1.导言
在最近的试验研讨中，一种新的发动机作业状况检测办法–离子电流检测法得到国内外研讨人员的亲近重视。当发动机作业室，因为工况不同，燃气密度不同，经过火花塞离子电流的巨细及改变也不同，因而使用火花塞电极作为信号感受器能够检测各种不同发动机信号。离子电流检测法首要有两大长处：首要是便于装置，直接用火花塞作为传感器，结构简略对发动机结构无损坏，测验原理比较简略，电路易完结，能够用在工程丈量方面；其次是价格较低，能够大范围运用。
本文所介绍的焚烧测验体系首要是模仿四缸发动机的作业，经过MCU宣布四路相位差为90度的脉冲信号来模仿，一起脉冲信号的占空比能够依据焚烧能量实时调整。而离子电流检测部分则首要对火花塞发生的离子电流信号的提取并进行扩大处理高压阻隔后进行检测。该检测仪的最大特点是在不需求特别的传感器的状况下进行能够便利的进行检测。
2.发动机焚烧体系和离子电流检测电路
2.1 焚烧体系的作业原理
图2-1为初级电路等效电路图，由电源（蓄电池），电阻，焚烧线圈的初级绕组，触点和电容组成。具体作业进程为：当触点闭合时，初级电流经过电源，附加电阻，再流过焚烧线圈的初级绕组，其间初级电流的增加办法是依照指数规则而增加的，而且初级电流存在极限值，这个极限值约为UB/R.在初级电流不断增加的一起，初级绕组中发生自感电势，次级绕组相应发生电势，巨细为1.5KV到2KV，可是这个电势不足以击穿火花塞的空隙。
2.2 离子电流电测法的原理
离子电流检测法便是依据外加偏置电压后，发动机焚烧室内火花塞两电极之间发生的离子电流进行剖析检测，然后得知发动机作业状况的办法。因为火花塞离子电流信号中包括许多发动机作业和焚烧的相关信息，因而咱们能够经过对离子电流信号的收集及处理，提取出咱们所需求的发动机工作参数，以确保发动机时间保持在最佳工作状况。使用这些工作参数，咱们也能够完结对发动机的作业状况实时监控，一起能够处理反应的信息完结相应的操控，也能够对发动机进行毛病检测。
3.发动机离子电流检测仪的规划完结
3.1 MCU操控部分电路规划
动电路部分将MCU宣布的脉冲信号扩大直接与焚烧线圈相连，别的设置了维护电路将信号反应给MCU部分维护整个测验体系。两部分之间选用光电耦合器进行光电阻隔。MCU全体的原理图规划如图3-1所示，晶振为12M。
3.2 驱动部分电路规划
为了使整个焚烧测验体系比较安全可靠，MCU部分和驱动部分别离规划成两块PCB板，MCU完结操控显现功用，驱动部分则与焚烧线圈相连，依据MCU宣布的操控信号操控焚烧线圈的充放电。两部分之间用光电耦合器阻隔开。一路驱动电路的规划如图3-2所示。
3.3 离子电流检测部分电路规划
离子电流检测部分的效果首要是将离子电流信号从发动机中取出而且转变为电压信号，该电压信号经过外表扩大器的扩大处理后，经过阻隔扩大器和A/D转化后即可送入单片机进行处理。因为发动机焚烧时火花塞两头有很高的电压，到达上万伏，因而不能够直接加400V的偏置电压，必需要采纳阻隔办法，这里在规划时采纳的是用高压硅堆进行阻隔的办法，即在400V偏置电压和高压线圈之间串入高压硅堆。加400V的偏置电压的意图是为了将离子电流信号取出，一起经过电阻R2转变为电压信号。离子电流检测的原理图如图3-3所示。
3.4 主程序结构结构
主程序的整体结构比较简略，首要是开机欢迎界面的显现，这是经过调用相应的显现子程序完结的，一起要加2秒的推迟。接着就进入循环部分，这部分首要进行A/D转化相应子程序的调用，完结A/D转化一起显现在液晶屏上，这样就能够实时调查电池电压，然后就不断判别四个按键哪个键被按下，若被按下则履行相应的功用，履行完毕后回来循环，持续判别，若没有键被按下，则重新开始循环检测。
具体的流程图3-5所示。
4.定论
本文以火花塞离子电流法收集火花塞焚烧时构成的离子电流信号作为开发方针，对所触及的根本理论知识、硬件电路的规划和软件程序的编写作了较为具体的介绍。火花塞离子电流检测技能是一项新式的发动机焚烧状况检测技能，因为本身存在许多优势，因而它受到了研讨者的广泛重视。尽管现在因为技能的限制的适用范围还比较有限，可是我信任跟着研讨者的不断深入研讨，离子电流检测技能会进一步开展，这项技能必定会在未来得到广泛的使用，在检测发动机作业状况的范畴中必定会占有主导地位。
