專利名稱：帶有電磁干擾屏蔽裝置的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于活塞發(fā)動機(jī)技術(shù)，涉及一種發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前航空領(lǐng)域的輕型飛機(jī)、直升機(jī)及超輕型飛行器大多采用活塞發(fā)動機(jī)，其點(diǎn)火系統(tǒng)由高壓點(diǎn)火線圈、高壓傳輸導(dǎo)線、火花塞及火花塞帽組成。發(fā)動機(jī)在靜態(tài)(不開車) 時對機(jī)載環(huán)境不產(chǎn)生任何影響；工作時(即開車)發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的高壓線圈、傳輸導(dǎo)線及其他部分的寄生電感和電容形成振蕩回路，當(dāng)點(diǎn)火以火花形式放電時，產(chǎn)生高頻振蕩，通過高壓電線或?qū)Ь€向空中輻射電磁波，切割機(jī)載無線電接收機(jī)的天線，引起干擾，其頻段在 200MHz 1000MHz，產(chǎn)生的干擾使機(jī)載環(huán)境電磁背景噪聲升高20 30dB。發(fā)動機(jī)靜態(tài)與工作時的機(jī)載電磁環(huán)境背景噪聲如圖1、圖2所示。發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)狀態(tài)的改變會影響到發(fā)動機(jī)工況。如果對點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行屏蔽，將所有容易發(fā)射電磁波的電器及導(dǎo)體用金屬屏蔽網(wǎng)或屏蔽罩包裹起來，當(dāng)電磁波或高頻電磁振蕩遇到金屬屏壁后，電磁感應(yīng)在金屬屏壁內(nèi)產(chǎn)生渦流，一方面通過產(chǎn)生焦耳熱耗散，另一方面通過合理的地線搭接釋放，從而起到擬制干擾的作用。但同時能量會通過屏蔽地泄放， 使發(fā)動機(jī)功率、耗油率和和安全性會受到影響。由于難以協(xié)調(diào)電磁干擾抑制和發(fā)動機(jī)性能穩(wěn)定之間的關(guān)系，目前使用的輕型飛行器中，為保證發(fā)動機(jī)性能，對發(fā)動機(jī)電磁干擾基本沒有采取任何減擾措施，因此發(fā)動機(jī)工作時，嚴(yán)重污染飛行器機(jī)載電器設(shè)備的工作環(huán)境，從而導(dǎo)致電氣設(shè)備的正常工作，嚴(yán)重限制了飛行器的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，急需尋求一種工程方法及裝置，抑制活塞發(fā)動機(jī)電磁干擾，提高飛行器機(jī)載電氣設(shè)備正常工作時電磁環(huán)境質(zhì)量，以滿足更多任務(wù)載荷需求。查新現(xiàn)有專利發(fā)現(xiàn)，專利申請200910191137. 9公開了一種汽車點(diǎn)火系統(tǒng)電磁兼容的測試裝置和方法，該專利是一種測量裝置，像本發(fā)明圖1的測量結(jié)果一樣，它僅對點(diǎn)火系統(tǒng)的電磁屏蔽效果進(jìn)行測試，給出測量結(jié)果，判定點(diǎn)火裝置合格與否。不能夠起到抑制和屏蔽干擾的作用。在公開的專利中，對帶有電磁干擾屏蔽裝置點(diǎn)火系統(tǒng)，尤其是輕型或小型飛行器機(jī)載復(fù)雜電磁環(huán)境下使用的活塞式發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)電磁干擾屏蔽裝置均未涉及，特別是查新現(xiàn)有公開的所有專利僅局限于汽車發(fā)動機(jī)簡單電磁環(huán)境下的地面交通運(yùn)輸領(lǐng)域， 而未涉及航空領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)無法兼顧抑制電磁干擾和發(fā)動機(jī)性能穩(wěn)定的不足，本發(fā)明提供一種帶有電磁干擾屏蔽裝置的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，在不影響發(fā)動機(jī)點(diǎn)火功率、耗油率和和安全性的情況下，有效抑制點(diǎn)火系統(tǒng)的高頻電磁干擾，確保飛行器機(jī)載電器設(shè)備正常工作時的電磁環(huán)境質(zhì)量。