当今社会,随着全球汽车保有量的逐渐增加,环境问题也越来越引起大家的关注。伴随国六标准的发布和逐步实施,如何设计和制造出一款更加高效和节能的发动机成为了高校和汽车企业共同研究的问题。在研发对环境友好的、高燃烧效率的、低排放的发动机技术的同时,人们发现为了满足越来越严苛的国VI标准,汽油机急需从燃烧的源头着手进行技术研究,在无法克服汽油机自身局限的前提下,寻求一条兼顾排放和高燃油经济性的技术途径。此时稀薄燃烧成为了大家研究的重点,而制约稀薄燃烧的发动机点火系统的研究也逐渐进入了大家的视野。本文以自行搭建的高能点火系统为基础,分别进行放电试验和单缸机燃烧试验,研究了充电时间对TCI电路火花能量和能量传输效率的影响,和这套高能点火装置提高火花能量的效果,以及提高点火能量对缸内燃烧和排放情况的影响。本研究从传统车用的电容放电式点火装置（简称CDI点火装置）和晶体管控制方式点火系统（简称TCI点火装置）两种点火系统入手,对比分析了它们各自的优势和缺陷。然后以传统的TCI点火系统为基础,提出并设计搭建了一套用以实现高能点火的系统,并对这套高能点火系统的原理进行了简要介绍。接着对本文后续试验所使用的能量试验台和可视化单缸机试验系统进行介绍,能量试验台主要由电压采集模块、电流采集模块、数据收集汇总模块和电路参数测量模块组成;而可视化单缸机试验系统主要包括可视化组件、单缸机进排气、冷却润滑、动平衡、燃料供给、测功机和控制系统组成。本研究首先在能量试验台上进行放电试验,先将用来进行高能点火的能量管理模块关闭对传统TCI点火电路进行研究。改变充电时间从1ms至5ms分别进行放电试验,得到初级电流、放电电流和间隙电压,计算其火花能量和能量传输效率,发现随着充电时间增加,火花能量呈增长态势,而能量传输效率却随之下降,并得到最佳充电时间为3ms。接着打开能量管理模块进行高能点火放电试验,与传统TCI点火进行对比,发现这套高能点火装置可以显著提高放电能量。在对高能点火系统进行放电试验这一理论分析完成后,开始研究高能点火对实际发动机燃烧的影响,在可视化单缸机台架上,不改变过量空气系数的前提下,逐级增加点火能量,进行缸内燃烧试验。从KIBOX燃烧分析仪和高速彩色相机两组实验数据方面分析了点火能量对燃烧情况的影响,发现提高点火能量可以有效增大点火火弧受气流影响延伸发展的长度,提高缸内燃烧速度,降低缸内燃烧的循环变动,提高燃烧的稳定性。在进行燃烧试验的同时还对尾气进行排放测试,发现点火能量的提高会小幅增加尾气中氮氧化物的含量,大幅减小尾气中的碳氢排放。综上所述,本研究通过对这套自制的高能点火系统进行放电和燃烧试验,发现这套点火系统的确可以有效提高放电能量,而且提高点火能量时充电时间不是越长越好,而是需要兼顾火花能量和能量传输效率选择最佳充电时间。同时高能点火技术是提高稀薄混合气燃烧稳定性和降低排放的一个重要技术方向。