CN106704077A - 点火线圈测试试验用电子火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种点火线圈测试试验用电子火花塞，包括高压输入端口、晶闸管阵列、接地端口、齐纳二极管、电阻、跳线插口组，其中晶闸管阵列由若干晶闸管串联组成，所述晶闸管阵列的输入端与高压输入端口电性连接，所述跳线插口组将晶闸管阵列中的至少一个晶闸管与齐纳二极管、电阻、接地端口连接为串联电路。本发明试验电压调节快速简单，可以满足各种输出电压要求的点火线圈的开发测试需要；可以承受高电压并使电压稳定在设定值，提升了点火线圈测试结果的准确性。本发明通过电子元器件模拟现有火花塞的物理特性并实现测试功能，可反复使用且寿命更长，降低了点火线圈实验测试的设备工装要求和成本，且提升了点火线圈实验测试的安全性。

Description

点火线圈测试试验用电子火花塞

技术领域

本发明与内燃机的点火系统有关，具体属于一种点火线圈测试试验用电子火花塞。

背景技术

所有的汽油发动机上都安装有火花塞，它的作用是将点火线圈产生的脉冲高压电引进燃烧室，利用火花塞电极间隙之间产生的火花点燃气缸内的混合气。

在现有的点火线圈测试试验中，采用发动机点火系统中实际使用的机械式火花塞来检查电流、电压和点火能量，这种火花塞主要由中心电极、侧电极、金属壳体、绝缘体等组成，其通过中心电极与侧电极之间的间隙承受点火线圈输出的高电压，间隙越大击穿电压越大。然而，采用这种机械式火花塞进行点火线圈的测试试验存在以下问题：

1)火花塞对材料及制造工艺的要求十分高，其中的绝缘体必须要有良好的机械性能和耐高电压、耐高温冲击、耐化学腐蚀的能力，否则就会经常发生火花塞绝缘体被击穿或电极积炭失效的情况；

2)由于火花塞在测试试验中需要承受的电压比在发动机内正常工作时承受的电压高很多，因此点火线圈在高电压下进行测试时，火花塞极易损耗，甚至是绝缘体直接被击穿而无法工作；

3)火花塞的“间隙”是其主要的工作技术指标，中心电极与接地电极之间的间隙通常在0.6～1.0毫米之间，如间隙过大则点火线圈产生的高压电难以跳过，致使发动机起动困难，如间隙过小则会导致火花微弱，同时易发生漏电；

4)受火花塞绝缘体的电阻大小和绝缘性的限制，火花塞的电极间隙有限定的范围，因此采用现有的机械式火花塞进行点火线圈测试试验时，当点火线圈输出电压高于某个阈值后加载在火花塞上的电压将无法升高，且火花塞易损坏；

5)随着汽车发动机节能减排技术的快速发展，对点火线圈输出的电压和能量的要求也越来越高，现有的机械式火花塞受绝缘能力影响，能承受的工作电压有限，无法满足点火线圈的测试需要，且测试结果不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种点火线圈测试试验用电子火花塞，不但可以解决现有火花塞无法满足点火线圈高电压的试验问题，而且可以解决现有火花塞电极磨损、击穿导致测试结果不准确或失效的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的点火线圈测试试验用电子火花塞，包括高压输入端口、晶闸管阵列、接地端口、齐纳二极管、电阻、跳线插口组，其中晶闸管阵列由若干晶闸管串联组成，所述晶闸管阵列的输入端与高压输入端口电性连接，所述跳线插口组将晶闸管阵列中的至少一个晶闸管与齐纳二极管、电阻、接地端口连接为串联电路。

在上述结构中，所述高压输入端口通过导线与点火线圈的高压输出端连接，所述接地端口通过接地导线接地。

其中，所述跳线插口组包括一个跳线输出插口和若干个跳线输入插口，每个跳线输入插口与不同的晶闸管阴极电性连接，跳线输入插口与跳线输出插口通过跳线连接。

较佳的，所述串联电路中还包括一工作指示灯。

进一步的，所述高压输入端口、晶闸管阵列、接地端口、齐纳二极管、电阻、工作指示灯和跳线插口组均设在PCB板上。

优选的，所述电子火花塞还包括一绝缘壳体，所述PCB板固定安装在绝缘壳体内，且高压输入端口、接地端口以及跳线插口组均露在绝缘壳体外。

本发明的有益之处在于：

1)本发明的电路导通时每个晶闸管上有一个导通电压，根据需要可以串联一定数量的晶闸管以获取一系列的总导通电压，对于高电压大能量的先进点火线圈的测试试验，只需要在电路上串联更多数量的晶闸管即可轻易获取更高的导通电压，因此本发明有效地满足先进点火线圈的的开发测试需要，同样地也适用于普通线圈的试验测试；

2)本发明可以承受现有火花塞所不能承受的高电压，并且可以使承受的电压稳定在需要的设定值，提升了点火线圈相关试验测试结果的准确性；

3)本发明中通过不同的跳线插口进行简单的插线连接就可以获得不同的导通电压，试验电压调节快速简单，可适用于多种点火线圈不同输出电压的试验要求；

4)本发明通过电子元器件模拟现有火花塞的物理特性并实现现有火花塞的功能，使用寿命更长，可多次反复使用，降低了点火线圈实验测试的设备工装要求和成本，且提升了点火线圈实验测试的安全性。

