車自動(dòng)進(jìn)角直流電子點(diǎn)火器制作電路

1、FM4213摩托車點(diǎn)火進(jìn)角控制集成電路，1999年11月10日由上海復(fù)旦微電子股份有限公司生產(chǎn)，適用于四沖程摩托車電容放電式電子點(diǎn)火器的專用集成電路，它由磁電機(jī)上的傳感器發(fā)出的PC 脈沖控制，輸出一個(gè)相位隨轉(zhuǎn)速變化的正脈沖，從而觸發(fā)可控硅產(chǎn)生高壓，實(shí)現(xiàn)可變進(jìn)角的點(diǎn)火功能。 用FM4213可以制作以電瓶供電的直流電子點(diǎn)火器，也可制作用磁電機(jī)供電的交流電子點(diǎn)火器。制作的直流電子點(diǎn)火器的價(jià)格比現(xiàn)在使用分離元件制作模擬電子點(diǎn)火器成本高出5元左右，但是在性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在普遍使用的模擬電子點(diǎn)火器的性能。筆者從因特網(wǎng)上查到，上海復(fù)旦微電子公司提供的FM4213集成塊各個(gè)腳的技術(shù)數(shù)據(jù)，典型電路。 筆者通過(guò)提

2、供的技術(shù)資料，了解到FM4213和日本MB4213完全兼容，尋找到使用MB4213制作的點(diǎn)火器，以及與它想配套的日本本田AX-2、250型單缸公路、越野兩用型摩托車。通過(guò)對(duì)AX-2點(diǎn)火器的點(diǎn)火原理，以及發(fā)動(dòng)機(jī)觸發(fā)電路分析，發(fā)現(xiàn)用FM4213集成電路完全可以制作出超出我國(guó)現(xiàn)有的任何直流和交流的CDI電容放電點(diǎn)火器，它的觸發(fā)信號(hào)對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)磁電機(jī)上3cm長(zhǎng)的觸發(fā)條凸臺(tái)，可以產(chǎn)生33°點(diǎn)火提前角，提前角轉(zhuǎn)速范圍可達(dá)5000轉(zhuǎn)/分，即在發(fā)動(dòng)機(jī)2300轉(zhuǎn)/分到5000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，點(diǎn)火器能產(chǎn)生六個(gè)固定提前角點(diǎn)火點(diǎn)與之相對(duì)應(yīng)。國(guó)內(nèi)的模擬點(diǎn)火器，雖然性能可靠，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，點(diǎn)火提前角，最大只有2

3、5°，提前角對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速范圍只有3600轉(zhuǎn)/分，而且國(guó)產(chǎn)模擬電子點(diǎn)火器在發(fā)動(dòng)機(jī)2300轉(zhuǎn)/分3600轉(zhuǎn)/分的提前角轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，點(diǎn)火器只能產(chǎn)生二個(gè)固定提前角點(diǎn)火點(diǎn)與之相對(duì)應(yīng)。（即低速點(diǎn)火點(diǎn)和高速點(diǎn)火點(diǎn)），所以，就像許多摩托車騎手說(shuō)的；“國(guó)產(chǎn)摩托車沒(méi)有像日本摩托車那樣，就像自己身體的一部分，隨心所欲，在任何檔位加速都有非常流暢的感覺(jué)，”。這與國(guó)產(chǎn)電子點(diǎn)火器低性能有很大的關(guān)系。 AX-2型電子點(diǎn)火器，它采用大燈線圈提供12伏交流電給點(diǎn)火器供電，在點(diǎn)火器內(nèi)部通過(guò)D8整流變成直流，直流電經(jīng)過(guò)振蕩器產(chǎn)生180V自舉高電壓，給電容C15充電，由MB4213集成塊控制點(diǎn)火進(jìn)角，通過(guò)可控硅控制電容器放電，

