张斌 李钧钧 徐宝钧 郑梅君 王昇
浙江锋龙电气股份有限公司 浙江绍兴 312300
摘要：本文强调了点火系统在内燃机系统里的重要性，并通过对目前市场上电感式点火装置存在的问题进行分析，从而针对性的研究设计出了一种新型电感式点火装置。
关键词：电感式；点火；装置
我们知道，汽油机的动力来自汽油机气缸内可燃混合气的燃烧，而燃烧的完善与否直接影响到汽油机输出的驱动动力。良好的燃烧必须具备以下三个条件，即良好的混合气、充分的压缩和最佳的点火。其中，点火包括点火时刻和点火能量。点火时刻和点火能量的控制则由点火系统来完成。点火系统在汽油机中有着十分重要的作用。点火能量必须要足够大，否则点火能量太小，就不能点燃缸内的混合气，汽油机也无法正常运行。点火系统的分类方法很多，按放电方式可分为电容放电式点火系统和电感放电式点火系统。
1、新型电感式点火装置的研制目的
现有的小型汽油割草机、油锯、鼓风机等小型汽油机用点火装置，电感点火装置(T.C.I)一般采用一只达林顿三极管放大电流，对三极管自身特性如:功率、放大倍数、电流等特性要求很高。所以在工作条件要求及高的环境下三极管各项特性都要相当的稳定，否则容易损坏,导致产品失效，而且达林顿三极管成本较高，市场价是普通功率三极管的3～４倍。市场急需一种运行稳定、制造成本低的电感式点火装置。
2、新型电感式点火装置的结构介绍和工作原理
如图1所示，电感式点火装置其外部机械结构包括铁芯11、初级骨架2、初级线圈3、分槽骨架4、分槽线圈5、接线柱6、电路板7、高压引出线8、壳体9及熄火片10，如图2点火装置的内部原理图所示，其包括点火线圈T1，初级线圈L1和次级线圈L2，初级线圈L1包括B点和接地的A点，次级线圈L2具有高压输出；多级放大电路1，其输出连接至初级线圈L1，控制电路包括电阻R1、R2、R3、R5，NPN型三极管Q1、Q2，电阻R1的一端与电阻R2串联后与初级线圈L1的B点连接，其另一端接地；电阻R3的一端与三极管Q2的集电极连接，其另一端接地；三极管Q2的基极通过二极管D1与电阻R1的输出端连接，三极管Q2的发射极与初级线圈L1的B点连接；三极管Q1的集电极与二极管D1的输入端连接，三极管Q1的发射极通过串联一电容C1后与初级线圈L1的B点连接，三极管Q1的基极通过电阻R5与初级线圈L1的B点连接；多级放大电路1包括三极管Q3、Q4、Q5，其中，Q3、Q5为NPN型三极管，Q4为PNP型三极管，三极管Q3的基极与三极管Q2的集电极连接，Q3的集电极通过电阻R4接地，Q3的发射极与初级线圈L1的B点连接；三极管Q4的基极与三极管Q3的集电极连接，Q4的集电极接地，发射极与三极管Q5的基极连接；三极管Q5的集电极接地，发射极与所述三极管Q1的基极连接。
工作原理：
当发动机转动时，初级线圈L1切割磁力线，L1产生脉冲电动势。图中，?A点为公共端（接地）。
B点产生正脉冲时：经过R2、R1与线圈L1形成回路，释放正脉冲电动势,三极管均反向不工作处于截止状态。
B点产生负脉冲时：脉冲上升沿到来时A点形成与B相比A点是高电位，A点经R3电阻给Q3提供b结偏置电压，经R4电阻给Q3提供c结偏置电压，Q3三极管首先导通。A点同时也经R1、D1给Q2?b结提供偏置电压，但因为有D1形成压降所以Q2不会先导通，也可以经过调整R1、R2、R3电阻的匹配来使Q3先导通。Q3导通后Q4?b结电压下降，给Q4?b结提供偏置电压Q4导通，Q4导通后Q5?b结电压上升，给Q5?b结提供偏置电压Q5导通，由Q3、Q4、Q5组成多级放大电路。Q5导通后Q1?b结电压上升，给Q1?b结提供偏置电压，A点经R1给Q1提供c结电压使Q1导通，经过C1后形成回路，同时对C1进行充电。Q1导通后Q1?c结电压下降，Q2?b结偏置电压下降，Q2保持截止状态。
所有三极管都维持上述的工作状态，此时B点脉冲不断上升，对C1不断充电,当B点脉冲接近峰值时Q3、Q4、Q5组成多级放大电流已基本达到最高，C1维持充电使Q1?b结与?e结电压压差低于Q1导通条件时Q1截止。Q1截止后Q1?c结电压上升，经过D1向Q2提供?c结偏置电压Q2导通，Q2导通后Q2?c结电压下降，Q3?c结偏置电压下降使Q3截止，Q3截止后Q3?c结电压上升，Q4?b结偏置电压上升使Q4截止，Q4截止后Q4?c结电压下降，Q5?b结电压下降使Q5截止。此时电流放大的Q3、Q4、Q5瞬间同时截止，使L1初级线圈上大电流产生突变?，L1初级与次级线圈互感后在次级产生续流高压输出。
此时脉冲下降沿来，因脉冲电压持续下降，C1电容上的电压由经Q1反向漏电?R2形成回路，对C1进行放电，Q1e结与b结反向使Q1维持截止状态。因Q1保持截止，?Q2也维持导通，?Q3维持截止，?Q4维持截止，?Q5维持截止。
待下一个脉冲到来时，再重复上述工作循环，产生一次高压输出。
3、有益效果
本点火装置电路结构简单，引入多级放大电路，比传统单级放大电路运行更稳定，效果更好；对功率管各项特性指标要求都有所降低,使用普通功率三极管就能达到达林顿管的效果,材料成本大大降低。
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4、结束语
本文所研究设计的新型电感式点火装置，针对现有电感式点火装置的问题缺陷，有针对性的对其进行了创新设计，使其电路结构简单，电路整体运行稳定，制造成本低。降低了企业的成本，为企业效益的提升作出了极大的贡献。
参考文献
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[2]何文华,徐航,朱崇基,王新雷,王仁泉,马元骥;汽油机电控点火系统的研讨[J];汽车电器;1993年01期
[3]马法成,张宝来,吴顺毅;多功能汽油机点火测试系统及其应用[J];汽车技术;2003年11期