CN108039648A - 一种火花塞性能测试装置及其失火率测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火花塞性能测试装置和失火率测试方法，特点是包括高压驱动装置、高压衰减装置、电流采集装置以及主控制器；火花塞的两端分别与高压驱动装置电连接，高压驱动装置与火花塞之间设置高压衰减装置和电流采集装置，高压衰减装置、电流采集装置和高压驱动装置分别与主控制器电连接，其失火率测试方法包括以下步骤：设置工作参数对火花塞进行点火，采集电压信号值V和电流信号值I；利用高速相机捕捉点火情况计算获得平均能量E0；将调整点火，计算获得每次点火能量Et，如果Et<E0*0.8表示当次点火失败，获得总失火次数cnt1，计算失火率p=cnt1/n*100%，优点是准确直观，易于判断，成本低廉。

Description

一种火花塞性能测试装置及其失火率测试方法

技术领域

本发明涉及一种火花塞性能测试方法，尤其是涉及一种火花塞性能测试装置及其失火率测试方法。

背景技术

火花塞是发动机正常工作必不可少的部件，它工作于高温、高压、十分恶劣的环境中，是发动机的易损件之一。火花塞可以看做是汽油机的起搏器，在混合气被吸入到气缸里压缩后，必须要借助火花塞才能被点燃，从而完成做功。所以在一定程度上，火花塞的表现会直接影响混合气体的点燃爆发。也就是说，火花塞性能的好坏，直接影响着发动机的工作状况。

为了使汽油机或燃气发动机能够正常运转，点火系统必须具备两个功能，一是在火花塞中心电极和旁电极间产生一个脉冲电压并在其间形成火花放电；二是放电火花的能量要足够大，以使火花在可燃混合气中形成的火核足够完成物理化学过程，并扩大形成火焰。火花能量的大小对火花塞性能有着直接的影响。当火花能量过大时， 容易造成火花塞电极的烧蚀，缩短火花塞使用寿命，甚至会引发早燃爆震，使发动机功率下降，机件受损；火花能量过小，则导致发动机燃烧状况恶化，降低发动机的动力性和经济性，而且使发动机的起动性能变差。由于火花塞直接参与发动机的燃烧过程，能够反映发动机相关机件的故障情况，并且拆卸方便，所以可以通过测试火花塞的失火率情况来了解发动机的工作状态。目前，国内外还没有公开任何关于火花塞失火率测试的相关研究报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种准确直观，易于判断，成本低廉的火花塞性能测试装置及其失火率测试方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

1、一种火花塞性能测试装置，包括用于击穿火花塞的两极使火花塞点火的高压驱动装置、用于采集电压信号的高压衰减装置、用于采集电流信号的电流采集装置以及用于产生使能信号控制所述的高压驱动装置产生高压脉冲信号的主控制器；所述的火花塞的两端分别与所述的高压驱动装置电连接，所述的高压驱动装置与所述的火花塞的端子之间的电线上设置所述的高压衰减装置和所述的电流采集装置，所述的高压衰减装置和所述的电流采集装置分别与所述的主控制器的输入端电连接，所述的主控制器的输出端与所述的高压驱动装置电连接。

所述的高压衰减装置将采集的电压信号输入所述的主控制器，同时所述的电流采集装置将采集的电流信号输入所述的主控制器，当所述的主控制器接收的电压信号小于预设值或者电流信号小于预设值，所述的主控制器产生使能信号控制所述的高压驱动装置产生高压脉冲信号，所述的高压驱动装置击穿火花塞的两极使火花塞点火。

所述的高压驱动装置为高压点火包，所述的高压衰减装置为电压互感器，所述的电流采集装置为电流互感器。高压点火包可产生一定频率及一定电压值的高压脉冲信号，用来击穿火花塞的两极，实现点火的功能；电压互感器可将击穿火花塞高达10000~15000伏特的电压衰减下来再进行测量；采用互感方式采集电流信号，在击穿的瞬间电流的范围在0~400mA之间动态变化。

2、一种火花塞失火率测试方法，包括以下步骤：

（1）设置工作参数，包括气压设定为7.8×10⁵Pa～8.8×10⁵Pa、电压设定为10000V～30000V、单次点火时间设定为t=2h，点火次数n=10000，采用权利要求1-3所述的火花塞性能测试装置中的高压驱动装置对火花塞进行点火，同时通过高压衰减装置采集电压信号值V、通过电流采集装置采集电流信号值I；

（2）利用高速相机捕捉点火情况，然后人工从中选择出火焰较好的图片100组，通过计算公式：点火能量E=电流I×电压V，计算获得火焰较好的100组点火的平均能量，即点火能量E0；