4、達(dá)到可進(jìn)角點(diǎn)火的目的。下面對(duì)AX1型點(diǎn)火器的工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析，（電路原理圖11） 此電路由振蕩器電路、控制電路、電容放電電路、提前角控制電路、觸發(fā)信號(hào)處理電路等五部分組成。下面介紹不同電路的組成和功能 振蕩電路部分 組成；三極管Q1、電阻R1、R2、R3、R4、二極管D1、D2、電容C1、高頻變壓器（磁心為鐵氧體），組成一個(gè)高頻振蕩器，頻率為300KHz左右。 原理； 12V交流電通過(guò)二極管D8整流到振蕩器，通過(guò)高頻振蕩器產(chǎn)生450伏左右的交流電壓，通過(guò)高頻二極管D6給電容C15充電到180V。 控制電路 組成；由二極管Q2、電阻R5、R6、R7、整流二極管D3、D4。 原理；當(dāng)Q2基極有

5、電壓，Q2導(dǎo)通，變壓器激勵(lì)信號(hào)對(duì)地，振蕩器停振，當(dāng)Q2基極無(wú)電壓，Q2截至，振蕩器又開(kāi)始工作，控制振蕩器停振的信號(hào)有四個(gè)方面， （1）、控制端的接地和懸空來(lái)控制點(diǎn)火器的工作 控制端經(jīng)R20、D5、Q3發(fā)射極到Q2的發(fā)射極。 原理；當(dāng)有12V交流電通過(guò)二極管D8整流到振蕩器時(shí)，由R8、D5、R9組成Q3的基極分壓電路，使Q3導(dǎo)通，使振蕩器激勵(lì)極信號(hào)對(duì)地，振蕩器停振，當(dāng)控制端接地時(shí)，由R8、D5、R9和R20，組成Q3新的基極分壓電路，使Q3截至，振蕩器工作。 （2）、觸發(fā)器有脈沖信號(hào)時(shí)，振蕩器停振 觸發(fā)信號(hào)經(jīng)R24、Q7于集成塊7腳接通，通過(guò)Q4經(jīng)R11到達(dá)Q2基極。 原理；當(dāng)觸發(fā)器脈沖信號(hào)通過(guò)

6、7腳進(jìn)入FM4213時(shí)，10腳輸出點(diǎn)火信號(hào)，到可控硅控制極，可控硅導(dǎo)通，電容C15通過(guò)高壓包初級(jí)對(duì)地放電，這時(shí)變壓器輸出端對(duì)地，輸出功率增大，容易燒壞Q1，所以，當(dāng)觸發(fā)器產(chǎn)生脈沖信號(hào)的同時(shí)，振蕩器也停止振蕩。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)為零時(shí)振蕩器又開(kāi)始工作，在這期間點(diǎn)火器完成一次點(diǎn)火。 （3）、當(dāng)電容C15充電電壓達(dá)到180伏時(shí)，振蕩器停振 由變壓器輸出端，經(jīng)D3和穩(wěn)壓二極管D4，到Q2基極，電阻R6、C7組成分壓電路。 原理；當(dāng)變壓器給電容C15充電到達(dá)180伏時(shí)，電阻R7上的電壓也上升超過(guò)7.8伏，使穩(wěn)壓二極管D4導(dǎo)通，Q2導(dǎo)通，振蕩器停振，C15上的電能又通過(guò)D3、R6、R7對(duì)地放電，當(dāng)C15上電壓小于

7、180伏時(shí)，R7上電壓降低，D4不導(dǎo)通，Q2截至，振蕩器工作，變壓器又給電容充電，當(dāng)C15充電達(dá)到180伏時(shí)，振蕩器停振，這樣可以使振蕩器間歇工作，工作時(shí)間是T/10，目的保護(hù)Q1不至于連續(xù)工作而燒壞。 （4）、對(duì)點(diǎn)火器電壓保護(hù)作用 電源電壓經(jīng)過(guò)R8、D5、R9、D11、R20組成Q3分壓電路， 原理；當(dāng)電源電壓上升到某一極限值時(shí)，穩(wěn)壓二極管D5導(dǎo)通，Q3導(dǎo)通，振蕩器停振，點(diǎn)火器無(wú)輸出點(diǎn)火電壓，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，保護(hù)點(diǎn)火器由于電源電壓繼續(xù)升高而燒壞。 電容放電電路 原理；振蕩器使C15保持180V穩(wěn)定電壓，當(dāng)FM4213的10腳產(chǎn)生一個(gè)點(diǎn)火信號(hào)，通過(guò)R10到可控硅的控制極，使可控硅導(dǎo)通，C15通過(guò)高

