[发明专利]一种大能量点火线圈

说明书

技术领域

本申请涉及一种内燃机车辆使用的点火线圈。

背景技术

请参阅图1a，这是一种现有的点火线圈。车载电源1通常是额定电压在8～16V之间的低压直流电源，用来为初级线圈21供电。车载电源1和初级线圈2构成了初级线圈回路，在该初级线圈回路上具有受ECU（电子控制单元）控制的开关3。次级线圈22一端接地，另一端接火花塞4的一个电极，火花塞4的另一个电极接地。次级线圈22和火花塞4构成了次级线圈回路。初级线圈21和次级线圈22均缠绕在铁芯23上，这三者构成了一个变压器2。

图1a所示的点火线圈也可以变形为图1b的形式，此时的次级线圈22一端接车载电源1，另一端接火花塞4的一个电极，火花塞4的另一个电极接地。车载电源1、次级线圈22和火花塞4构成了次级线圈回路。

所述点火线圈由ECU控制工作。工作时，ECU驱使开关3闭合，车载电源1接通初级线圈21。此时，通过初级线圈的电流（即初级电流）将从零增长到一个稳定值，该稳定值由车载电源1的电压值和初级线圈21的电阻值所决定。随着初级电流增长，初级线圈21产生的电磁能量存储在铁芯23中。当初级电流达到一定值（该一定值≤稳定值）时，ECU驱使开关3瞬间断开，初级线圈回路的电场突变造成了初级线圈21的磁场迅速衰减，从而在次级线圈22的两端感应出高压电动势。该高压电动势击穿火花塞4的两个电极之间的空隙（称为火花塞4导通），产生电弧以点火。

现有的点火线圈工作时次级线圈22的两端感应出高压电动势从而在次级线圈回路上的放电能量（称为点火能量）普遍为30～40mJ。而随着缸内直喷、涡轮增压技术在内燃机车辆上的广泛应用，点火线圈的能量需求已达到90mJ，部分高端产品要求达到110mJ。现有的点火线圈无法提供这么大的点火能量。为提升点火能量，现有的点火线圈通常从延长初级线圈的充电时间、优化磁路设计、更改磁芯结构三个方面着手改进。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种大能量的点火线圈，不采用常规的能量提升手段，而是直接调节火花塞的导通时间（即火花塞的两个电极之间的空隙被击穿的持续时间），从而增大点火线圈的点火能量。

为解决上述技术问题，本申请大能量点火线圈是：初级线圈和次级线圈均缠绕在铁芯上，这三者构成了一个变压器；在初级线圈回路上具有受ECU控制的开关；火花塞的一个电极接次级线圈的一端，火花塞的另一个电极接地；

车载电源通过直流升压器为初级线圈供电，所述直流升压器将车载电源输出的直流电压提升后输出；次级线圈的另一端或者接直流升压器或者通过反向连接的二极管接地；电流维持装置的一端连接次级线圈未与火花塞相连的一端，电流维持装置的另一端接地，其在火花塞导通后工作以维持火花塞持续导通。

本申请的点火线圈可以任意调节火花塞的导通时间，从而可将点火能量提高到400mJ以上；还采用了较高电压来接通初级线圈，从而提升了能量转换效率。

附图说明

图1a是一种现有的点火线圈的结构示意图；

图1b是图1a的一种变形结构；

图2a～图2d是本申请的点火线圈的四个实施例的结构示意图；

图3是本申请的点火线圈中的电流维持装置的结构示意图。

图中附图标记说明：

1为车载电源；2为变压器；21为初级线圈；22为次级线圈；23为铁芯；3为开关；4为火花塞；5为直流升压器；6为蓄电池；7为电流维持装置；71为电流反馈单元；72为控制单元；73为直流升压单元；74为开关单元；8为二极管。

具体实施方式

请参阅图1a和图1b，点火线圈的点火能量值其中T为次级线圈22在次级线圈回路上的放电时间，u_ISK-OUT是次级线圈22连接火花塞4的那一端的对地压降值，i_OUT是通过次级线圈的电流（即次级电流）值。