内燃机的电晕点火系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于内燃机的燃烧室中的燃料点火的电晕点火系统。
【背景技术】
[0002]US 2011/0114071 Al公开了一种电晕点火系统，燃料-气体混合物可通过该系统藉由燃烧室中产生的电晕放电在内燃机的燃烧室中被点火。所述电晕点火系统具有位于绝缘体中的点火电极。该点火电极连同绝缘体以及围绕该绝缘体的套筒构成了电子电容器。所述电容器是电晕点火设备的电谐振电路的一部分，该电路由例如从30kHz到50MHz的高频AC电压来激励。由此，在点火电极上导致电压过载，从而在点火电极形成了电晕放电。
[0003]高频AC电压是由高频产生器来产生的，该高频产生器的输入电压是从车辆车载电子系统的变压器产生的。
[0004]电晕放电在发动机燃烧室的燃料-气体混合物中形成了离子和自由基。当达到离子和自由基的临界浓度时，燃料-气体混合物点火。生成离子和自由基的速度依赖于电晕放电的大小及其电气输出。电晕放电的大小和输出仅可被增加达到临界界限。如果超过了所述界限，电晕放电转换成电弧放电或火花放电。
[0005]电晕点火系统通常受到控制以使该电晕放电尽可能地大，使燃料-气体混合物能够尽快被点火，因此可尽可能精确地预先确定出点火时刻，而避免由电晕放电到电弧或火花放电的突变。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是指明关于可怎样更好地实现所述目标的方式。
[0007]通过具有根据本发明的特征的电晕点火系统解决了这个问题。该电晕点火系统用于内燃机燃烧室中的燃料点火的，它包括:谐振电路，其包括点火电极，高频产生器，其连接到所述谐振电路并且被配置成产生用于激励谐振电路的AC电压，直流电压源，其被配置成产生用于高频产生器的输入电压，其特征在于:电容器与直流电压源并联地被连接到高频产生器，该电容器在谐振电路的瞬态振荡补偿了谐振电路与直流电压源之间的失配。
[0008]本发明还可以进行有益的改进。优选地，所述电容器具有20 yF到10yF之间的电容。优选地，所述电容器和直流电压源连接到高频产生器的相同电压输入端。优选地，所述高频产生器包括带有中心抽头的变压器￠)，直流电压源与电容器两者都连接到该中心抽头。优选地，所述直流电压源传输50V到400V之间的电压。优选地，所述直流电压源是转换器。优选地，在谐振电路的瞬态过程中，所述电容器将谐振电路的输入电压的变化限制在不超过5V/ys。
[0009]电晕点火系统的谐振电路具有非常高的品质因子，因此在瞬态振荡过程中产生高无功功率。这导致了失配，使瞬态过程中高频产生器所提供的仅仅一部分输出能被谐振电路接收到。因此，在瞬态过程中的高频产生器的理想输入电压比在稳态下小。所述影响可在电晕点火系统中由控制进行补偿，该控制致使高频产生器的直流电压源在谐振电路的瞬态振荡过程中(即在点火电晕放电时)比在稳态方式下电晕放电燃烧的情况下传递更小的电压。与这种控制相关的费劲可通过根据本发明的措施而避免，与直流电压源并联地，电容器被连接到高频产生器，例如变压器，该电容器在谐振电路的瞬态振荡过程中补偿了谐振电路与直流电压源之间的失配。
[0010]当根据本发明的电晕点火系统投入工作时，与直流电压源并联地连接到高频产生器的电容器将开始充电，同时谐振电路处于瞬态振荡。高频产生器的输入电压因此在谐振电路的瞬态过程中随着时间而增加，由此补偿了系统的失配。因此与直流电压源并联地连接到高频产生器的电容器减少了高频产生器在接通或切断时出现的过载电压。
[0011]直流电压源可以是例如DC/DC转换器。使用转换器，高频产生器的输入电压可例如从车辆的车载电子系统产生。这可直接(即，用单级转换器)或在几个步骤中发生。转换器所产生的电压可以是例如50V到400V。然而根据高频产生器的设计，也可使用更高或更低的输入电压。
[0012]电容器的最优电容取决于高频产生器、谐振电路以及为高频产生器传输输入电压的直流电压源的情况，并因此不能被普遍地给出。一般地，通过电容在20 yF到100 yF之间的电容器可实现好的效果。然而，根据电晕点火系统的相应设计，更高或更低电容的电容器也可能是合适的。
[0013]当高频产生器被投入工作，电容器将施加到它的电压降低例如1V到75V。根据谐振电路的无功功率，其他值也可能是有利的。该电压随后根据电容器的充电曲线而增加。开始时所述电压增长例如可以在0.5V/ μ S到5V/ μ S之间，或者在0.5V/ μ S到3V/ μ S之间。
[0014]与电压源并联地连接到高频产生器的电容器不仅在谐振电路的瞬态振荡阶段过程中(即电晕放电的点火过程中)是有益的，而且在熄灭电晕放电过程(即电晕点火系统切断时)是有益的。这样，直流电压源与高频产生器分开，例如被切断。高频产生器随后仍旧短时间从电容器被供电，其中该电容器放电并因此在电晕放电熄灭时可接收可能出现的任何过载电压。
【附图说明】
[0015]以下在解释性实施例的帮助下，参考所公开的示意性附图更进一步解释本发明。彼此对应的相同元件在附图中由相同的参考标号进行指明。
[0016]图1示意性示出用于车辆发动机的第一电晕点火系统的结构，以及
[0017]图1a示出电晕点火器的基本组件的细节，它同时也是HF谐振电路的关键组件。
【具体实施方式】
[0018]图1示出了由壁21界定的燃烧室20，壁处于地电势。电晕点火器I突入到燃烧室20内。电晕点火器I具有点火电极la，该电极在其长度部分上被绝缘体Ib包围。绝缘体Ib被金属外导体Ic包围。被绝缘体Ib和金属外导体Ic围绕的点火电极Ia以电绝缘方式突出穿过壁21，进入到燃烧室20中。如果点火器I不具有分离的外导体，该点火器I所放置的燃烧室壁21也可用作为外导体。点火器I和燃烧室20的壁21是串联谐振电路的组件，此外电容器4、电感3以及欧姆电阻3也属于该串联谐振电路。当然，串联谐振电路可具有其他电感和/或电容器以及本领域技术人员知道的可能作为串联谐振电路组件的其他结构元件。
[0019]为了激励该HF谐振电路，提供高频产生器，其具有作为DC/AC转换器6的在其初级侧上带有中心抽头6d的变压器。高频产生器由DC/DC转换器供电，该转换器从车辆车载电子系统产生例如50V到400V的输入电压Vcc。电容器13与DC/DC转换器并联地连接到高频产生器的中心抽头6d。
[0020]两个初级绕组6a和6b在中心抽头6d处相连接。初级绕组6a和6b远离中心抽头6d的末端交替地通过高频开关设备接地，所述开关