双放电模式等离子体点火器的点火方法技术

双放电模式等离子体点火器的点火方法，属于动力领域，为了解决减少工作气体在向上运动阶段的热损失的问题，隔离电离空间形成如下：下阳极的下部及部分下阳极的上部与其周围的接地电极具有水平空心距离并形成空间，一段下阳极的下部所对应的空间，其外围安装绝缘套，绝缘套位于该空间与该空间外围接地电极之间，绝缘套对应的该空间是隔离空间。增加接地电极绝缘套的方案，减少工作气体在向上运动阶段的热损失。而且，放电后生成的活性粒流经接地电极绝缘套，由于它是不导电的，所以也具有保护活性粒子的作用。

Ignition Method of Double Discharge Mode Plasma Igniter

The ignition method of double discharge mode plasma igniter belongs to the power field. In order to reduce the heat loss of working gas in the upward movement phase, the isolation ionization space is formed as follows: the lower part of the lower anode and the upper part of the lower anode have a horizontal hollow distance from the ground electrode around them and form a space, the space corresponding to the lower part of the lower anode, and the outer part. Insulation sleeve is installed around the space, and the insulation sleeve is located between the space and the outer grounding electrode of the space. The space corresponding to the insulation sleeve is the isolation space. The scheme of adding insulating sleeve of grounding electrode can reduce the heat loss of working gas in the upward movement stage. Moreover, the active particles generated after discharge flow through the insulating sleeve of the grounding electrode, because it is not conductive, it also has the function of protecting the active particles.

