摘要：本文介绍一汽锡柴CA6SF2天然气发动机点火能量测试系统的组成，列出其测试流程，通过实际测量锡柴CA6SF2发动机点火能量，对比分析其竞争对手产品相关数据，得出基本结论。

    点火能量是全面反映点火性能的一个最重要参数。早期点火能量的确定采用离机测试的方法：用齐纳二极管或火花塞在试验室进行离机测试。此种方法只能评估点火线圈的性能参数，不能分析点火特性、点燃过程及其对燃烧的影响，具有很大的局限性。早期点火能量测试方法如图1所示。

      实际上天然气发动机的点火过程极其复杂，点火电压、次级电流循环变动非常大，基本能反映缸压的循环变动，与缸压有必然的内在联系。
    笔者设计一种天然气点火能量测试系统，能够方便地得到任意点火过程的点火电压、电流，并且经过后处理或者计算得到点火能量的曲线。通过对点火波形和能量的分析，分析发动机燃烧规律和过程，改进发动机设计和燃烧开发，优化点火系统开发。

    1 测试系统的方案和设计 
    天然气点火能量测试系统部件组成如图2所示，其实物组成结构如图3所示。



    天然气点火能量测试系统包括：发动机，稳压电源，电子控制单元ECU，点火线圈，电流探头，电压探头，火花塞，示波器，微机等。
    稳压电源与电子控制单元ECU供电端口连接，提供电源；电子控制单元ECU布置在发动机上，通过线束和点火线圈连接；点火线圈通过特制的高压线与火花塞进行连接，火花塞插入发动机的燃烧室中；电流探头采用互感原理的电流钳，测量高压线中的电流强度；电压探头采用1:1000的电压分压器，与特制的高压线连接，测量点火电压的大小；示波器采集探头的信号，并且进行积分运算；电脑采集示波器的数据，进行图像和数据的后处理运算。

    2 系统的工作流程
    由于在台架上进行点火能量的测试，考虑到安全因素和对系统的保护措施，需要严格按照图4的步骤进行测试设备的准备和测试工作。

    3 部分测试结果和波形
    3.1多周期和单周期测量
    用天然气点火能量测试系统，对锡柴CA6SF2发动机进行点火能量的测试。严格按照测试流程进行测试后，记录示波器的波形和相关数据。
    3.1.1多周期测量结果
    图5所示是点火能量测试的多周期的波形。通过多周期的测量，可以分析天然气发动机在同一工况下点火的稳定性和可靠性，分析点火电压、点火电流和点火能量的波动情况。

    图6所示是点火能量测试的一个完整的波形。通过完整单个周期的点火能量的测量，能够方便地查看点火线圈充电时间、跳火或燃烧电压情况、燃烧线曲线特征、点火线圈振荡过程等关键部分和过程。点火波形分析如图7所示。

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