一种调整汽油机点火能量的装置和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及发动机管理技术领域，尤其涉及一种调整汽油机点火能量的装置和车辆。


背景技术：

2.在“碳达峰”及“碳中和”目标下，引入大量空气的稀薄燃烧被认为是使汽油机热效率达到45％左右的可行方案，故需要点火能量达到500mj甚至更高的点火装置，来扩大稀燃极限，提高稀燃条件下的燃烧稳定性。
3.目前，通常通过优化感应式点火线圈几何尺寸以及磁路等方式，提升点火能量。但这些方法对点火能量的提升效果有限，难以达到500mj甚至更高的水平。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种调整汽油机点火能量的装置和车辆，以实现有效提升汽油机点火能量，扩大空气稀薄燃烧极限，进一步提升了汽油机热效率。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种调整汽油机点火能量的装置，其特征在于，包括：
6.电子控制单元，用于调整点火开关的工作状态；其中，所述工作状态包括断开状态或闭合状态；
7.点火线圈初级，通过导线与所述点火开关相连接，用于在所述点火开关处于闭合状态时，基于预先设置的蓄电池为所述点火线圈初级供电；
8.点火线圈次级，与所述点火线圈初级相对设置，用于在所述点火开关断开的情况下，基于所述点火线圈次级进入辉光放电阶段；
9.升压器，用于在所述点火开关处于工作状态时，将动力电池的输出电压提高至目标电压值，以调整所述辉光放电的持续时长和点火能量；
10.火花塞，用于根据所述点火线圈次级和所述升压器的作用持续向所述火花塞供电。
11.可选的，所述装置还包括：蓄电池模块；所述蓄电池模块的正极与所述点火线圈初级相连接，用于向所述点火线圈初级供电；所述蓄电池模块的负极与所述点火开关相连接，用于在所述点火开关处于闭合状态时，向所述点火线圈初级供电。
12.可选的，所述装置还包括：二极管；所述二极管的一端与所述蓄电池模块的正极相连接，另一端与所述点火线圈次级相连接，用于在所述点火线圈初级在工作时，分流部分电压值。
13.可选的，所述火花塞的一端与所述点火线圈次级和所述升压器相连，另一端接地，用于在所述点火线圈次级和所述升压器的作用下调整辉光放电时长以及能量。
14.可选的，所述点火线圈初级的线圈匝数小于所述点火线圈次级的线圈匝数。
15.可选的，所述点火线圈初级和所述点火线圈次级缠绕在铁芯上。
16.可选的，还包括：整车控制器；所述整车控制器，用于在对所述火花塞点火的时刻控制所述升压器将所述动力电池的电压由第一电压值调整至所述目标电压值。
17.可选的，所述电压值在200-750v之间，所述目标电压值为2kv。
18.可选的，还包括：定时模块，调整所述辉光放电的持续时长。
19.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，其特征在于，应用本实用新型任一实施例所述的调整汽油机点火能量的装置。
20.本实用新型实施例提供了一种调整汽油机点火能量的装置和车辆，该装置包括：电子控制单元，用于调整点火开关的工作状态；其中，所述工作状态包括断开状态或闭合状态；点火线圈初级，通过导线与所述点火开关相连接，用于在所述点火开关处于闭合状态时，基于预先设置的蓄电池为所述点火线圈初级供电；点火线圈次级，与所述点火线圈初级相对设置，用于在所述点火开关断开的情况下，基于所述点火线圈次级进入辉光放电阶段；升压器，用于在所述点火开关处于工作状态时，将动力电池的输出电压提高至目标电压值，以调整所述辉光放电的持续时长和点火能量；火花塞，用于根据所述点火线圈次级和所述升压器的作用持续向所述火花塞供电，解决了现有技术中无法有效提升点火能量的问题，实现了有效提升汽油机点火能量，扩大空气稀薄燃烧极限，进一步提升了汽油机热效率。
21.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是根据本实用新型实施例一提供的一种调整汽油机点火能量的装置结构图。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.实施例一
