一种变能量的点火测控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种变能量的点火测控系统，该系统包括充电回路、放电回路和驱动控制电路；所述充电回路包括：线性直流恒压源，以及依次连接在线性直流恒压源正极和负极之间的第一二极管、第一电阻、充电控制开关、第二二极管和电容组；所述放电回路包括放电控制开关，点火线圈、电压探头和点火电极、PC机、示波器和电流探头；所述驱动控制电路通过PC机发出触发信号，通过串口模块实现与单片机的通信，从而控制充电控制开关与放电控制开关的相应通断，从而完成每一次点火。本实用新型专利技术在每一次点火过程中，能准确地测量出每一次点火过程的点火能量大小，并得到EC-EI曲线，从而通过改变电容组的储能大小来控制点火能量的大小。

【技术实现步骤摘要】
-种变能量的点火测控系统
本技术设及点火测控系统，具体地指一种变能量的点火测控系统。
技术介绍
点火能量是发动机性能的重要影响因素之一，影响着火核的形成过程与燃料初期 火焰的传播速度。利用发动机台架可W开展关于不同点火能量对于发动机动力性、经济性 与排放的研究，利用定容燃烧弹系统则可W研究不同点火能量对于火焰初期传播过程的影 响。因此开展点火能量方面的研究便具有十分重要的意义，可W为优化发动机点火系统的 设计与控制提供理论依据。 最小点火能量是指引燃一定浓度可燃物或爆炸所需要的最低能量值，是用来衡量 可燃气体或液体蒸汽的爆炸危险性的重要参数，也是静电安全的重要技术参数。测量不同 燃料的最小点火能量，既可W为可燃气体或液体的安全储运提供参考，也可W为发动机的 点火系统设计提供相关参数依据。因此测定不同燃料的最小点火能量具有重要意义。利用 定容燃烧弹可W测定不同燃料（气体燃料与部分液体燃料）的最小点火能量。 目前公开的可变能量点火系统中，大部分是通过控制影响变能量的参数定性地 控制点火能量的变化，例如电感式点火系统中，通过控制充电时间实现变能量。借助于模拟 负载手段近似标定点火能量的大小，不能做到实时得到每一次点火过程的点火能量大小。 由于放电过程中电极间负载比较复杂，使得标定的点火能量大小与实际的点火能量存在一 定差异。 常用的最小点火能量测量装置所采用的点火系统，一般是通过直流电源提供万伏 高压对电容充电，然后通过让电容放电完成点火。点火能量则认为是电容的储能值。该种 点火系统虽然结构简单，但由于电源的输出电压过大，对于线路中元件耐压要求较高，降 低了系统的使用寿命，在操作过程中具有一定的危险性。同时由于存在线路损耗，使得实际 的点火能量小于电容储存能量值。
技术实现思路
本技术目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种变能量的点火测控系 统，该点火测控系统能够实现点火过程中点火能量的可调与可测，既可W根据需要改变点 火能量，且能准确地测量出每一次点火过程的点火能量大小。 实现本技术目的采用的技术方案是一种变能量的点火测控系统，包括充电回 路、放电回路、W及控制所述充电回路、放电回路进行充电和放电的驱动控制电路、电压探 头、电流探头、点火电极、示波器和PC机； [000引所述充电回路包括；线性直流恒压源，W及依次连接在线性直流恒压源正极和负 极之间的第一二极管、第一电阻、充电控制开关、第二二极管和电容组； 所述放电回路包括所述电容组、放电控制开关，点火线圈和点火电极，所述放电控 制开关的一端与第二二极管的阴极连接，另一端与点火线圈中初级线圈的一端连接，点火 电极的两端分别与点火线圈中次级线圈的输出端和电源负极连接；所述电压探头的测试端 和点火线圈中次级线圈输出端相连接的电极相接，地线错与电极的另一端相连；电流探头 接入电极线路中，电压探头和电流探头的采集输出端分别与示波器连接，示波器通过数据 