專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)燃燒室內(nèi)混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火方法，尤其是一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明權(quán)利要求1前述部分的技術(shù)特征，已在國(guó)際申請(qǐng)WO 2010/011838 Al的專(zhuān)利文獻(xiàn)中被披露。國(guó)際申請(qǐng)WO 2004/063560 Al公開(kāi)了一種燃燒室內(nèi)電暈放電的內(nèi)燃機(jī)燃燒室內(nèi)混合燃?xì)恻c(diǎn)火的方法，一個(gè)點(diǎn)火電極通過(guò)絕緣的方式從燃燒室的任一腔壁伸入并射向燃燒室，并與燃燒室內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞相對(duì)。點(diǎn)火電極，與作為反電極的燃燒室的接地腔壁一起構(gòu)成一個(gè)電容。燃燒室及室內(nèi)的物質(zhì)一起不帶電。燃燒室根據(jù)活塞運(yùn)動(dòng)的周期包含空氣、混合燃?xì)饣蛘呷急M廢氣。電容作為振蕩電路的一部分，可被由帶中間抽頭的變壓器產(chǎn)生的高頻直流電源激發(fā)，所述變壓器帶有一控制單元，可分別選用與兩個(gè)第一繞組對(duì)應(yīng)的設(shè)定的直流電流，所述兩個(gè)第一繞組由中間抽頭隔開(kāi)。變壓器的第二繞組供給振蕩電路，所述振蕩電路中的電容由點(diǎn)火電極和燃燒室的腔壁組成。由變壓器提供的并激發(fā)振蕩電路的電壓變化頻率被調(diào)整為盡可能接近振蕩電路的共振頻率。這導(dǎo)致點(diǎn)火電極與放置點(diǎn)火電極的燃燒室腔壁間的供給電壓冗余。例如，在點(diǎn)火電極端，共振頻率的變化范圍一般為 30KHz 3MHz，電壓的變化范圍為50KV 500KV。上述情況下，電暈放電可能在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生。由于電暈放電不允許發(fā)展為電弧放電或者火花放電，因此需要考慮保證點(diǎn)火電極和接地極間的電壓低于完全擊穿的電壓值。 國(guó)際申請(qǐng)WO 2004/063560 Al的專(zhuān)利文獻(xiàn)為此公開(kāi)了一種方法，該方法在變壓器的輸入端測(cè)量電壓和電流，根據(jù)測(cè)量所得電壓除以電流計(jì)算得到阻抗值，將所述阻抗值與保持在電弧放電且導(dǎo)致介質(zhì)完全擊穿時(shí)的阻抗值比較。這種方法的缺點(diǎn)是電暈的形成并不理想，特別是電暈并不能達(dá)到理想的大小。這是因?yàn)殡姇灥脑龃笫沟谜袷庪娐愤\(yùn)行更接近于擊穿電壓。為了避免在任何環(huán)境下都可達(dá)到擊穿電壓，不能被越限的阻抗設(shè)定值必須設(shè)得足夠小，以達(dá)到避免各種形式的電弧放電。在建立阻抗設(shè)定值時(shí)，必須考慮變壓器運(yùn)行電路(下文中稱(chēng)為點(diǎn)火器)的電流-電壓特性曲線， 所述電流-電壓特性曲線取決于制造相關(guān)的起伏波動(dòng)。如果點(diǎn)火器存在設(shè)計(jì)或生產(chǎn)工藝相關(guān)的改良，能導(dǎo)致電流-電壓特性曲線的變化，這樣就需要重新建立阻抗設(shè)定值，以免電暈形成太小或者甚至根本沒(méi)有。國(guó)際申請(qǐng)WO 2010/011838 Al的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種方法，所述方法在變壓器的第一繞組側(cè)先指定一阻抗設(shè)定值，在低電壓時(shí)，起點(diǎn)阻抗值取決于變壓器的輸入。在低電壓狀態(tài)下，變壓器輸入側(cè)初始階段電壓-電流特性曲線呈現(xiàn)連續(xù)線性關(guān)系，意味著恒阻抗?fàn)顟B(tài)。起初，電流依據(jù)電壓成比例的增大。起點(diǎn)阻抗作為點(diǎn)火器的特征值。