CN1042052C - 按需供能的点火线圈 - Google Patents

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Abstract

按需供能的点火是由程序控制进行多次放电，每次放电释放出最小能量，在怠速和最小负荷下一次点火可重复多次放电，充放电是在可燃混合气的质量燃烧率从0%到2%这一段时间内进行，当发动机运行工况在某一范围内时就只进行一次放电，当运转工况在(1)怠速和最低负荷(2)特定转速部分负荷之间时，充放电的次数要大于1次，但小于设定的最大放电次数，充放电的次数由程序中的方案及实际运转工况参数决定。

Description

按需供能的点火线圈
本发明是关于点火线圈和车辆点火系统的，尤其是关于内燃机的点火线圈的。
随着微处理器和与之相关的电子控制技术的出现，车辆点火系统和点火系统的方案经历了大量的改进。在这些改进当中，可燃气体的燃烧越充分对车辆正时以及点火正时的控制越好，这对于燃油经济性的提高，对于增大废气再循环的比例，对于发动机功率的提高以及其他性能的改善都起了非常重要的作用。
在点火线圈设计方面发生的变化也是总体改进的内容之一。对于每一个点火设备(例如火花塞)使用单独的点火线圈，可以更精确地控制每个燃烧室内的点火特性。可是，几乎没有例外，这些点火方案是每个燃烧过程有一次点火。除了点火过程正时外，燃烧的效率还极大地依赖于燃烧室的设计，包括，为了增强点火之前燃气涡流的方法和类似技术。
另外，在同一个燃烧过程中，含有“多次放电”装置的点火方案也进行了一定的应用  换句话说，在每个燃烧循环中，使花火塞多次放电，并可以使发动机在某一预定的转速(如1200转/分)下运转，当发动机的转速大于这一预定速度时，点火线圈和点火设备本身都会按通常的方式工作，每个循环点一次火。
在现有使用“多次放电”方案的点火系统中，该系统包含有一个无分电器电子点火系统(EDIS)，它有两个线圈以适应给四个燃烧室中的任何一个燃烧室分配点火电压，就如已知的四塔型线圈组件。这种线圈体积很大，有下列特点：(1)为了发动机每一燃烧过程而对二缸的每一个予以点火；(2)在电流通过火花塞导线时伴随着性能损失。多次放电的速度，或者线圈的正时能力已被注意到是与线圈的大小有关的，也就是说与初级线圈和次级线圈的尺寸、重量和缠绕的匝数有关。毫无疑问，用已知的带有四塔的EDIS系统是不结合有发生在燃烧过程开始阶段内的多次放电的，直到本发明出现前，这种方案的重要性没有被认识。
本发明提供了一种点火方案，该方案是可编程序控制的多次放电，并且，以最小能量输出作单次放电的，借此，在发动机怠速和轻载工况下，每一个点火线圈将在一定的时间内线圈设计所允许的最大次数多次放电或起孤。这一时间是指燃烧室内的可燃混合气按照质量燃烧率(MFB)燃烧了0-2％的这段时间。
本发明提供了一个可编程序的进行多次放电的CPP点火系统。借此，当发动机的运行工况超过预定的范围时，就不执行多次放电，而只进行一次放电，特别是在特定的发动机转速和特定的发动机部分负荷工况时更是如此。
当发动机的运行工况处于上面提到的工况之间时，本发明的点火方案可以使点火线圈以不同的次数多次放电，该次数小于设计线圈时确定的最大放电次数。放电的次数是根据预先在程序中设定的方案和当时由传感器传感到的发动机的运行工况决定的。预先在程序中设定的方案是以完全燃烧为理想条件而定的。
本发明还有一个适合于任何内燃机电子无配电器点火的多次放电的线圈型式的点火系统。其中(1)线圈充电放电的次数是在运行过程中由连续感应到的一些预定的发动机运行工况参数作动态控制的。(2)多次放电的火花都在某一特定的时间内产生，这一时间可以用燃烧过程中0-2％的质量燃烧率(MFB)来表示，并且最好是在0.5％之内。
