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常见摩托车CDI点火器原理和电路





摩托车CDI点火器,因线路简单、可靠,在摩托车发动机点火系统中被大量采用。可能有人认为只有低档摩托车才用CDI点火系统,其实有许多高档摩托车也使用CDI点火器,尤其是越野摩托车都使用CDI点火系统,这种点火器不会因蓄电池没电或损坏,而影响发动机的正常运转。有很多CDI点火器的科技含量是很高的,且电子线路相当复杂,所以说CDI点火器是一个繁简不一的庞大“家族”。



为了防止CDI点火器内的电子线路及电子元件因受到潮湿或震动而出现故障,多用树脂胶封固。要分解剖析CDI点火器内部的电子线路有一定的困难,所以有些人并不了解内部的电子线路工作原理。虽然CDI点火器都是利用电容器充放电原理,使点火线圈感应产生高压电火花,来点燃发动机缸内的可燃混合气体的,但是CDI点火器内的电子线路却是各种各样。有些CDI点火器的外部接线一样或类似,可CDI点火器内的电子线路却不一定相同,有的甚至相差甚远。










我多年来剖析了大量CDI点火器,依据实物测绘出了多种CDI点火器电路图。也依据分析的电路原理图修复过各种CDI点火器,同时也按照剖析的电路图制作过CDI点火器(有时是为验证所测绘出的电路图的正确性)。为了使广大摩友深入了解各种CDI点火器的工作原理和特点,以便在维修实践中能灵活选用或代换。下面我将多年剖析积累的各种CDI点火器电路介绍给大家,CDI点火器,按触发方式可分为自触发和它触发两种,按触发脉冲工作方式可分为正触发和负触发两种。





一、自触发式CDI点火器





自触发式CDI点火器是用一个点火电源线圈充电兼触发的CDI点火器,一般是线圈输出交流电的正脉冲给电容器充电,输出的负脉冲去触发可控硅导通,使被充电的电容器通过点火线圈放电来产生电火花。图1是WD2型自触发式CDI点火系统的接线图,图2是WD2型自触发式点火器剖析的电路原理图。济南轻骑 QM50Q-D型、轻骑木兰50等摩托车采用的就是这种CDI点火器。实践中还发现有些轻骑系列摩托车虽然使用的是WD2型CDI点火器,但所用的引线颜色与图2的不同,图2中的白色线他们用的是白/红线;图2中蓝色线他们用的是蓝/红色线,其余引颜线色与图2所标线色相同。值得注意的是图2中的充电触发线圈是有搭铁接地端的,而点火线圈的初级线圈是没有搭铁接地端的,如图2所示的蓝色线是不搭铁接地的。否则,如果蓝色线接地,当线圈输出交流电负半周时,负脉冲触发信号电流经线圈b端可直接经过蓝色线和图2中的二极管VD2到线圈的a端,从而出现短路,使得可控硅SCR触发极电路没有触发电流,可控

硅 SCR就不能被触发导通,点火器也就不能正常工作。





图3是CD501型自触发式点火系统接线图,图4是CD501型自触发式CDI点火器剖析的电路原理图。也有的轻骑QM50Q—D型、轻骑木兰50型等摩托车采用这种CDI点火器。图4与图2的区别是图4中的点火电源充电触发线圈是没有搭铁接地端的,而点火线圈初级、次极是有接地端的。否则,如果充电触发线圈有接地端,同样会使线圈输出的交流电负半周脉冲直接经过b端到地,经过d端黑色线和图4中的二极管VD2到白色线,线圈的a端而短路。使得可控硅 SCR的触发极回路得不到触发电流,使得可控硅SCR无法导通。通过上面所述,图2与图4这两种点火系统中的CDI点火器、点火充电触发线圈和点火线圈是不能直接互换的。