27.图1是根据本实用新型实施例一提供的一种调整汽油机点火能量的装置结构图。本实施例可适用于提升汽油机点火能量的情况，参考图1所示，本实施例提供的调整汽油机点火能量的装置包括：电子控制单元1，用于调整点火开关6的工作状态；其中，所述工作状态包括断开状态或闭合状态；点火线圈初级2，通过导线与所述点火开关6相连接，用于在所述点火开关6处于闭合状态时，基于预先设置的蓄电池7为所述点火线圈初级2供电；点火线圈次级3，与所述点火线圈初级2相对设置，用于在所述点火开关断开的情况下，基于所述点火线圈次级进入辉光放电阶段；升压器4，用于在所述点火开关6处于工作状态时，将动力电池9的输出电压提高至目标电压值，以调整所述辉光放电的持续时长和点火能量；火花塞5，用于根据所述点火线圈次级和所述升压器4的作用持续向所述火花塞5供电。
28.其中，电子控制单元1是车辆内部系统的控制模块，用于控制车辆各部件工作状态的设备。示例性地，电子控制单元由输入电路、微机和输出电路三部分组成，可以用来控制发动机点火开关6。点火线圈初级2是通过通电产生磁场能的环形导线。蓄电池7是预先设置的用于为发动机点火装置供电的电池。点火线圈次级3是为点火装置提供点火电压的环形导线。辉光放电是指低压气体中显示辉光的气体放电现象，即是稀薄气体中的自持放电现象。目标电压值是指能够维持辉光放电并使点火能量提升至一定数值的电压值，进一步地，目标电压值可以根据实际情况进行设置，本实施例在此不做限制。升压器4是用来提升动力电池9的输出电压的设备，如通过升压器4可以将动力电池9的输出电压从100v提升到2kv，进一步地，动力电池9是为车辆行驶提供动力的电池，可以是但不限于镍氢电池、锂电池等。火花塞5是用来把点火线圈次级3送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞两电极间空气，产生电火花以此引燃气缸内的混合气体的设备，在本实施例中，火花塞5可以是准型火花塞、缘体突出型火花塞、面跳火型火花塞等，进一步地，火花塞5的电极包括中心电极和接地电极。
29.具体地，当用户启动车辆时，由电子控制单元1接受用户启动信号，输出驱动信号，将点火开关6的工作状态调整为闭合状态，此时点火线圈初级2、蓄电池7通过导线连接形成一个闭合电路，通过蓄电池7为点火线圈初级2进行供电。经过一段时间后，由电子控制单元1输出驱动信号将点火开关6的工作状态调整为断开状态，此时点火线圈初级2中电流中断，导致磁场突变，点火线圈次级3产生感应电压，通过点火线圈次级3为火花塞5的中心电极提供高电压，火花塞5两电极之间的空气被击穿，当电压达到空气辉光放电条件时，火花塞5两电极之间的空气进入辉光放电阶段，此时产生的能量会释放到混合气室，此时通过升压器4将动力电池9的输出电压提高至目标电压值，增大火花塞5的电压并向火花塞5持续供电，从而达到延长辉光放电时间提升放电产生的热量，当释放的热量足以将混合气点燃时，点火完毕。
30.在上述技术方案的基础上，还包括：蓄电池模块7；蓄电池模块7的正极与点火线圈初级2相连接，用于向点火线圈初级2供电；蓄电池模块7的负极与点火开关6相连接，用于在点火开关6处于闭合状态时，向点火线圈初级2供电。
31.其中，蓄电池模块7是用来为点火线圈初级2充电的电池模块，即蓄电池。
32.具体地，如图1所示，当点火开关6处于闭合状态时，蓄电池模块7、点火线圈初级2、通过导线构成闭合回路，电流从蓄电池模块7的正极流向点火线圈初级2，实现对点火线圈初级2的供电。
33.在上述技术方案的基础上，还包括：二极管8；二极管8的一端与所述蓄电池模块7的正极相连接，另一端与所述点火线圈次级3相连接，用于在所述点火线圈初级2在工作时，分流部分电压值。
34.其中，二极管8是用来分流点火线圈次级3输出的高电压的元件。进一步地，由于点火线圈初级2刚通电时瞬间释放磁能，在点火线圈次级3会感生高压电，造成误点火，因而需要在点火线圈次级3输出端设置二极管8，用来分流部分电压值，来避免误点火。
35.具体地，二极管8的正极与点火线圈次级3相连，负极与蓄电池模块的正极相连接，在点火线圈初级2通电瞬间，点火线圈次级3感生高电压，通过二极管8分流部分电压值，从而避免火花塞5上的电压过高造成误点火。
36.可选地，火花塞5的一端与点火线圈次级3和所述升压器4相连，另一端接地，用于在点火线圈次级3和升压器4的作用下调整辉光放电时长以及能量。
37.其中，辉光放电时长是指火花塞5两极之间的空气被高电压击穿产生辉光放电现象持续的时长。能量是指辉光放电释放的热量。
38.具体地，通过升压器4提供的高电压为火花塞5进行持续供电，进而达到延长辉光放电时长的目的，同时有效地提升了辉光放电产生能量。