本发明的一个推荐的实施例就是将上述的点火方案与每个火花塞一个点火线圈(CPP)的点火系统相结合的产物。这样就可以减小线圈的尺寸，可以获得能够快速地进行多次放电的组件，它能够在非常短的时间内最高可以进行8次的放电过程，也可以在某一预定和超过预定的发动机相对高速高负荷的运转工况下以单次放电能量水平来点燃可燃混合气。
本发明提出一种在多缸、往复式内燃机中的点火方案，其特征是，在各个燃烧室内具有一个火花点火发生器，点火线圈组件与各自的火花点火发生器以导电地相连接，重复地给火花发生器送电压，该电压足以使火花发生器以预定的点火能量放电而引起燃烧室中的燃烧；
控制装置在任何燃烧的初始阶段中，重复地使点火线圈充电和放电，该初始阶段是指发生在各自的汽缸中的燃烧质量燃烧率从0％到大约2％的阶段；
所述点火线圈部件具有的一次放电所释放的点火能量是可以足以用来使其在怠速和轻载以上的运行工况条件下的实质上完全燃烧；
所述点火线圈部件具有足够的二次充电压的时间，足以允许所述线圈能在每个燃烧的初始阶段可以重复地放电的。
在任何燃烧的初始阶段，由所述点火线圈部件所释放的最大和最小能量等级之比近似为2∶1，所述最大能量是整个2-8次放电期间建立的。
所述发生的点火是一个点火线圈部件释放到一个燃烧室的放电，该点火线圈具有最小一次放电能量至少为11毫焦耳(mJ)，并且是不能满足怠速工况下实质上的完全燃烧的。
点火线圈部件具有从0.280毫秒(msec)到0.725毫秒(msec)的多次点火速率。
用于在多缸往复式内燃机中的点火方法，其特征是，该方法的过程是在多缸往复式内燃机中的点火是具有用于对每个各自气缸中的每个燃烧室的独立的火花点火发生器；每个相互独立的点火线圈部件与各自的火花点火发生器电连接以使之重复通以电压到火花发生器，该电压是以使之在各自的燃烧室中形成预定点火能量的燃烧，所述过程包含以下步骤：
(a)至少传感两种发动机的运行工况参数；
(b)传感预定和预先建立的点火设备的点火提前角的度数；
(c)决定火花发生器要求的放电次数；该点火次数是在所述放电周期过程中的，是根据由传感器获得的发动机的运行工况参数而定的传感点火提前角的度数决定的；
(d)一个放电周期的起始是根据传感器获得的预定点火提前角决定的；
(e)在发动机的全部运行期间，连续重复过程(a)-(d)。
所说的点火器的放电次数，是根据(a)--(e)条选择的；
所述步骤中还包括在燃烧过程的关键阶段按所定的放电次数向燃烧室放电，该关键阶段是指发生0.5％的质量燃烧率以内的时期。
所述的步骤还包括：对于特定的燃烧过程，当点火线圈放电时能够按照预定的方案向燃烧室中释放大约80-100毫焦耳的能量。
所述的步骤中至少要传感两个发动机的运行工况参数，包括发动机的转速，负荷和质量燃烧率的大小。
也可以是，任何燃烧的初始阶段，由所述点火线圈部件所释放的最大和最小能量等级之比近似为8∶1。
本发明的上述目的和其它目的以及其特征优点，都可以结合附图从下面将详细介绍的一个最佳的应用例子中非常容易地看出。
图1是根据本发明的点火控制系统的示意图。
图2a图示了特定燃烧室内每一次火花产生后0.3毫秒(msec)的燃烧过程。(图中给出的是初始火焰中心的情形，并且质量燃烧率(MFB)小于2％)
图2b同图2a类似，图中给出的是焰锋在燃烧室内的传播过程。图中给出的焰锋是初始火花产生以后4.6毫秒时的焰峰，此时以质量燃烧率表示大约是5～10％。
图3图示根据本发明的在0-2％质量燃烧率这一时间内采用带有多次放电的CPP点火系统与传统点火系统火花能量积累随时间变化的比较曲线。
图4是根据本发明的CPP点火系统，由程序预定控制的多次放电需求随一定范围内的发动机转速和负荷变化的三维图。
图5图示了一种形态，其中在点火系统中，用点火线圈的放电次数表示的可用点火能量的增加，改进了大大增加的废气再循环率(EGR)的发动机完全燃烧的能力。
图6-11图示了在应用根据本发明的CPP点火系统的特定的发动机上获得的一系列的关键测试结果，以便决定最优的控制参数编程输入到根据本发明的CPP点火系统中。