铃木FA50型摩托车也采用图4这种点火器电路,但所用的线色与图4所标的线色不同,FA50型摩托车CDI点火器的线色是图4中的a端用黑/红色线;b 端用红/黑色线;c端用黑/黄色线;d端用黑/白色线搭铁接地。国产玉河50型也采用图4点火器电路,线色是图4中的a端用蓝色线;b端用红色线;c端用绿色线;d端用黑色线搭铁接地。铃木TR125型摩托车采用的点火器电路与图4基本相同,与图4不同的是采用的CDI点火器不是图4的四线制,而是五线制 CDI点火器,多用一根独立的熄火线接点火开关。TR125型CDI点火器电路比图4 CD501型点火器电路多用了一个二极管VD5,见图4中的虚线框部分电路,在二极管的阴极引出一根黑/黄色线接点火开关。TR125型CDI点火器的引线颜色是把图4中的c端用白/蓝色线接点火线圈;黑/黄色线接点火开关;其余引线颜色与铃木FA50型点火器引线颜色相同。FA50型车可直接使用 TR125型车上的点火器和点火线圈;TR125型车也可用FA50型车上的点火线圈,如使用FA50点火器时,只要将TR125车上的黑/黄色线改接到黑/红线上即可。铃木系列摩托车有很多车型的点火系统,用的是将图4中的CD501型自触发式CDI点火器电路与点火线圈组合制成一体。只从组合点火器引出a、b两个端子,点火线圈的初级和次极的一端接在一起,并一起焊接在铁芯上。A端用黑/红色引线;b端用红/黑色引线;地线用外露的铁芯搭铁接地。如铃木TS50型、铃木AG50型等摩托车就是采用的这种点火器。





铃木系列摩托车还大量使用图5的自触发CDI点火器电路,多是将CDI点火器与点火线圈B组合制成一体,只在a端引出一个插接片,用黑/红色线与充电触发线圈的一端相接,黑/红线也同时接着点火开关。在组合点火器的内部CDI点火器的地线和点火线圈的地线直接与铁芯焊接。当用螺丝穿过组合点火器外露的铁芯孔与车架固定时,

也就搭铁接地了。所以说固定组合点火器时,一定要固定在金属车架上,并要可靠搭铁才能接地良好。否则,该点火器将无法正常工作。按图5制成的组合点火器接线简单,受到很多维修者的欢迎。这种组合点火器,当变通使用时应用范围很广泛。不管是自触发式点火系统,还是它触发式点火系统,只要是点火电源线圈有搭铁接地端或经改装后,使点火电源线圈有一端搭铁接地的,一般都能用该组合点火器代换。当然这种组合点火器不是万能的,实践中发现有些车型的发动机会出现点火过早的现象。





提醒摩友要注意图2、图4、图5电路的细微差别,有些人往往不太注意这三种点火器电路的差异,而是将它们混为一谈,造成原理不清或在维修代换元件时失败。





图6是铃木车型采用的另一种自触发式负触发CDI点火器电路图,从外部接线和线色看与上述点火器没有什么区别,但是点火器内部的电路原理是不同的。图6所示 CDI点火器电路同样是利用交流电的负半周脉冲去触发可控硅SCR1。不同的是不是直接利用负半周脉冲去触发SCR1,而是利用交流电负脉冲先向电容器 C2充电,当负脉冲变化到零时,利用C2的放电电流去触发SCR1。较上述CDI点火触发信号约晚半个周期的时间。所以我将这种点火器的触发方式归到“负触发点火器”类。其触发线路工作原理是当点火充电触发线圈输出负半周时,负脉冲从线圈的b端 →R4→C2 →R3→VD2→线圈a端;同时还有部分电流从线圈的b端→R2→VD2→线圈的a端,起到分流作用,避免因发动机转速过高时,触发电压过高反向击穿损坏可控硅SCR1的控制极;此时单向可控硅SCR1控制极受到的是反向电压,SCR1是不会被触发导通的;当交流电负脉冲过零点时,电容器C2开始放电,使可控硅SCR1的控制极受到正向电压而导通。其电容器C2的放电回路是:C2正→SCR1控制极→SCR1阴极→R2→R3→C2负;R4在C2放电时有分流作用,防止SCR1控制极的正向电流过大而损坏,R4在C2充电时有限流作用。图6电路中还设计有可控硅SCR1控制极保护电路,可控硅SCR1的控制极的保护电路是由可控硅SCR2、稳压二极管DW、电阻器R1和二极管VD2组成。工作原理是当交流电负半周电压超过DW稳压值时(实测稳压值是 16.5V),DW反向导通,有电流经过R1,R1两端产生的压降,可使可控硅SCR2的控制极受到正向触发电压而导通,将交流电的负半周短路泄流,可避免SCR1的控制极受到过高的反向电压而击穿损坏。R1同时是稳压管的限流电阻。从图6可以看出该装置的另外一个特点就是点火开关闭合点火,否则,交流电的负半周脉冲将没有触发信号回路,点火器是无法工