當(dāng)電壓增大一定階段后，阻抗值上升，由變壓器第一繞組側(cè)的測(cè)量電流與電壓不再呈比例關(guān)系得知，隨著電壓的增加阻抗值慢慢增加，直到擊穿電壓出現(xiàn)。在WO 2010/011838 Al中，阻抗設(shè)定值是由起點(diǎn)阻抗值和額外阻抗值相加構(gòu)成的。額外阻抗值隨著電壓的增加而小幅度增長(zhǎng)，直到火花放電出現(xiàn)。只要火花放電被檢測(cè)到時(shí)，額外阻抗值與先前的增量相比呈現(xiàn)大幅度的衰減， 這樣可以避免進(jìn)一步火花放電的出現(xiàn)并維持振蕩電路的共振。這種方法，將變壓器輸入側(cè)的電流和電壓值維持在低于火花放電時(shí)的數(shù)值，即限定于電暈可達(dá)到最大尺寸的數(shù)值。國(guó)際申請(qǐng)WO 2010/011838 Al的缺點(diǎn)是無(wú)法避免通過(guò)電暈放電點(diǎn)燃混合燃?xì)鈺r(shí)， 偶爾出現(xiàn)火花放電，因?yàn)闄z測(cè)到火花放電的出現(xiàn)是建立阻抗設(shè)定值的先決條件。然而，僅僅是偶爾或者零星的發(fā)生火花放電，可能導(dǎo)致火花缺陷時(shí)燃燒不充分，還會(huì)損耗點(diǎn)火電極。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種通過(guò)電暈放電點(diǎn)燃一個(gè)或多個(gè)燃燒室內(nèi)混合燃?xì)獾姆椒?，所述方法可以形成最佳的電暈，并大體上能消除上述方法中存在的缺陷。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是包含權(quán)利要求1所述的技術(shù)特征，與本發(fā)明原理相同的另一選擇方案是權(quán)利要求4所述的方案。從屬權(quán)利要求為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化。本發(fā)明所述方法中混合燃?xì)庥糜诳裳h(huán)工作的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)燃燒室，所述燃燒室由接地腔壁圍成，一個(gè)可被點(diǎn)火器激發(fā)的振蕩電路，點(diǎn)火器包括一變壓器，所述變壓器的第一繞組側(cè)設(shè)有代表所選擇的點(diǎn)火系統(tǒng)特征值的起點(diǎn)阻抗，振蕩電路與變壓器的第二繞組側(cè)連接，振蕩電路包括一由點(diǎn)火電極和圍成燃燒室的接地腔壁構(gòu)成的電容，所述點(diǎn)火電極以絕緣的方式從任一個(gè)腔壁延伸進(jìn)并射向燃燒室。所述振蕩電路的激發(fā)受制于電暈放電的產(chǎn)生，所述電暈放電可在點(diǎn)火電極處點(diǎn)燃燃燒室內(nèi)的混合燃?xì)?。為此，?nèi)燃機(jī)點(diǎn)火之前，變壓器第一繞組側(cè)的電壓(下文中稱(chēng)為初級(jí)電壓)逐漸增大，流向變壓器第一繞組側(cè)的電流(下文中稱(chēng)為初級(jí)電流)在同一初級(jí)電壓時(shí)，可被反復(fù)測(cè)量。對(duì)應(yīng)于初級(jí)電流測(cè)量值的變化量被限定，當(dāng)初級(jí)電流的變化量達(dá)到或者超出預(yù)定的范圍時(shí)， 初級(jí)電壓部分增量會(huì)被截止。所述范圍可通過(guò)預(yù)先的實(shí)驗(yàn)決定，并應(yīng)該選擇為盡可能使得初級(jí)電壓接近卻不達(dá)到擊穿電壓。所述擊穿電壓應(yīng)理解為，當(dāng)初級(jí)電壓超過(guò)擊穿電壓時(shí)，電暈放電將演變?yōu)榛鸹ǚ烹娀蛘唠娀》烹姟｜c(diǎn)火系統(tǒng)包括實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法電暈放電點(diǎn)火需要的部件。為了激發(fā)振蕩電路，利用一射頻選擇電路，特別的還包括一變壓器，所述變壓器的第一繞組側(cè)包括一中間抽頭，所述中間抽頭將第一繞組分為兩段，所述兩段第一繞組在相反方向上可被交替性接通，在所述變壓器第二繞組側(cè)產(chǎn)生一交替電壓，所述電壓的頻率取決于兩段第一繞組交替接通直流電源的頻率。