图12是与在实现本发明的点火控制系统中有效连接装配的CPP型点火线圈的透视图。
图13是图12所示的点火线圈的分解图
图14表示的仅仅是C型钢叠成芯、I型钢叠成芯和塑料绝缘片相结合的总成的剖面图。
图15是图11与图12中给出的点火线圈的横截面剖视图。
在目前最常用的多缸、往复式内燃机中，最佳的车辆点火系统与下列特点有关：
可以改善燃烧质量，尤其是在怠速、轻的部分负荷减速和在现有水平的废气再循环率(EGR)整个的大范围下；
·系统的组装能力；
·系统重量；
·淤塞的火花塞的点火；
·延长火花塞电极的寿命；
·降低无线电频率干扰；
·系统可靠性；
·系统成本。
早在本发明研制之时，我们就认识到点火能(也就是点火线圈的输出)在特定的燃烧过程的需求变化很大，是依赖于发动机的运行工况的，特别是转速、负荷、废气再循环率，不同点火提前的时间，在可变点火提前角情况下点火提前范围，空燃比和平均有效制动压力(BMEP)，特别是运行范围内的平均有效制动压力(BMEP)，这就决定了能量需求在8∶1的范围内是变化的，在低速轻载工况下能量需求最大，这种工况以出现不完全燃烧引起火花塞的淤塞而臭名昭著，在高速最低负荷工况需求最小的能量。因此，如果设计点火线圈，在轻载、最大点火提前角、最高的废气再循环率等条件相同的情况下，在低速工况下提供满足要求的点火能量，那么在高速工况下线圈的成本和重要都要增加。而且由于输出的能量多，对火花塞的损害以及火花塞的淤塞情况都要严重。这样就降低了点火线圈电极的寿命。
我们还认识到，在燃烧过程中仅有一个特殊的阶段，只有在这个阶段这些增加的点火能量对于促进充分燃烧才是有效的。这个阶段就是火焰在燃烧过程的初期在燃烧室内传播的阶段。
这就进一步决定了，如果我们要设计一个基于在发动机的全部运转工况(如高速比较轻的负载)下都提供最小能量输出的线圈，那么减小点火线圈，因此就能允许或导致线圈具有能在上面提到过的燃烧过程开始的一段时间内多次放电的能力。换句话说，由于组件的尺寸小了，那么充电之间的时间就减少了，这样通过多次放电，显著增加的累积的点火能量可以在一个非常短的有用的时间阶段内释放出来。
这种点火方案的作用就是进一步补充了每个火花塞一个点火线圈的点火控制系统，从而允许将点火能量的需求降到最低值，这样，就允许最小的重量、成本和组装。
在建立按需供能点火系统的特别设计参数时，建立了发动机的燃烧数据，因此不仅可以建立最大最小能量需求，而且可以建立满足发动机每种运行工况或组合工况下所需要的特别点火次数，发动机的这些工况已经通过程序输到了控制系统之中。在每一种情况下，全部点火控制系统是相同的，例如，正如图1所示，本发明的点火控制系统包括一些发动机运行工况参数的传感器1a～1d。其中的两个传感器1a和1b分别用来传感发动机的转速和负荷(负荷以绝对压力表示)，这两个传感器对本发明来说最为重要。其他的传感器则可以任选，它们在可以控制多次放电方案的本发明中是用来传感发动机的其他运行参数的，这些运行参数也要通过程序编制在点火系统之中。例如，希望用来传感发动机的温度、空燃比或者可变点火提前角系统中的点火提前角。所有这些参数都能影响基于转速和负荷的点火方案，但影响较小。这些传感器输出的数据都送给了由发动机电控器(EEC)和中央处理单元(CPU)组成的控制器中。数字控制信号根据预先编程了设计参数的发动机电控器(EEC)单元2传送到点火器3。这一控制信号，也就是点火提前角的标记(SAW)，告诉点火器在燃烧循环的哪个位置产生火花。点火器又反过来利用控制信号和它自己的传感器传回的发动机转速和曲轴位置计算应该在什么时候和哪一个初始回路需要关闭，以便给点火线圈4充电。从而保证预定的最大初始电流在希望的气缸的压缩冲程中的希望时刻产生。当初始电流达到最大时，点火器就打开初始回路，使线圈让火花塞产生火花。另外，发动机控制器(EEC)的控制信号给点火器指令所希望的放电次数，不管是需要一次放电还是多次放电。通过这些信息点火器控制多次放电的速率，也就是控制着点火的时间和两次点火之间的(即充电)的时间间隔。点火器又进一步与发动机电控制器(EEC)通讯，以传递是否发生了满意的点火，这是通过点火器或发动机故障诊断仪(IDM或EDM)来证实的。在我们所推荐的实施例中点火线圈的每一个都是一个线圈一个火花塞(CPP)点火装置，通过这些各自独立的线圈控制着内燃机中特定燃烧室的火花塞的点火(没显示)。