作的。如果将b端的红/黑色线直接搭铁接地,并将点火开关接到a端的黑/红色线上也可实现改装成开关闭合熄火的形式。

二、它触发式CDI点火器





它触发式CDI点火器是利用单独的触发线圈组合(转速传感器)发出的脉冲信号,去正时地触发可控硅导通被充电的电容器的回路,使被充电的电容器通过点火线圈放电,使得点火线圈产生互感高压电火花。当然交流AC CDI点火器还要有单独的点火电源线圈组合,为电容器充电。图7所示是典型的它触发式DCI点火器,本田系列摩托车多采用这种点火器。国内最早使用于嘉陵 JH70型摩托车上,所以有人叫它“70点火器”。实际上本田系列的很多摩托车都使用这种点火器。本田车上使的该种点火器的引线颜色,一般为a端用黑/红色线;b端用绿色线搭铁接地;c端用蓝/黄色线;d端用黑/白色线;e端用黑/黄色线。图7所示的点火器从引线数量上来分它属于五线制它触发CDI点火器,实践中发现本田系列摩托车也有采用六线制它触发CDI点火器的,这种点火器触发线圈没有接地端,为了接地更加可靠,而是用绿/白色线将触发线圈的地线引入点火器内部与地线相接,如本田CBX125、本田CH250(俗称大船儿)等摩托车,这些车型的CDI点火器可以在外部稍加改动点火系统的电路就可与图7的点火器互换。有些雅马哈系列车型使用的是四线制它触发CDI点火器,如一些雅马哈50型踏板摩托车的点火器,在点火器内部省掉了二极管VD4,所以也就没有了专用的熄火线,变为四线制点火器了。点火开关线直接接在点火电源线圈的a端的黑/红线上。雅马哈系列车型的CDI点火器,一般a端用黑/红色线,也有的用黑/白色线;b端用黑色线搭铁接地;c端用白/红色线;e端用橙色线。我曾经剖析过一个雅马哈50型踏板车标有“25L-MO 50609”字样点火器,就是这样的电路。雅马哈也有五线制的它触发CDI点火器,a端用黑/红色线;b端用黑色线;d用黑/白色线;c端用白/红色线;d端用黑/白色线;e端用橙色线。据我的观察雅马哈的点火器和引线颜色较多变,有时单凭看线色很难判断其引线的功能。这些它触发CDI点火器如能确定引线的功能都能互换。后面我会谈到雅马哈系列车型采用的特殊CDI点火器。图8是意大利畏司帕Vpspa 200型摩托车它触发CDI点火器电路。我们可以从图8看出与图7的区别,两者只是选用的电子元件参数略有不同,还有就是图8比图7省略了一些电子元件,如图7中的二极管VD2、VD3、C2在图8中是没有的。图8与图7电路的基本工作原理相同。经实验两者的CDI点火器完全可以代换。意大利使用的它触发 CDI点火器往往与点火线圈组合制成一体,

如阿普利亚Aprilia50型、畏司帕Vespa系列车型。图9是国产的路桥三鑫它触发CDI组合点火器电路。西湖XH90型等摩托车采用这种组合点火器。图9与图7电路基本原理也相同,完全可以互换。图9的特点是点火线圈的磁耦合回路用的是铁氧体磁芯,用铁氧体磁芯代替了传统的硅钢片铁芯。点火线圈的线框用绝缘较高的注塑圆柱体,圆柱体的轴向有一圆孔,孔内插有圆形铁氧体磁棒,作为导磁回路的磁芯。为了降低匝间的电压,防止匝间绝缘被高压击穿短路,在圆柱体的表面设有12个圆环线槽用来绕线圈。铁氧体磁芯与硅钢片铁芯比较,其优点是①高频特性好,导磁率高;②绝缘性能佳,可减少高频涡流损失;③重量轻。缺点是:①低频特性差;②本身脆弱,易折断。顺便说一下,还有许多类似图7的CDI点火器,电路中没有 C3这个电容器或省略了一些其它电子元件,尤其是一些低成本的CDI点火器,电路很简单。适用于自触发和它触发的CDI点火器。