所述頻率可調(diào)，使得接在變壓器第二繞組側(cè)的振蕩電路可在共振頻率時(shí)被激發(fā)。因此，在變壓器的第一繞組側(cè)設(shè)有一射頻選擇開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)可交替連接方向相反的兩個(gè)第一繞組與直流電源。關(guān)于這一方面的更多細(xì)節(jié)可參閱國(guó)際申請(qǐng)WO 2004/063560 Al和WO 2010/011838 Al。振蕩電路在預(yù)定周期內(nèi)間斷地被激發(fā)，所述預(yù)定周期由本發(fā)明采用的控制單元制定。內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的混合燃?xì)庑柙诿總€(gè)汽缸每個(gè)周期被點(diǎn)燃，點(diǎn)燃時(shí)間由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器指定。然而，在每個(gè)汽缸的各個(gè)周期內(nèi)有可能產(chǎn)生不止一次電暈放電導(dǎo)致的點(diǎn)燃過(guò)程。這樣的好處是燃后的燃?xì)饪梢愿浞秩紵急M廢氣含有更少的有害物質(zhì)。本發(fā)明方法的實(shí)際實(shí)施中存在幾種可能性。初級(jí)電流的變化率優(yōu)選的由10組以上在同一初級(jí)電壓時(shí)的初級(jí)電流測(cè)量值得出，考慮的初級(jí)電流值個(gè)數(shù)越多，初級(jí)電流的變化率的就更為平均和精確，初級(jí)電壓就能更接近并不超出擊穿電壓。同一初級(jí)電壓時(shí)，初級(jí)電流測(cè)量值的個(gè)數(shù)為1(Γ150個(gè)，特別地，所述測(cè)量值的個(gè)數(shù)為5(Γ100個(gè)。所述測(cè)量值不需要在同一發(fā)動(dòng)機(jī)周期內(nèi)得出，可以從多個(gè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)周期中得出。優(yōu)選的，可從多個(gè)連續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)周期內(nèi)得出初級(jí)電流測(cè)量值的變化率。例如，每個(gè)周期測(cè)量三個(gè)初級(jí)電流值，由連續(xù)30個(gè)周期的測(cè)量值得出初級(jí)電流的變化率，將所述測(cè)量值存儲(chǔ)在一控制單元可得出初級(jí)電流的變化率。因此，需要一移位寄存設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器。此設(shè)計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)周期的變化率的耗時(shí)很低。將連續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)周期的測(cè)量值結(jié)合起來(lái)可導(dǎo)出理想的結(jié)果。為了接近擊穿電壓，初級(jí)電壓可以等幅逐漸遞增。隨著初級(jí)電流的變化率接近預(yù)定值時(shí)初級(jí)電壓的增幅減小，這樣初級(jí)電壓變化率的極值可最大的接近卻不超出擊穿電壓。本發(fā)明方法中的變化率可被多種方式計(jì)算或估算出。優(yōu)選的，變化率相關(guān)測(cè)量值的平均值，特別是算術(shù)平均值。很容易確定變化率的范圍，即測(cè)量值最高值與最低值的范圍。為了使得變化率數(shù)值具有重現(xiàn)性，可以由測(cè)量值平均值的平均偏差或者相對(duì)平均偏差作為變化率的測(cè)量值， 平均偏差取決于個(gè)別測(cè)量值與平均測(cè)量值的差異，通過(guò)測(cè)量值的總和除以測(cè)量值的個(gè)數(shù)得到。所以平均偏差與測(cè)量值相等，電流的平均偏差等于電流測(cè)量值。相對(duì)平均偏差可以替換平均偏差來(lái)設(shè)定變化率極限，相對(duì)平均偏差可以由平均偏差和測(cè)量值的平均值得出，相對(duì)平均偏差并不是數(shù)值，而是百分比。