（3）再次设置工作参数，气压、电压和单次点火时间t保持不变，将点火次数调整为n=100000，计算获得每次点火能量Et，如果Et < E0 * 0.8表示当次点火失败，记失火一次，总失火次数为cnt1，计算获得失火率p = cnt1/n*100%。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明首次公开了一种火花塞性能测试装置及其失火率测试方法，具有准确直观，易于判断，成本低廉，准确率高的优点。

附图说明

图1为本发明火花塞性能测试装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

具体实施例一

一种火花塞性能测试装置，如图1所示，包括用于击穿火花塞1的两极使火花塞1点火的高压驱动装置2、用于采集电压信号的高压衰减装置3、用于采集电流信号的电流采集装置4以及用于产生使能信号控制高压驱动装置2产生高压脉冲信号的主控制器5；火花塞1的两端分别与高压驱动装置2电连接，高压驱动装置2与火花塞1的端子之间的电线上设置高压衰减装置3和电流采集装置4，高压衰减装置3和电流采集装置4分别与主控制器5的输入端电连接，主控制器5的输出端与高压驱动装置2电连接。

在此具体实施例中，如图1所示，高压衰减装置3将采集的电压信号输入主控制器5，同时电流采集装置4将采集的电流信号输入主控制器5，当主控制器5接收的电压信号小于预设值或者电流信号小于预设值，主控制器5产生使能信号控制高压驱动装置2产生高压脉冲信号，高压驱动装置2击穿火花塞1的两极使火花塞1点火。

在此具体实施例中，高压驱动装置2为高压点火包，高压衰减装置3为电压互感器，电流采集装置4为电流互感器。

具体实施例二

一种火花塞失火率测试方法，包括以下步骤：

（1）设置工作参数（模拟发动机的工作状态并参照国家标准GB/T7825《火花塞》），包括气压设定为7.8×10⁵Pa～8.8×10⁵Pa、电压设定为10000V～30000V、单次点火时间设定为t=2h，点火次数n=10000，采用具体实施例一的火花塞性能测试装置中的高压驱动装置2对火花塞1进行点火，同时通过高压衰减装置3采集电压信号值V、通过电流采集装置4采集电流信号值I；

（2）利用高速相机捕捉点火情况，然后人工从中选择出火焰较好的图片100组，通过计算公式：点火能量E=电流I×电压V，计算获得火焰较好的100组点火的平均能量，即点火能量E0；

（3）再次设置工作参数，气压、电压和单次点火时间t保持不变，将点火次数调整为n=100000，计算获得每次点火能量Et，如果Et < E0 * 0.8表示当次点火失败，记失火一次，总失火次数为cnt1，计算获得失火率p = cnt1/n*100%。

上述的参数设置可根据实际情况具体调整。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种火花塞性能测试装置，其特征正在于：包括用于击穿火花塞的两极使火花塞点火的高压驱动装置、用于采集电压信号的高压衰减装置、用于采集电流信号的电流采集装置以及用于产生使能信号控制所述的高压驱动装置产生高压脉冲信号的主控制器；所述的火花塞的两端分别与所述的高压驱动装置电连接，所述的高压驱动装置与所述的火花塞的端子之间的电线上设置所述的高压衰减装置和所述的电流采集装置，所述的高压衰减装置和所述的电流采集装置分别与所述的主控制器的输入端电连接，所述的主控制器的输出端与所述的高压驱动装置电连接。

2.根据权利要求1所述的一种火花塞性能测试装置，其特征正在于：所述的高压衰减装置将采集的电压信号输入所述的主控制器，同时所述的电流采集装置将采集的电流信号输入所述的主控制器，当所述的主控制器接收的电压信号小于预设值或者电流信号小于预设值，所述的主控制器产生使能信号控制所述的高压驱动装置产生高压脉冲信号，所述的高压驱动装置击穿火花塞的两极使火花塞点火。

3.根据权利要求1或2所述的一种火花塞性能测试装置，其特征正在于：所述的高压驱动装置为高压点火包，所述的高压衰减装置为电压互感器，所述的电流采集装置为电流互感器。

4.一种火花塞失火率测试方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）设置工作参数，包括气压设定为7.8×10⁵Pa～8.8×10⁵Pa、电压设定为10000V～30000V、单次点火时间设定为t=2h，点火次数n=10000，采用权利要求1-3所述的火花塞性能测试装置中的高压驱动装置对火花塞进行点火，同时通过高压衰减装置采集电压信号值V、通过电流采集装置采集电流信号值I；

（2）利用高速相机捕捉点火情况，然后人工从中选择出火焰较好的图片100组，通过计算公式：点火能量E=电流I×电压V，计算获得火焰较好的100组点火的平均能量，即点火能量E0；

（3）再次设置工作参数，气压、电压和单次点火时间t保持不变，将点火次数调整为n=100000，计算获得每次点火能量Et，如果Et<E0*0.8表示当次点火失败，记失火一次，总失火次数为cnt1，计算获得失火率p = cnt1/n*100%。