8、壓包初極線圈和可控硅對(duì)地放電，在高壓包的次級(jí)產(chǎn)生2萬(wàn)伏的高壓，點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的可燃?xì)怏w，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作。 提前角控制電路 組成；由FM4213集成塊和11、12、13、14腳外圍元件Q5、C6、C7、C8、R13、R 14、R 15、R16、R18、組成， 原理；11、12、是提前角曲線產(chǎn)生電路，13腳是轉(zhuǎn)速曲線產(chǎn)生電路，14腳是內(nèi)部穩(wěn)壓電路及低壓點(diǎn)火角鎖定電路，通過(guò)對(duì)外圍元件的不同組合，可以對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)磁電機(jī)上凸臺(tái)的不同長(zhǎng)度，通過(guò)觸發(fā)器時(shí)產(chǎn)生的不同頻率的信號(hào)，在10腳輸出不同的點(diǎn)火信號(hào)。 觸發(fā)信號(hào)處理電路 組成；由Q6、Q7、R24、R23、R22、R21、C14、C14、C13、C12、C

9、11、D10、D9組成， 原理；在由于磁電機(jī)上的凸臺(tái)通過(guò)觸發(fā)器時(shí)，觸發(fā)器感應(yīng)出兩個(gè)正、負(fù)尖型脈沖電信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理電路，整形出矩形正、負(fù)脈沖信號(hào)，便于提前角控制電路的對(duì)脈沖信號(hào)的處理。 印刷電路板(附圖12)為AX-2型點(diǎn)火器實(shí)物圖，電阻R12為1/2W、R2、R3、R4、R6為1/4W，其他電阻為1/8W， 筆者改進(jìn)電路，把12V交流電直接用12V電瓶供電，用FM4213代替MB4213，省去二極管D8，濾波電容C10、補(bǔ)償電容C2、其他就不用改動(dòng)了，對(duì)Q5的破解，花了兩個(gè)月的時(shí)間，做了大量的試驗(yàn)，了解到Q5的作用非常大，也同時(shí)了解到FM4213提前的工作原理，F(xiàn)M4213是通過(guò)計(jì)算磁電機(jī)

10、上凸臺(tái)通過(guò)觸發(fā)器時(shí)，凸臺(tái)的前沿和后沿產(chǎn)生兩個(gè)觸發(fā)脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔的長(zhǎng)短，來(lái)控制10腳輸出點(diǎn)火時(shí)間，如果不用Q5，此點(diǎn)火器只適用于磁電機(jī)上2cm長(zhǎng)觸發(fā)凸臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)，11、12、13、14腳的電阻和電容的數(shù)據(jù)與上海復(fù)旦微電子公司提供的典型電路完全相同，點(diǎn)火提前角只能在10度到25度的范圍變化，提前角轉(zhuǎn)速范圍在2300轉(zhuǎn)/分3600轉(zhuǎn)/分。加上Q5，它就可以適用磁電機(jī)上凸臺(tái)為3cm的單缸任何發(fā)動(dòng)機(jī)（如單缸鈴木125和250、雅馬哈250系列），可以延長(zhǎng)輸出點(diǎn)火時(shí)間，點(diǎn)火提前角可以在10度到33度的范圍變化，而且提前角轉(zhuǎn)速范圍提高到5000轉(zhuǎn)/分。 筆者郵購(gòu)了10塊FM4213，制作了六個(gè)點(diǎn)火器，在

