沈 順（上海交通大學(xué)，上海 200030）

汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的電磁干擾抑制方法研究

沈 順
（上海交通大學(xué)，上海 200030）

點(diǎn)火系統(tǒng)是汽車系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分，也是電磁干擾的核心，所以抑制電磁干擾對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的影響，不僅要研究和開(kāi)發(fā)電磁兼容技術(shù)，還要引入先進(jìn)的抑制電磁干擾的方法。在了解點(diǎn)火系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)之上，對(duì)電磁干擾有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，并根據(jù)電磁干擾產(chǎn)生的原理提出抑制電磁干擾的方法。本文就汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的電磁干擾抑制方法進(jìn)行分析和研究，希望為我國(guó)相關(guān)工作人員在這方面的研究提供一定的貢獻(xiàn)。

點(diǎn)火系統(tǒng)；電磁干擾；抑制方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.219

0　前言

電磁兼容是指在同一個(gè)汽車系統(tǒng)當(dāng)中各個(gè)電子元器件或是電子系統(tǒng)互相獨(dú)立且不干擾的運(yùn)行狀態(tài)。在點(diǎn)火系統(tǒng)當(dāng)中，能夠降低電磁干擾，增強(qiáng)其工作效率。若想使電磁兼容技術(shù)在汽車系統(tǒng)中得到充分的發(fā)揮，就要對(duì)其相應(yīng)的工作原理和形成的機(jī)理有一定的了解，下面筆者就對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述。

1　汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的基本工作原理和電磁干擾形成的機(jī)理

1.1汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的基本工作原理

在汽車在點(diǎn)火時(shí)，會(huì)將油料進(jìn)行霧化和空氣同時(shí)輸送到氣缸當(dāng)中，形成可燃性氣體。在活塞壓縮過(guò)程中產(chǎn)生電火花，電火花點(diǎn)燃內(nèi)部的可燃性氣體，釋放出大量的能量，增加了氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)，使活塞向外推動(dòng)，從而使曲軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動(dòng)力。

1.2電磁干擾形成的機(jī)理

電磁干擾形成的機(jī)理根據(jù)其傳播形式可將電磁干擾分為傳導(dǎo)型和輻射型。下面我們就對(duì)兩種類型的電磁干擾進(jìn)行闡述。

傳導(dǎo)型電磁干擾是通過(guò)相關(guān)的載體，將不屬于該系統(tǒng)的電子信號(hào)耦合到該系統(tǒng)上，影響了系統(tǒng)正常的工作運(yùn)行，導(dǎo)致系統(tǒng)的工作效率的下降。傳導(dǎo)型電磁干擾傳播的載體主要是電源線與其他線路，所以，傳導(dǎo)型電磁干擾主要是靠這些線進(jìn)行干擾信號(hào)的傳播［1］。使線圈瞬變電壓擁有很高的能量，這些能量通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)行傳播，給點(diǎn)火系統(tǒng)造成一定的沖擊而形成電磁干擾的傳導(dǎo)源。輻射型電磁干擾是在傳導(dǎo)型電磁干擾的基礎(chǔ)之上形成的。在汽車點(diǎn)火的過(guò)程中，線圈會(huì)發(fā)生電磁效應(yīng)形成傳導(dǎo)型電磁干擾，但當(dāng)點(diǎn)火過(guò)程中產(chǎn)生的電流利用相關(guān)的介質(zhì)耦合到了電路上，極易形成電流的疊加而產(chǎn)生電磁干擾，并通過(guò)電磁效應(yīng)而發(fā)生輻射，從而產(chǎn)生輻射型電磁干擾。汽車在點(diǎn)火過(guò)程中容易使線圈產(chǎn)生瞬間變化的電流，當(dāng)正常的電流通過(guò)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生輻射型電磁干擾。在發(fā)生輻射型干擾的導(dǎo)線上，導(dǎo)線的長(zhǎng)度在一定程度上決定了輻射型電磁干擾能力的大小。所以，初級(jí)導(dǎo)線是產(chǎn)生輻射型電磁干擾的重要因素。

2　利用光隔離技術(shù)抑制電磁干擾

2.1光隔離技術(shù)的基本工作原理

在相關(guān)電路當(dāng)中安裝光電耦合器，此設(shè)備的安裝會(huì)減小輸入的阻抗，增大干擾源的內(nèi)阻，根據(jù)電路的分壓原理能夠分析出，輸入端的電壓會(huì)很大，干擾源的電流會(huì)很小，而光電耦合器需要一定的電流才能夠發(fā)光進(jìn)行連接，由于光電耦合器沒(méi)有發(fā)光，說(shuō)明電磁干擾不會(huì)影響到點(diǎn)火信號(hào)。光電耦合器所使用的材料具有很好的絕緣效果，因此不會(huì)傳遞電磁干擾信號(hào)。

