一种电热塞、控制装置及控制方法与流程

本技术涉及压燃式发动机，尤其是涉及一种电热塞、控制系统及控制方法。

背景技术：

1、甲醇燃油使用在压燃式发动机时，由于其具有较高的燃点，在常温或低温下甲醇燃油无法被直接压燃，为了使甲醇燃油在压燃式发动机上使用，压燃式发动机先通过喷油器喷出甲醇燃油，然后再通过电热塞对甲醇燃油进行预加热或引燃，相关技术的电热塞一般使用在发动机点火前先进行升温，当发动机启动时对喷油器喷出的燃油进行加热或引燃，发动机启动后，电热塞就停止工作。

2、由于甲醇燃油燃点较高，需要电热塞持续的工作，同时保持较高的加热功率，因此，电热塞使用寿命短，无法维持长时间的工作，因此，如何提供一种使用寿命长的电热塞，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了有助于提高电热塞的使用寿命的技术问题，本技术提供一种电热塞、控制系统及控制方法。

2、第一方面，本技术提供一种电热塞，采用如下的技术方案：

3、一种电热塞，包括保护罩，置于所述保护罩内的发热芯片，所述发热芯片与所述保护罩之间设有导热层，所述发热芯片内部集成设置测温电阻，所述发热芯片尾端设有用于对所述发热芯片供电的供电引脚，用于温度测量的温度测量引脚，所述温度测量引脚与所述测温电阻电连接，所述温度测量引脚和所述供电引脚分别通过高温导线与用于控制电热塞加热的控制装置相连。

4、通过采用上述技术方案，发热芯片内部集成测温电阻，发热芯片设有供电引脚和温度测量引脚，温度测量引脚与测温电阻电连接，供电引脚和温度测量引脚分别通过高温导线与用于控制电热塞加热的控制装置相连，发热芯片在供电状态下发热，热量通过导热层传递给保护罩，发动机启动时对喷油器喷出的燃油进行加热或引燃，根据测试测温电阻所反映的当前的温度，从而控制对发热芯片加热电源的通断，以达到控制发热芯片的温度稳定在一个适当的温度范围，有助于提高电热塞的使用寿命。

5、可选的，所述发热芯片为氮化硅陶瓷发热芯片，所述测温电阻为热敏电阻，所述热敏电阻集成在所述氮化硅陶瓷发热芯片上，所述供电引脚包括第一供电引脚和第二供电引脚，所述温度测量引脚包括第一温度测量引脚和第二温度测量引脚。

6、通过采用上述技术方案，氮化硅陶瓷的高稳定性和热敏电阻的集成设计有助于延长整个电热塞的使用寿命，通过设置供电引脚和温度测量引脚便于电热塞的供电和温度测量便于高温导线的连接。

7、可选的，所述保护罩包括加热段和支撑段，所述支撑段外径大于所述加热段的外径，所述支撑段与所述加热段结合部位设有用于与压燃发动机缸体抵接的斜角。

8、通过采用上述技术方案，加热段伸入压燃发动机缸体内部，支撑段用于支撑加热段，斜角在安装的时与压燃发动机缸体形成良好的密封和支撑，预防加热段的脱落，同时有助于提高压燃发动机的热效率。

9、可选的，所述导热层的材料为耐高温陶瓷胶，所述发热芯片通过耐高温陶瓷胶粘接在所述加热段的内壁上。

10、通过采用上述技术方案，耐高温陶瓷胶不仅能将发热芯片固定在保护罩中，还能将发热芯片产生的热量均匀地传递到加热段的表面，有助于提升电热塞的使用寿命，同时也能提升电热塞的加热功率。

11、可选的，还包括与所述保护罩开口端固定连接的中空的安装外壳，所述安装外壳远离所述保护罩的一端设有六角头，所述安装外壳的外缘上设有用于安装到压燃发动机上的外螺纹，所述高温导线从所述安装外壳内孔中引出，所述高温导线与所述安装外壳内孔之间设有密封件。

12、通过采用上述技术方案，安装外壳上设置六角头和外螺纹，便于安装外壳安装到压燃发动机上，密封件将高温导线与安装外壳固定，有助于减少高温导线受力后与引脚的接触失效。

13、可选的，所述高温导线包括与所述第一供电引脚相连的第一供电导线，与所述第二供电引脚相连的第二供电导线，与所述第一温度测量引脚相连的第一温度测量导线，与所述第二温度测量引脚相连的第二温度测量导线，所述第一供电导线、第二供电导线、第一温度测量导线和第二温度测量导线分别通过连接器与用于控制电热塞加热的控制装置相连。

14、通过采用上述技术方案，供电导线和温度测量导线功能不同，通过连接器与控制装置相连，有助于防止导线连线错误导致损坏电热塞。

15、第二方面，本技术提供一种控制装置，采用如下的技术方案：

16、一种控制装置，用于控制上述的电热塞的加热；包括：

17、电源模块，用于能够对所述的电热塞供电并进行加热；

18、电阻测试模块，用于测试所述电热塞的内部电阻值；

19、计算模块，用于根据测量的电阻值计算对应的实际温度；

20、比较模块，用于比较所述实际温度和预设温度；

21、控制模块，用于根据比较结果和所述预设温度控制调节所述电源模块对所述电热塞供电加热的占空比。

22、通过采用上述技术方案，通过电源模块供电对电热塞进行加热，电阻测试模块测试电热塞的内部电阻值，计算模块根据电阻值计算出实际温度，比较模块把实际温度与预设温度进行比较，控制模块根据比较结果和预设温度，调节电源模块对电热塞供电加热的占空比，从而控制电热塞在一定的温度下工作，提高电热塞的使用寿命。