附图说明

图1为本发明的电子火花塞的示意图。

其中附图标记说明如下：

1为高压输入端口；2为晶闸管阵列；3为跳线插口组；31为跳线输入插口；32为跳线输出插口；4为齐纳二极管；5为接地端口；6为绝缘壳体。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的电子火花塞，适用于各种输出电压的点火线圈的测试试验，如图1所示，包括高压输入端口1、晶闸管阵列2、接地端口5、齐纳二极管4(用于模拟机械式火花塞工作时的电容特性)、电阻(等效于机械式火花塞固有的电阻，图中未示出)、跳线插口组3，其中晶闸管阵列2由若干晶闸管串联组成，所述晶闸管阵列2的输入端与高压输入端口1电性连接，所述跳线插口组3将晶闸管阵列2中的至少一个晶闸管与齐纳二极管4、电阻、接地端口5连接为串联电路。所述跳线插口组3包括一个跳线输出插口31和若干个跳线输入插口32，每个跳线输入插口32与不同的晶闸管阴极电性连接，跳线输入插口32与跳线输出插口31通过跳线连接。

电子火花塞在工作时，所述高压输入端口1通过导线与点火线圈的高压输出端连接，点火线圈输出的高电压加载在电子火花塞的电路上，所述接地端口5通过接地导线接地。由于晶闸管的耐压特性，在串联的每一个晶闸管上产生一个相同值的压差，当输出的电压足够高时，串联的晶闸管被逐个打开；串联的电阻和齐纳二极管模拟现有机械式火花塞的物理特性。电子火花塞在进行点火线圈的试验测试时，通过选择合适的跳线插口即可模拟出与点火线圈在点火系统中实际工作时类同的电流、电压、能量曲线。

所述串联电路中还包括一工作指示灯(图中未示出)，用于指示电子火花塞的工作状态。

所述高压输入端口1、晶闸管阵列2、接地端口5、齐纳二极管4、电阻、工作指示灯和跳线插口组3均设在PCB板上(图中未示出)。

所述电子火花塞还包括一绝缘壳体6，所述PCB板固定安装在绝缘壳体6内，且高压输入端口1、接地端口5以及跳线插口组3均露在绝缘壳体6外。

本发明的电子火花塞主要利用晶闸管的耐压特性，以及晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，且在导通情况下，当主回路电压(或电流)减小到接近于零时，晶闸管关断。

在晶闸管阵列中，晶闸管通过阳极A与阴极K进行串联，电路导通时每个晶闸管上都有个导通电压，根据需要可以串联一定数量的晶闸管以获取一系列的总导通电压。对于高电压大能量的先进点火线圈的试验测试，只需要在电路上串联更多数量的晶闸管即可获取更高的导通电压，这样有效地满足先进点火线圈的的开发测试需要，同样也适用于普通线圈的试验测试。

电子火花塞上布置有跳线插口组，每个跳线输入插口对应一定的导通电压，可以通过跳线插孔进行简单的插线连接获得点火线圈开发测试时常需的输出电压测试。而现有的机械式火花塞则通过反复调校火花塞电极的间隙以满足不同输出电压测试条件的要求，火花塞的调整非常费时费力，相比之下电子火花塞的电压调节快速简单。

同时，当跳线连接之后，电子火花塞的总导通电压是固定值，不会在试验过程发生波动，这样保证了实验测试始终在设计的条件下进行，提高了测试结果的准确性。而现有的机械式火花塞在长时间的试验过程中电极的间隙会逐渐增大，导致测试条件发生变化，从而影响了测试结果的准确性。

根据上述内容，本领域的技术人员可以举一反三地想到将晶闸管阵列设计成若干模块，如输出1Kv、2kV、5kV、10Kv等压差值的模块，通过模块组合获得满足多种点火线圈或单个点火线圈多个测试所需的压差值。这样电子火花塞可进行多次反复的使用，并且可通过更换损坏的模块延长电子火花塞的使用寿命，而现有的机械式火花塞在试验测试的大电压作用下极易损耗，并且失效后不可修复。

电子火花塞整体浇注在绝缘壳体里面，在工作时没有现有机械式火花塞的击穿放电现象，使用上更安全，并且点火线圈部分试验测试所需的工装可以简化或者取消。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制，本领域技术人员可以将上述电子火花塞中的晶闸管阵列替换为其它电子元器件，如三极管、MOS(金属氧化物半导体场效应晶体管)和IGBT(绝缘栅双极型晶体管)只要与晶闸管的耐压特性以及工作特性相同即可。

在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员可对晶闸管的排布方式等做出许多变形和等效置换，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种点火线圈测试试验用电子火花塞，其特征在于，包括高压输入端口、晶闸管阵列、接地端口、齐纳二极管、电阻、跳线插口组，其中晶闸管阵列由若干晶闸管串联组成，所述晶闸管阵列的输入端与高压输入端口电性连接，所述跳线插口组将晶闸管阵列中的至少一个晶闸管与齐纳二极管、电阻、接地端口连接为串联电路。

2.根据权利要求1所述的点火线圈测试试验用电子火花塞，其特征在于，所述高压输入端口通过导线与点火线圈的高压输出端连接，所述接地端口通过接地导线接地。

3.根据权利要求1所述的点火线圈测试试验用电子火花塞，其特征在于，所述跳线插口组包括一个跳线输出插口和若干个跳线输入插口，每个跳线输入插口与不同的晶闸管阴极电性连接，跳线输入插口与跳线输出插口通过跳线连接。

4.根据权利要求1所述的点火线圈测试试验用电子火花塞，其特征在于，所述串联电路中还包括一工作指示灯。

5.根据权利要求1或4所述的点火线圈测试试验用电子火花塞，其特征在于，所述高压输入端口、晶闸管阵列、接地端口、齐纳二极管、电阻、工作指示灯和跳线插口组均设在PCB板上。

6.根据权利要求5所述的点火线圈测试试验用电子火花塞，其特征在于，所述电子火花塞还包括一绝缘壳体，所述PCB板固定安装在绝缘壳体内，且高压输入端口、接地端口以及跳线插口组均露在绝缘壳体外。