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汽车高压点火线的发展历史

时间:2016/8/24    分类:    阅读次数:1258
内容提要

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汽车高压点火线的发展 
 
    高压点火线是汽车汽油发动机点火系统中的主要部件,它担负着把高压点火
线圈产生的高压输出到火花塞的功能。它的发展变化以及在新款汽车中逐渐退出,是随着发动机技术的不断进步和电子元件性能的不断提高而发生的。 
一、 早期铜芯点火线 
早期的点火线以PVC作为绝缘外层,其主要的技术关键是PVC绝缘材料的绝缘强度,必须保证在点火脉冲的高电压(10000伏特)下,不能发生击穿、漏电。相配合的防尘盖要配合良好,不能老化,不能在配合处漏电,以保证发动机的稳定工作。规格通常为铜芯直径1mm,外径7‐8mm。 
二、 电抗性点火线  
随着发动机技术的进步,半导体和集成电路引入点火控制回路(1965‐)。点火脉冲在高压点火线上发出的电磁辐射,干扰发动机及其他车载电器设备(收音机等)成为了严重问题。 
为了解决这个问题,提出了2种解决方案。一是美国和日本汽车公司的方案,采用均布电阻或电抗性的高压导线,橡胶套或树脂盖,构成成套高压点火线束;二是德国汽车公司的方案,采用铜芯高压导线,内部带有电阻的分电器侧或高压点火线圈侧组合橡胶套,内部带有电阻外部有屏蔽金属壳的火花塞侧组合胶套,构成成套高压点火线束。 
美日方案的原理是通过均布电阻或电抗,相当于在高压导线上加均匀衰减器,减少作为电磁发射天线的辐射量。要达到可接受的程度,电阻型的高压导线规格为16‐24千欧姆/米,电抗型的绕线芯的直流电阻为7千欧姆/米。 
德国方案的原理是在高压点火线束的两端加电阻,分电器侧或高压线圈侧的电阻是1千欧姆,火花塞侧的电阻是5千欧姆 。这相当于在高压线这个电磁发射天线的两端加上高倍衰减器,从而大幅降低点火电磁辐射。另外,在火花塞套的外面加有金属屏蔽壳,可进一步减少辐射。 
这一阶段的主要技术研发是采用硅橡胶绝缘材料,提升高压线束的耐热性,以满足发动机采用稀薄燃烧技术时发动机温度较高(摄氏200度)的问题。另外,采用高电抗低电阻的高压线芯也成为汽车点火系统改装的主要方法。三、无点火线的方案 
2000年后,集成电路技术更加成熟,汽车的电子化进程加快,电子配件已占汽车整车配件量的40%。MCU用量已达数百片,因此,对电磁兼容性提出了更高的要求。高压点火线作为汽车电磁辐射的主要部件,改进的步伐也在加快。 
先是采用独立点火;然后是采用双缸点火,线圈顶置,单高压线;至今是独立笔式单缸,点火线圈甚至是点火模块都直接放在火花塞上,与火花塞套一体化,高压线简化为火花塞套内的一个连接弹簧,最短的只有2‐3cm。德国车型甚至还装有屏蔽外壳。采用这种新技术,可以说高压线已经完成了其历史使命。  
这一阶段的主要研发是汽车整车的电磁兼容性。汽车技术进步使整车电子系统与控制一体化,发动机控制系统、防抱死刹车系统(ABS)、安全气囊、电子转向灯控制等等,全部交ECU。由此,开发的重点就放在了把点火线圈直接安装到火花塞上侧,高压连接‐‐‐点火线圈到火花塞‐‐‐‐‐的距离缩短到尽可能最小,电磁辐射也就会最少。 
但是,随之而来的是点火线圈的体积要适应火花塞上、发动机罩处的狭小空间;若点火模块要一体化时,点火模块的IC要能承受摄氏150‐200度的高温。因此,受上面条件限制,目前的笔式独立点火多有点火不足的问题,体现在驾驶感觉上就是动力不足,加速迟缓、油耗较高。这正是笔式独立点火改进、研发和改装的着力点,

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