为了获得多次放电方案中的关键设计参数，就要考虑填充到燃烧室中的燃油混合气的燃烧特性。例如，图2a显示的是在初始火花放射以后火焰内核在火花塞间隙周围发展的情形。图中特别显示的是发生0.5％质量燃烧率时火焰内核发展的情形，从图2b中我们还可以看出，在火焰的焰锋从火花塞间隙传播出去以后，火花塞间隙中留下的仅仅是燃烧过的混合气体。火花塞间隙标为6，灰色的区域7是燃烧过的可燃混合气体。在火花放电发生4.3毫秒以后的时刻，火花塞间隙6都被燃烧过的可燃混合气7包围着，从这一时刻往后火花塞再放电对燃烧过程不会再有进一步的实质性益处。图2b中所示的情形是超过2％质量燃烧率(MFB)时的，此时的质量燃烧率大约是5％～10％。尽管火焰传播的速度和多次放电的效率，即附加的点火能量是依赖于各种因素变化的如燃烧率、燃油的辛烷值、空燃比以及燃烧室的几何尺寸和形状等。但是可以想信以火花塞放电以后发生不多于2％的质量燃烧率(如图3中所示的4.3毫秒(msec))时作为多次放电的时间界限，对于目前常用的汽车发动机来说已经相当满意了。
图3给出了根据本发明的由程序控制的每个火花塞一个点火线圈的多次放电方案与传统的单次点火方案的点火能量的积累随时间变化的过程的比较曲线。由线a是关于每个火花塞一个点火线圈点火方案系统的，具有0.7725毫秒(msec)的多次放电的时间间隔，即每次线圈成功的充电和放电之间的时间是0.7725毫秒(msec)，线圈每一次放电的能量是20毫焦耳(mJ)。曲线b是关于由程序控制的相同的每个火花塞一个点火线圈的多次放电方案的，多次放电的时间间隙为0.288毫秒。曲折的能量曲线中的每一个台阶表示一次放电。这样，在曲线a中，首次放电释放了20毫焦耳(mJ)的能量，(这是能够点燃典型车辆中可燃空气汽油混合气所需的最小能量)。在曲线a中，在3.5毫秒(msec)的时间内，放了5次电，共释放了95毫焦耳的能量。曲线c是用配电器点火系统(EDIS)产品模型实现的单次点火方案，能为初始回路提供6.5安培的电流。这就是前面提到的四塔型的分电器点火系统(EDIS)。曲线d是关于相同的具有多次放电点火方案的6.5安培配电器点火系统(EDIS)的。从曲线a和曲线b中的任何一条曲线都可以看在3～4毫秒(msec)的点火或燃烧过程中，点火系统提供了大约是2.5倍的点火能量。这样从曲线a中可以看出，应用了本发明，如果维持高速轻载工况所需要的最小能量输出是20毫焦耳(mJ)，那么维持需要最大点火能量的运转工况(如怠速)，就可以期望增加到5个台阶的能量。
从曲线d中还可以看出，为点火系统提供相同的由程序控制可以多次放电的程序要比CPP系统有一些优点，例如上面提到的四塔型配电器系统(EDIS)或双塔型配电系统(EDIS)，每一个双塔型的线圈要给两个相互独立的燃烧室或点火设备提供火花能量。所有上面提到的线圈系统(如每个火花塞一个点火线圈系统(CPP)中的线圈、双塔型线圈、四塔型线圈)都可以做为设计的模块，例如，三个或四个双塔型的线圈可以用电偶合在一个线圈组中，可以分别为为6缸或8缸发动机提供点火系统。
