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點火線圈系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410267166.X

申請日:

2014.06.16

公開號:

CN105161276A

公開日:

2015.12.16

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H01F 38/12申請日:20140616|||公開
IPC分類號: H01F38/12; H01F27/28; F02P3/04 主分類號: H01F38/12
申請人: 聯合汽車電子有限公司
發明人: 茅一春; 孫曉慶; 程捷
地址: 201206上海市浦東新區榕橋路555號
優先權:
專利代理機構: 上海浦一知識產權代理有限公司31211 代理人: 王江富
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410267166.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.22|||2016.01.13|||2015.12.16

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種點火線圈系統,其包括直流升壓器、線圈繞組、電子開關、火花塞;所述直流升壓器,低壓端用于接車載電源;所述線圈繞組,上端接所述直流升壓器的高壓端,下端接所述火花塞的高壓中心極;所述電子開關,一電流傳輸端接所述接線圈繞組的下端,另一電流傳輸端接地,控制端用于接點火信號。本發明的點火線圈系統,只需要一個繞組,線圈繞組直接作用于火花塞,降低了電磁耦合損耗,大幅提升了點火的能量利用效率,也降低了成本。

權利要求書

權利要求書
1.  一種點火線圈系統,其特征在于,包括直流升壓器、線圈繞組、電子開關、火花塞;
所述直流升壓器,低壓端用于接車載電源;
所述線圈繞組,上端接所述直流升壓器的高壓端,下端接所述火花塞的高壓中心極;
所述電子開關,一電流傳輸端接所述接線圈繞組的下端,另一電流傳輸端接地,控制端用于接點火信號。