本發(fā)明權(quán)利要求4所述的方法與權(quán)利要求1所述方法的區(qū)別在于流向變壓器第一繞組側(cè)的初級(jí)電流按預(yù)先增量增加，在同一初級(jí)電流時(shí)檢測(cè)分布在第一繞組側(cè)的初級(jí)電壓，多個(gè)初級(jí)電壓測(cè)量值的變化率與預(yù)定極值比較。在本實(shí)施例中，當(dāng)初級(jí)電流導(dǎo)致的初級(jí)電壓的變化率接地或超出預(yù)定極值時(shí)初級(jí)電流不再增加，測(cè)量值范圍、由變化率均值得到的平均偏差或者由初級(jí)電壓均值得到的相對(duì)平均偏差都可作為變化率的測(cè)量值。在測(cè)量初級(jí)電壓或者測(cè)量初級(jí)電流的兩種技術(shù)方案中，優(yōu)選測(cè)量初級(jí)電流。無(wú)論基于變化率的范圍或者平均偏差，都可以為通過(guò)在先的實(shí)驗(yàn)為某個(gè)引擎發(fā)動(dòng)機(jī)的電暈放電點(diǎn)火裝置設(shè)定變化率閾值，并且能應(yīng)用于一系列相同設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)中。在發(fā)動(dòng)機(jī)中，擊穿電壓Ud取決于點(diǎn)火電極與活塞的距離，也即曲軸的位置或預(yù)定的角度。因?yàn)榛旌先細(xì)獾狞c(diǎn)火處發(fā)生在活塞的特定位置或者預(yù)定角度，所述活塞的特定位置或預(yù)定角度可由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控改變，進(jìn)一步可為不同的活塞位置或者預(yù)定角度建立不同的變化率極值，將依據(jù)“活塞位置”、“曲軸位置”或“預(yù)定角度”三個(gè)參數(shù)中一個(gè)值建立的變化率極值保存在一控制單元，例如，保存在現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器或者本發(fā)明中單獨(dú)控制點(diǎn)火方法的點(diǎn)火控制單元中，根據(jù)選擇的參數(shù)來(lái)調(diào)用它們，以便將初級(jí)電壓的增長(zhǎng)限制在擊穿電壓隊(duì)一下或者將初級(jí)電流的增長(zhǎng)限制在擊穿電流Id以下。擊穿電流Id為擊穿電壓時(shí)初級(jí)電流能達(dá)到的最大值。只要所述參數(shù)的值保持不變，變化率的極值也保持不變。本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明所述的方法，初級(jí)電壓接近于擊穿電壓并保證理想的電暈放電可以形成，本方法不需要在初級(jí)電壓時(shí)不時(shí)超過(guò)擊穿電壓條件下來(lái)決定起點(diǎn)阻抗的數(shù)值。通過(guò)逐漸增加電壓，并限定初級(jí)電流的增幅和最終增量，可以確定電流-電壓曲線上代表初級(jí)電流與初級(jí)電壓關(guān)系的增長(zhǎng)區(qū)間的工作點(diǎn)。特征參數(shù)有典型的區(qū)間性，當(dāng)初級(jí)電壓較低時(shí)，阻抗值為常量，這就意味著在初始階段初級(jí)電流與初級(jí)電壓成比例關(guān)系。代表初級(jí)電流與初級(jí)電壓關(guān)系的曲線為一直線，直線的斜率為阻抗值Z = V/I。當(dāng)電壓超過(guò)特定電壓Ua后，阻抗值隨之增加，電流-電壓曲線斜率增加，直到初級(jí)電壓值達(dá)到擊穿電壓Ud 后減小，初級(jí)電流的增量連續(xù)減小，但是初級(jí)電流的測(cè)量值變量則呈階段性增加。本發(fā)明方法通過(guò)利用分段阻抗特性將初級(jí)電流精準(zhǔn)的限制在擊穿電壓Ud到達(dá)之前。考慮到電壓-電流特性曲線的發(fā)展趨勢(shì)，本發(fā)明可將初級(jí)電壓限定在擊穿電壓Ud 之下的預(yù)定區(qū)間內(nèi)，即使擊穿電壓Ud的精確值是未知的。阻抗值尤其是起點(diǎn)阻抗值的變化，在前述的專(zhuān)利中需要確定擊穿電壓Ud的值，而本設(shè)計(jì)中阻抗值只需盡可能接近擊穿電壓Ud并維持合理的區(qū)間，并不需要特別的調(diào)整。