一種變能量的點火測控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及點火測控系統(tǒng)，具體地指一種變能量的點火測控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 點火能量是發(fā)動機(jī)性能的重要影響因素之一，影響著火核的形成過程與燃料初期 火焰的傳播速度。利用發(fā)動機(jī)臺架可W開展關(guān)于不同點火能量對于發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性 與排放的研究，利用定容燃燒彈系統(tǒng)則可W研究不同點火能量對于火焰初期傳播過程的影 響。因此開展點火能量方面的研究便具有十分重要的意義，可W為優(yōu)化發(fā)動機(jī)點火系統(tǒng)的 設(shè)計與控制提供理論依據(jù)。
[0003] 最小點火能量是指引燃一定濃度可燃物或爆炸所需要的最低能量值，是用來衡量 可燃?xì)怏w或液體蒸汽的爆炸危險性的重要參數(shù)，也是靜電安全的重要技術(shù)參數(shù)。測量不同 燃料的最小點火能量，既可W為可燃?xì)怏w或液體的安全儲運提供參考，也可W為發(fā)動機(jī)的 點火系統(tǒng)設(shè)計提供相關(guān)參數(shù)依據(jù)。因此測定不同燃料的最小點火能量具有重要意義。利用 定容燃燒彈可W測定不同燃料（氣體燃料與部分液體燃料）的最小點火能量。
[0004] 目前公開的可變能量點火系統(tǒng)中，大部分是通過控制影響變能量的參數(shù)定性地 控制點火能量的變化，例如電感式點火系統(tǒng)中，通過控制充電時間實現(xiàn)變能量。借助于模擬 負(fù)載手段近似標(biāo)定點火能量的大小，不能做到實時得到每一次點火過程的點火能量大小。 由于放電過程中電極間負(fù)載比較復(fù)雜，使得標(biāo)定的點火能量大小與實際的點火能量存在一 定差異。
[0005] 常用的最小點火能量測量裝置所采用的點火系統(tǒng)，一般是通過直流電源提供萬伏 高壓對電容充電，然后通過讓電容放電完成點火。點火能量則認(rèn)為是電容的儲能值。該種 點火系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)簡單，但由于電源的輸出電壓過大，對于線路中元件耐壓要求較高，降 低了系統(tǒng)的使用壽命，在操作過程中具有一定的危險性。同時由于存在線路損耗，使得實際 的點火能量小于電容儲存能量值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種變能量的點火測控系 統(tǒng)，該點火測控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)點火過程中點火能量的可調(diào)與可測，既可W根據(jù)需要改變點 火能量，且能準(zhǔn)確地測量出每一次點火過程的點火能量大小。
[0007] 實現(xiàn)本實用新型目的采用的技術(shù)方案是一種變能量的點火測控系統(tǒng)，包括充電回 路、放電回路、W及控制所述充電回路、放電回路進(jìn)行充電和放電的驅(qū)動控制電路、電壓探 頭、電流探頭、點火電極、示波器和PC機(jī)；
[000引所述充電回路包括；線性直流恒壓源，W及依次連接在線性直流恒壓源正極和負(fù) 極之間的第一二極管、第一電阻、充電控制開關(guān)、第二二極管和電容組；
[0009] 所述放電回路包括所述電容組、放電控制開關(guān)，點火線圈和點火電極，所述放電控 制開關(guān)的一端與第二二極管的陰極連接，另一端與點火線圈中初級線圈的一端連接，點火 電極的兩端分別與點火線圈中次級線圈的輸出端和電源負(fù)極連接；所述電壓探頭的測試端 和點火線圈中次級線圈輸出端相連接的電極相接，地線錯與電極的另一端相連；電流探頭 接入電極線路中，電壓探頭和電流探頭的采集輸出端分別與示波器連接，示波器通過數(shù)據(jù) 線與PC機(jī)相連；
[0010] 所述驅(qū)動控制電路包括5V直流電源、32V直流電源、光電禪合器、單片機(jī)系統(tǒng)、= 極管和穩(wěn)壓二極管，所述5V直流電源的正極經(jīng)過電阻R2,連接光電禪合器在發(fā)光二極管一 側(cè)的正極，發(fā)光二極管一側(cè)的負(fù)極與單片機(jī)系統(tǒng)所需的工作引腳PX相連；單片機(jī)系統(tǒng)通過 串口模塊與PC機(jī)連接；光電禪合器的輸出端的發(fā)射極與32V直流電源的負(fù)極相連，集電極 則與電阻R4相連，同時與S極管的基極相連；電阻R3與電阻R4串聯(lián)后與32V直流電源的 正極相連，=極管的發(fā)射極接在電阻R4與電阻R3之間，=極管集電極與充電控制開關(guān)W及 放電控制開關(guān)中的電磁線圈的任意輸入端kl相連，并與穩(wěn)壓二極管的負(fù)極相連；電磁線圈 另一輸入端k2與32V直流電源的負(fù)極相連，并與穩(wěn)壓二極管的正極相連。
[0011] 在上述技術(shù)方案中，所述第一二極管D1的陽極與線性直流恒壓源的正極相連，第 一二極管D1的陰極與第二二極管D2的陽極之間依次相連接第一電阻R1和充電控制開關(guān)， 第二二極管D2的陰極與電容組的一端連接，電容組的另一端與線性直流恒壓源的負(fù)極連 接。