图10和图11是一种同时能适用自触发式和它触发式点火系统的CDI点火器的电路图,在它触发点火系统中将充电线圈两端接在图中的a端和b端,并将触发线圈两端接在图中的b端和c端,b端是两线圈的公共端,是搭铁接地的,这样CDI点火器就工作在它出发状态。工作在它触发状态下,与f端是否搭铁接地无关,这时图10和图11的CDI接线方式都能正常工作。





在自触发式点火系统中,将图中点火触发线圈两端接在a端和b端,CDI点火器就工作在自触发状态。从电路结构和原理分析图10、图11这两张图与图4自触发CDI点火器并无多大区别,只是为同时满足它触发式和自触发式电路要求的需要,调整了有关电子元件的参数,且增加了二极管VD5、VD6来延长点火时间,力图提高点火性能。我在自触发CDI点火器中谈到过,自触发式CDI点火器的电路结构与点火充电触发线圈和点火线圈的接线方式有关,同样该点火器也有这个问题。





图10的 CDI点火器电路图适用于点火充电触发线圈有接地端的,但图中的f端是不能接地的。否则,当DCI工作在自触发状态下,点火触发线圈输出的负半周脉冲信号将从线圈的地线经过f端→VD3→线圈a端而短路,没有触发脉冲信号进入触发线路,去触发可控硅SCR使其导通。图11的CDI点火器适用于点火线圈没有接地端的,f端必须接地。否则,当CDI工作在自触发状态下,点火触发线圈输出的正半周脉冲将没有向电容器C1充电的回路。不要将这两种自触发状态下的 CDI点火器接线方式混为一谈。





三、附带有其它功能的CDI点火器





有很多CDI点火器还附带有其它功能,如有些CDI

点火器附带有排气控制系统;防止误操作的保护系统(当空挡开关、侧支开关、离合器开关不在正常位置时,不能启动发动机);机油开关保护系统(当润滑油回路出现故障时,停止发动机的运转)。图12是本田C50型等摩托车它触发式CDI点火器的引脚排列图,图 13是其CDI点火器电路原理图。从电路图我们可以看出,当润滑油因油压过低时,机油开关将闭合,使点火充电线圈输出短路,CDI点火器将停止工作。从图 13的电路图可以看出该点火器电路的工作原理与别的它触发CDI没有什么区别,而且从图12还可以看出其引脚排列也一样,所以说这种点火器可以与其它 CDI点火器互换,当然互换后将失去附带的功能。





四、特殊型它触发式CDI点火器





1.它触发式负半周充电CDI点火器





图14是天津天利航空机电有限公司生产的组合点火器电路图,是一种它触发式负半周充电CDI点火器。川野100型正三轮摩托车采用这种点火器。从线色和其他方面分析来看,这种点火器可能是仿意大利的产品,与常见的日本或仿日本点火器不同。电容器充电工作原理如图14所示,当点火线圈输出正半周时,因二极管 VD2、VD3的反向隔离作用没有形成向电容器C充电的充电回路,只有在点火线圈输出负半周时,才能向电容器C充电。充电回路是点火线圈的接地端C→白色线→电阻器R2→二极管VD3、VD2→电容器C→线圈b端蓝色线。触发电路工作原理是,当触发线圈输出正半周时,正脉冲触发信号→a端黑色线→可控硅 SCR的控制极→可控硅SCR阴极→ b端的蓝色线→点火线圈的c端→触发线圈的地线,形成触发信号回路,触发可控硅SCR1导通(R1是分流电阻,可避免SCR控制极电流过大而损坏。);电容器C放电回路:电容器C正极 → B初级线圈→SCR阳极→SCR阴极→电容器C负极,形成放电回路。电容器瞬间放电,大电流通过B的初级线圈,在B的次级线圈两端感应产生高压电火花。二极管VD1有续流作用(所以也叫续流二极管),可延长电火花时间,同时可防止SCR截止电流时,初级线圈产生的自感高压击穿线圈绝缘造成线圈匝间短路。图14所示该CDI点火器损坏后,可用其它CDI点火器代换。