线与PC机相连； 所述驱动控制电路包括5V直流电源、32V直流电源、光电禪合器、单片机系统、= 极管和稳压二极管，所述5V直流电源的正极经过电阻R2,连接光电禪合器在发光二极管一 侧的正极，发光二极管一侧的负极与单片机系统所需的工作引脚PX相连；单片机系统通过 串口模块与PC机连接；光电禪合器的输出端的发射极与32V直流电源的负极相连，集电极 则与电阻R4相连，同时与S极管的基极相连；电阻R3与电阻R4串联后与32V直流电源的 正极相连，=极管的发射极接在电阻R4与电阻R3之间，=极管集电极与充电控制开关W及 放电控制开关中的电磁线圈的任意输入端kl相连，并与稳压二极管的负极相连；电磁线圈 另一输入端k2与32V直流电源的负极相连，并与稳压二极管的正极相连。 在上述技术方案中，所述第一二极管D1的阳极与线性直流恒压源的正极相连，第 一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极之间依次相连接第一电阻R1和充电控制开关， 第二二极管D2的阴极与电容组的一端连接，电容组的另一端与线性直流恒压源的负极连 接。 在上述技术方案中，所述线性直流恒压源输出在0?400V之间变化的电压；所述 电容组由不同容值的电容并联而成，且每一个电容串联一个选择开关，用W调节电路中所 接电容的容值，所用电容为聚丙締电容，所用选择开关为机械开关。 作为本技术的一种优选实施方式，所述变能量的点火测控系统设于发动机台 架上时，所述线性直流恒压源包括与汽车电瓶连接的升压整流电路，W及用于控制升压整 流电路中应数比的调节开关；充电控制部分包括单向可控娃和用于控制单向可控娃的触发 电路，所述触发电路与发动机ECU连接；所述放电控制部分为固态继电器W及固态继电器 连接的驱动控制电路，所述驱动控制电路与发动机ECU连接。 作为本技术的一种优选实施方式，所述变能量的点火测控系统用于定容燃烧 弹实验台架上时，所述的线性直流电源用于将市电转换成所需的直流电压；所述充电控制 开关和放电控制开关为与驱动控制电路连接的大功率电磁继电器，驱动电路通过单片机进 行控制，单片机通过串口与PC机进行连接。 本技术工作过程如下： 当充电控制开关闭合时，完成对电容组的充电。电容组充电完成后，充电控制开关 断开，放电控制开关闭合，此时电容组、放电控制开关与点火线圈构成另一个回路。放电控 制开关闭合时，电容组完成放电，电流流过点火线圈的初级线圈，使得在次级线圈上产生一 个瞬时高压。由于电极的一端与点火线圈的次级线圈输出端相连，一端与电源负极相连， 使得电极间产生瞬时高压，击穿电极间的气体，从而完成点火。 本技术在点火过程中，电压探头与电流探头分别用来采集点火过程中电极间 的电压信号与电流信号，并将其送入示波器中完成数据采集与波形显示，再将采集到的两 个波形数据传入计算机中完成相关计算，计算得到点火能量值。 [001引此外，本技术还能够通过改变电路中电容组的容值C与充电后电容组两端的 电压U的大小，来改变电容组储能的大小。本技术在每一次点火过程中，点火能量的大 小能够通过改变电容组的储能大小来实现。 【附图说明】 图1为本技术变能量的点火测控系统的电路图。 图2为充、放电控制开关的驱动控制电路图。 