39.可选地，点火线圈初级2的线圈匝数小于所述点火线圈次级3的线圈匝数。
40.其中，线圈匝数是导线环绕物体的圈数。进一步地，点火线圈初级2与点火线圈次级3的线圈匝数比值越小，在其他条件相同的情况下，点火线圈次级3的感应电压值越大。
41.可选地，点火线圈初级2和所述点火线圈次级3缠绕在铁芯上。
42.其中，铁芯11和铁芯12是铁磁物质，用来存储磁场能。进一步地，点火线圈初级2通电产生磁场，这个磁场会磁化铁芯11和铁芯12，使得铁芯11和铁芯12产生附加的磁场，进而增强点火线圈初级2、点火线圈次级3的磁场。好处是可以使点火线圈次级3上产生更高的感生电压。
43.在上述技术方案的基础上，还包括：整车控制器10；整车控制器10，用于在对火花塞5点火的时刻控制升压器4将动力电池9的电压由第一电压值调整至目标电压值。
44.其中，整车控制器是用来控制升压器4状态的模块。第一电压值是指动力电池9对火花塞5的初始输出电压值。
45.具体地，在用户进行点火操作时，通过整车控制器10控制升压器4开启，将动力电池9输出的第一电压值进行升压至目标电压值，并输出为火花塞5提供持续稳定的高电压，达到延长辉光放电时间，有效提升辉光放电能量的目的。
46.可选地，第一电压值在200-750v之间，目标电压值为2kv。
47.具体地，通过整车控制器10控制升压器4开启，将动力电池9输出的200-750v之间的电压进行升压至2kv，为火花塞5提供持续稳定的高电压，达到延长辉光放电时间，有效提升辉光放电能量的目的。
48.在上述技术方案的基础上，还包括：定时模块，调整辉光放电的持续时长。
49.其中，定时模块是指用来计算升压器4工作时长的模块。
50.具体地，当升压器4工作时长达到设定的时间后，定时模块向整车控制器10发送指令，控制升压器4关闭，实现调整辉光放电的持续时长的作用。
51.本实用新型实施例提供了一种调整汽油机点火能量的装置和车辆，该装置包括：
电子控制单元，用于调整点火开关的工作状态；其中，所述工作状态包括断开状态或闭合状态；点火线圈初级，通过导线与所述点火开关相连接，用于在所述点火开关处于闭合状态时，基于预先设置的蓄电池为所述点火线圈初级供电；点火线圈次级，与所述点火线圈初级相对设置，用于在所述点火开关断开的情况下，基于所述点火线圈次级进入辉光放电阶段；升压器，用于在所述点火开关处于工作状态时，将动力电池的输出电压提高至目标电压值，以调整所述辉光放电的持续时长和点火能量；火花塞，用于根据所述点火线圈次级和所述升压器的作用持续向所述火花塞供电，解决了现有技术中无法有效提升点火能量的问题，实现了有效提升汽油机点火能量，扩大空气稀薄燃烧极限，进一步提升了汽油机热效率。
52.实施例二
53.基于上述实施例，本实用新型实施例二还提供了一种车辆，其特征是，应用本实用新型任一实施例的调整汽油机点火能量的装置，该装置包括：
54.电子控制单元，用于调整点火开关的工作状态；其中，所述工作状态包括断开状态或闭合状态；
55.点火线圈初级，通过导线与所述点火开关相连接，用于在所述点火开关处于闭合状态时，基于预先设置的蓄电池为所述点火线圈初级供电；
56.点火线圈次级，与所述点火线圈初级相对设置，用于在所述点火开关断开的情况下，基于所述点火线圈次级进入辉光放电阶段；
57.升压器，用于在所述点火开关处于工作状态时，将动力电池的输出电压提高至目标电压值，以调整所述辉光放电的持续时长和点火能量；
58.火花塞，用于根据所述点火线圈次级和所述升压器的作用持续向所述火花塞供电。
59.可选的，所述装置还包括：蓄电池模块；所述蓄电池模块的正极与所述点火线圈初级相连接，用于向所述点火线圈初级供电；所述蓄电池模块的负极与所述点火开关相连接，用于在所述点火开关处于闭合状态时，向所述点火线圈初级供电。
60.可选的，所述装置还包括：二极管；所述二极管的一端与所述蓄电池模块的正极相连接，另一端与所述点火线圈次级相连接，用于在所述点火线圈初级在工作时，分流部分电压值。
61.可选的，所述火花塞的一端与所述点火线圈次级和所述升压器相连，另一端接地，用于在所述点火线圈次级和所述升压器的作用下调整辉光放电时长以及能量。
62.可选的，所述点火线圈初级的线圈匝数小于所述点火线圈次级的线圈匝数。
63.可选的，所述点火线圈初级和所述点火线圈次级缠绕在铁芯上。
64.可选的，还包括：整车控制器；所述整车控制器，用于在对所述火花塞点火的时刻控制所述升压器将所述动力电池的电压由第一电压值调整至所述目标电压值。
