一种气体发动机多模式放电点火系统

摘要

本发明涉及气体发动机技术领域，具体是满足天然气发动机各工况稳定运行的一种气体发动机多模式放电点火系统。本发明包括点火控制器、电源、电容储能式点火线圈、第一防逆向击穿二极管、高压线接口、第二防逆向击穿二极管、电感储能式点火线圈和火花塞，发动机实时向点火控制器提供上止点信号和转速信号，上止点信号和转速信号经过点火控制器的处理，产生点火信号脉冲，信号脉冲控制电容储能式点火线圈和电感储能式点火线圈的放电时刻。该点火系统控制灵活，能量利用率高，保证天然气发动机各工况都能稳定运行。

主权项

一种气体发动机多模式放电点火系统，其特征在于：包括点火控制器、电源、电容储能式点火线圈、第一防逆向击穿二极管、高压线接口、第二防逆向击穿二极管、电感储能式点火线圈和火花塞，发动机实时向点火控制器提供上止点信号和转速信号，上止点信号和转速信号经过点火控制器的处理，产生点火信号脉冲，信号脉冲控制电容储能式点火线圈和电感储能式点火线圈的放电时刻；所述的点火控制器分别与电容储能式点火线圈和电感储能式点火线圈的控制端连接，电容储能式点火线圈的电源端通过电容连接电源，电感储能式点火线圈的电源端直接与电源连接，电容储能式点火线圈经过第一防逆向击穿二极管与高压接口相连，电感储能式点火线圈的输出端经过第二防逆向击穿二极管与高压接口相连，高压接口与火花塞连接在一起；所述的点火控制器与电源直接连接在一起；该系统包括电感储能式点火线圈和电容储能式点火线圈，两点火线圈独立控制，点火控制器内部有信号调理电路，将上止点信号和转速信号调理成标准方波信号，并通过标准方波信号得出点火控制信号，点火控制信号控制点火系统的放电；电源对电容储能式点火线圈和电感储能式点火线圈的供电是独立的，电源在对电容储能式点火线圈供电之前要经过升压电路，将电源升压至高电压再对电容储能式点火线圈内的储能电容充电；点火控制信号经过反相施密特触发器，单线圈放电模式为：采用电容储能式点火线圈放电或电感储能式点火线圈放电；双线圈复合放电模式为：电容储能式点火线圈先放电，电感储能式点火线圈后放电；或者电感储能式点火线圈先放电，电容储能式点火线圈后放电；或者电感储能式点火线圈和电感储能式点火线圈同时放电；在每个放电回路安装防逆向击穿二极管；电容储能式点火线圈的储能电容的充电电压在300‑400V之间，电源的控制开关选用击穿电压高、内部具有保护电路的IGBT Q1；当Q1闭合时，电源对储能电容C1进行充电；当Q1断开时，电源对储能电容的充电结束；由于电容的充电时间极短且充电电压不稳定故加入齐纳二极管，充电电压通过齐纳二极管D1对储能电容C1充电，其稳定电压为300V；电容储能式点火线圈的放电控制电路由可控硅整流器和可控硅整流器触发电路组成；可控硅整流器，其具有一个和储能电容相连的输入电极，一个和初级线圈相连的输出电极以及一个控制电极；可控硅触发电路与控制电极相连，可控硅整流器触发电路根据点火控制器发出的控制信号产生相应高低电平，触发可控硅整流器的开闭，控制电容储能式点火线圈的放电；发动机提供的上止点信号和转速信号经过调理电路确定发动机的点火时刻；上止点位置信号和转速信号通过以LM393N为核心的比较电路，上止点信号和转速信号被放大，得到发动机的点火时刻；经过反相施密特触发器后，脉冲信号0.5V以下的输入时，输出5V高电平，0.5V以上的输入时，输出0V低电平；电感储能式点火线圈由恒压直流源供电，恒压直流源由MOS管Q2控制；当Q2断开时，电感储能式点火线圈停止工作，当Q2闭合时，电感储能式点火线圈开始工作；电感储能式点火线圈工作时，当脉冲信号为低电平时，经反相施密特触发器后为高电平，MOS管Q1导通点火线圈充电；反之当脉冲信号为高电平时，经反相施密特触发器后为低电平，MOS管Q1断开点火线圈放电。