电,就在高压包次级感应出上万伏特的点火电压。对电感高压包来说,它是断电点火,与电容高压包刚好相反,电感高压包的体积一般较大,一脚是接正极的。
把它们做一个对比:
从放电持续时间上看,CDI比较短,PEI比较长,利用示器可以看见它们的放电振荡波形;
从外形上看,电感高压包较大,电容高压包小很多;
从电压上看,电感高压包的初级对地有9-12v的电压,而电容高压包没有;
从高压包初级线圈电阻来看,PEI高压包初级阻值在4Ω左右,CDI高压包的初级阻值在0.3-1Ω左右。
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