11、自己“云羽”125頂桿式摩托車進(jìn)行改裝，首先把磁電機(jī)上原來(lái)2cm的凸臺(tái)切掉，磨平，在原凸臺(tái)的位置上，焊上3cm 的鐵條，與原凸臺(tái)后沿的位置對(duì)齊,修理打磨與原來(lái)的高度和弧度一樣，這樣凸臺(tái)變成了3cm長(zhǎng)。通過(guò)上路試騎，發(fā)現(xiàn)節(jié)油和加速效果非常明顯，行駛中旋轉(zhuǎn)加油器角度比以前小的多，而且在低速度加速時(shí)加大一點(diǎn)油門，隨著車速逐漸提高，象以前車速到達(dá)某個(gè)速度時(shí)，速度就不再增加而保持勻速，現(xiàn)在必須還得回一些，不然車速越跑越快，轉(zhuǎn)速越來(lái)越高。并且啟動(dòng)非常容易，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一兩個(gè)壓縮行程就可啟動(dòng)，與日本車不相上下，怠速低且很穩(wěn)，尤其在冬天，零下十幾度，拉上分門只啟動(dòng)一次，即可著車。同時(shí)，還給朋友的嘉陵125越野摩

12、托車進(jìn)行同樣的改進(jìn)，啟動(dòng)性能得到非常明顯的改善，用手壓?jiǎn)?dòng)桿都能啟動(dòng)，以前至少啟動(dòng)兩三次，有時(shí)啟動(dòng)需要六、七次是常事，而且還要用力踩，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)反沖現(xiàn)象，改進(jìn)后的摩托車，完全變了樣，加油提速很快、流暢。原嘉陵車隊(duì)寧夏籍專業(yè)車手王兵試車后認(rèn)為，車的功率有所增加，加速起步，車有抬頭的感覺(jué)，啟動(dòng)性能的改善最為明顯。還給幾輛點(diǎn)火器燒壞的鈴木125型越野車和雅馬哈250型改裝，都達(dá)到了原來(lái)的性能。 筆者通過(guò)動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，使用雙蹤示波器，對(duì)AX-2點(diǎn)火器和我制作的點(diǎn)火器相同點(diǎn)的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者的信號(hào)幅值、寬度以及10腳輸出的點(diǎn)火信號(hào)的時(shí)間完全相同，裝配到AX-2原車上路試驗(yàn)，自己制作的點(diǎn)火器與

13、原裝點(diǎn)火器無(wú)任何區(qū)別，達(dá)到了原裝的水平。 用FM4213制作的直流點(diǎn)火器與現(xiàn)在使用的模擬點(diǎn)火器相比有許多的優(yōu)點(diǎn)， 加速性能得到了改善 如前面介紹的，提前角超前了8°，提前角轉(zhuǎn)速范圍提高到了5000轉(zhuǎn)/分，而且，在2300轉(zhuǎn)/分到5000轉(zhuǎn)/分的范圍內(nèi)，提前角均勻輸出，這樣，使得國(guó)產(chǎn)摩托車點(diǎn)火時(shí)間更加準(zhǔn)確，加速流暢，同時(shí)減少油耗。 2，啟動(dòng)性能得到改善 直流點(diǎn)火器的最低點(diǎn)火轉(zhuǎn)速是150轉(zhuǎn)/分，比國(guó)產(chǎn)模擬點(diǎn)火器的最低點(diǎn)火轉(zhuǎn)速是300轉(zhuǎn)/分低一倍，這由點(diǎn)火器的供電方式?jīng)Q定，直流的電能由電瓶直接提供，點(diǎn)火能量強(qiáng)而穩(wěn)定。而模擬點(diǎn)火器的電能是由磁電機(jī)的點(diǎn)火線圈提供電能，只有磁電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到300轉(zhuǎn)/分以上時(shí)才能給點(diǎn)火器提供足夠的點(diǎn)火能量，所以，電瓶有時(shí)虧電或冬天機(jī)油比較粘的情況下，用電馬達(dá)啟動(dòng)比較難，尤其在北方的冬天，早晨起來(lái)啟動(dòng)女式踏