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随着摩托车出口量的不断增加,我国摩托车出口已从亚洲、非洲市场向欧洲市场扩大。欧洲国家对摩托车整车及配件在安全、排放方面要求较严,特别是中小排量摩托车,几乎普遍要求加装安全限速装置,最高车速限制在45 km/h(个别国家为25 km/h)以内,这对于发动机的保护及减少交通事故的发生具有重要意义。 对现有摩托车实现限速功能一般采用以下几种方法:1)用改变化油器的气化量、减少空气滤清器的进气量、堵塞排气管的排气量等,来降低发动机的功率实现限速;2)限制油门开启度;3)给普通电子点火器增加断火电路,当发动机达到一定转速时点火器产生断火,使发动机动力下降,实现对发动机的限速。以上所述第1种方法会直接影响摩托车的动力性。引起发动机过热等现象;第2种方法虽然不会直接影响摩托车的动力性,但控制车速误差大,易被用户自行拆除造成限速功能失效;第3种方法虽简单,但由于采用发动机转速作为限速控制信号,会影响摩托车的加速性能,摩托车行驶过程中易出现 “发冲”现象,控制车速误差也大,燃料不能充分燃烧、排放难以满足欧洲市场要求。本文介绍的高精度摩托车限速点火器可以克服上述几种限速方法的缺陷,测速数据取自摩托车后轮,测速精确、误差可控制在±2%以内,避免了因发动机功率大小及传动带松紧等间接误差造成限速不准确。 1 高精度摩托车限速点火器工作原理 高精度摩托车限速点火器结构框图如图1所示,由车速控制信号输入端、点火触发脉冲输入端、电源输入端、高压输出端、公共接地端及熄火控制端组成,与其它通用电子点火器相比,增加了1个车速控制信号输入端。该点火器采用单片机控制技术,将拾取的摩托车实际车速作为限速控制脉冲信号,由单片机内部的微电脑控制器对车速控制脉冲周期进行计算,再与设定的时钟周期进行比较。当车速控制脉冲信号周期小于设定值时,微电脑控制器自动控制火花塞放电时间适当滞后,使点火提前角与发动机转速失谐,发动机的功率下降,实现对摩托车车速的限制。 高精度摩托车限速点火器电路原理图如图2所示,由电源整流电路、车速控制脉冲整形电路、点火触发脉冲整形电路、单片机控制电路、储能电容及熄火电路等组成。 触发线圈产生的脉冲信号正半周经电阻R,限流,稳压二极管DW1、电容C3,限幅降噪,三极管T1反相后,送入单片机U1的一个I/O端口5号脚;车速控制脉冲正半周经电阻R4限流,稳压二极管DW2、电容C4限幅降噪,三极管T2反相后,送入单片机U1的另一个I/O端口4号脚;R10、C15,R9、C7构成平移耦合电路,主要起加快开关速度的作用;单片机内部的微电脑控制器分别对上面2 组脉冲信号周期进行计算,根据计算后的点火触发脉冲信号,按预定的提前角曲线生成预定的移相脉冲,完成相应的点火提前角控制。计算出的限速控制脉冲周期与内部设定的时钟周期进行比较,当车速控制脉冲周期大于设定值时,预定的移相脉冲不作任何处理,从单片机7号脚输出,点火提前角如图3实线所示;当车速控制脉冲周期小于设定值时,微电脑控制器自动将预定的移相脉冲作相应的滞后处理,从单片机7号脚输出,点火提前角如图3虚线所示。 由单片机7号脚I/0端口输出的移相脉冲,经三极管T3缓冲后由发射极输出,经电阻R14输入到晶闸管SCR1触发极,使晶闸管导通给储能电容C1放电,使火花塞放电点火。电源输入端外接磁电机充电线圈,其产生的交流电压一路经二极管D2、电阻R1整流降压、稳压管DW3、电容C5、C12稳压滤波后,给单片机提供工作电源;另一路经D3,整流后给储能电容C1充电。其中C13、R1、C8、C6、R15、C12、C5、R2、C11,组成“π”型滤波器,以减小电源的脉动成分,提高电路的抗干扰能力;熄火控制端连接二极管D4的负极,D4正极与电源输入端连接,实现熄火控制端接地熄火。 2 高精度摩托车限速点火器的特点 高精度摩托车限速点火器,是一项新型的摩托车限速技术。采用独特的测速方式和限速手段,从点火器人手,以单片机作为控制核心,当车速达到限速值时,通过控制发动机点火提前角的滞后来降低功率,达到限速的目的。高精度摩托车限速点火器集合了限速功能和普通点火器功能,使车速限制范围更精确,同时还提高了点火角及点火时间的精度和稳定性,改善了发动机效率,减少排气的有害成分。由于限速控制电路与点火器为一体,用户不易自行拆除,可有效保障限速功能的实现。根据不同国家对摩托车限速值的要求,可以通过修改单片机程序,方便地实现点火提前角和限速值的调整,完全不用改变摩托车的传动比、化油器、空滤器及排气管。 高精度摩托车限速点火器研制过程中遇到的难题是抗干扰性能问题,由于采用单片机等数字电路为控制单元,工作时易受火花塞高压放电、喇叭等各种干扰影响,严重时会造成程序“飞车”,使点火器不能正常工作。为增强抗干扰能力,经过多次的设计和试验,分别从软件和硬件方面人手: 1)软件方面采用在程序循环的地方加入“看门狗”、在程序存贮器ROM空白地址区及转移指令之后设置“软件陷阱”的方法,使程序“飞车”时能正常复位运行; 2)硬件方面从元器件的选材、电子元件的布局及电路版的布线等方面入手,使产品的抗干扰性能达到设计要求。通过努力,现已成功解决了抗干扰问题。 近年来,公司技术部门经过深入的技术研究及对电路设计的不断优化,2004年又推出了性能更优、实用性更强的高精度摩托车限速点火器,经高、低温老化试验及强化耐久试验,产品满足JB/T 8123.1-1999《磁电机用点火器技术条件》行业标准的要求,产品外观及接线方式也与市场通用的点火器兼容,只是增加了1个车速控制信号输入端子,2005年该高精度摩托车限速点火器正式投入批量生产,实现了高精度摩托车限速点火器的自主开发,填补了国内、外空白。 高精度摩托车限速点火器设计巧妙、结构新颖、成本低,不会增加摩托车本身的体积及质量,经中港宝田摩托车实业有限公司及其它企业安装使用并批量出口到欧洲市场后,受到了销售商及用户的好评;摩托车安装了这种限速点火器后,其起动性能、加速性能均不受任何影响,摩托车行驶过程也非常顺畅,完全没有“发冲”的现象,确保了摩托车骑乘者的安全,延长了发动机的使用寿命并达到了欧洲国家的排放标准要求,现本电路已向国家专利局申请了专利。公司凭借先进的生产设备、雄厚的技术力量和科学的管理方法,愿与国内摩托车企业携手并进,为我国摩托车事业作出自己的贡献。 出处:中国摩托车网
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