[发明专利]点火电缆屏蔽体

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要用于发动机传递电能、保护内部导线的电磁屏蔽点火电缆，尤其是耐高温的高能（单次传递能量大于16焦耳）点火多层金属屏蔽电缆。

背景技术

在由高能点火装置、高能点火电缆、高能半导体电咀（点火枪）三部分组成的高能点火系统中，点火电缆是点火系统能量传输部件的主要屏蔽装置。随着飞行器的迅速发展，同时对系统电磁兼容要求愈来愈高，点火系统一般采用电子点火电起动方式，电磁干扰是影响点火系统电路以及周围其它系统正常工作的主要因素之一。越来越多的高科技电子产品的开发与应用，带来了一个不容忽视的重要课题—— 电磁兼容性的研究。电磁兼容性是指电气装置或电气系统不产生干扰或不受环境干扰，工作在指定环境中的能力。电磁干扰及其产生的影响是重大的，关系到汽车、船舶飞行器的安全可靠性，已经成为一个非常重要和迫切的急需解决的研究课题。点火系统在工作过程中产生高电压、强电流，相当于电磁发射体，点火系统的点火能量通过点火电缆传输到点火电嘴，在火花塞间隙（半导体表面）形成雪崩式放电，工作中产生电火花，点火电流瞬间突变以及在整个放电过程中产生高频振荡并以电磁波形式发射到空中，对周围数百米范围内的电子设备及它无线电装置的正常工作，产生不同程度的干扰，引发很多严重的后果。产生的干扰不但会影响外界的电子电器设备的正常工作，而且会影响自身电子电器设备的正常工作，因此，电子环境干扰会对电子产品的性能产生不利的影响，甚至会导致其功能丧失。无线电干扰源主要是发动机的点火系统，其干扰波来自点火系统次级电压产生的高频振荡，其次，在发电机负载电流突变和整流时也会产生电磁波。产生的干扰电磁波分传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰电磁波是通过导线直接输入无线电设备和电子设备内部的，而辐射干扰电磁波则是在空间传播，通过天线（如点火系统高压线就相当于天线）输入无线电设备内部，从而使它们的工作性能难以发挥，由此影响电子设备的安全性、可靠性及稳定性等等。与火花塞和点火线圈连接的电路是一种线束中间带有铁氧体磁棒的电路。在一定长度的铁氧体磁棒上缠绕有特定圈数的螺旋状线圈，这种线束对频率非常敏感，任何因素激发出的电路中的振荡，都会通过导线等以电磁波的形式发射出去产生电磁干扰。点火电缆是点火系统能量传输的通道，电缆皮电流随入射场波形、电缆长度、电缆屏蔽层感应电流是耦合电磁脉冲能量的重要途径。高空电磁脉冲（HEMP）由于其能量大,频谱宽,覆盖范围广,可以引起通信、电子和电力系统的损伤或破坏。点火电线在高压点火时所产生的高频电磁波，对电子设备受到干扰，甚至无法正常工作。在舰船电气或电子系统中,电缆主要用于联接不同的设备或系统,并实现它们之间能量与信息的有效传输。通常,系统和设备内部广泛分布了各类电缆,而由于舰船内部布置安装空间有限使得电缆密集,常因电缆的辐射与传导的耦合而发生电磁干扰, 舰船通信系统中常会因为大功率电台到天线的电磁干扰问题影响了弱电系统设备的正常工作。 伴随越来越多的高科技汽车电子产品的开发与应用，汽车电子设备也存在电磁干扰问题。汽油发动机的高压点火系统会产生强电磁波，干扰其周围的无线电广播和无线电通讯业务的正常运行，并且对电磁环境造成污染。大量应用于车辆上的各种电子电器设备也同样产生电磁干扰和发动机点火系统产生沿电源线传导的干扰，使一些电子部件在这种干扰脉冲条件下，不能正常工作，甚至导致损坏。汽车点火电线在高压点火时所产生的高频电磁波，对车内的电子设备受到干扰，甚至无法正常工作。综上所述,电磁兼容的辐射发射超标主要表现在点火电缆，解决好点火电缆的电磁兼容性，即处理好点火电缆金属屏蔽技术确保内外两个空间区域的金属隔离，以控制电场、磁场由一个区域对另一个区域的感应和辐射，点火电缆传输的高能点火能量被包围起来，防止电场向外扩散。点火电缆屏蔽体应具备减弱干扰的功能，即具备吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可以抵消部分干扰电磁波）等作用。一般大部分金属材料可以提供100dB的屏蔽效能，但是在实际应用中，要达到50dB以上的屏蔽效能是比较困难的，因为屏蔽体的屏蔽效能不仅取决于屏蔽体材料，更重要取决于屏蔽体制造工艺和结构，屏蔽体应具备导电连续性（整个屏蔽体必须是一个完整的、连续的导电体，但在实际应用工作中必须结合实际需求进行尽可能的作到屏蔽体的封闭处理）。一般的普通电磁屏蔽电缆通常采用（铝箔+编织）双屏蔽结构，铝塑复合箔+70%镀锡铜丝编织，铝箔标称厚度为70μm，其中铝层厚度≥40μ。由于现场电磁环境复杂,编织电缆之间存在严重的串扰。现有技术中用于发动机点火电缆的技术缺点：①电磁屏蔽性能不能满足发动机催化点火燃油控制器定时器规范GJB等相关规定要求；②点火电缆多层金属屏蔽体重量超出规定要求；③点火电缆工艺性差（主要表现在弯曲性）。