23、可选的，所述控制模块包括：

24、第一控制单元，用于当所述实际温度大于所述预设温度，且所述实际温度与所述预设温度的差值大于预设阈值时，控制调低所述电源模块对所述电热塞供电加热的占空比；

25、第二控制单元，用于当所述实际温度小于所述预设温度，且所述预设温度与所述实际温度的差值大于预设阈值时，控制调高所述电源模块对所述电热塞供电加热的占空比；

26、第三控制单元，用于当所述实际温度与所述预设温度的差值的绝对值小于或等于预设阈值时，控制所述电源模块对所述电热塞供电加热保持当前工作状态。

27、通过采用上述技术方案，通过第一控制单元控制调低对电热塞供电加热的占空比，通过第二控制单元控制调高对电热塞供电加热的占空比，通过第三控制单元控制电热塞供电加热保持当前工作状态，有助于方便对电热塞的控制调节，提高工作效率。

28、第三方面，本技术提供一种控制方法，采用如下的技术方案：

29、一种控制方法，应用于上述的控制装置，所述控制方法包括：

30、对所述电热塞供电加热持续预设时间；

31、检测所述电热塞中内部的电阻值；

32、根据检测的电阻值，计算出对应的实际温度；

33、比较所述实际温度和预设温度；

34、根据比较结果和所述预设温度对所述电热塞供电加热的占空比进行调节。

35、通过采用上述技术方案，通过对电热塞供电加热，检测电热塞内部的电阻值，根据电阻值计算出实际温度，比较实际温度与预设温度，根据比较结果和预设温度，对电热塞供电加热的占空比进行调节，使电热塞始终保持在预设温度范围内工作，有助于提高电热塞的使用寿命。

36、可选的，所述根据比较结果和所述预设温度对所述电热塞供电加热的占空比进行调节，包括：

37、当所述实际温度大于所述预设温度，且所述实际温度与所述预设温度的差值大于预设阈值时，调低对所述电热塞供电的占空比；

38、当所述实际温度小于所述预设温度，且所述预设温度与所述实际温度的差值大于预设阈值时，调高对所述电热塞供电的占空比；

39、当所述实际温度与所述预设温度的差值的绝对值小于或等于预设阈值时，控制对所述电热塞供电保持当前工作状态。

40、通过采用上述技术方案，根据比较结果和预设温度对电热塞供电加热的占空比进行调节，当实际温度大于预设温度，且两者的差值大于预设阈值时，调低占空比，当实际温度小于预设温度，且两者的差值小于预设阈值时，调高占空比，实际温度与预设温度的差值的绝对值小于或等于预设阈值时，保持当前的工作状态，有助于控制电热塞在预设温度范围内工作，提高加热塞的使用寿命。

41、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

42、1、发热芯片内部集成测温电阻，发热芯片设置供电引脚和温度测量引脚，分别通过高温导线与用于控制电热塞加热的控制装置相连，根据测试测温电阻所反映的当前的温度，从而控制对发热芯片加热电源的通断，以达到控制发热芯片的温度稳定在一个适当的温度范围，有助于提高电热塞的使用寿命；

43、2、氮化硅陶瓷的高稳定性和热敏电阻的集成设计有助于延长整个电热塞的使用寿命；

44、3、加热段伸入压燃发动机缸体内部，支撑段用于支撑加热段，斜角在安装的时与压燃发动机缸体形成良好的密封和支撑，预防加热段的脱落，同时有助于提高压燃发动机的热效率；

45、4、耐高温陶瓷胶不仅能将发热芯片固定在保护罩中，还能将发热芯片产生的热量均匀地传递到加热段的表面，有助于提升电热塞的使用寿命，同时也能提升电热塞的加热功率；

46、5、安装外壳上设置六角头和外螺纹，便于安装外壳安装到压燃发动机上，密封件将高温导线与安装外壳固定，有助于减少导线受力后与引脚的接触失效；

47、6、供电导线和温度测量导线功能不同，通过连接器与控制装置相连，有助于防止导线连线错误导致损坏电热塞；

48、7、通过电源模块供电对电热塞进行加热，电阻测试模块测试电热塞的内部电阻值，计算模块根据电阻值计算出实际温度，比较模块把实际温度与预设温度进行比较，控制模块根据比较结果和预设温度，调节电源模块对电热塞供电加热的占空比，从而控制电热塞在一定的温度下工作，提高电热塞的使用寿命；

49、8、通过第一控制单元控制调低对电热塞供电加热的占空比，通过第二控制单元控制调高对电热塞供电加热的占空比，通过第三控制单元控制电热塞供电加热保持当前工作状态，有助于方便对电热塞的控制调节，提高工作效率；

50、9、通过对电热塞供电加热，检测电热塞内部的电阻值，根据电阻值计算出实际温度，比较实际温度与预设温度，根据比较结果和预设温度，对电热塞供电加热的占空比进行调节，使电热塞始终保持在预设温度范围内工作，有助于提高电热塞的使用寿命；

51、10、根据比较结果和预设温度对电热塞供电加热的占空比进行调节，当实际温度大于预设温度，且两者的差值大于预设阈值时，调低占空比，当实际温度小于预设温度，且两者的差值小于预设阈值时，调高占空比，实际温度与预设温度的差值的绝对值小于或等于预设阈值时，保持当前的工作状态，有助于控制电热塞在预设温度范围内工作，提高加热塞的使用寿命。