2.  根據權利要求1所述的點火線圈系統,其特征在于,
所述直流升壓器,為4.5~18V轉1000V的直流升壓器。

3.  根據權利要求1所述的點火線圈系統,其特征在于,
所述線圈繞組,線經大于等于0.5mm。

4.  根據權利要求1所述的點火線圈系統,其特征在于,
所述電子開關為功率開關管。

5.  根據權利要求1所述的點火線圈系統,其特征在于,
點火線圈系統還包括一抑制電阻;
所述抑制電阻,串接在所述線圈繞組的下端同所述火花塞的高壓中心極之間。

說明書

說明書點火線圈系統
技術領域
本發明涉及發動機技術,特別涉及一種點火線圈系統。
背景技術
點火線圈系統應用于發動機點火系統,屬于執行器,負責產生高壓擊穿火花塞點火。
現有點火線圈的結構原理圖如圖1所示,包括初級線圈繞組L1、次級線圈繞組L2、磁芯,初級線圈繞組L1一端與車載電源E正極連接,另一端經開關K與車載電源E負極連接,次級線圈繞組L2一端與車載電源E負極連接,另一端連接火花塞P高壓中心極。點火線圈由ECU(ElectronicControlUnit,電子控制單元)控制工作,工作時開關K閉合,車載電源E向點火線圈初級回路充電,電磁能量存儲在磁路中的磁芯上。當流過初級線圈繞組L1的電流達到一定值時,開關K瞬間斷開,點火線圈初級回路的電場突變造成了點火線圈磁路上的磁場突變,從而在次級線圈繞組L2的兩端感應出高壓電動勢,擊穿火花塞P點火。
現有點火線圈,普遍采用雙繞組線圈,通過電磁耦合作用,在次級產生感應高壓點火。現有點火線圈,需要保持初級線圈繞組、次級線圈繞組、磁芯這三部分的完整性和高性能,大大增加了降低成本的難度。現有點火線圈,能量的損耗主要在三個方面:初級線圈繞組的電阻損耗電能、電磁耦合的磁路損耗和次級線圈繞組的電阻損耗電能,效率值普遍在40%左右,點火效率低,抑制了點火線圈朝高性能方向(高能量、長壽命等)的發展。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種點火線圈系統,能提高點火的能量利用效率,并能降低成本。
為解決上述技術問題,本發明提供的點火線圈系統,包括直流升壓器、線圈繞組、電子開關、火花塞;
所述直流升壓器,低壓端用于接車載電源;
所述線圈繞組,上端接所述直流升壓器的高壓端,下端接所述火花塞的高壓中心極;
所述電子開關,一電流傳輸端接所述接線圈繞組的下端,另一電流傳輸端接地,控 制端用于接點火信號。
較佳的,所述直流升壓器,為4.5~18V轉1000V的直流升壓器。
較佳的,所述線圈繞組,線經大于等于0.5mm。
較佳的,所述電子開關為功率開關管。
較佳的,點火線圈系統還包括一抑制電阻;
所述抑制電阻,串接在所述線圈繞組的下端同所述火花塞的高壓中心極之間。
本發明的點火線圈系統,采用一個增大線徑的線圈繞組,通過高壓充電,然后斷開回路,向火花塞電容充電產生高壓擊穿點火。本發明的點火線圈系統,只需要一個繞組(相當于只需要常規點火線圈系統的次級線圈繞組,去除了常規點火線圈系統的初級線圈繞組),線圈繞組直接作用于火花塞,降低了電磁耦合損耗,大幅提升了點火的能量利用效率;同時,只需要一個繞組,也降低了磁芯性能的要求,降低了成本。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明的技術方案,下面對本發明所需要使用的附圖作簡單的介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是現有點火線圈的結構原理圖;
圖2是本發明的點火線圈系統實施例一的結構原理圖;
圖3是本發明的點火線圈系統實施例二的結構原理圖。
具體實施方式
下面將結合附圖,對本發明中的技術方案進行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實施例是本發明的一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發明保護的范圍。
實施例一
點火線圈系統,如圖2所示,包括直流升壓器(DC-DC升壓器)、線圈繞組、電子開關、火花塞;
所述直流升壓器,低壓端用于接車載電源;
所述線圈繞組,上端接所述直流升壓器的高壓端,下端接所述火花塞的高壓中心極;
所述火花塞,側極接地;
所述電子開關,一電流傳輸端接所述接線圈繞組的下端,另一電流傳輸端接地,控制端用于接電子控制單元(ECU)輸出的點火信號。
較佳的,所述直流升壓器,為4.5~18V轉1000V的直流升壓器。
較佳的,所述線圈繞組,線經大于等于0.5mm。線圈繞組采用線徑較大的線圈,用以降低線圈自身的電阻R。
較佳的,所述電子開關為功率開關管。
實施例一的點火線圈系統,當電子控制單元(ECU)發出點火信號時,所述電子開關接通,使所述線圈繞組到地之間通路,所述直流升壓器向所述線圈繞組充電;電子控制單元(ECU)通過控制充電時間,使所述電子開關在所述線圈繞組內電流達到100mA左右后關斷,所述線圈繞組到地之間開路,由于線圈繞組上的電流值不能突變,線圈繞組的電流將流向火花塞,在火花塞高壓中心極聚集電荷,從而使火花塞高壓中心極電壓不斷升高,最終擊穿火花塞點火。
實施例一的點火線圈系統,采用一個增大線徑的線圈繞組,通過高壓充電,然后斷開回路,向火花塞電容充電產生高壓擊穿點火。實施例一的點火線圈系統,只需要一個繞組(相當于只需要常規點火線圈系統的次級線圈繞組,去除了常規點火線圈系統的初級線圈繞組),線圈繞組直接作用于火花塞,降低了電磁耦合損耗,大幅提升了點火的能量利用效率(能將點火線圈的能量利用效率提升至90%以上);同時,只需要一個繞組,也降低了磁芯性能的要求,降低了成本。
實施例二
基于實施例一的點火線圈系統,如圖3所示,點火線圈系統還包括一抑制電阻;
所述抑制電阻,串接在所述線圈繞組的下端同所述火花塞的高壓中心極之間。
實施例二的點火線圈系統,通過在所述線圈繞組的下端同所述火花塞的高壓中心極之間串接一抑制電阻,增大線圈繞組放電回路電阻,抑制電磁干擾。
本發明的點火線圈系統,其工作原理分析如下:
線圈繞組作為電場能量的儲能元件,其輸入能量總值為:
W=12LIP2,]]>
W為輸入能量總值能量,Ip為線圈繞組充電回路斷開瞬間的電流值,L為線圈繞組的電感值,可見線圈繞組的輸入能量總值W取決于線圈繞組充電回路斷開瞬間的電流值Ip。
當突然斷開線圈繞組充電回路時,線圈繞組上儲存的能量不能保持穩定,能量將通過線圈電阻熱損耗、火花塞電容儲存、寄生電感儲存的方式釋放。
即:
W=WL+QR+WC,
WC=12CeC2,]]>
QR=∫TRTP+T(I2·R·t)dt,]]>
其中,WL為寄生電感的儲能值,Wc為火花塞電容儲能值,QR為T時間內電阻的熱損耗,T為線圈繞組充電回路從關斷時刻TP到擊穿前瞬間的時間值,C為火花塞電容值,ec為火花塞高壓中心極電壓值。
由于T和C都非常小,線圈繞組的電感值L可通過磁芯、線匝數等調節變大,從而使線圈繞組充電回路斷開瞬間,繞組的能量瞬間涌入火花塞電容,從而使火花塞高壓中心極電壓值ec不斷升高,直至擊穿火花塞,釋放能量。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明保護的范圍之內。

關 鍵 詞:
點火 線圈 系統
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