汽车点火系统电磁骚扰的建模与仿真研究

论文摘要

随着汽车工业和电子技术的迅速发展,越来越多的电子设备用于汽车上,它们提高了汽车的舒适性和安全性,但与此同时汽车电器系统的电磁兼容性问题也日益突出。而长期的研究和测试表明车内最强的电磁骚扰来自于点火系统,因此对汽车点火系统形成的电磁骚扰进行仿真以及对抑制骚扰的相应措施进行研究具有极为重要的理论意义和工程价值。论文的主要研究内容如下:①深入分析了汽油发动机点火系统的工作原理,研究了发动机点火系统形成电磁骚扰的机理。②在分析点火系统结构和各元件特性基础上,建立了各元件的等效电路模型结构,并应用Maxwell 3D软件仿真计算得到电路模型所需的电路参数,从而建立了点火系统初级和次级电路传导骚扰的等效电路模型。试验与仿真的比较结果证明了所建电路模型的正确性,所建等效电路模型能够用于点火系统传导骚扰的预测,为开展汽车点火系统电磁骚扰的计算机辅助分析奠定了基础。③将点火系统中产生辐射骚扰的高压导线等效为天线,建立汽车实体模型和天线模型计算了车内的骚扰电场分布,研究了高压导线位置、长度、工作频率、负载阻抗对车内电磁环境的影响。④介绍了汽车电磁兼容性国家标准,并根据重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室电磁兼容与电磁环境保护研究室对点火系统的测试结果,提出并比较了采用不同抑制措施时点火系统对车载接收机的电磁骚扰情况。论文深入的分析了点火系统形成电磁骚扰的机理,仿真计算了点火系统的传导和辐射骚扰对车内电磁环境的影响,并根据相关的电磁兼容测试结果,分析了一些对点火系统电磁兼容性有益的抑制措施。这些工作可为汽车电磁兼容性设计提供相应的参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 汽车电磁兼容研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 汽车电磁兼容性实验
• 1.3.1 汽车电磁兼容性实验标准
• 1.3.2 国内汽车电磁兼容实验室
• 1.4 汽车电器系统电磁骚扰的主要来源
• 1.5 主要研究内容
• 2 汽车点火系统的工作原理
• 2.1 点火系统的组成及工作原理
• 2.1.1 传统分电器式点火系统
• 2.1.2 无分电器式电子点火系统
• 2.1.3 IGBT 控制的新型点火系统
• 2.2 点火系统工作原理
• 2.3 点火参数的定义
• 2.4 本章小结
• 3 点火系统传导骚扰的仿真
• 3.1 点火线圈和火花塞等效电路模型
• 3.1.1 点火线圈
• 3.1.2 火花塞
• 3.1.3 其它元件
• 3.2 电路参数计算
• 3.2.1 电容
• 3.2.2 电感和互感
• 3.2.3 电阻
• 3.3 主要元件阻抗特性的验证
• 3.4 传导骚扰的仿真
• 3.5 结论
• 4 点火系统高压导线辐射骚扰的仿真研究
• 4.1 仿真模型的建立
• 4.2 仿真计算与分析
• 4.3 本章小结
• 5 点火系统EMC 实验研究
• 5.1 传导骚扰的测试及布置
• 5.2 辐射测量设备及布置
• 5.3 测试结果及分析
• 5.3.1 传导骚扰的测试结果及分析
• 5.3.2 辐射骚扰的测试结果及分析
• 5.4 本章小结
• 6 总结
• 6.1 主要工作及成果
• 6.2 需要进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读硕士学位论文期间发表的论文目录