點(diǎn)火線圈系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，特別涉及一種點(diǎn)火線圈系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 點(diǎn)火線圈系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，屬于執(zhí)行器，負(fù)責(zé)產(chǎn)生高壓擊穿火花塞點(diǎn) 火。
[0003] 現(xiàn)有點(diǎn)火線圈的結(jié)構(gòu)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Ll一端與車載電源E正極連接，另一端經(jīng)開關(guān)K與車載電源E負(fù)極連 接，次級線圈繞組L2 -端與車載電源E負(fù)極連接，另一端連接火花塞P高壓中心極。點(diǎn)火 線圈由EQJ(ElectronicControlUnit,電子控制單元）控制工作，工作時(shí)開關(guān)K閉合，車載 電源E向點(diǎn)火線圈初級回路充電，電磁能量存儲(chǔ)在磁路中的磁芯上。當(dāng)流過初級線圈繞組 Ll的電流達(dá)到一定值時(shí)，開關(guān)K瞬間斷開，點(diǎn)火線圈初級回路的電場突變造成了點(diǎn)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(yīng)出高壓電動(dòng)勢，擊穿火花塞P點(diǎn)火。
[0004] 現(xiàn)有點(diǎn)火線圈，普遍采用雙繞組線圈，通過電磁耦合作用，在次級產(chǎn)生感應(yīng)高壓點(diǎn) 火。現(xiàn)有點(diǎn)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(xiàn)有點(diǎn)火線圈，能量的損耗主要在三個(gè)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(diǎn)火效率低，抑制了點(diǎn)火線圈朝高性能方向（高能量、長壽命等）的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，能提高點(diǎn)火的能量利用效 率，并能降低成本。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，包括直流升壓器、線圈繞組、 電子開關(guān)、火花塞；
[0007] 所述直流升壓器，低壓端用于接車載電源；
[0008] 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；
[0009] 所述電子開關(guān)，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(diǎn)火信號(hào)。
[0010] 較佳的，所述直流升壓器，為4. 5~18V轉(zhuǎn)1000V的直流升壓器。
[0011] 較佳的，所述線圈繞組，線經(jīng)大于等于0. 5_。
[0012] 較佳的，所述電子開關(guān)為功率開關(guān)管。
[0013] 較佳的，點(diǎn)火線圈系統(tǒng)還包括一抑制電阻；
[0014] 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。
[0015] 本發(fā)明的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，采用一個(gè)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(chǎn)生高壓擊穿點(diǎn)火。本發(fā)明的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，只需要一個(gè)繞組（相 當(dāng)于只需要常規(guī)點(diǎn)火線圈系統(tǒng)的次級線圈繞組，去除了常規(guī)點(diǎn)火線圈系統(tǒng)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(diǎn)火的能量利用效率； 同時(shí)，只需要一個(gè)繞組，也降低了磁芯性能的要求，降低了成本。
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)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(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017] 圖1是現(xiàn)有點(diǎn)火線圈的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0019] 圖3是本發(fā)明的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的 實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù) 的范圍。
[0021] 實(shí)施例一
[0022] 點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，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(guān)、火花塞；
[0023] 所述直流升壓器，低壓端用于接車載電源；
[0024] 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；
[0025] 所述火花塞，側(cè)極接地；
[0026] 所述電子開關(guān)，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(diǎn)火信號(hào)。
[0027] 較佳的，所述直流升壓器，為4. 5~18V轉(zhuǎn)1000V的直流升壓器。
[0028] 較佳的，所述線圈繞組，線經(jīng)大于等于0.5_。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。
[0029] 較佳的，所述電子開關(guān)為功率開關(guān)管。
[0030] 實(shí)施例一的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，當(dāng)電子控制單元（ECU)發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)時(shí)，所述電子開 關(guān)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(shí)間，使所述電子開關(guān)在所述線圈繞組內(nèi)電流達(dá)到IOOmA左右后關(guān) 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(diǎn)火。
[0031] 實(shí)施例一的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，采用一個(gè)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(chǎn)生高壓擊穿點(diǎn)火。實(shí)施例一的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，只需要一個(gè)繞組 (相當(dāng)于只需要常規(guī)點(diǎn)火線圈系統(tǒng)的次級線圈繞組，去除了常規(guī)點(diǎn)火線圈系統(tǒng)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(diǎn)火的能量利用效 率（能將點(diǎn)火線圈的能量利用效率提升至90%以上）；同時(shí)，只需要一個(gè)繞組，也降低了磁 芯性能的要求，降低了成本。
[0032] 實(shí)施例二
[0033] 基于實(shí)施例一的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，如圖3所7K，點(diǎn)火線圈系統(tǒng)還包括一抑制電阻；
[0034] 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。
[0035] 實(shí)施例二的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，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。
[0036] 本發(fā)明的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，其工作原理分析如下：
[0037] 線圈繞組作為電場能量的儲(chǔ)能元件，其輸入能量總值為：
[0039] 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。
[0040] 當(dāng)突然斷開線圈繞組充電回路時(shí)，線圈繞組上儲(chǔ)存的能量不能保持穩(wěn)定，能量將 通過線圈電阻熱損耗、火花塞電容儲(chǔ)存、寄生電感儲(chǔ)存的方式釋放。
[0041] 即：
[0045] 其中，WL為寄生電感的儲(chǔ)能值，W。為火花塞電容儲(chǔ)能值，Qr為T時(shí)間內(nèi)電阻的熱損 耗，T為線圈繞組充電回路從關(guān)斷時(shí)刻Tp到擊穿前瞬間的時(shí)間值，C為火花塞電容值，e。為 火花塞高壓中心極電壓值。
[0046] 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(shù)等調(diào)節(jié)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e。不斷升高，直至擊穿火花塞，釋放能量。
[0047] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，其特征在于，包括直流升壓器、線圈繞組、電子開關(guān)、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(guān)，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(diǎn)火信號(hào)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，其特征在于， 所述直流升壓器，為4. 5~18V轉(zhuǎn)1000 V的直流升壓器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，其特征在于， 所述線圈繞組，線經(jīng)大于等于0. 5mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，其特征在于， 所述電子開關(guān)為功率開關(guān)管。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，其特征在于， 點(diǎn)火線圈系統(tǒng)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。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，其包括直流升壓器、線圈繞組、電子開關(guān)、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(guān)，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(diǎn)火信號(hào)。本發(fā)明的點(diǎn)火線圈系統(tǒng)，只需要一個(gè)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(diǎn)火的能量利用效率，也降低了成本。
【IPC分類】H01F27/28, F02P3/04, H01F38/12
【公開號(hào)】CN105161276
【申請?zhí)枴緾N201410267166
【發(fā)明人】茅一春, 孫曉慶, 程捷
【申請人】聯(lián)合汽車電子有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2014年6月16日