2.负触发的它触发式CDI点火器





图15是负触发的它触发式CDI点火器电路图。建设-雅马哈JY55型及一些雅马哈系列摩托车采用这种点火器电路。我们从图15电路图可以看出,当点火线圈输出交流电正半周时,可经二极管VD1向电容器C1充电,同时交流电正半周可经二极管VD2整流输出直流电,并由限流电阻器R1和稳压二极管DW组成的并联式稳压电路进行稳压,C5是直流电的滤波电容器。在

触发脉冲信号未到来时,三极管VT(9014)在稳定的直流电源作用下始终是饱和导通的,短路了可控硅SCR1的控制极,保证了可控硅截止的可靠性,使电容器C1能正常充电。R5是三极管VT的集电极电阻,同时也是SCR控制极的限流电阻,R4是三极管VT的基极电阻。当触发线圈输出正半周脉冲信号时,因二极管VD3的隔离作用,不会对触发电路产生作用(为更加可靠加了二极管VD3,就是没有VD3也不会使三极管脱离饱和状态);当触发线圈输出负脉冲信号时,负脉冲信号可以使三极管VT截止状态,使电路构成回路,触发线圈经过地线→VD4→R3和C3 组成的微分电路→R2→VD3→红/白色线形成回路,二极管VD4的正向压降(约1.4V)使得三极管VT的发射极电位高于基极电位而截止,此时稳压电路输出的直流电压就可通过电阻器R5到可控硅SCR1的控制极,而使可控硅SCR1导通被充电的电容器C1通过点火线圈放电。由于同一厂家,同一时间生产的同一型号的半导体电子元件参数的分散性,及半导体电子元件各种参数的热不稳定性,会造成可控硅触发导通时,所需要的触发电压电流的不一致。为了使可控硅 SCR1导通时所需要电压电流参数的一致,所以图15的电路中设计有稳压电路为三极管提供一个基准电压(实测稳压输出为6V)。触发信号电压是随着发动机的转速的增高而升高的,触发电压的升高可提前高于三极管的基准电压,而使可控硅SCR1提前导通,达到自动进角的目的。C3加速三极管VT截止的作用。 C2有防止SCR1控制极受到杂波的影响而误导通的作用,C4有防止三极管VT受到杂波的影响而误截止的作用。通过采取这些电路的设计,力图排除干扰 SCR1的其它因素,避免发动机点火自动进角的不规律性。采用图15点火器电路的雅马哈系列车型的触发凸头很长,所以正负触发转角脉冲相差较大,通过实践用一般的正触发CDI点火器代换,发动机的运转性能往往不佳,如有点火提前现象可将触发器线圈的两端头调换,或改变触发头的长度及位置进行试验。

五、集成电路它触发式CDI点火器





随着电子技术的快速发展以及人们对发动机各项指标的不断追求,CDI点火器也在不断发展。有些车型应用了集成电路CDI点火器,如本田系列摩托车采用了以 4213集成电路为核心的它触发式CDI点火器。4213是双列直插14脚塑料封装集成电路。





图16是我剖析的国产仿日4213集成电路它触发式CDI点火器电路,它的充电和放电线路部分与常见CDI线路相同。为了提高发动机的性能,使它更适合发动机点火自动进角的需要,电火器采用了集成电路IC 4213接收触发脉冲信号,并根据信号分析发动机转速

的变化,输出能跟随发动机转速变化的自动进角的点火触发脉冲,触发可控硅SCR,使发动机运行在最佳工况。





IC 4213的2脚和7脚为触发信号的输入端,经适配接口电路,接收发动机的触发线圈转速变化信号,经IC内部处理后由10脚输出点火自动进角触发脉冲,去触发可控硅SCR的控制极,使可控硅导通被充电的电容器C。3、4、5、6脚是IC的接地端。为适应不同发动机对点火自动进角的不同要求,可调整IC 4213集成电路13脚与14脚之间的电阻器R9、R10,可满足发动机对自动进角点火终止角的要求;调整11脚与12脚之间的电阻器R11,可满足发动机对自动进角点火起始角的要求。11脚、12脚、13脚所接的电容器不但数值要求准确,而且损耗要小,是高质量电容器。点火电源线圈的输出不但给电容器C 充电为点火积蓄能量,而且还为集成电路IC提供电源,1脚是IC的电源输入端。





从图16中的引脚排列图可以看出该点火器引脚与其它本田系列它触发CDI点火器引脚排列一样,可与其它CDI点火器直接互换。


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