用于轻型汽油发动机和抑制发动机反向旋转的点火控制装置的研制

雷德友

浙江锋龙电气股份有限公司 浙江绍兴 312300

点火系统是用于点燃燃料-空气混合的系统。它不仅在内燃机领域非常著名，而且有更多的应用，例如在燃油和燃气锅炉方面。最早的内燃机使用火焰，或者一个热管，但是用于点火这些很快被使用电火花的系统所取代。

传统点火方式有机械式点火系统工作过程是由曲轴带动分电器轴转动，分电器轴上的凸轮转动，使点火线圈初级触点接通与闭合而产生高压电。这个点火高压电通过分电器轴上的分火头，根据发动机工作要求按顺序送到各个气缸的火花塞上，火花塞发出电火花点燃燃烧室内的气体。分电器壳体可以手动转动来调节基本的点火提前角(即怠速运转时的点火提前角)，同时还有真空提前装置，它根据进气管内真空度的变化提供不同的提前角[1]。

1 轻型汽油发动机的点火控制装置的现状

汽油发动机在适当的时间点始终需要来自点火器的点火信号，并且通过控制汽缸中的燃料-空气混合物的燃烧来提供动力，以使汽油发动机连续运转。对于轻型汽油发动机，很少使用电子燃油喷射（EFI），而发动机的点火提前角是分开控制的，以实现相应的控制功能。燃料-空气混合物被气缸中的活塞压缩到其可能的最小体积的时刻称为上死点（TDC）。原则上，当发生上死点时，需要对燃料-空气混合物进行完全燃烧，以便产生能量以最大程度地推动活塞以为汽油发动机提供最大功率。但是点火器需要时间来产生点火信号并且燃料-空气混合物被点燃并获得完全燃烧。如果点火器始终在上止点（TDC）产生点火信号，那么随着汽油发动机转速的增加，燃料-空气混合物在气缸中完全燃烧的瞬间与活塞的瞬间之间的时间间隔到达上死点（TDC）变得越来越大，因此，汽油发动机的工作效率越来越低。

2 轻型汽油发动机的点火控制装置研制问题的提出

轻型汽油发动机一般设计为单向旋转模式，即轻型汽油发动机只能单向旋转。并且汽油发动机的旋转轴和启动轮在单向模式下紧密连接。也就是说，如果汽油发动机正转，无论启动轮如何，旋转轴都能正常运转；如果汽油发动机反向旋转，旋转轴将以相反的方式运行，迫使启动轮跟随它。启动轮由一定长度的启动绳缠绕，使得一些正旋转能量被强制旋转轴和汽油的飞轮与启动绳被拉动，并且与点火器的点火功能配合，发动机可以正常开始。在发动机启动过程中，旋转轴的速度变化，这将导致由点火系统（特别是数字点火系统）计算的点火角偏离实际所需的角度，或者甚至导致汽油发动机的旋转轴的瞬时反向旋转。启动轮的反向旋转导致启动绳索在其反向旋转时可能越来越紧，并且一旦启动绳索的张力过大，启动绳索可能会破坏以对启动系统造成损坏[2]。

3 轻型汽油发动机的点火控制装置的研究设计

针对现阶段工艺复杂，质量不稳定，安全性不高，成本高的缺陷，研究设计了一种于抑制发动机的反转并在适当的时间点根据发动机的速度产生点火信号，以控制火花塞产生点火轻型汽油发动机的火花的点火控制装置，包括a充电线圈，被配置为随着飞轮的旋转引起第一交流信号，所述飞轮的表面包括磁钢；变压器，包括初级点火线圈和次级点火线圈，其中所述次级点火线圈与所述火花塞连接；电火花发生控制电路，被配置为接收所述整流的第一交流信号并响应于点火信号将第一信号施加到所述主点火线圈，其中所述二次点火线圈感应出第二信号以控制所述火花塞产生火花；触发线圈，被配置为随着所述飞轮的旋转而感应出第二交流信号；位置检测电路，用于分别对所述第二交流信号的正信号和负信号进行整形，以产生第一位置信号和第二位置信号，并将所述第一位置信号和所述第二位置信号提供给微控制器；微控制器，用于根据所述第一位置信号确定点火时刻，将所述点火信号提供给所述电火花产生控制电路，还用于根据所述第一位置信号控制所述火花塞停止点火，第二位置信号。触发线圈，被配置为随着所述飞轮的旋转而感应出第二交流信号；位置检测电路，用于分别对所述第二交流信号的正信号和负信号进行整形，以产生第一位置信号和第二位置信号，并将所述第一位置信号和所述第二位置信号提供给微控制器[3]。

4 结语

本文所研究设计的一种新式结构的用于轻型汽油发动机和抑制发动机反向旋转的点火控制装置，结构简单，针对现有技术的上述技术问题，此类点火控制装置具有结构合理，成本低，控制电路可靠，操作安全的特点，不仅有效保证点、熄火控制质量，且能够大大提高了燃油效率。该产品严格按照点火控制装置的制造标准及其他相关规定进行研究和设计，已完全达到安全可靠的功效，为当地点火控制装置的工作做出了卓越的贡献。