structure, low cost working angle measurement stability, strong anti-jamming ability, but the system is complex, costly combination of time and angle is a combination of compromise, combining two ways. Three ways the length, the future trend of development is to improve the robustness of crankshaft angle sensor, simplified system of low-voltage power distribution, increase cylinder recognition ability.
Crankshaft angle sensor detection
Electromagnetic sensor good environmental resistance, easy layout, low prices, plastic loops to screen, poor low-speed detection performance of Hall sensor slightly higher cost, but does not require shielding photoelectric sensor resolution ability, but cost is high, waterproof and dustproof measures need to be taken. Next, the crank angle sensor detection technology to Hall electronic direction.
Ignition device miniaturization and intensive
Each device miniaturization, light weight and cost reduction program is limited, in order to go beyond this limit, you must adopt a systematic approach, one of which is intensive. Intensive advantage of ignition device is to reduce the total system mass, volume and costs, improve the reliability of the connection. Distributors, ignition coils and the ring drive into one on the low-voltage distribution-intensive way, ignition coils and wire.
4. development of control theory
Due to the complexity and difficulty of detecting of the combustion process, and automotive engine operating conditions change very frequently, it is difficult to establish a precise mathematical model. Ignition system to adapt to the extremely complex environment, using traditional methods difficult to achieve centralized vehicle management system, people are looking for new methods of control. Optimal ignition timing of feedback control method in spark-ignition engine research. United Kingdom using a new physical theory, the successful development of emission control devices, the most conservative of the test result is, can reduce the emission of emissions. In some tests written by reducing emissions records. This appliance does not require a modern engine management computer, binary or ternary catalytic converter is not required, it can be easily installed on the old engines. Given the many experts and scholars at home and abroad on study on fuzzy logic and neural network applied in auto has made a lot of achievements and, therefore, will also be in the ignition control using fuzzy logic and neural network technology. Now, someone has started a study of fuzzy logic and neural network applied to the ignition device.