[0012] 在上述技術(shù)方案中，所述線性直流恒壓源輸出在0?400V之間變化的電壓；所述 電容組由不同容值的電容并聯(lián)而成，且每一個電容串聯(lián)一個選擇開關(guān)，用W調(diào)節(jié)電路中所 接電容的容值，所用電容為聚丙締電容，所用選擇開關(guān)為機(jī)械開關(guān)。
[0013] 作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述變能量的點火測控系統(tǒng)設(shè)于發(fā)動機(jī)臺 架上時，所述線性直流恒壓源包括與汽車電瓶連接的升壓整流電路，W及用于控制升壓整 流電路中應(yīng)數(shù)比的調(diào)節(jié)開關(guān)；充電控制部分包括單向可控娃和用于控制單向可控娃的觸發(fā) 電路，所述觸發(fā)電路與發(fā)動機(jī)ECU連接；所述放電控制部分為固態(tài)繼電器W及固態(tài)繼電器 連接的驅(qū)動控制電路，所述驅(qū)動控制電路與發(fā)動機(jī)ECU連接。
[0014] 作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述變能量的點火測控系統(tǒng)用于定容燃燒 彈實驗臺架上時，所述的線性直流電源用于將市電轉(zhuǎn)換成所需的直流電壓；所述充電控制 開關(guān)和放電控制開關(guān)為與驅(qū)動控制電路連接的大功率電磁繼電器，驅(qū)動電路通過單片機(jī)進(jìn) 行控制，單片機(jī)通過串口與PC機(jī)進(jìn)行連接。
[0015] 本實用新型工作過程如下：
[0016] 當(dāng)充電控制開關(guān)閉合時，完成對電容組的充電。電容組充電完成后，充電控制開關(guān) 斷開，放電控制開關(guān)閉合，此時電容組、放電控制開關(guān)與點火線圈構(gòu)成另一個回路。放電控 制開關(guān)閉合時，電容組完成放電，電流流過點火線圈的初級線圈，使得在次級線圈上產(chǎn)生一 個瞬時高壓。由于電極的一端與點火線圈的次級線圈輸出端相連，一端與電源負(fù)極相連， 使得電極間產(chǎn)生瞬時高壓，擊穿電極間的氣體，從而完成點火。
[0017] 本實用新型在點火過程中，電壓探頭與電流探頭分別用來采集點火過程中電極間 的電壓信號與電流信號，并將其送入示波器中完成數(shù)據(jù)采集與波形顯示，再將采集到的兩 個波形數(shù)據(jù)傳入計算機(jī)中完成相關(guān)計算，計算得到點火能量值。
[001引此外，本實用新型還能夠通過改變電路中電容組的容值C與充電后電容組兩端的 電壓U的大小，來改變電容組儲能的大小。本實用新型在每一次點火過程中，點火能量的大 小能夠通過改變電容組的儲能大小來實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型變能量的點火測控系統(tǒng)的電路圖。
[0020] 圖2為充、放電控制開關(guān)的驅(qū)動控制電路圖。
[0021] 圖中標(biāo)號如下：
[002引 1-線性直流電源（A+線性直流電源正極A-線性直流電源負(fù)極）
[0023] D1 二極管
[0024] D2 二極管
[0025] D3穩(wěn)壓二極管
[0026] R1 電阻
[0027] R2 電阻
[002引 R3 電阻
[0029] R4 電阻
[0030] 2 充電控制開關(guān)
[0031] 3 放電控制開關(guān)
[003引 4 點火線圈
[0033] 5 電壓探頭
[0034] 6 點火電極
[0035] 7 PC 機(jī)
[0036] 8 示波器
[0037] 9 電流探頭
[003引 10放電回路
[0039] 11 電容組
[0040] 12充電回路
[0041] J1選擇開關(guān)
[0042] J2選擇開關(guān) [00創(chuàng) J3選擇開關(guān)
[0044] J4選擇開關(guān)
[0045] J5選擇開關(guān)
[0046] J10選擇開關(guān)
[0047] C1 電容
[0048] C2 電容
[0049] C3 電容
[0050] C4 電容
[0051] C5 電容
[0052] CIO 電容
[0化3] L1初級線圈 [0054] L2次級線圈
[0化5] 13 5V直流電源正極
[0056] 14 32V直流電源正極
[0化7] 15光電禪合器
[0化引 16 9012型S極管
[0059] 17 32V直流電源負(fù)極
[0060] 18單片機(jī)系統(tǒng)胸為單片機(jī)工作引腳）
[0061] K1電磁線圈輸入端
[0062] K2電磁線圈輸入端
【具體實施方式】
[0063] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0064] 如圖1所示，本實用新型變點火能量的點火測控系統(tǒng)包括充電回路12和放電回路 10,其中，
[00化]充電回路包括線性直流恒壓源1，W及依次連接在線性直流恒壓源1正極和負(fù)極 之間的第一二極