本發(fā)明只需要一個(gè)確定的阻抗閾值或者一個(gè)確定的初級(jí)電壓閾值。本發(fā)明所述方法具有自適應(yīng)能力，可以根據(jù)元器件衰老、制造精度、點(diǎn)火器設(shè)計(jì)或制造工藝的改良、點(diǎn)火電極的老化、溫度變化及各種控制單元的應(yīng)用對(duì)電壓-電流特性曲線的變化進(jìn)行自動(dòng)平衡。本發(fā)明方法在電暈放電中不會(huì)發(fā)生火花放電或者電弧放電，因此減小了點(diǎn)火電極的損耗。本發(fā)明為了達(dá)到理想大的電暈可以盡可能的接近擊穿電壓，這樣為點(diǎn)燃混合燃?xì)夂痛偈骨岸嘶鹧娴目焖偕商峁┝死硐氲臈l件。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明 圖1是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的電路原理圖2是與圖1所述點(diǎn)火系統(tǒng)相連的內(nèi)燃機(jī)的汽缸的縱向剖面圖； 圖3是變壓器輸入側(cè)的電壓-電流特性曲線，用來(lái)說(shuō)明接近擊穿電壓時(shí)評(píng)估初級(jí)電流測(cè)量值的變化率；
圖4是變壓器12輸入側(cè)的電壓-電流特性曲線，由之前公開(kāi)的國(guó)際申請(qǐng)WO 2004/063560 Al得知，所述特性曲線具有作為控制目的固定的起點(diǎn)阻抗阻抗設(shè)定值；
圖5是變壓器12輸入側(cè)的電壓-電流特性曲線，由之前公開(kāi)的國(guó)際申請(qǐng)WO 2010/011838 Al得知，所述特性曲線具有檢測(cè)火花放電的固定的阻抗設(shè)定值。附圖標(biāo)記
1燃燒室
2燃燒室腔壁
3燃燒室腔壁
4燃燒室腔壁，活塞18的頂部
5點(diǎn)火電極
6絕緣介質(zhì)
7振蕩電路
8電容
9電感
10射頻發(fā)生器11直流源12變壓器13中間抽頭14第一繞組15第一繞組16射頻選擇開(kāi)關(guān)17第二繞組18活塞19活塞圓環(huán)20通道21凸起22放電云23外罩2423的第一部件2523的第二部件26接口27輸入28輸入29診斷裝置30引擎控制單元。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，燃燒室1由接地腔壁2、3、4圍成，點(diǎn)火電極5自上射向燃燒室1內(nèi)，所述點(diǎn)火電極5部分位置被絕緣介質(zhì)6覆蓋，這樣點(diǎn)火電極5以絕緣的方式從上面的腔壁2延伸入燃燒室1內(nèi)。一組振蕩電路7包括點(diǎn)火電極5和燃燒室1的腔壁2至4，還包括一電容器8和一電感器9。本領(lǐng)域熟悉振蕩電路的技術(shù)人員，還可以為振蕩電路7添加更多的電容器和/或電感器以及其他元件。射頻發(fā)生器10用來(lái)激發(fā)振蕩電路7，所述發(fā)生器包括一直流源11和變壓器12，所述變壓器12的第一側(cè)帶中間抽頭13，兩個(gè)第一繞組14和15與中間抽頭13連接。通過(guò)射頻選擇開(kāi)關(guān)16，第一繞組14和15遠(yuǎn)離中間抽頭13的端子可交替接地。射頻選擇開(kāi)關(guān)16 的切換頻率生成激發(fā)振蕩電路7的信號(hào)頻率，所述信號(hào)頻率可調(diào)。變壓器12的第二繞組17 在A點(diǎn)驅(qū)動(dòng)振蕩電路7。通過(guò)一個(gè)圖中省略的控制單元7控制射頻選擇開(kāi)關(guān)16，以便振蕩電路能在共振頻率時(shí)激發(fā)。這樣，點(diǎn)火電極5的末端與接地腔壁2至4間的電壓達(dá)到最大。參照?qǐng)D2，所示為與圖1所述的點(diǎn)火裝置配套的內(nèi)燃機(jī)汽缸的縱向截面圖。圍成燃燒室1的上部腔壁2為氣缸的頭部，圓筒狀側(cè)邊腔壁3及活塞18的頂部4在氣缸內(nèi)一起圍成燃燒室1，所述活塞18可循環(huán)往復(fù)移動(dòng)，所述活塞18還帶有活塞圓環(huán)19。在汽缸頭部2上設(shè)有一通道20，用來(lái)讓點(diǎn)火電極5以絕緣和密封的方式伸入燃燒室1。點(diǎn)火電極5的部分位置被絕緣介質(zhì)6覆蓋，所述絕緣介質(zhì)6可由熔接的陶瓷材料組成，例如氧化鋁陶瓷。點(diǎn)火電極5的末端部分伸出絕緣介質(zhì)6射向燃燒室1。