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附中文翻译
发动机点火系统现状及发展趋势
点火系统是汽油发动机重要的组成部分，它的作用是在适当的时刻点燃被压缩的混合气件并使其燃烧，点火系统的性能良好与否对发动机的功率、油耗和排气污染等影响很大。具有性能优良、工作可靠的点火系统，一直是广大汽车设计、制造和使用者所努力追求的。随着世界汽车工业的发展，汽车点火系统经历了由传统点火系统到电子点火系统再到计算机控制的点火系统三个阶段。
1 国内现状
目前国内汽油发动机车点火系统中，电子点火系统已占有较大比例，传统点火系统已处于淘汰的状况。在电子点火系统中，原有的凸轮驱动被脉冲发生器所取代，靠磁变化(无触点)产生电流及电压脉冲，并通过该系统的电器来触发高压点火脉冲。
目前国内电子点火系统的生产基本都是按主机厂要求采用相应的国外标准，主要来自德国VOLKSWAGEN、法国PEUGEOT 及美车GM 公司。80年代中期，上海大众公司开始生产桑塔纳轿车，长沙汽车电器厂引进德国BOSCH公司的霍尔无触点分电器技术，为该车配套、并率先实现了国产化，促使国内电子点火系统真正进入批量生产阶段。现阶段国产电子点火系统也日益完善：点火电子组件中由分立元件发展到厚膜混合集成再发展到目前普遍使用的IC全集成电路；点火线圈由油浸式发展为干式且多为高能线圈，整个系统向高能点火系统发展；系统中分电器、点火线圈和点火电子组件由三者分别安装发展到将三者做为一体的整体式结构。
目前国内外在电子点火领域的研究
发动机经生产出来后，对其性能影响最大的可控因素主要有两个其一是空燃比，其二是点火提前角。点火系统的工作对发动机的性能有着决定性的影响，它直接影响燃烧过程的质量，从而影响发动机的动力性、经济性、排放污染及工作稳定性。因而，人们对发动机点火系统的研究一天也没停止。电子点火系统的发展趋于多样化，中介绍目前日本国内的点火系统可分成种类型，并还会增多。人们对电子点火系统的研究也越来越多样化。近几年国外研究情况，如日本有人研究点火电极形状，利用涡流进行多重多点点火也有人采用反馈控制方式，研究了可求出火花点火发动机的最佳点火定时和曲轴转角的热力学模型，还有人研究了发动机中火花塞位置的最佳化问题。在英国等研制了轨型火花塞，火花塞由封人枪筒形空腔的两根平行电极“轨道”组成，利用电极间等离子
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电弧点火。近几年国内研究情况，①黄佐华研究了运转参数对火花点火发动机未燃排放的影响，得出提高转速、燃用较稀混合气、适当推迟点火、提高润滑油温度，可降低排放浓度②有人将三维点火定时图分解为点火定时一发动机转速和点火定时一节气门开度两个二维关系曲线处理，研究点火定时特性③也有人在研究点火线圈控制与喷油器控制的定时关系与正时优化，以及对缸内混合气浓度分布与燃烧过程的影响④还有人在研究电极形态对点火与燃烧过程的影响。
2 发展趋势
当前我国点火系统发展很快，传统点火系统已基本淘汰，电子点火系统已在微型车及普通型轿车中普及，中、高档轿车已开始采用计算机控制。计算式控制的点火系统中高压配电方式是由有分电器式向无分电器式发展，无分电器式的点火系统(Distributor Less Ignition简称DLI)采用固定的电控器件取代了机械旋转的高压分电器，利用计算机按点火顺序通过点火器控制点火线圈进行点火。系统中发动机两个气缸共用一个点火线圈— —双火花点火线圈。其中一缸的点火为有效点火，在压缩行程终了时产生；而另一缸的点火则为无效点火，在排气行程中发生。这种点火系统被用在气缸数目为偶数的汽车发动机中，点火线圈的个数为气缸数。
电子点火系统在提高点火能量和二次电压及提高点火可靠性等方面都是很有成效的。但是，它们对点火定时的调节，多数仍与传统线圈式点火系统一样，是采用离心机械式和真空提前装置来完成的。由于机械滞后、磨损等原因，调节的精度受到一定限制，机械的提前调节装置并不能保证发动机的点火特性总是处于最佳。近年来，由于汽车排放法规的进一步严格化，汽车发动机上已广泛应用电控燃油喷射系(Electronic Fuel Injection简称EFI)，对发动机的点火系统要求也越来越高。因此在很多汽车上，已不再应用离心式及真空点火提前的机械调节装置，而代之以计算机控制的点火系统。在这种系统中，借助各种传感器检测到发动机的运行状态与条件，经过计算机的处理与分析计算，可以将点火提前角等控制在最佳值，使发动机得以优化运行。此外，计算机控制的点火系统还有一些其他的优点：改善发动机的起动性、提高怠速的稳定性，降低发动机的燃油消耗、可进行爆震控制等等。
DLI系统消除了分电器驱动等间隙对点火正时的影响，减少点火装置运行时的噪声，抑制了一些电磁干扰，且由于占用的空间缩小，有利于设计更紧凑的发动机。但是这种系统也有一定的缺点：如产生的点火火花总是成对出现，使点火的次数加倍，能量的消耗有所增大，且有浪费；由于采用双火花点火，因此不适用于气缸数目为奇数的发动机。
