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火花塞点火放电过程及影响点火击穿电压的因素

2021-01-13王振平张晓宇刘斌薛亚飞李金晶乔艳军陈静

柴油机设计与制造 2020年4期

王振平,张晓宇,刘斌,薛亚飞,李金晶,乔艳军,陈静

(重庆长安汽车股份有限公司动力研究院,重庆 401120)

0 引言

火花塞点火击穿是点燃式发动机稳定运行的前提和基本保证。近年来,随着低压废气再循环(exhaust gas recirculation, EGR)、稀燃、分层燃烧[1-4]等新技术的应用,点火击穿缸内混合气变得越来越困难,而且点火击穿所需电压亦随之升高。对于点火系统开发工程师而言,认识点火放电过程,识别影响点火击穿电压的因素,并在所有工况下实现点火供给电压与需求电压的精准匹配,保证发动机正常工作变得越来越重要。

本文拟在定容燃烧弹上,以标准车用发动机火花塞为研究对象,对火花塞点火放电过程及影响点火击穿电压的因素进行试验和研究,以期找到火花塞点火放电的基本机理及影响点火击穿电压的因素,为发动机点火系统零部件的选型与匹配提供一定的参考。

1 试验设备与试验方案

1.1 试验设备

自行搭建整个火花塞试验系统。试验系统由定容燃烧弹、示波器、信号发生器、直流稳压电源等组成,其试验原理详见图1。试验时,火花塞跳火所需的高压源由点火线圈提供,点火线圈的工作由通过信号发生器产生的0~5 V方波来控制。点火线圈的工作条件为:电源电压14 V(直流),点火驱动信号频率25 Hz,充磁时间2 ms。采用示波器采集并处理点火击穿电压、次级电流等参数,通过空压机调整燃烧弹内部压力,即背景压力(简称背压)。

1.2 试验方案

以标准车用发动机火花塞(型号……

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