图4是一个典型的三维等压线或等容线。这种曲线可以在任何一个发动机中建立。图中所显示的曲线仅仅作为图示，并不是用来描述某一个具体的发动机或者具体的运转工况的。它基于MALLARD最小点火能量方程和模型，这是一个在技术上很有名的设计工具，而且随后经测功器测试而得到证实，这在技术领域也很有名可以看出，随着发动机负荷和/或者发动机转速RPM的增加，完成完全燃烧所需要的多次放电次数减小，在某些点，仅仅需要单次放电，即不需要多次放电。图4中表示的工况数据隐含着图5所表示的事实，即伴随着燃烧室内废气再循环率(EGR)的增加获得完全燃烧的能力随火花能量增加而增加，火花能量的增加可以用多次放电的次数增加表示；在可变控制方案中，我们更愿意利用废气再循环率(EGR)或多次放电的固有的作用，提供如图1中1a-1d那样的传感器来测定废气再循环率(EGR)的大小，从而取代有关发动机转速和负荷的编程指令，从而确保传感器指出ERG水平时的预定多次放电次数。
图6-9显示了一些通过台架测试得到的测试结果，也就是测功器技术，来搜集和使用燃烧数据去建立多次放电的标准方案。在每一种情况下，使用的都是2.0升排量的四缸汽油发动机，这个相同的发动机用来建立了图3中所示的数据。例如，从图6中就可以决定对于单次放电能量方案来说，用于操纵在1500转/分(RPM)和部分负荷具有14.6空燃比的车辆，15毫焦耳(mJ)的火花能量就能提供非常稳定的运转。事实上，任何超过12毫焦耳(mJ)的火花能量就能提供稳定运转。
看看图7，就可以推断出在2500转/分(RPM)和部分负荷具有相同的空燃比14.6∶1时，一个最小的大约8毫焦耳(mJ)的火花能量将提供全部性能上的稳定性。通过比较图6和图7，就必须选择一个8-15毫焦耳(mJ)的最小火花能量作为单次放电的能量来设计CPP点火装置。一个15毫焦耳(mJ)的线圈被定为最希望得到的那种能够用来一次放电中释放出足够的能量在较宽的发动机速度范围的高速一端保证点火，借此，可适应点火方案大的变化。同时，考察一下图3，从曲线a的结果可以清楚地看到所选的线圈，能够在每个燃烧过程(0-4毫秒(msec))和在非常低的多次放电次数(5)下相当快地多次放电而获得大量的点火能量(95以上而接近100毫焦耳(mJ))。考虑图8的结果，可以注意到尽管具有高达25％的废气再循环率(EGR)，具有在充电之间有0.725毫秒(msec)的多次放电时间的CPP点火线圈系统按照标准偏差平均有效指示压力(IMEP)(巴(bar))通过有2-10次放电次数的多次放电方案性能相当好。这帮助证实了从图6和图7中推出的结论。
再看图3，还可以推出具有单次放电的20毫焦耳(mJ)的最小能量输出和具有5次多次放电方案的CPP方案将释放出最大的积累的火花能量并且容易适应具有25％废气再循环率(EGR)的充分燃烧的需要。
看看图9，可以注意到如图3中曲线a和曲线b分别所示的那样具有0.725毫秒(msec)多次放电方案或者0.288毫秒(msec)多次放电方案的CPP点火方案能够提供尽管有上止点前45°点火提前角的燃烧具有稳定性。这大大超过了具有单次放电方案和由6.5安培功率输入驱动的EDIS四塔型系统的性能，如图3中曲线C所示
非常明显，这在技术上是成熟的，通过使用上面描述的技术，可以选择一个点火系统设计成为在不履行多次放电而进行单次放电的位置产生最小的能量，在该不覆行多次放电而进行单次放电的位置操作单次放电点火方案的发动机和发动机转速超过预定数值以及发动机负荷超过预定数值的发动机。从这些同样的曲线，还可以推断出多次放电的最大次数来通过程序输入到点火系统中以便可在火花能量对于促进快速和更加有效燃烧有用的燃烧过程的初始阶段的时间内释放出最有用的点火能量。同样，正如图8所示，可以安排或决定在最大的多次放电方案和不履行多次放电方案而执行单次放电方案的位置之间选择多次放电的次数。图10清楚地显示了多次放电方案超过单次放电方案的优点。每一个线圈，可以是每个火花塞一个线圈型的线圈或者四塔型的线圈，证明了具有可以燃烧稀薄的(具有很高的空燃比)燃油混合气的能力，借此增强了提高燃油经济性的可能性。图11又证明了多次放电的程序具有同样的优点，能够适应较高的废气再循环率(EGR)水平的燃烧，这样就改善了有害气体的排放。