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括具有阻抗的高壓點(diǎn)火線圈、火花塞、火花塞帽及高壓傳輸導(dǎo)線，其中火花塞、火花塞帽配對使用，高壓傳輸導(dǎo)線連接在高壓點(diǎn)火線圈和火花塞之間，確保振蕩回路具有一定阻抗，減緩其振蕩放電現(xiàn)象。在火花塞外部加裝一個銅制的火花塞屏蔽殼，火花塞屏蔽殼為兩端開口的中空圓柱體，殼體上有均勻排列的若干個直徑為1. 0 1. 5mm的通孔，用于散熱?；鸹ㄈ帘螝o法蘭的一端與火花塞接地電極端壓接，實(shí)現(xiàn)屏蔽接地。在火花塞帽外部加裝一個銅制的屏蔽殼蓋，屏蔽殼蓋為一端開口的中空圓柱體， 屏蔽殼蓋開口端和火花塞屏蔽殼法蘭對齊，通過螺釘連接。在高壓傳輸導(dǎo)線外加裝一層絕緣套管，再給這層套管上增加金屬屏蔽網(wǎng)，連接火花塞的一端的金屬屏蔽網(wǎng)壓接在屏蔽殼蓋下，連接高壓點(diǎn)火線圈的一端金屬屏蔽網(wǎng)焊接一個銅制的標(biāo)準(zhǔn)件焊片作為接地端子，再將具有防油、防水、耐低溫功能的標(biāo)準(zhǔn)件套管套在金屬屏蔽網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)件外面構(gòu)成一個復(fù)合屏蔽套管，復(fù)合屏蔽套管的接地端子與發(fā)動機(jī)的機(jī)殼連接，減小對發(fā)動機(jī)點(diǎn)火能量及穩(wěn)定性的影響。應(yīng)注意的是，三層套管的口徑需相互匹配，即每一個內(nèi)層套管的外徑等于外層套管的內(nèi)徑。所述的高壓點(diǎn)火線圈阻抗為2 ;3Κ Ω。所述的火花塞阻抗為8 IOK Ω。所述的火花塞帽阻抗為3 漲0。所述的高壓阻尼線的規(guī)格為ΜΚΩ/m 17ΚΩ/πι。所述的復(fù)合屏蔽套管中，絕緣套管套壁厚1. 0 1. 5mm的套管，金屬屏蔽網(wǎng)為銅質(zhì)的，接地端子為Φ 2. 0 4. Omm的焊片，防油、防水、耐低溫的套管是TPU套管。本發(fā)明的有益效果是通過給點(diǎn)火系統(tǒng)選取了帶有阻抗的高壓點(diǎn)火線圈、高壓傳輸導(dǎo)線、火花塞以及火花塞帽，特別是由于對后三個零件加裝了屏蔽裝置，本發(fā)明在保證點(diǎn)火系統(tǒng)正常功率、耗油率和和安全性的情況下，克服了活塞式發(fā)動機(jī)工作時點(diǎn)火系統(tǒng)引起的高頻電磁干擾，即在200MHz 1000MHz頻率范圍內(nèi)，取得了電磁干擾抑制效果可達(dá)20 30dB，確保了發(fā)動機(jī)靜態(tài)與工作時，機(jī)載電磁環(huán)境質(zhì)量的一致性，為機(jī)載電子設(shè)備提供了良好的工作環(huán)境。


圖1是發(fā)動機(jī)靜態(tài)(未開車)時機(jī)載電磁環(huán)境背景噪聲示意圖；圖2是發(fā)動機(jī)工作(即開車)時機(jī)載電磁環(huán)境背景噪聲示意圖；圖3是阻尼火花塞屏蔽殼機(jī)械加工圖，其中圖3(a)是主視圖；圖3(b)是左視圖； 圖3(c)俯視圖；圖3(d)是E剖面圖；圖3(e)是G剖面圖；圖3(f)是F剖面圖；圖4是火花塞帽屏蔽殼蓋機(jī)械加工圖，其中圖4(a)是俯視圖，圖4(b)是左視圖； 圖4 (c)為成型后底部加硅膠襯墊方法示意圖，其中，1-屏蔽殼蓋，2-硅膠襯墊，3-環(huán)氧樹脂膠。圖5是帶有屏蔽裝置點(diǎn)火系統(tǒng)裝配示意圖，其中，圖5(a)為剖面視圖，圖5(b)為頂視圖；其中，4-螺釘，5-阻尼火花塞，6-火花塞屏蔽殼，7-屏蔽殼蓋，8-套在高壓阻尼線上的復(fù)合屏蔽套管，9-高壓阻尼點(diǎn)火線圈，10-接地端子。圖6是采用本發(fā)明點(diǎn)火裝置后發(fā)動機(jī)工作(開車)時機(jī)載電磁環(huán)境背景噪聲示意圖。
