[发明专利]内燃机的电晕点火系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃机的燃烧室中的燃料点火的电晕点火系统。

背景技术

US2011/0114071A1公开了一种电晕点火系统，燃料-气体混合物可 通过该系统藉由燃烧室中产生的电晕放电在内燃机的燃烧室中被点火。所 述电晕点火系统具有位于绝缘体中的点火电极。该点火电极连同绝缘体以 及围绕该绝缘体的套筒构成了电子电容器。所述电容器是电晕点火设备的 电谐振电路的一部分，该电路由例如从30kHz到50MHz的高频AC电压来 激励。由此，在点火电极上导致电压过载，从而在点火电极形成了电晕放 电。

高频AC电压是由高频产生器来产生的，该高频产生器的输入电压是 从车辆车载电子系统的变压器产生的。

电晕放电在发动机燃烧室的燃料-气体混合物中形成了离子和自由 基。当达到离子和自由基的临界浓度时，燃料-气体混合物点火。生成离子 和自由基的速度依赖于电晕放电的大小及其电气输出。电晕放电的大小和 输出仅可被增加达到临界界限。如果超过了所述界限，电晕放电转换成电 弧放电或火花放电。

电晕点火系统通常受到控制以使该电晕放电尽可能地大，使燃料-气 体混合物能够尽快被点火，因此可尽可能精确地预先确定出点火时刻，而 避免由电晕放电到电弧或火花放电的突变。

发明内容

本发明的一个目的是指明关于可怎样更好地实现所述目标的方式。

通过具有根据本发明的特征的电晕点火系统解决了这个问题。该电晕 点火系统用于内燃机燃烧室中的燃料点火的，它包括：谐振电路，其包括 点火电极，高频产生器，其连接到所述谐振电路并且被配置成产生用于激 励谐振电路的AC电压，直流电压源，其被配置成产生用于高频产生器的 输入电压，其特征在于：电容器与直流电压源并联地被连接到高频产生器， 该电容器在谐振电路的瞬态振荡补偿了谐振电路与直流电压源之间的失 配。

本发明还可以进行有益的改进。优选地，所述电容器具有20μF到100 μF之间的电容。优选地，所述电容器和直流电压源连接到高频产生器的相 同电压输入端。优选地，所述高频产生器包括带有中心抽头的变压器(6)， 直流电压源与电容器两者都连接到该中心抽头。优选地，所述直流电压源 传输50V到400V之间的电压。优选地，所述直流电压源是转换器。优选 地，在谐振电路的瞬态过程中，所述电容器将谐振电路的输入电压的变化 限制在不超过5V/μs。

电晕点火系统的谐振电路具有非常高的品质因子，因此在瞬态振荡过 程中产生高无功功率。这导致了失配，使瞬态过程中高频产生器所提供的 仅仅一部分输出能被谐振电路接收到。因此，在瞬态过程中的高频产生器 的理想输入电压比在稳态下小。所述影响可在电晕点火系统中由控制进行 补偿，该控制致使高频产生器的直流电压源在谐振电路的瞬态振荡过程中 (即在点火电晕放电时)比在稳态方式下电晕放电燃烧的情况下传递更小 的电压。与这种控制相关的费劲可通过根据本发明的措施而避免，与直流 电压源并联地，电容器被连接到高频产生器，例如变压器，该电容器在谐 振电路的瞬态振荡过程中补偿了谐振电路与直流电压源之间的失配。

当根据本发明的电晕点火系统投入工作时，与直流电压源并联地连接 到高频产生器的电容器将开始充电，同时谐振电路处于瞬态振荡。高频产 生器的输入电压因此在谐振电路的瞬态过程中随着时间而增加，由此补偿 了系统的失配。因此与直流电压源并联地连接到高频产生器的电容器减少 了高频产生器在接通或切断时出现的过载电压。

直流电压源可以是例如DC/DC转换器。使用转换器，高频产生器的 输入电压可例如从车辆的车载电子系统产生。这可直接(即，用单级转换 器)或在几个步骤中发生。转换器所产生的电压可以是例如50V到400V。 然而根据高频产生器的设计，也可使用更高或更低的输入电压。

电容器的最优电容取决于高频产生器、谐振电路以及为高频产生器传 输输入电压的直流电压源的情况，并因此不能被普遍地给出。一般地，通 过电容在20μF到100μF之间的电容器可实现好的效果。然而，根据电晕 点火系统的相应设计，更高或更低电容的电容器也可能是合适的。