图12-15显示了在与本发明相连接中非常有用的一个每个火花塞一个线圈的点火设备。
图12显示了整个点火线圈的总成。该线圈是每个火花塞一个线圈型的点火线圈总成安装并用电导线连接在如虚线所示的典型点火火花塞上。它包括一个基本上是环状的腔室10，其中嵌套着由层状钢片压合成的C型芯100，这样在它的两端提供了一个开放的空隙部分，也就是空气间隙。在C型芯100两端的空隙部分有初级点火线圈和次级点火线圈总成200和400。初级点火线圈200含有一个大体上是I型由钢片压合成的芯子(未显示)沿着初级点火线圈的轴线方向延伸。
初级点火线圈包括一对初始端接腔202和204，在它们中间是无焊接的，是用弹簧卡在一起，是绝缘设置终端的。
部分显示的初级线圈连接器总成12适合于固定在腔室上，包括在插座部分14中的导线可以以下面将要描述的方式建立初级和次级线圈间的电连接。
次级点火线圈400包括一个输入端402和一个相对应的次级点火线圈输出端(在图12中没显示)位于在次级点火线圈较低的那端，都在腔室的柄状部分16的区域中。与柄状部16端部滑动配合的是一个柔性的橡胶套18它有一个用来安装柄状部分16的凸缘20和一个套筒22以适合以下面描述的方式安装在火花塞上并建立与火花塞的电导线相连接。
图13进一步图解了点火线圈总成的部件排列关系和按模块组装在一起的方式。例如，初级点火线圈子总成200包括一个具有一个沿着从纵轴方向缠绕的初级线圈208的初级点火线圈206。该点火线圈206包括一个上部的横槽形头部210和低的环状筒部212。该点火线圈包括一个沿纵轴方向从一端延伸到另一端的矩形芯228，它以滑动配合方式容纳由层状钢片压合而成的芯300。
该点火线圈上部槽形部分包括一对空开的边壁214和在另一端的止动壁216，该止动壁在边壁之间延伸。
以滑动方式容纳在初级点火线圈总成200中的I型芯300包括在一端的下侧有一个楔面302和在另一端有一个楔面即斜面304的十字头308。该工型芯由一系列的层状钢片压合而成。
初级点火线圈总成200适合安放在环状的次级线圈总成400中。该次级点火线圈总成包括成一体的次级端头402和404。次级端的环状圆柱形的表面上设有三个轴线方向的槽406、408、410，其中每一个槽都开口到环绕在次级点火线圈400外表面上两头分别与输入和输出次级端部402和404相连的线圈匝环412处。
其次，塑料绝缘夹102在C型芯100的开口空隙内滑动，该夹之所以设计成这样的形状是便于边壁能贴紧c型芯的外壁，如下面将要描述的所示。舌状片103从片102的基壁上伸出来，它设计成这样的形状，以便沿点火线圈头部210的宽度方向和壁214的每一个边延伸到止动壁216，这样，组装以后就会完全盖住了初级芯300的头部即十字头部分308，正如更清楚地显示在图14和图15中。
其次，C型芯100随夹102一起从初级点火线圈上面的槽型头部的开口端插入，这样C型芯上端104就会支承在初级点火线圈的止动壁216上  同时，工型芯的斜面即倾斜的端部304在初级点火线圈总成中便与C型芯上相对应的斜面端部106在它的另一端108以线对线的方式接触。组装一直继续到I型芯靠着C型芯的止动肩110为止。斜面的提高使I型芯300和舌状片103与C型芯100的另一端部完全接触，这样把线圈总成固定在稳固的位置，并且借助于舌状片103穿过芯100和300而提供了一个空气间隙。
其次，芯与初级和次级点火线圈子总成滑动装在腔室10中。此后，含有固定弹簧24的套筒总成滑动装在腔室的一端，初级线圈连接器总成12固在腔室的相反的另一端上，这就完成了线圈总成的装配，如图12和13所示。
虽然实施本发明的一个最好的例子已经详细描述了。但通过实施在下面的权利要求定义的与本发明有关的相似的技术是可以实现很多可能的设计和实施设备的。

Claims (10)