圍繞點(diǎn)火電極5的末端，活塞18的頂部還設(shè)有一些鋒利的凸起21，可用來(lái)局部增強(qiáng)點(diǎn)火電極5與相對(duì)位置的活塞18之間的電場(chǎng)強(qiáng)度。在振蕩電路7的激發(fā)期間，伴隨著電暈放電，在點(diǎn)火電極5與活塞18上相應(yīng)的凸起21之間的區(qū)域明顯的形成一般強(qiáng)度的放電云22。汽缸頭部2上連接有一外罩23，所述外罩23的第一部件M內(nèi)放置變壓器12的第一繞組14和15及隨后的射頻選擇開(kāi)關(guān)16，所述外罩23的第二部件25內(nèi)放置有變壓器12 的第二繞組17和振蕩電路7的剩余元件，以及檢測(cè)振蕩電路性能的裝置。所述第二部件25 通過(guò)接口沈連接有檢測(cè)裝置和/或引擎控制單元30。參照?qǐng)D3，在變壓器12輸入側(cè)的電壓-電流特性曲線，在略低于擊穿電壓Ud.處確定初級(jí)電壓的端點(diǎn)電壓Ub。為了達(dá)到端點(diǎn)電壓Ub，初級(jí)電壓逐漸增力卩。在電壓-電流特性曲線的非線性部分， 隨著初級(jí)電壓的繼續(xù)增加，初級(jí)電流的增幅或等同變量增大。圖3反映了理想形式下初級(jí)電流的增幅或等同變量的增大情形。當(dāng)初級(jí)電流的增幅或者等同變量超出為特定初級(jí)電壓時(shí)的設(shè)定極值時(shí)，所述設(shè)定極值為圖3中點(diǎn)火裝置電壓-電流特性曲線的工作點(diǎn)B，所述工作點(diǎn)B帶有雙向箭頭，初級(jí)電壓限定在Ub而不再增加。通過(guò)先前的實(shí)驗(yàn)建立達(dá)到初級(jí)電壓電壓Ub時(shí)變化的設(shè)定極值，所述初級(jí)電壓電壓 Ub剛好低于擊穿電壓Ud.，此時(shí)電暈達(dá)到最大尺寸。通過(guò)先前實(shí)驗(yàn)確定的變化的極值取決于點(diǎn)火電極的末端與活塞的距離，或者曲軸的位置，或者預(yù)定的角度?；谶@些要素中的一個(gè)，變化的極值存儲(chǔ)在控制單元并可用來(lái)相應(yīng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)引擎?，F(xiàn)有技術(shù)中已將這些數(shù)值存儲(chǔ)在引擎控制單元中，然而本發(fā)明將它們存儲(chǔ)在分離的點(diǎn)火控制單元內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明方法可避免引擎工作期間發(fā)生達(dá)到或者超出擊穿電壓的情形。由國(guó)際申請(qǐng)WO 2004/063560 Al可知，一旦測(cè)量的阻抗值超出設(shè)定的閾值，初級(jí)電壓Vfix不再增加，以便防止火花放電。阻抗閾值Zfix應(yīng)保證多種點(diǎn)火器的電暈不會(huì)附帶有火花或者電弧，這就需要滿足各種因設(shè)計(jì)或制造工藝相關(guān)的改變導(dǎo)致的不同的電壓-電流特性曲線的要求，阻抗閾值、,必須相應(yīng)設(shè)置低點(diǎn)。因此，表示阻抗閾值的直線與電壓-電流特性曲線的交點(diǎn)D遠(yuǎn)低于擊穿電壓Ud,參見(jiàn)圖4，電暈在通常情況下不能達(dá)到最大尺寸。國(guó)際申請(qǐng)WO 2010/011838 Al公開(kāi)的一種方法，首先在特性曲線的線性部分確定起點(diǎn)阻抗值，然后，逐漸則將阻抗值直到檢測(cè)到火花放電。通過(guò)檢測(cè)到被測(cè)阻抗值超出閾值 ZArc確定火花放電，參見(jiàn)圖5。檢測(cè)到火花放電后，阻抗值將以更大的幅度減小，以便使接下來(lái)的工作周期內(nèi)避免點(diǎn)暈生成時(shí)產(chǎn)生火花放電。本發(fā)明，為了避免后續(xù)的電暈放電點(diǎn)火時(shí)的火花放電，并不需要先生成火花放電。