2.2光隔離技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

光隔離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要是：此技術(shù)的核心是光電耦合器的安裝和使用，光電耦合器具有很高的穩(wěn)定性和安全性，且運(yùn)行和反應(yīng)的速度也特別快。另外，光電耦合器還能夠抑制脈沖，從而很好的降低電磁的干擾［2］。

光隔離技術(shù)的缺點(diǎn)主要有：首先，對(duì)于電磁的干擾具有一定的限度，一旦超出了范圍，光隔離技術(shù)的干擾能力就會(huì)大打折扣；其次，沒(méi)有深入考量光電耦合器的安裝運(yùn)行環(huán)境，也不確定其使用的可靠性和生命周期；最后，由于我過(guò)幾年來(lái)開(kāi)始發(fā)展低碳型社會(huì)，面對(duì)汽車數(shù)量逐年的增多，光隔離技術(shù)的應(yīng)用面臨著很大的挑戰(zhàn)。

3　利用鐵氧體濾波技術(shù)抑制電磁干擾

3.1鐵氧體濾波技術(shù)的基本原理

鐵氧體自身的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)使其具有濾波的功能。在鐵氧體中，鐵離子具有不同的形式，當(dāng)具有一定頻率的電磁波通過(guò)時(shí)，會(huì)造成其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生諧振，使電磁波中所含有的能量釋放出來(lái)，從而達(dá)到濾波的作用。

3.2對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)中電源線使用濾波技術(shù)

電源線是形成電磁干擾的重要介質(zhì)，其主要的原因是因?yàn)殡娫淳€上會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)共模電流，能夠產(chǎn)生電磁干擾［3］。所以在對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)中電源線使用濾波技術(shù)時(shí)，要充分了解電源線的輻射情況，選擇適當(dāng)?shù)蔫F氧體材料制作成磁芯，將其纏繞在電源線上。

4　利用電磁屏蔽技術(shù)抑制電磁干擾

4.1電磁屏蔽技術(shù)的概述

電磁屏蔽技術(shù)抑制電磁干擾的主要作用是擾亂電磁信號(hào)在空間的傳播，以達(dá)到抑制電磁干擾的目標(biāo)。電磁屏蔽是避免外來(lái)信號(hào)或是抑制電磁干擾信號(hào)的產(chǎn)生，而破壞電磁信號(hào)傳播的方法。其主要采取的方式是使用具有良好阻隔電磁信號(hào)的屏蔽罩覆蓋在所需要的區(qū)域，以此來(lái)避免電磁信號(hào)所產(chǎn)生的干擾［4］。

4.2電磁屏蔽的設(shè)計(jì)

在對(duì)電源線進(jìn)行拼比設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)選取銅箔膠帶將其包裹起來(lái)，把具有屏蔽作用的銅網(wǎng)安裝在電源線的外面，同時(shí)使屏蔽層和車架保持連接，并且在電纜完成屏蔽以后，需要將屏蔽車放置在半波暗室，再進(jìn)行點(diǎn)火啟動(dòng)，始終使車保持在一種怠速的狀態(tài)之中。

電磁屏蔽技術(shù)在抑制電磁干擾的應(yīng)用過(guò)程中具有很大的局限性。所以，要想充分發(fā)揮電磁屏蔽技術(shù)的作用，最佳的方式是將需要進(jìn)行屏蔽的重要部分進(jìn)行覆蓋屏蔽，同時(shí)對(duì)連接線進(jìn)行濾波的處理。

5　總結(jié)

總之，抑制電磁干擾對(duì)于點(diǎn)火系統(tǒng)具有積極的作用和影響。所以，應(yīng)采取有效的方式和方法對(duì)電磁干擾進(jìn)行抑制，防止在點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)發(fā)生故障。本文通過(guò)對(duì)各種原理的分析，可以根據(jù)電磁干擾源產(chǎn)生方式的不同選取適當(dāng)?shù)囊种品椒?，但由于每種抑制方法都有一定的缺陷，因此人們?cè)谖磥?lái)的研究過(guò)程中逐漸進(jìn)行完善，從而達(dá)到良好的抑制效果。

［1］汪泉弟，劉春艷，俞集輝等.汽車火花點(diǎn)火系統(tǒng)電磁干擾的抑制方法［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，05（07）：46.

［2］廖琪.汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的電磁騷擾抑制方法探析［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013，06（09）：22.

［3］李旭，吳存學(xué)，何舉剛等.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)電磁兼容優(yōu)化技術(shù)研究［J］.汽車技術(shù)，2010，02（05）：22.

［4］李永明，鄧前鋒，俞集輝等.汽車點(diǎn)火系統(tǒng)電磁干擾的仿真研究［J］.計(jì)算機(jī)仿真，2009，01（03）：290.