具體實(shí)施例方式裝置實(shí)施例為某小型飛行器的某型四缸活塞式發(fā)動機(jī)的制作一個帶有電磁干擾屏蔽裝置的點(diǎn)火系統(tǒng)。本發(fā)明的裝置包括具高壓阻尼點(diǎn)火線圈、阻尼火花塞、阻尼火花塞帽、高壓阻尼線、復(fù)合屏蔽套管、阻尼火花塞屏蔽殼、阻尼火花塞帽屏蔽殼蓋。第一步測量發(fā)動機(jī)靜態(tài)與工作時的小型飛行器機(jī)載電磁環(huán)境背景噪聲。在中心頻率370MHz，頻率跨度300MHz范圍內(nèi)測得靜態(tài)時的背景噪聲最大峰值為_45dB，頻譜分散，噪聲頻譜平均分布在_105dB左右，如圖1所示。工作時的背景噪聲最大峰值為_58dB，噪聲頻譜集中而稠密，噪聲頻譜平均分布在_70dB左右，如圖2所示。第二步為點(diǎn)火系統(tǒng)選擇零件。選取阻抗為ΙΩ高壓阻尼點(diǎn)火線圈、阻抗為10ΚΩ 的阻尼火花塞、阻抗為^(Ω的阻尼火花塞帽以及規(guī)格為15ΚΩ/πι 17ΚΩ/πι的30cm的高壓阻尼點(diǎn)火線，相當(dāng)于串聯(lián)接入4KΩ 6ΚΩ電阻。第三步為阻尼火花塞制作火花塞屏蔽殼。參照圖3的機(jī)械加工圖，制作阻尼火花塞屏蔽殼，材料為H62GB/T 13808-1992，表面處理為Cu/Ct. P，表面粗糙度除特殊標(biāo)記為 3. 2外，其余均為6. 3。圖3(a)與圖3(b)小孔完成后要打磨掉毛刺，第四步為阻尼火花塞帽制作屏蔽殼蓋。參照圖4(a)和4(b)的機(jī)械加工圖，制作屏蔽殼蓋。材料為H62GB/T 13808-1992，表面處理為Cu/Ct. P，表面粗糙度除特殊標(biāo)記為1. 6 外，其余均為6. 3。成型后，參照圖4(c)在標(biāo)注1的2處加硅膠襯墊，在2與1的底部用3 環(huán)氧樹脂膠粘連接。第五步為高壓阻尼線制作復(fù)合屏蔽套管，在其外加裝一層30cm長的與其口徑匹配的壁厚1.0mm的絕緣套管，再給這層套管上加30cm長且口徑匹配的金屬屏蔽網(wǎng)，金屬屏蔽網(wǎng)的一端與屏蔽殼蓋壓接，在另一端焊接一個Φ3.0焊片，引出一個接地端子，再將口徑匹配的TPU套管套在金屬屏蔽網(wǎng)外，構(gòu)成一個復(fù)合屏蔽套管。第六步裝配帶有屏蔽干擾的點(diǎn)火裝置。參照圖5，把作好的火花塞屏蔽殼套在阻尼火花塞上，法蘭沖向高壓阻尼線一端，把屏蔽殼蓋壓在屏蔽殼上，二者法蘭對準(zhǔn)后用螺釘固定。用帶有復(fù)合屏蔽套管的高壓阻尼線連接屏蔽的阻尼火花塞和高壓阻尼線圈，留出接地端子。把完成裝配的點(diǎn)火裝置安裝在小型飛行器機(jī)艙內(nèi)，接地端子與發(fā)動機(jī)殼體連接，充分接地。第七步測試應(yīng)用本發(fā)明后的機(jī)載電磁環(huán)境背景噪聲。啟動發(fā)動機(jī)，讓發(fā)動機(jī)工作， 測量環(huán)境背景，在中心頻率370MHz，頻率跨度300MHz范圍內(nèi)，測得工作時的背景噪聲最大峰值為_63dB，頻譜分散，如圖6所示，噪聲頻譜平均分布在-IOOdB左右。與圖2比，背景噪聲抑制效果達(dá)30dB。
權(quán)利要求