【技术实现步骤摘要】
双放电模式等离子体点火器的点火方法
本专利技术属于动力领域，涉及一种双放电模式等离子体点火器的点火方法。
技术介绍
天然气作为一种清洁能源已经广泛被用作发动机燃料。在车用动力领域，以CNG为燃料的乘用车及载重车辆日益增多；在船舶动力领域，CNG及LNG动力船舶已成为“中国制造2025”规划中的重点研究方向。与汽油相比，作为气体燃料的天然气需要更大的点火能量，这导致在实际使用中即使小缸径的车用天然气发动机也难以使用单火花塞点燃天然气，因此不得不采用其他燃料引燃或设置预燃室的方式使发动机正常工作。这导致了系统复杂、成本升高、可靠性下降等一系列问题。因此，有必要采取新型点火技术、采用相对简单的结构，实现天然气的高效点火及燃烧，使天然气发动机能够在单一燃料模式下稳定、可靠的工作。现有的发动机用火花塞结构如图1所示，采用热平衡等离子体放电原理，结构上一般由一个中心电极及与其距离较近的一个或数个侧电极组成。工作时，点火线圈为中心电极供电，电压高达1.5-2万伏。在中央电极及侧电极间的高电压作用下，气体被击穿，在中心电极及侧电极之间的狭小空间内形成高温放电通道，点火及燃烧开始。现有火花塞放电时往往会伴随很高的温升，易导致点火能量利用率低并影响电极寿命；点火范围仅位于中心电极及侧电极之间的狭小空间，应用于大缸径发动机或不易点燃的燃料(如天然气)时，由于点火能量过小易导致点火可靠性变差。
技术实现思路
为解决现有火花塞/点火器技术方案在大空间燃烧室发动机上应用、以及天然气发动机上应用时点火能量小、点火可靠性差、点火能量利用率低等问题，本专利技术提出如下方案，一种双放电模式等离子体点火器的点火方法，点火启动，电源以较低电压为上阳极供电以在上接地电极与上阳极之间由阳极绝缘套绝缘隔离而发生介质阻挡放电，于第一电离空间生成非平衡等离子体，第一电离空间与第二电离空间由隔离空间隔离，被电离的气体向下运动并至第二电离空间；上电极断电，电源以更高电压为下阳极供电，使下阳极与下接地电极之间发生电弧放电，位于第二电离空间内的混合气迅速发生点火及燃烧反应；所述隔离电离空间形成如下：下阳极的下部及部分下阳极的上部与其周围的接地电极具有水平空心距离并形成空间，一段下阳极的下部所对应的空间，其外围安装绝缘套，绝缘套位于该空间与该空间外围接地电极之间，绝缘套对应的该空间是隔离空间。有益效果：本专利技术增加接地电极绝缘套的方案，避免了低压放电时上电极与下接地电极之间形成放电，并可在一定程度上减少工作气体在向上运动阶段的热损失。而且，放电后生成的活性粒子流经接地电极绝缘套，由于它是不导电的，所以也具有保护活性粒子的作用。本专利技术采用介质阻挡放电-电弧放电组合放电的模式，能够将非平衡等离子体的稀燃极限宽、反应活性大，以及热平衡等离子体的工作气压高等优势结合起来，达到在宽广的燃空比范围内实现高能、稳定点火的目的。附图说明图1现有发动机用火花塞典型结构图；图2本专利技术点火器结构示意图；图3下阳极结构示意图；图4上接地电极结构示意图；图5下接地电极结构示意图；图6定位法兰结构示意图；图7接地电极绝缘套结构示意图；图8阳极绝缘套结构示意图；图9上阳极结构图示意图；图10固定螺栓结构图示意图；图11点火器应用于内燃机时的点火控制框图；图12点火器应用于其他发动机及燃烧器时的点火控制框图。其中：1.阳极绝缘套，2.上阳极，3.下阳极，3-1.下阳极上部，3-2.定位台，3-3.下阳极下部，4.绝缘隔离层，5.上接地电极，6.第一电离空间，7.第二电离空间，8.定位槽，9.出口段，10.定位环，11.固定螺栓，12.定位法兰，13.隔离空间，14.下接地电极，15.接地电极绝缘套。具体实施方式实施例1：为解决现有火花塞/点火器在大缸径发动机上应用时点火能量小、点火可靠性差、点火能量利用率低等问题，本专利技术提出如下技术方案：一种双放电模式等离子体点火器：该方案结构如图2-10所示，包括一个上阳极2、一个下阳极3、一个上接地电极5、一个下接地电极14、一个阳极绝缘套1、一个接地电极绝缘套15、一个固定螺栓11。所述下阳极用于实现电弧放电，位于点火器中心位置，其结构分为较窄的下阳极上部3-1与较宽的下阳极下部3-3，下阳极上部3-1与下阳极下部3-3之间构成阳极绝缘套1定位台3-2；所述阳极绝缘套1安装在下阳极外侧，其与下阳极的相对位置由阳极绝缘套1定位台3-2限定；所述上阳极2用于实现介质阻挡放电，安装于阳极绝缘套1的安装槽内；所述下阳极与阳极绝缘套1采用螺纹连接，用于二者的固定；所述固定螺栓11位于阳极绝缘套1顶端与上接地电极5顶端所构成平面的上部，用于限定二者相对位置；所述上接地电极5位于阳极绝缘套1外侧，其下端与下接地电极14连接；所述下接地电极14与上接地电极5之间的凹槽用于安装所述接地电极绝缘套15；所述下接地电极14下端有一用于安装该等离子点火器的定位法兰12。根据实际需要，该定位法兰12也可以设置于上接地电极5。所述上接地电极5与阳极绝缘套1之间的空间构成第一电离空间6，用于实现介质阻挡放电；所述接地电极绝缘套15与下阳极之间的空间构成隔离空间13，隔离空间13用于隔离上、下的两个电离空间，主要由接地电极绝缘套15环接在中空与接地电极之间而形成，能够隔绝下阳极与接地电极，上述设置方式隔绝了下阳极与接地电极，设置方式无需再使用接地电极绝缘套15作为隔绝之用，而如果使用接地电极绝缘套15作为隔绝之用，需要对接地电极绝缘套15加长，因而，本实施例的隔绝方式无需对接地电极绝缘套15加长，从而使定位台3-2的高度可以适当的减小，定位台3-2由占据下阳极高度的10％左右，下降至5％左右，从而能够在一定程度缩短点火器的高度空间，对其内部是一种紧凑性的结构优化，也能在一定程度降低其成本。隔离空间13用于阻止下接地电极14与阳极绝缘套1之间构成介质阻挡放电；所述下接地电极14与下阳极之间的空间构成第二电离空间7，用于实现电弧放电。实施例2：一种双放电模式等离子体点火器，包括壳体、阳极绝缘套1、上阳极2、下阳极3，下阳极3包括顺序一体成型的下阳极上部3-1、定位台3-2及下阳极下部3-3，所述的下阳极3的上部安装于阳极绝缘套1中，上阳极2安装在下阳极3的外周的阳极绝缘套1中，在阳极绝缘套1中的下阳极3的上部与上阳极2间具有绝缘隔离层4，阳极绝缘套1的外周是上接地电极5，其特征在于，下阳极3的下部及部分下阳极3的上部与其周围的接地电极具有水平空心距离并形成空间，一段下阳极3的下部所对应的空间，其外围安装绝缘套，绝缘套位于该空间与该空间外围接地电极之间，绝缘套对应的该空间是隔离空间13。绝缘套以上对应的空间是第一电离空间6，绝缘套以下对应的空间是第二电离空间7，该区间的接地电极的下接地电极14，所述的上接地电极5与下接地电极14由接地电极绝缘套15分离。阳极绝缘套1中容置上阳极2的极槽未触及阳极绝缘套1的底部并形成与底部的隔离距离，该隔离距离与阳极绝缘套1容置定位台3-2的定位槽8基本等高，所述定位台3-2的径值略大于下阳极上部3-1的径值，且下阳极下部3-3的径值大于定位台3-2的径值，以在定位台3-2安装在定位槽8内而使定位台3-2的上台面与所述绝缘隔离层4横向相抵而不触及其附近的上阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双放电模式等离子体点火器的点火方法，其特征在于，点火启动，电源以较低电压为上阳极(2)供电以在上接地电极(5)与上阳极(2)之间由阳极绝缘套(1)绝缘隔离而发生介质阻挡放电，于第一电离空间(6)生成非平衡等离子体，第一电离空间(6)与第二电离空间(7)由隔离空间(13)隔离，被电离的气体向下运动并至第二电离空间(7)，电源电压升高使下阳极(3)与下接地电极(14)之间发生电弧放电，位于第二电离空间(7)内的混合气迅速发生点火及燃烧反应；所述隔离电离空间形成如下：下阳极(3)的下部及部分下阳极(3)的上部与其周围的接地电极具有水平空心距离并形成空间，一段下阳极(3)的下部所对应的空间，其外围安装绝缘套，绝缘套位于该空间与该空间外围接地电极之间，绝缘套对应的该空间是隔离空间(13)。

【技术特征摘要】
1.一种双放电模式等离子体点火器的点火方法，其特征在于，点火启动，电源以较低电压为上阳极(2)供电以在上接地电极(5)与上阳极(2)之间由阳极绝缘套(1)绝缘隔离而发生介质阻挡放电，于第一电离空间(6)生成非平衡等离子体，第一电离空间(6)与第二电离空间(7)由隔离空间(13)隔离，被电离的气体向下运动并至第二电离空间(7)，电源电压升高使下阳极...

【专利技术属性】
技术研发人员：隆武强，田华，
申请(专利权)人：隆成利达大连科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21