CDI是無觸點電容放電點火系統(tǒng)的簡稱,CDI裝置最初用于摩托車賽車的高速發(fā)動機上。由于老式鉑金觸點觸發(fā)系統(tǒng)機械構(gòu)造上的原因,觸點開閉到了每分鐘萬次以上時,發(fā)動機轉(zhuǎn)速再提高,點火系統(tǒng)就不能為發(fā)動機提供可靠的點火電壓,而解決的途徑是用電子開關(guān)來代替鉑金觸點。
人們發(fā)現(xiàn),用摩托車磁電機給電容器充上較高電壓,然后通過電子開關(guān)給點火線圈瞬時急劇放電,由于點火線圈次級電壓取決于磁場的變化率,所以電容器急劇的放電可以提高點火線圈的次級感應(yīng)電壓。隨著CDI點火裝置的應(yīng)用,人們又發(fā)現(xiàn)電子點火不僅使摩托車在惡劣條件下易于起動,而且有助于形成比較干凈的燃燒過程,達到廢氣排放標準和降低耗油量以及能長時間可靠工作。正因為這樣,現(xiàn)代摩托車大量采用CDI點火系統(tǒng)。
下面以常見的兩種CDI系統(tǒng)來分析其工作原理,并介紹該系統(tǒng)常見故障的檢修。
電路如圖1所示。
當(dāng)磁電機飛輪旋轉(zhuǎn)時,繞制在定子鐵芯上的充電線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由D2整流后給電容C1充電到約300~400V。隨著飛輪的不斷旋轉(zhuǎn),飛輪上的觸發(fā)頭經(jīng)過觸發(fā)線圈,引起觸發(fā)線圈內(nèi)磁通量變化而生感應(yīng)電動勢,經(jīng)D4和門電路加到可控硅SCR的控制極,使可控硅導(dǎo)通。于是電容C1通過可控硅和點火線圈放電,使點火線圈次級感應(yīng)出萬伏以上高壓,并通過火花塞間隙跳火。磁電機不斷旋轉(zhuǎn),到充電線圈交變電流的負半周,可控硅陰極電位高于陽極電位時,可控硅截止,充電線圈又經(jīng)D2向儲能電容C1充電。
在這種點火系統(tǒng)中,發(fā)動機曲軸每轉(zhuǎn)一周,充電線圈產(chǎn)生的交變電流變化兩周,給儲能電容C1充電兩次。而觸發(fā)線圈只有一次觸發(fā)脈沖,使電容放一次電。由于其放電能量是電容被兩次充電釋放出來的,點火線圈次極感應(yīng)電壓較高,火花塞容易跳火,利于提高發(fā)動機的起動性能和加快氣缸內(nèi)可燃混合氣的燃燒過程。
在圖2所示的CDI點火系統(tǒng)中,充電和觸發(fā)共用一個線圈。當(dāng)磁電機飛輪旋轉(zhuǎn)時,線圈產(chǎn)生的交變電流的正半周,由D2導(dǎo)通通過點火線圈初級和電阻R給儲能電容C充電。在交變電流的負半周,電流通過搭鐵地與電阻R和D1構(gòu)成回路,于是在R兩端產(chǎn)生壓降。當(dāng)R兩端電壓上升到足以觸發(fā)可控硅導(dǎo)通時,電容放電使點火線圈次級感應(yīng)出高壓。隨著電容不斷放電,可控硅陽極電位下降而陰極電位上升,當(dāng)陰極電位上升到比陽極電位高時,可控硅截止。設(shè)置D1的作用是為了在正半周時阻止電流流經(jīng)電阻R。
在這兩種型式的點火系統(tǒng)中,當(dāng)發(fā)動機需要熄火時,點火開關(guān)K閉合,將充電線圈短路,儲能電容充不上電,于是火花塞斷火,發(fā)動機停轉(zhuǎn)。CDI點火系統(tǒng)不象有觸點點火系統(tǒng)那樣有專門的點火提前裝置,而能夠自動調(diào)節(jié)點火提前角的大小。當(dāng)磁電機飛輪以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時,觸發(fā)線圈為可控硅控制極提供一定的觸發(fā)電壓。如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高,則觸發(fā)電壓也隨之升高,觸發(fā)電壓上升到足以觸發(fā)導(dǎo)通可控硅的時間加快,所以使點火提前加大了。反之,發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降,則點火提前角也減小。
CDI點火系統(tǒng)有幾種易發(fā)故障,如火花塞無火花、火花弱、火花時有時無及低速有火而高速斷火等。由CDI工作原理可知,當(dāng)充電線圈匝間短路或斷路時,儲能電容充不上電,系統(tǒng)無點火高壓。同理,觸發(fā)線圈出現(xiàn)短路、斷路時,可控硅無觸發(fā)電壓處于截止?fàn)顟B(tài),電容不能放電也無火花。點火開關(guān)中的熄火觸點不能斷開,充電電壓被短路也會引起無火花。同時也要注意到點火線圈和火花塞損壞,以及磁電機→CDI點火器→點火線圈→火花塞之間的連接線是:否有短路或斷路,各接插件是否銹蝕和接觸不良等。當(dāng)火花塞出現(xiàn)火花弱時,一般是由充電線圈匝間短路或漏電引起,還有一種情況,即摩托車淋了雨或用水清洗車體,會引起各連接線和高壓輸出線漏電導(dǎo)致火花弱。摩托車點火開關(guān)位置很容易進水,充電電壓會通過開關(guān)漏泄,使儲能電容充電不足引起火花弱或時有時無。
摩托車出現(xiàn)低速有火,轉(zhuǎn)速提高后斷火,在騎行中表現(xiàn)為一走一停,發(fā)動機動力不足。由于充電線圈緊靠曲軸箱體,充電線圈匝數(shù)多,線徑細,發(fā)動機長時間高溫和震動,引起漆包線絕緣性能下降,發(fā)動轉(zhuǎn)速升高則充電電壓也升高,出現(xiàn)擊穿漆包線漆層而導(dǎo)致高速斷火。
出現(xiàn)文中所述各種故障時,可依次斷開各連線,并不斷使磁電機飛輪旋轉(zhuǎn),用萬用表交流500V擋測充電線圈有無電壓輸出.然后再用直流電壓擋測CDI輸出有無直流電壓輸出。在有充電電壓和觸發(fā)電壓而CDI點火器無輸出時,則是CDI損壞。當(dāng)CDI點火器有電壓加到點火線圈初級而次級無高壓,則是點火線圈損壞。
充電線圈可用同線徑漆包線繞制并浸漆烘干,而CDI點火器因廠家用環(huán)氧樹脂灌裝,不易拆開修復(fù),故只能更換新品。