An_Efficient,_Power-Enhanced_Ignition_System英文翻译.doc

英文翻译： 一个高效、高功率的点火系统 Gerald J. Rohwein 摘要 火花塞点火式发动机通常拥有这样一种点火系统，这个系统能够产生20-30千伏电压将火花塞间隙击穿并且能够提供30-100mA范围的电流脉冲。系统的特点是能量转换效率非常低，仅有1％或更少。大部分的能量在转换过程、火花塞电线和火花塞上浪费。这种运行模式（不一定是最佳）对于大多数发动机来说是足够用的，但是对于未来一些依赖燃料的燃烧并且需要释放较高能量的替代燃料以更有效地点燃空气或燃料混合物的发动机，这种模式却满足不了它们的需求。高点火功率和能源需求将必须以较高效率的点火系统来满足。利用二次回路中的大电容和一个低损耗的点火线圈能够提高效率。有了这些改进，转换效率可以提高到50-75％之间。 这篇论文不仅总结了所谓的在“击穿点火”条件下的必威体育精装版高功率点火实验，而且分析了相关电子系统下的结果。本文涉及传统的点火系统，升级方法和一种新的更高的具有多个驱动器且能量重复利用电路的能量系统。这种增强功率的点火系统是非常有作用的，在实验室各种车辆测试、总结车辆在道路上的行程和排放的过程中，它能够提供具有代表性的数值范围。本文不包括对于车辆操作条件范围比较广的车辆测试数据。 1 导言 众所周知，功率增强点火延稀燃极限和式发动机瞬态响应[4] [7]这些增强点火主要有两种类型：等离子体喷射和双放电。这种点火试验20世纪70年代初。最近，随着特殊的低电峰火花实验也类似的改碳氢化合物排放和燃油消耗，特别是较的发动机。其他好处包括更好地启动和运行性能，降低冷燃烧压力变化[7]。燃点方法高压电容器大幅增加电阻电流火花放电阶段电等离子体转效率[8] [9]。 低电感，低损耗的峰电容器已SEPTIMA公司研究了年[5] [10]。桑迪亚国家实验室一个技术援助协议协助电气特性测试。该电容器已被设计传统点火系统一种主要优势。适应们的只涉及安装峰电容火花直接火花塞点火技术代表了最简单最经济的提升方法。 一种增强点火替代方法是利用一个高效率的电容放电电路来驱动低阻高电压变压器。这种类型的系统设计台测试。初步结果显示提供任何可比的操作条件下，高的传输效率更的功率能力。讨论点火电路分析 这是非常有用的模型，比较电路转移到高压部分不同值的火花的能量[5]。图1展示了一个典型的电容放电式点火系统的原理图。常规和三个不同的增强功率点火代表参数列于表1，请注意，在传统的点火电路电阻非常高（相比当前的火花通常在5 -50Ω超过20kΩ。 kΩ电阻火花塞，它在10pF的电容内存储有足够的能量来提高将近10%的假设于其峰值充电击穿电压的效率。这种简单组件交换说明了峰值电容功能。通过增加调峰80 pF的电容，转换效率提高到近50％如果分析电路重复使用低电阻变压器，转换效率一直于一个标准的.使用标准的点火线圈，低阻抗变压器，以及各种电路结构比较如表一所示这些实验和分析点火电流100 mA和火花放电纳秒的时间就发生故障条件。长持续时间（毫秒）辉光或电弧放电不包括在内。对于快速放电条件下，电阻阶段的时间作为时间的函数的电阻变化可从Ristic和Sorenson [9]的估计公式如下 其中，各个部分的情况在方程。 图1. 包括杂散参数电容放电式点火系统 其中，为火花塞峰电容为电阻阶段的时间为阻值。 这些关系表明，下降非常迅速，峰电容电路欠阻尼会响到低残留火花.对于可调峰值电容传递能量有非常低的和介电损失。 2.火花塞峰电容 图3.峰化电容荡.时间= 5ns/格，最大电流= 1020 传统的点火脉冲持续时间比较长（几十至几百微秒），Ristic和Sorenson的电阻没有直接关系这些条件，在50-100范围内好的为低电流电弧电压二次电路的固定电阻，合理的效率可以从一个简单的火花电阻二次回路总额的比率估计，这种关系明显火花阻差异很大不影响工作效率大多数汽车发动机电阻火花塞，更的或空气/燃料混合物非常低的火花实现电路的电阻不明显增加，发动机保持高性能.，老化火花塞线产生阻逐渐降低了碳氢化合物和一氧化碳必威体育精装版型号发动机点火，在良好的条件高功率点火效果往往的发动机（-1980），高功率点火减少和一氧化碳1/10000至0.5％，一般为10％更高[14]。 峰化电容测试 峰电容样机们的电气特性和各种测试包括在各种负荷和速度超过标准的路试过程中底盘测功机测试，在正常模式进行的测试。第三类是EPA505（美国环保局505方法）标准对必威体育精装版型号的车进行西南研究院测试。台架试验包括在温度为30℃下的高电压绝缘耐力测试介电常数以及介质损耗测量是一个SEPTIMA电容面3显示了典型的从80至18的电容在峰值电流为1020 A和荡频率为100兆赫电流波形。 图4.1987年雪佛兰的S - 10皮卡三电容器排放峰值比 图5.四个多驱动器点火阶段