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目前最新计算机控制点火系统取消了火花塞相连的高压线，称之为直接点火系统。每个火花塞配有一个直接装在其上部的点火线圈，按计算机输出信号单独地直接对每个气缸点火。该系统点火线圈多是采用超小型闭磁路点火线圈，且直接安装在火花塞上方，体积很小；由于取消了高压线，由点火线圈直接向火花塞供高压电，因而能量损失少，效率高，电磁干扰也少；火花塞的放电频率可以减半，从而延长了火花塞的寿命．随着我国汽车工业的快速发展及国家环保政策要求，我国汽油机的传统点火系统将被电子点火系统和计算机控制点火系统所取代。近阶段卡车和中、低档轿车、微型车等将是电子点火系统与计算机控制点火系统并存，而采用电控燃油喷射系统系统的高档车辆都将采用计算机点火系统，且其分电器将由有分电器式向无分电器式发展，点火线圈将全部采用干式点火线圈，并向直接点火式方向发展。从90年代后期开始，国内轿车开始采用电控燃油喷射系统(EFI)，点火控制系统也开始采用计算机控制点火装置，如桑塔纳2000型、捷达王、广州本田，富康988等轿车及重庆长安之星等微型车已开始采用计算机控制点火系统。我国对汽油发动机计算机控制点火系统的研究始于80年代中期，一些研究单位对汽油喷射系统、点火系统、氧传感器反馈系统等电控项目的研究与开发，取得了一些进展，在一些轿车如国产 200小红旗等轿车装用了这些系统。但由于我国汽车工业基础还较薄弱，在电子化程度上与国外先进水平相比，还存在较大的差距。国内主机厂需求的计算机控制的点火系统，大多来自于进口或德国博世公司及美国德尔福公司等在华办的合资企业。目前，国家环保总局，国家经贸委等4部委已联合发出通知，要求使用化油器的187种轿车的和5座车车型立即停产，从20O1年9月1日起上述车型。禁止销售；国务院已经决定，2001年以后生产的轿车必须采用电喷装置和排气净化装置。这些决定必将促使我国大大加快对EFI和DLI的开发进程。
3 未来展望
汽车工业的水平，是衡量一个国家工业化水平高低的一个重要标志。世界汽车工业正在进行一场新的技术革命，围绕环保节能、安全、可靠及舒适等性能，各国都制定了长远发展规划。我国“十五”规划经济工作重点将发展汽车工业放在非常重要的位置，根据世界汽车工业新的发展动向，随着国家“北京申奥”“上海申博”等的成功，以及加入WTO后国际市场的挑战，迫切要求国内企业快速提高点火系统的技术水平和生产能力：通过合资合作，扩大点火系统技术引进规模，在合作中求发展；同时应进行企业重组，扩大点火系统生产规模，克服目前技术落后，创新能力差、规模小、效益低的状况。随着世界汽车在安全性、舒适性、智能行驶等方面的迅速发展和新的突破，国内企业特
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别要注意如下几个方面的技术动向，做好相关的技术开发及储备工作：① 多种能源(燃油、天燃气等)的混合使用，对点火系统可靠性、安全性要求更高；②42V输出电系汽车的出现，必须有新的点火系统及其它电子设备的产生和应用；③ 由于节能，环保等的要求不断提高，必须有新的点火系统来完成这一艰巨任务；④ 电子及计算机技术的飞速发展，新材料的出现，必将不断产生新的点火系统。根据我国现有的汽车工业基础以及“十五”规划汽车产量大幅增长的前景，加大重视开发和应用高性能的汽车发动机点火系统技术是完全必要的。只有这样，才能缩短我国与先进国家的差距。取得超速的发展。
3.1配电方式的发展
配电方式是点火系最基本的技术要素，可分为高压配电和低压配电，而低压配电又可分为各缸单独点火和两缸同时点火两种方式。现在采用高压配电的居多，较快。今后在继续采用高压配电的同时，将不断采取措施降低成本，逐渐扩大低压配电方式的应用范围。点火时间控制方式 3.2点火控制
在控制方式上，电子进角方式正在取代机械进角方式。电子进角控制逻辑上是根据从曲轴角度传感器来的信号，计算点火定时。点火定时方式有三种类型时间计量方式结构简单、成本低角度计量方式工作稳定、抗干扰能力强，但系统复杂，成本高时间与角度相结合是二者的折衷，结合了二种方式的得失。三种方式各有长短，今后的发展趋势是提高曲轴角度传感器的鲁棒性，简化系统，低压配电化，提高气缸识别能力。
曲轴角度传感器检测方式
电磁式传感器耐环境性好，容易布置，价格低，但整形回路要屏蔽，低转速检测性能差霍尔式传感器成本稍高，但不需屏蔽光电式传感器的分辨能力强，但造价高，需要采取防水防尘措施。今后，曲轴角度传感器检测技术将向霍尔式电子化方向发展。
点火器件的小型化与集约化
每个器件的小型化、轻量化及降低成本的程序都是有限的，为了超越这个界限，必须采用系统化的办法，其中之一就是器件的集约化。点火器件集约化的优点是减小系统总的质量、体积和成本，提高连接的可靠性。对分电器、点火线圈和结圈驱动器做成一体对低压配电型的集约化方式是, 点火线圈和线。
4.控制理论的发展
由于燃烧过程的复杂性及其检测的困难性，而且车用发动机运行工况变化极其频
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繁，很难建立精确的数学模型。点火系统要适应异常复杂的环境，用传统的方法难以实现车辆管理系统集中化，人们正在寻求新的控制方法。如火花点火发动机中最佳点火定时反馈控制方法的研究等。再如英国利用新的物理理论，研制成功了排放控制装置，最保守的试验结果是，能降低废气的排放。而在有的试验中有降低写的排放的记录。该装置不需要现代化的发动机管理用计算机, 也不需要二元或三元催化转换器，便能很容易地安装在旧发动机上。鉴于国内外许多专家学者对模糊逻辑及神经网络应用于汽车的研究方面已经取得了不少成就，因此，人们也将在点火控制中采用模糊逻辑与神经网络技术。现在，有人已经开始了将模糊逻辑及神经网络应用于点火器件的研究。
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