以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，所述循環(huán)工作的內(nèi)燃機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)燃燒室(1 )，所述燃燒室(1)由接地腔壁(2、3、4)構(gòu)成，其中包括一用來(lái)激發(fā)振蕩電路(7)的變壓器(12)，所述振蕩電路(7)與變壓器(12)的第二繞組(17)連接，所述振蕩電路(7)包括一由點(diǎn)火電極(5)與燃燒室(1)的腔壁(2、3、4)構(gòu)成的電容，所述點(diǎn)火電極(5)以絕緣的方式從腔壁(2、3、4)任一側(cè)伸入燃燒室(1)內(nèi)，所述振蕩電路(7)的激發(fā)受制于點(diǎn)燃燃燒室(1)內(nèi)混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火電極(5)的電暈放電，其特征在于每次內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火之前，變壓器(12)的第一繞組(14、15)的初級(jí)電壓(U)，逐漸增加，由初級(jí)電壓產(chǎn)生的流向第一繞組(14、15)的初級(jí)電流(I)，在同一初級(jí)電壓時(shí)可被反復(fù)測(cè)量，初級(jí)電流的變化率被限定，當(dāng)初級(jí)電流的變化率達(dá)到或超出預(yù)定范圍時(shí)，逐漸增加的初級(jí)電壓的部分電壓被截止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法， 其特征在于所述初級(jí)電流的變化率由同一初級(jí)電壓值時(shí)至少10個(gè)初級(jí)電流測(cè)量值得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法， 其特征在于所述初級(jí)電流的變化率由同一初級(jí)電壓值時(shí)1(Γ150個(gè)初級(jí)電流測(cè)量值得到， 更進(jìn)一步，所述初級(jí)電流測(cè)量值的個(gè)數(shù)為5(Γ100個(gè)。
4.一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，所述循環(huán)工作的內(nèi)燃機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)燃燒室(1 )，所述燃燒室(1)由接地腔壁(2、3、4)構(gòu)成，其中包括一用來(lái)激發(fā)振蕩電路(7)的變壓器(12)，所述振蕩電路(7)與變壓器(12)的第二繞組(17)相連，所述振蕩電路(7)包括一由點(diǎn)火電極(5)與燃燒室(1)的腔壁(2、3、4)構(gòu)成的電容，所述點(diǎn)火電極(5)以絕緣的方式從腔壁(2、3、4)任一側(cè)伸入燃燒室(1)內(nèi)，所述振蕩電路(7)的激發(fā)受制于點(diǎn)燃燃燒室(1)內(nèi)混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火電極(5)的電暈放電，其特征在于每次內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火之前，流向變壓器(12)的第一繞組(14、15)的初級(jí)電流(I)，逐漸增加，此過(guò)程中第一繞組(14、15)的形成的初級(jí)電壓(U)，在同一初級(jí)電流值時(shí)可被反復(fù)測(cè)量，初級(jí)電壓的變化率被限定，當(dāng)初級(jí)電壓的變化率達(dá)到或超出預(yù)定范圍時(shí)，逐漸增加的初級(jí)電流的部分電流被截止。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法， 其特征在于所述初級(jí)電壓的變化率由同一初級(jí)電流值時(shí)至少10個(gè)初級(jí)電壓測(cè)量值得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法， 其特征在于所述初級(jí)電壓的變化率由同一初級(jí)電流值時(shí)1(Γ150個(gè)初級(jí)電壓測(cè)量值得到， 更進(jìn)一步，所述初級(jí)電壓測(cè)量值的個(gè)數(shù)為5(Γ100個(gè)。