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国外内燃机
2014年第3期
用于废气再循环汽油机的双线圈点火系统
【德】G.RuanD.KienzleM.Becker【美】D.Roth
摘要：末来，高增压汽油机对点火能量的要求不断提高，由于废气再循环(EGR)在汽油机上变得
越来越重要，固此，这种趋势变得更为强烈。BorgWarner公司开发了一种新型双线图点火系统，可明显改善汽油机对EGR的相容性，这是发动机在较高EGR率和动态运行状态下稳定运行的重要前提条件，能够进一步降低燃油耗。
关键词：废气再循环汽油机双线圈点火系统火花塞
1起因
当前汽油机的开发目标，除必须针对未来的试验循环降低颗粒排放外，最重要的依然是节油。汽油机冷却废气再循环(EGR)较理想的方式由高压循环回路和低压循环回路组成，除有利于消除发动机节流之外，对抗爆燃性能和废气排放也会产生有利影响1]。为了采用EGR稀释混合气，并确保可靠点火，改进点火系统势在必行。
对此，目前市场上的高能点火系统展现出诸多优势，但这种系统大多数都不具备改变实际点火持续时间的自由度。现量产的多火花点火系统可改变点火持续时间，它通过点火线圈的再充电，能连续产生多个点火火花(2)。作为多火花点火系统的拓展，双线圈点火系统(DCI)应用第2个点火线圈，产生不中断的持续火花，因此，与多火花点火系统相比，DCI 在点火性能、能量消耗和电极烧蚀等方面具有优势。
2DCI的原理
DCI本质上由2个串联的常规点火线圈组成。2 个线圈被连接在初级，其次级通过1对反并联高压两极管彼此分开，以避免2个电路相互影响，而高压电缆则从1对高压两极管的共同连接点接至火花塞。
DCI的基本工作原理示于图1。与常规点火系
统的相似，根据发动机电控系统的信号，第1个线限被充电，产生击穿电压所需的能量并被中间存储在线圈磁路中，当到达点火时刻，该线圈就产生所需的点火电压，并开始放电过程。第2个线圈滞后于第1 个线圈的预定时间进行充电。因此，若2个线圈中的1个必须再充电，那么，在这段时间内，火花总是由另一个线圈供给能量，因而点火电流不会变成零。 2个线圈的充电和放电过程要长时间重复，直到达到
万方数据
预先规定的火花持续时间。由于2个线圈在火花塞上有共同的接头，它们的电流汇聚成1个总点火电流，因此，与常规的点火系统不同，其火花持续时间是可调的，且火花不会中断。此外，点火能量不仅可以在火花持续期内进行调节，而且还可通过改变初级线圈电流来调节。
12n充电线圈2
放电
线面1充电
放电
火花持时间
点火
，延长的火花持续时间点火电
时间/ms DCI
常规点火系统时间/ms
图1DCI的工作原理
3工作方式
为使DCI在每种运行条件下都能可靠地准备满足要求的点火电流，可以采取不同的方法"。最简单的方法是单纯的时间控制（图1)，但这种方式存在一些缺点，例如使用费用高，在批量使用时会受到一定限制。为了实现坚固耐用、不易烧损和使用简便等优点，DCI以点火线圈充电电流调节为基础，持续不断地监测初级电流和次级电流。第1个线圈的主充电阶段与常规点火系统的相似，根据电控系统预先给定的点火脉冲进行；第2个线圈的充电始点则相对滞后于主充电阶段。这些线圈持续充电，直到达到预先规定的最大初级电流为止，接着进行相应