1.一種帶有電磁干擾屏蔽裝置的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，包括具有阻抗的高壓點(diǎn)火線圈、火花塞、火花塞帽及高壓傳輸導(dǎo)線，其特征在于火花塞、火花塞帽配對使用，高壓傳輸導(dǎo)線連接在高壓點(diǎn)火線圈和火花塞之間，在火花塞外部加裝一個銅制的火花塞屏蔽殼，火花塞屏蔽殼為兩端開口的中空圓柱體，殼體上有均勻排列的若干個直徑為1. 0 1. 5mm的通孔，火花塞屏蔽殼無法蘭的一端與火花塞接地電極端壓接，在火花塞帽外部加裝一個銅制的屏蔽殼蓋，屏蔽殼蓋為一端開口的中空圓柱體，屏蔽殼蓋和火花塞外部的屏蔽殼法蘭對齊，通過螺釘連接；在高壓傳輸導(dǎo)線外依次加裝絕緣套管、金屬屏蔽網(wǎng)和標(biāo)準(zhǔn)件套管套構(gòu)成一個復(fù)合屏蔽套管，金屬屏蔽網(wǎng)連接火花塞的一端壓接在屏蔽殼蓋下，連接高壓點(diǎn)火線圈的一端焊接一個銅制的標(biāo)準(zhǔn)件焊片作為接地端子，接地端子與發(fā)動機(jī)的機(jī)殼連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電磁干擾屏蔽裝置的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，其特征在于所述的高壓點(diǎn)火線圈阻抗為2 ΙΩ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電磁干擾屏蔽裝置的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，其特征在于所述的火花塞阻抗為8 IOK Ω。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電磁干擾屏蔽裝置的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，其特征在于所述的火花塞帽阻抗為3 。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電磁干擾屏蔽裝置的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，其特征在于所述的高壓阻尼線的規(guī)格為ΜΚΩ/πι 17ΚΩ/πι。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電磁干擾屏蔽裝置的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，其特征在于所述的復(fù)合屏蔽套管中，絕緣套管套壁厚1.0 1.5mm，金屬屏蔽網(wǎng)為銅質(zhì)的，接地端子為 Φ 2. 0 4. Omm的焊片，防油、防水、耐低溫的套管是TPU套管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶有電磁干擾屏蔽裝置的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，包括具有阻抗的高壓點(diǎn)火線圈、火花塞、火花塞帽及高壓傳輸導(dǎo)線，高壓傳輸導(dǎo)線連接在高壓點(diǎn)火線圈和火花塞之間，在火花塞外部加裝一個銅制的火花塞屏蔽殼，與火花塞接地電極端壓接，在火花塞帽外部加裝一個銅制的屏蔽殼蓋，和火花塞外部的屏蔽殼連接；在高壓傳輸導(dǎo)線外依次加裝絕緣套管、金屬屏蔽網(wǎng)和標(biāo)準(zhǔn)件套管套構(gòu)成一個復(fù)合屏蔽套管，金屬屏蔽網(wǎng)連接火花塞的一端壓接在屏蔽殼蓋下，連接高壓點(diǎn)火線圈的一端焊接一個銅制的標(biāo)準(zhǔn)件焊片作為接地端子，與發(fā)動機(jī)機(jī)殼連接。本發(fā)明確保了發(fā)動機(jī)靜態(tài)與工作時，機(jī)載電磁環(huán)境質(zhì)量的一致性，為機(jī)載電子設(shè)備提供了良好的工作環(huán)境。
文檔編號F02P13/00GK102278257SQ201110190020
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者劉曉凌, 吳建軍, 周平, 張學(xué)平, 張小林, 樊立明, 潘計(jì)輝, 濮思放, 田心宇, 胡永紅 申請人:西北工業(yè)大學(xué)