[發明專利]一種雙放電模式等離子體點火器的控制方法

有效

• 申請號: 201811258843.6
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109162854B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 宋鵬
• 申請（專利權）人: 大連民族大學
• 主分類號: F02P23/00
• 分類號: F02P23/00;H05H1/24;H05H1/28;H05H1/34
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 畢進

本發明公開了一種雙放電模式等離子體點火器的控制方法，包括：在活塞式發動機上的控制方法，具體為：曲軸位置傳感器判斷曲軸位置，若當前曲軸轉角未到設定值，則繼續判斷；若已到設定值，則由ECU對電源輸出低壓放電指令；電源接到放電指令后，向上陽極輸出某一電壓U1，記為時間t1；此時，上陽極與接地電極放電，在電離空間a內形成介質阻擋放電，位于電離空間a內的氣體被電離成非平衡等離子體，隨即被電離氣體向下運動，經Δt時間經過隔離區進入電離空間b；該方法解決了現有熱平衡等離子體點火器點火能量小、點火可靠性差、點火能量利用率低等問題。

技術領域

本發明涉及一種等離子體點火器控制方法，具體說是一種雙放電模式等離子體點火器的控制方法。

背景技術

天然氣作為一種清潔能源已經廣泛被用作發動機燃料。在車用動力領域，以CNG為燃料的乘用車及載重車輛日益增多；在船舶動力領域，CNG及LNG動力船舶已成為“中國制造2025”規劃中的重點研究方向。與汽油相比，作為氣體燃料的天然氣需要更大的點火能量，這導致在實際使用中即使小缸徑的車用天然氣發動機也難以使用單火花塞點燃天然氣，因此不得不采用其他燃料引燃或設置預燃室的方式使發動機正常工作。這導致了系統復雜、成本升高、可靠性下降等一系列問題。因此，有必要采取新型點火技術、采用相對簡單的結構，實現天然氣的高效點火及燃燒，使天然氣發動機能夠在單一燃料模式下穩定、可靠的工作。

現有技術的缺點為：(1)現有火花塞往往伴隨很高的溫升，易導致點火能量利用率低并影響電極壽命；(2)點火范圍僅位于中心電極及側電極之間的狹小空間，應用于大缸徑發動機或不易點燃的燃料(如天然氣)時，由于點火能量過小易導致點火可靠性變差。

發明內容

為解決現有熱平衡等離子體點火器點火能量小、點火可靠性差、點火能量利用率低等問題，本申請提供一種雙放電模式等離子體點火器的控制方法。

為實現上述目的，本申請的技術方案為：一種雙放電模式等離子體點火器的控制方法，包括：在活塞式發動機上的控制方法，具體為：曲軸位置傳感器判斷曲軸位置，若當前曲軸轉角未到設定值，則繼續判斷；若已到設定值，則由ECU對電源輸出低壓放電指令；

電源接到放電指令后，向上陽極輸出某一電壓U1，記為時間t1；此時，上陽極與接地電極放電，在電離空間a內形成介質阻擋放電，位于電離空間a內的氣體被電離成非平衡等離子體，隨即被電離氣體向下運動，經Δt時間經過隔離區進入電離空間b；

在t1+Δt時刻，低壓放電指令終止，上陽極斷電，此時，ECU對電源輸出高壓放電指令，電源向下陽極輸出某一電壓U2，U2U1；下陽極與接地電極放電，在電離空間b內形成電弧放電，位于電離空間b內的非平衡等離子體被點燃，燃燒反應開始，火焰以火焰炬的形式沖出噴口，進入到主燃燒室；下陽極放電的同時，ECU輸出控制指令，向下陽極的空氣通道通入空氣；

ECU讀取缸壓傳感器信號，若缸壓p大于某一設定值p1,則認為點火成功，ECU繼續讀取曲軸位置傳感器信號，進行下一循環點火；若缸壓p小于p1，則認為點火失敗，此時ECU對電源輸出指令，以U2+ΔU對下陽極放電，并繼續讀取缸壓信號，直至點火成功為止；若當放電電壓一直增加至設定值U3時仍判斷點火失敗，U3U2；終止放電，此循環不再點火。

進一步的，本申請還包括，在發動機及燃燒器上的控制方法，具體為：

ECU對電源發出低壓放電指令，電源接到放電指令后，向上陽極輸出某一電壓U1，記為時間t1；此時，上陽極與接地電極放電，在電離空間a內形成介質阻擋放電，位于電離空間a內的氣體被電離成非平衡等離子體；隨即被電離氣體向下運動，經Δt時間經過隔離區進入電離空間b；