65.可选的，所述电压值在200-750v之间，所述目标电压值为2kv。
66.可选的，还包括：定时模块，调整所述辉光放电的持续时长。
67.本实用新型实施例通过在车辆中设置调整汽油机点火能量的装置，解决了现有技术中无法有效提升点火能量的问题，实现了有效提升汽油机点火能量，扩大空气稀薄燃烧极限，进一步提升了汽油机热效率。
68.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例
如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
69.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种调整汽油机点火能量的装置，其特征在于，包括：电子控制单元，用于调整点火开关的工作状态；其中，所述工作状态包括断开状态或闭合状态；点火线圈初级，通过导线与所述点火开关相连接，用于在所述点火开关处于闭合状态时，基于预先设置的蓄电池为所述点火线圈初级供电；点火线圈次级，与所述点火线圈初级相对设置，用于在所述点火开关断开的情况下，基于所述点火线圈次级进入辉光放电阶段；升压器，用于在所述点火开关处于工作状态时，将动力电池的输出电压提高至目标电压值，以调整所述辉光放电的持续时长和点火能量；火花塞，用于根据所述点火线圈次级和所述升压器的作用持续向所述火花塞供电。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：蓄电池模块；所述蓄电池模块的正极与所述点火线圈初级相连接，用于向所述点火线圈初级供电；所述蓄电池模块的负极与所述点火开关相连接，用于在所述点火开关处于闭合状态时，向所述点火线圈初级供电。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：二极管；所述二极管的一端与所述蓄电池模块的正极相连接，另一端与所述点火线圈次级相连接，用于在所述点火线圈初级在工作时，分流部分电压值。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述火花塞的一端与所述点火线圈次级和所述升压器相连，另一端接地，用于在所述点火线圈次级和所述升压器的作用下调整辉光放电时长以及能量。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述点火线圈初级的线圈匝数小于所述点火线圈次级的线圈匝数。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述点火线圈初级和所述点火线圈次级缠绕在铁芯上。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：整车控制器；所述整车控制器，用于在对所述火花塞点火的时刻控制所述升压器将所述动力电池的电压由第一电压值调整至所述目标电压值。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一电压值在200-750v之间，所述目标电压值为2kv。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：定时模块，调整所述辉光放电的持续时长。10.一种车辆，其特征在于，应用权利要求1-9中任一所述的调整汽油机点火能量的装置。

技术总结
本实用新型公开了一种调整汽油机点火能量的装置和车辆。该装置包括：电子控制单元，用于调整点火开关的工作状态；其中，工作状态包括断开状态或闭合状态；点火线圈初级，通过导线与点火开关相连接，用于在点火开关处于闭合状态时，基于预先设置的蓄电池为点火线圈初级供电；点火线圈次级，与点火线圈初级相对设置，用于在点火开关断开的情况下，基于点火线圈次级进入辉光放电阶段；升压器，用于在点火开关处于工作状态时，将动力电池的输出电压提高至目标电压值，以调整辉光放电的持续时长和点火能量；火花塞，用于根据点火线圈次级和升压器的作用持续向火花塞供电。本实用新型通过升压器提高输出电压，延长辉光放电时间进而提升发动机点火能量。动机点火能量。动机点火能量。


技术研发人员：王梓旭 郭超 高井辉 吴恒博 郑佳庆 姜恩伟
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.01.18
技术公布日：2023/7/20