汽車高壓點(diǎn)火線的發(fā)展
高壓點(diǎn)火線是汽車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)中的主要部件,它擔(dān)負(fù)著把高壓點(diǎn)火
線圈產(chǎn)生的高壓輸出到火花塞的功能。它的發(fā)展變化以及在新款汽車中逐漸退出,是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和電子元件性能的不斷提高而發(fā)生的。
一、 早期銅芯點(diǎn)火線
早期的點(diǎn)火線以PVC作為絕緣外層,其主要的技術(shù)關(guān)鍵是PVC絕緣材料的絕緣強(qiáng)度,必須保證在點(diǎn)火脈沖的高電壓(10000伏特)下,不能發(fā)生擊穿、漏電。相配合的防塵蓋要配合良好,不能老化,不能在配合處漏電,以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作。規(guī)格通常為銅芯直徑1mm,外徑7‐8mm。
二、 電抗性點(diǎn)火線
隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,半導(dǎo)體和集成電路引入點(diǎn)火控制回路(1965‐)。點(diǎn)火脈沖在高壓點(diǎn)火線上發(fā)出的電磁輻射,干擾發(fā)動(dòng)機(jī)及其他車載電器設(shè)備(收音機(jī)等)成為了嚴(yán)重問題。
為了解決這個(gè)問題,提出了2種解決方案。一是美國和日本汽車公司的方案,采用均布電阻或電抗性的高壓導(dǎo)線,橡膠套或樹脂蓋,構(gòu)成成套高壓點(diǎn)火線束;二是德國汽車公司的方案,采用銅芯高壓導(dǎo)線,內(nèi)部帶有電阻的分電器側(cè)或高壓點(diǎn)火線圈側(cè)組合橡膠套,內(nèi)部帶有電阻外部有屏蔽金屬殼的火花塞側(cè)組合膠套,構(gòu)成成套高壓點(diǎn)火線束。
美日方案的原理是通過均布電阻或電抗,相當(dāng)于在高壓導(dǎo)線上加均勻衰減器,減少作為電磁發(fā)射天線的輻射量。要達(dá)到可接受的程度,電阻型的高壓導(dǎo)線規(guī)格為16‐24千歐姆/米,電抗型的繞線芯的直流電阻為7千歐姆/米。
德國方案的原理是在高壓點(diǎn)火線束的兩端加電阻,分電器側(cè)或高壓線圈側(cè)的電阻是1千歐姆,火花塞側(cè)的電阻是5千歐姆 。這相當(dāng)于在高壓線這個(gè)電磁發(fā)射天線的兩端加上高倍衰減器,從而大幅降低點(diǎn)火電磁輻射。另外,在火花塞套的外面加有金屬屏蔽殼,可進(jìn)一步減少輻射。
這一階段的主要技術(shù)研發(fā)是采用硅橡膠絕緣材料,提升高壓線束的耐熱性,以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)采用稀薄燃燒技術(shù)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較高(攝氏200度)的問題。另外,采用高電抗低電阻的高壓線芯也成為汽車點(diǎn)火系統(tǒng)改裝的主要方法。三、無點(diǎn)火線的方案
2000年后,集成電路技術(shù)更加成熟,汽車的電子化進(jìn)程加快,電子配件已占汽車整車配件量的40%。MCU用量已達(dá)數(shù)百片,因此,對電磁兼容性提出了更高的要求。高壓點(diǎn)火線作為汽車電磁輻射的主要部件,改進(jìn)的步伐也在加快。
先是采用獨(dú)立點(diǎn)火;然后是采用雙缸點(diǎn)火,線圈頂置,單高壓線;至今是獨(dú)立筆式單缸,點(diǎn)火線圈甚至是點(diǎn)火模塊都直接放在火花塞上,與火花塞套一體化,高壓線簡化為火花塞套內(nèi)的一個(gè)連接彈簧,最短的只有2‐3cm。德國車型甚至還裝有屏蔽外殼。采用這種新技術(shù),可以說高壓線已經(jīng)完成了其歷史使命。
這一階段的主要研發(fā)是汽車整車的電磁兼容性。汽車技術(shù)進(jìn)步使整車電子系統(tǒng)與控制一體化,發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、防抱死剎車系統(tǒng)(ABS)、安全氣囊、電子轉(zhuǎn)向燈控制等等,全部交ECU。由此,開發(fā)的重點(diǎn)就放在了把點(diǎn)火線圈直接安裝到火花塞上側(cè),高壓連接‐‐‐點(diǎn)火線圈到火花塞‐‐‐‐‐的距離縮短到盡可能最小,電磁輻射也就會最少。
但是,隨之而來的是點(diǎn)火線圈的體積要適應(yīng)火花塞上、發(fā)動(dòng)機(jī)罩處的狹小空間;若點(diǎn)火模塊要一體化時(shí),點(diǎn)火模塊的IC要能承受攝氏150‐200度的高溫。因此,受上面條件限制,目前的筆式獨(dú)立點(diǎn)火多有點(diǎn)火不足的問題,體現(xiàn)在駕駛感覺上就是動(dòng)力不足,加速遲緩、油耗較高。這正是筆式獨(dú)立點(diǎn)火改進(jìn)、研發(fā)和改裝的著力點(diǎn),