1、一种按需供能的点火线圈，该点火线圈包括：环状的壳体(10)，其中嵌套着C型芯(100)，在该C型芯开口的两端之间的空隙部分具有初级点火线圈总成(200)和次级点火线圈总成(400)，该初级点火线圈总成容置于次级点火线圈总成中，其特征在于，
所述初级点火线圈总成(200)包括初级线圈绕管(206)，该线圈绕管具有沿其纵轴线缠绕的初级线圈(208)，并包括上部的横槽头部(210)、下部的环状筒部(212)，以及沿其纵轴线从一端延伸至另一端的矩形心部(228)，该矩形心部以滑动配合方式容纳I型芯(300)，该初级点火线圈组件还包括一对初始端接腔(202、204)；
初级连接器总成(12)固定在壳体(10)上，其将初级和次级点火线圈总成(200，400)电连接；
所述次级点火线圈总成(400)包括一体的次级输入端(402)和输出端(404)，线圈匝环(412)环绕在次级点火线圈绕管的外表面上，其两头分别与次级输入端和输出端相连，所述次级输出端(404)容置于壳体(10)的柄状部(16)中，
橡胶套(18)与柄状部(16)滑动配合，其具有用来安装柄状部分(16)的凸缘(20)和与火花塞电连接的筒部(22)；
塑料绝缘夹(102)可滑动地设置在C型芯(100)的开口中，其侧壁紧贴C型芯的外壁，其舌状片(103)从基壁上伸出来，并在横槽形头部(210)之上延伸，完全盖住初级I型芯(300)的头部。
2、一种装有权利要求1所述的按需供能的点火线圈、用于多缸、往复式内燃机中的点火装置，其特征是，在各个燃烧室内均具有一个火花点火发生器，单独的所述点火线圈与各自的火花点火发生器导电相连，重复地给火花发生器送电压，该电压足以使火花发生器以预定的点火能量放电而引起燃烧室中的燃烧；
该点火装置还包括在任何燃烧的初始阶段中，重复地使点火线圈充电和放电的控制装置，该初始阶段是指发生在各自的汽缸中的燃烧质量燃烧率从0％到大约2％的阶段；
所述点火线圈部件具有的一次放电所释放的点火能量是可以足以用来使其在怠速和轻载以上的运行工况条件下的实质上完全燃烧。
3、用于多缸往复式内燃机中的点火方法，其特征是，该方法是在每个各自气缸中的每个燃烧室设置独立的火花点火发生器；独立的点火线圈与所述的火花点火发生器的每一个电连接以使之重复通以电压到该处，该电压足以使之在各自的燃烧室中形成预定点火能量的燃烧，所述点火方法包含以下步骤：
(a)至少传感两种发动机的运行工况参数；
(b)传感预定和预先建立的点火设备的点火提前角的度数；
(c)决定火花发生器要求的放电次数；该点火次数是在所述放电周期过程中的，根据由传感器获得的发动机的运行工况参数而定的传感点火提前角的度数决定的；
(d)一个放电周期的起始是根据传感器获得的预定点火提前角决定的；
(e)在发动机的全部运行期间，连续重复(a)-(d)步骤。
4、如权利要求3所述方法，其中，所述点火器需要的放电次数为1-5次。
5、如权利要求3所述方法，其中，所述步骤中还包括在燃烧过程的关键阶段按所定的放电次数向燃烧室放电，该关键阶段是指发生0.5％的质量燃烧率以内的时期。
6、如权利要求5所述方法，其中，所述的步骤还包括：对于特定的燃烧过程，当点火线圈放电时能够按照预定的方案向燃烧室中释放大约80-100毫焦耳的能量。
7、如权利要求6所述方法，其中，所述的步骤中至少要传感两个发动机的运行工况参数，包括发动机的转速、负荷和质量燃烧率的大小。
8、如权利要求3所述方法，其中，在任一放电周期中要求确定的放电次数是在燃烧过程初始阶段中完成的，也即出现在燃烧室中的空气-燃料混合物的质量燃烧率在0％到2％的过程中。
9、如权利要求7所述方法，其中，传感的发动机运行工况参数仅只是发动机转速和发动机负荷。
10、如权利要求3所述方法，其中，在任何燃烧的初始阶段，由所述点火线圈部件所释放的最大和最小能量等级之比近似为8∶1。
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