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主题:电源 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-02-19

电源论文范文

《单电源等离子点火技术》

该文是电源类论文例文和等离子和点火和电源类论文范例.

摘 要:单电源等离子点火系统通过在火花塞电极之间提供大能量的等离子电流,增大点火能量、提高燃烧效率和燃烧传播速度.并对单电源等离子点火系统进行了设计,研制了原理样机,通过实验验证了等离子放电过程.

关键词:等离子点火;等离子电源;火花塞

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.049

1 前言

随着现代的汽油车发动机采用废气回收技術,传统的点火技术已经不能满足发动机的动力、经济、环保性能的要求.为了解决汽油发动机在稀薄混合气和高滚流比的情况下成功点火需求,采用在高温电磁场条件下延长火花塞的点火能量和区域,有利于火花塞的火核形成和燃烧传播,在恶劣环境下实现可靠燃烧的等离子点火技术.作为前瞻性的技术,必然在以后得到广泛使用.

2 系统概述

传统火花塞点火系统是通过线圈自感原理,在次级线圈感应产生出高电压,压击穿火花塞间隙空气,电离而产生电弧点燃混合气.点火线圈受到体积、绕组匝数、耐压的限制,其能够提供的能量一般小于50mJ.图1所示的等离子点火系统,在传统的电路基础上增加一路等离子电源,由于引入了等离子电源和储能电容,因此在点火瞬间可以给火花塞提供更多持续点火能量,并且有效延长火花的持续时间.同时设计一个电压检测和开关驱动电路,来控制各个电源的放电时刻和延长时间.

3 单电路等离子点火系统

此结构图是在传统的火花塞点火系统图的基础上增加一路等离子电源、提供等离子点火能量的储能电容C1、保护二极管D0和D1.在此等离子电源点火的过程中,点火线圈的副边绕组产生离断电压,击穿火花塞电极间的空气间隙形成火弧.在燃烧过程中,火花塞电极间的电压由击穿电压降为燃烧电压,同时电极之间的火弧能够提供等离子电流的放电通路.当燃烧电压的绝对值低于C1上的电压时,C1以电流脉冲的形式形成等离子电流.C1放电结束时,电压V1等于火花塞的燃烧电压.此时,二极管D1截止,C1不再放电,等离子电源给C1充电,直至达到等离子电源闭环控制的稳态输出电压.

根据以上分析,等离子点火系统在C1放电时提供的等离子能量可以表示为:

(1)

其中,V1s为等离子电源闭环控制的稳态输出电压,V0b为火花塞电板在产生火弧时的燃烧电压.由式(1)可见,等离子点火能量的大小主要取决于电容C1和等离子电源的稳态输出电压V1s.

(1)等离子电源设计.等离子电源设计的主要技术指标如下:

1)输入电压:Vin等于12V;2)稳态输出电压:V1s等于?600V;3)输出电容:C1等于2.2μF;4)峰值功率:Pomax等于200W.

开关管Qf导通时,变压器T1的初级线圈被直流输入电压激励Vin,此时次级线圈的感应电压被二极管Df阻断.开关管Qf关断时,初级线圈的激励电压关断,变压器磁芯中的能量在副边绕组上产生反向的感应电势,向负载提供功率,因此该电路被称作反激变换器.

反激变换器用于等离子电源储能电容C1的充电,火花塞未形成导电通路时,电路的输出实际处于空载状态,因此本文将反激变换器设计于电感电流断续模式.图2给出了反激变换器工作于电感电流断续模式下的主要波形.其中,Vgs为开关管的驱动电压,Vds为开关管的漏极和源极电压,Vsec为变压器副边绕组电压,Ip为变压器原边电感电流,Is为副边电感电流.

(2)控制电路设计.等离子电源的主控芯片采用电容充电控制芯片LT3751实现,如图3所示.LT3571能够实现任意电容的快速充电,充电电压的稳定控制,具有原边或副边电压反馈能力,通过变压器匝数比和三个外接电阻设定的稳定的高输出电压.此外,通过反馈引脚可以实现低噪声高电压调节输出.

4 仿真分析

本文在仿真软件Saber中搭建了模型,对单电源等离子点火系统的点火过程进行了仿真验证.

得到ECU信号、火花塞在离断电压作用下产生火弧、等离子电源放电和充电的仿真结果和具体燃烧过程的仿真结果.由仿真可见,在离断电压的作用下,火花塞击穿电极之间的空气形成火弧和导电通路.在这一瞬间,等离子电源输出电容上储存的能量可以得到释放,火花塞中形成等离子电流完成点火.在单路电源工作的情况下,电源的充电时间远长于燃烧时间,在一次燃烧过程中只能完成一次等离子放电.

5 实验结果

图5给出了等离子放电瞬间的输出电压和燃烧电压测试结果.

由实验波形可见,等离子电源在火花塞被击穿的瞬间开始放电,放电完成时,等离子电源的电压等于燃烧电压,放电通路中的二极管截止,开始充电.在燃烧持续过程中,等离子电源只能放电一次.

6 结束语

将普通传统点火的高压火花转变为高能等离子点火,可以在稀薄油气混合密度的条件下加快混合气的燃烧速度,突破时间壁垒效应,从而增加汽车动力;同时实现降低油耗以及减少尾气排放的效果.

参考文献:

[1]苟欣璞.汽车点火参数测量的研究[D].重庆:重庆大学,2005:3-5.

[2]蓝冠动力.等离子电晕点火技术---汽车业界中国弯道超越美日欧的唯一机会[J].2016:23-27.

归纳上文:上述文章是一篇关于等离子和点火和电源方面的电源论文题目、论文提纲、电源论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.

电源引用文献:

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