图中标号如下： [002引 1-线性直流电源（A+线性直流电源正极A-线性直流电源负极） D1 二极管 D2 二极管 D3稳压二极管 R1 电阻 R2 电阻 [002引 R3 电阻 R4 电阻 2 充电控制开关 3 放电控制开关 [003引 4 点火线圈 5 电压探头 6 点火电极 7 PC 机 8 示波器 9 电流探头 [003引 10放电回路 11 电容组 12充电回路 J1选择开关 J2选择开关 [00创 J3选择开关 J4选择开关 J5选择开关 J10选择开关 C1 电容 C2 电容 C3 电容 C4 电容 C5 电容 CIO 电容 [0化3] L1初级线圈 L2次级线圈 [0化5] 13 5V直流电源正极 14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变能量的点火测控系统，其特征在于：包括充电回路、放电回路、以及控制所述充电回路、放电回路进行充电和放电的驱动控制电路、电压探头、电流探头、点火电极、示波器和PC机；所述充电回路包括：线性直流恒压源，以及依次连接在线性直流恒压源正极和负极之间的第一二极管、第一电阻、充电控制开关、第二二极管和电容组；所述放电回路包括所述电容组、放电控制开关，点火线圈和点火电极，所述放电控制开关的一端与第二二极管的阴极连接，另一端与点火线圈中初级线圈的一端连接，点火电极的两端分别与点火线圈中次级线圈的输出端和电源负极连接；所述电压探头的测试端和点火线圈中次级线圈输出端相连接的电极相接，地线钳与电极的另一端相连；电流探头接入电极线路中，电压探头和电流探头的采集输出端分别与示波器连接，示波器通过数据线与PC机相连；所述驱动控制电路包括5V直流电源、32V直流电源、光电耦合器、单片机系统、三极管和稳压二极管，所述5V直流电源的正极经过电阻R2，连接光电耦合器在发光二极管一侧的正极，发光二极管一侧的负极与单片机系统所需的工作引脚PX相连；单片机系统通过串口模块与PC机连接；光电耦合器的输出端的发射极与32V直流电源的负极相连，集电极则与电阻R4相连，同时与三极管的基极相连；电阻R3与电阻R4串联后与32V直流电源的正极相连，三极管的发射极接在电阻R4与电阻R3之间，三极管集电极与充电控制开关以及放电控制开关中的电磁线圈的任意输入端k1相连，并与稳压二极管的负极相连；电磁线圈另一输入端k2与32V直流电源的负极相连，并与稳压二极管的正极相连。...

【技术特征摘要】
1. 一种变能量的点火测控系统，其特征在于：包括充电回路、放电回路、以及控制所述 充电回路、放电回路进行充电和放电的驱动控制电路、电压探头、电流探头、点火电极、示波 器和PC机； 所述充电回路包括：线性直流恒压源，以及依次连接在线性直流恒压源正极和负极之 间的第一二极管、第一电阻、充电控制开关、第二二极管和电容组； 所述放电回路包括所述电容组、放电控制开关，点火线圈和点火电极，所述放电控制开 关的一端与第二二极管的阴极连接，另一端与点火线圈中初级线圈的一端连接，点火电极 的两端分别与点火线圈中次级线圈的输出端和电源负极连接；所述电压探头的测试端和点 火线圈中次级线圈输出端相连接的电极相接，地线钳与电极的另一端相连；电流探头接入 电极线路中，电压探头和电流探头的采集输出端分别与示波器连接，示波器通过数据线与 PC机相连； 所述驱动控制电路包括5V直流电源、32V直流电源、光电耦合器、单片机系统、三极管 和稳压二极管，所述5V直流电源的正极经过电阻R2,连接光电耦合器在发光二极管一侧的 正极，发光二极管一侧的负极与单片机系统所需的工作引脚PX相连；单片机系统通过串口 模块与PC机连接；光电耦合器的输出端的发射极与32V直流电源的负极相连，集电极则与 电阻R4相连，同时与三极管的基极相连；电阻R3与电阻R4串联后与32V直流电源的正极 相连，三极管的发射极接在电阻R4与电阻R3之间，三极管集电极与充电控制开关以及放电 控制开关中的电磁线圈的任意输入端kl相连，并与稳压二极管的负极相连；电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张尊华，田淋元，梁俊杰，李格升，杨锐，谭戬，
申请(专利权)人：汉理工大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42