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原文传递汽车发动机微波点火技术研究

论文题名：	汽车发动机微波点火技术研究
关键词：	汽车发动机;微波点火技术;谐振腔;电磁特性
摘要：	微波点火技术应用前景广阔,将之应用于汽车发动机点火,取代传统的火花塞点火方式,可以做到节能、减排。一直以来,火花塞点火一直占导汽车发动机点火方式,从单点点火到多点点火,一直在改进着,也一直沿用着火花塞技术。随着微波点火技术的出现,人们发现这种点火方式应用在汽车发动机上,可以使燃油更加充分,可以降低有毒气体排放。目前研究正在深入,已有微波点火器放在单个气缸中用于实验,也有文献指出,QWCCR微波点火可以应用于稀薄燃烧。　　本文主要从微波能应用这方面入手,查阅微波点火器这方面的文献,认真研读其理论部分,然后初步设计出?/4微波点火器同轴腔的尺寸,利用 HFSS软件的仿真优势,对初步尺寸进行仿真,得到结果后进行分析、优化。最后得到λ/4微波点火器同轴腔的最终尺寸,然后加工、测试及实验。具体内容可以分为以下两大部分: 　　第一部分首先分析谐振腔的电磁特性,其中包括谐振腔的 Q值,腔体中的各种损耗以及内导体尖端的电场,其中最主要的是内导体的尖端电场,它的场强关系着能否击穿它周围的气体,因此得出所要设计谐振腔的初步结构尺寸。然后在HFSS软件中,进行仿真,得到初步结果进行分析。发动机燃烧室一般工作气压在6-8个标准大气压,而10个大气压下,产生等离子体火焰的阀值是2.25×107V/m,所以要在1W微波功率输入下,仿真得到内导体尖端电场达到1×106V/m左右,才能在输入数百瓦的功率下,使得燃烧室内气体被点燃。接着对腔体结构尺寸进行优化,包过内外导体尺寸结构和耦合结构、内导体尖端形貌修饰以及腔体高度,使内导体尖端电场达到设计目标值。　　第二部分在确定好点火器的最终腔体结构设计后,画好工程图,选择合适材料,对腔体进行频率调节结构设计,最后对实物进行加工。然后把耦合环、内导体等部分装好之后,用矢网仪对点火器腔体进行测量。通过调节腔体高度,来调整谐振频率。仿真曲线与测试曲线进行对比,分析所设计结构与实物测试的效果。最后设计实验,包过实验所用的仪器设备,记录实验的方式以及微波辐射防护等等,最后给腔体加上微波源,进行空气中点火试验,把实验结果与仿真设计进行对比分析。
作者：	彭志伟
专业：	物理电子学
导师：	曾葆青
授予学位：	硕士
授予学位单位：	电子科技大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文