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，其特征在于當(dāng)變化率日益接近預(yù)定范圍時(shí)，初級(jí)電壓或者初級(jí)電流的的增長(zhǎng)增量減小。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，其特征在于所述變化率基于測(cè)量值的平均值。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，其特征在于所述變化率的幅度是取決于對(duì)變化率的測(cè)量，即測(cè)量值的最高值與最低值之差。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，其特征在于測(cè)量值與平均值的平均偏差或者相對(duì)平均偏差作為變化率的一個(gè)測(cè)量值。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，其特征在于變化率的范圍通過(guò)預(yù)先在所述應(yīng)用于權(quán)利要求1或4的點(diǎn)火裝置實(shí)驗(yàn)得到，所述范圍可應(yīng)用于同類(lèi)的點(diǎn)火裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)應(yīng)用在一發(fā)動(dòng)機(jī)引擎上，并且實(shí)驗(yàn)得到的極值數(shù)據(jù)可應(yīng)用于同樣設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)引擎。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，其特征在于所述變化率的極值取決于點(diǎn)火電極(5)的末端與活塞(18)的距離，或者曲軸的位置，或者預(yù)定的角度，變化的極值存儲(chǔ)在控制單元并可用來(lái)相應(yīng)控制同類(lèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)引擎，所述極值取決于三個(gè)參數(shù)中的一個(gè)。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，其特征在于通過(guò)內(nèi)燃機(jī)幾個(gè)連續(xù)周期的測(cè)量數(shù)值來(lái)決定變化率。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于電暈放電的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火方法，混合燃?xì)庠谝粋€(gè)循環(huán)工作的內(nèi)燃機(jī)內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)包括至少一個(gè)燃燒室，燃燒室由接地腔壁構(gòu)成，還包括一用來(lái)激發(fā)振蕩電路的變壓器，振蕩電路與變壓器的第二繞組連接，振蕩電路包括一由點(diǎn)火電極構(gòu)成的電容，點(diǎn)火電極以絕緣的方式從腔壁任一側(cè)伸入燃燒室內(nèi)，振蕩電路的激發(fā)受制于點(diǎn)燃燃燒室內(nèi)混合燃?xì)獾狞c(diǎn)火電極的電弧放電。每次內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火之前，變壓器的第一繞組的電壓即初級(jí)電壓，逐漸增加，由初級(jí)電壓產(chǎn)生的流向第一繞組的電流即初級(jí)電流，可被反復(fù)測(cè)量，初級(jí)電流的變化范圍被限定，當(dāng)初級(jí)電流達(dá)到或超出預(yù)定范圍時(shí)，逐漸增加的初級(jí)電壓的部分電壓被截止。作為改進(jìn)，流向第一繞組的初級(jí)電流被限定，初級(jí)電壓的變化可被檢測(cè)。
文檔編號(hào)F02P23/04GK102235292SQ20111011682
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者T·施雷默爾 申請(qǐng)人:博格華納貝魯系統(tǒng)有限公司