Technical evaluation of vehicle ignition systems: conduct differences between a high energy capacitive system and a standard inductive system



Document title: Technical evaluation of vehicle ignition systems: conduct differences between a high energy capacitive system and a standard inductive system
Journal: Acta scientiarum. Technology
Database: PERIÓDICA
System number: 000386661
ISSN: 1806-2563
Authors: 1
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Institutions: 1Instituto Tecnologico de Aeronautica, Divisao de Engenharia Aeronautica e Mecanica, Sao Jose dos Campos, Sao Paulo. Brasil
Year:
Season: Oct-Dic
Volumen: 36
Number: 4
Pages: 629-634
Country: Brasil
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Experimental, aplicado
English abstract An efficient combustion depends on many factors, such as injection, turbulence and ignition characteristics. With the improvement of internal combustion engines the turbulence intensity and internal pressure have risen, demanding more efficient and powerful ignition systems. In direct injection engines, the stratified charge resultant from the wall/air-guided or spray-guided system requires even more energy. The Paschen’s law shows that spark plug gap and mixture density are proportional to the dielectric rupture voltage. It is known that larger spark gaps promote higher efficiency in the internal combustion engines, since the mixture reaction rate rises proportionally. However, the ignition system must be adequate to the imposed gap, not only on energy, but also on voltage and spark duration. For the reported study in this work two test benches were built: a standard inductive ignition system and a capacitive discharge high energy ignition system, with variable voltage and capacitance. The influence of the important parameters energy and ignition voltage on the spark duration, as well as the electrode gap and shape were analyzed. It was also investigated the utilization of a coil with lower resistance and inductance values, as well as spark plugs with and without internal resistances
Portuguese abstract Uma combustão eficiente depende de muitos fatores, tais como injeção de combustível, turbulência e características de ignição. Com a melhoria dos motores de combustão interna a intensidade de turbulência e a pressão interna vêm aumentando, demandando sistemas de ignição mais potentes e eficientes. Em motores de injeção direta, as cargas estratificadas resultantes do spray direto, guiado por paredes ou escoamento, requerem ainda mais energia. A lei de Paschen mostra que a folga de vela e a densidade da mistura são proporcionais à voltagem de ruptura do dielétrico. É sabido que maiores folgas de vela promovem maior eficiência nos motores de combustão interna, uma vez que a taxa de reação da mistura aumenta proporcionalmente. No entanto, o sistema de ignição deve estar adequado à folga de vela imposta, não somente em energia, mas também em voltagem e duração da centelha. Para este trabalho foram feitas duas bancadas de teste: uma com ignição indutiva padrão e uma com ignição capacitiva de alta energia, com voltagem e capacitância variáveis. A influência dos importantes parâmetros energia e voltagem de ignição na duração da centelha, bem como folga e formato de eletrodo foram analisados. Também foi investigada a utilização de uma bobina com baixos valores de resistência e indutância, bem como velas com e sem resistências internas
Disciplines: Ingeniería
Keyword: Ingeniería mecánica,
Motores de combustión interna,
Sistemas de ignición vehicular,
Sistema capacitivo de alta energía,
Sistema inductivo
Keyword: Engineering,
Mechanical engineering,
Internal combustion engines,
Vehicle ignition systems,
High energy capacitive system,
Inductive system
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