多点点火发动机制造技术

一种多点点火发动机（１）包括布置在燃烧室（２）的中心用于形成中心火花隙（１０）的中心电极对（９）以及固定在气缸垫（１５）上的多个外围电极对（１２），所述气缸垫（１５）在与气缸（５）的开口部分相对应的位置上具有与气缸（５）的开口部分基本上直径相等的开口部分，用于绕气缸（５）的开口部分的内圆周形成多个外围火花隙（１３）。利用中心火花隙（１０）和多个外围火花隙（１３）点燃燃烧室（２）内的空气－燃料混合物，所述空气－燃料混合物是通过按化学计量的空气－燃料比或更浓／更稀的空气－燃料比将燃料和空气均匀地混合在一起而得到的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在单个燃烧室中具有多个火花隙的多点点火发动机。
技术介绍
在火花点火发动机中，燃烧室中的空气-燃料混合物由火花塞点 燃，并且通常，火花塞理想地是连接在燃烧室中心。当在中心执行点 火时，所产生的火焰从中心向外围同心地传播。然而，火焰在达到外围时受到燃烧室壁表面的冷却并可能因此熄 灭。如果火焰熄灭，则未燃烧的气体通过排气阀排出。当过量空气系 数例如大约为1.7时，气缸内的空气-燃料混合物的燃料浓度大约为 90，000ppm，并且当火焰在外围部分熄灭时，在轻载操作过程中以未 燃烧状态排出的碳氢化合物的量可能超过7，000ppm。因此，不少于8 %的燃料浪费地排出。而且，在废气中排出的HC和CO的量增加， 由此使排放性能变差。因而，本申请已经研究了一种绕气缸开口部分布置多个火花隙并 从火焰更有可能熄灭的燃烧室外围执行点火的方法。根据该方法，火 焰从多个外围火花隙向中心传播，并且由此燃烧室内的空气-燃料混合 物可以快速燃烧并且可以抑制在外围部分产生火焰熄灭。而且，通过 减少燃烧时间可以延迟通常在上止点之前的点火时间，由此可以抑制 上升的活塞通过爆燃向下被推回时产生的损失。这样，可以提高发动 机的输出和燃料效率。申请人对釆用布置在燃烧室外围的多个火花隙执行点火的技术的 做出了检索，结果发现了文献JP57-185689A和JP58-175279A
技术实现思路
然而，已经认识到对于采用布置在燃烧室外围的多个火花隙执行 点火的方法，当火焰从外围向中心传播时它们开始相互干扰，导致传 播速度降低，并由此不能实现所期望的快速燃烧。考虑到
技术介绍
中这些技术问题设计了本专利技术，其目的是在火花 点火发动机上实现快速燃烧，并由此提高发动机的输出和燃料效率。根据本专利技术的多点点火发动机包括布置在燃烧室中心用于形成中 心火花隙的中心电极对以及固定在绝缘元件上的多个外围电极对，所 述绝缘元件在与气缸开口部分相对应的位置上具有与气缸开口部分基 本上直径相等的开口部分，用于绕气缸开口部分的内圆周形成多个外 围火花隙。利用中心火花隙和多个外围火花隙点燃燃烧室内的空气-燃料混合物，所述空气-燃料混合物是通过将燃料和空气均匀地混合在 一起而得到的。根据本专利技术，采用中心火花隙和多个外围火花隙点燃均勻混合的 空气-燃料混合物，因此空气-燃料混合物可以快速燃烧。由于可以快 速燃烧，因此可以在比常规发动机更靠近上止点位置的时刻执行点火， 并可以抑制在升高的活塞通过爆燃被向下推回时产生的损失。从而， 可以提高发动机的输出和燃料效率。在说明书的其他部分提出并在附图中示出了本专利技术的细节以及其 他特征和优点。附图说明图l是根据本专利技术的多点点火发动机的示意图。图2是表示气缸垫结构的视图。图3是表示多个外围火花隙与稳定产生火花的隙宽度之间关系的 视图。图4是表示制造气缸垫的方法的视图。图5是表示通过燃烧室内部的火焰传播状态的视图。图6是表示多个外围火花隙与过量空气系数上限(下限)之间关 系的^L图。图7是表示本专利技术第二实施方式的视图。图8也是表示本专利技术第二实施方式的视图，表示活塞的上表面。 图9是表示本专利技术第二实施方式的部分变形实例的视图。 图IO是本专利技术第二实施方式的同一部分变形实例的视图，表示活 塞的上表面。图11是表示本专利技术第三实施方式的视图。图12是表示本专利技术第四实施方式的视图。图13是表示本专利技术第五实施方式的视图。图14是表示本专利技术第六实施方式的视图。图15是表示本专利技术第七实施方式的视图。图16是沿图15中的XVI-XVI的截面图。图17是表示本专利技术第七实施方式的部分变形实例的视图。图18是沿图17中的XVIII-XVIII的截面图。图19是沿图15中的XIX-XIX的截面图。图20是表示本专利技术第七实施方式的部分变形实例的视图。图21是表示本专利技术第七实施方式的部分变形实例的视图。图22是表示本专利技术第八实施方式的视图。图23是表示本专利技术第八实施方式的部分变形实例的视图。图24是表示本专利技术第九实施方式的视图。图25也是本专利技术第九实施方式的视图，表示点火环的动力接收销 的结构。具体实施方式 第一实施方式图l表示根据本专利技术的多点点火发动机l的示意性构造。 在本实施方式中，发动机l是预混合发动机，其中通过与图中未 示出的进气口相连的喷射器喷射的燃料与空气均匀混合，在空气-燃料 混合物被引入燃烧室2时，由火花点火点燃并燃烧。为了获得所需的 空气-燃料比，调节进气量和由喷射器喷射的燃料量。如下文将描述的 那样，发动机l可以是直接喷射式发动机。为了提高燃料效率，空气-燃料混合物的空气-燃料比被设定为高于按化学计量的空气-燃料比(例如，过量空气系数大约为2)，但确保发动机1的输出，空气-燃 料混合物的空气-燃料比被设定为等于或小于(更浓)取决于操作区域 或在整个操作区域按化学计量的空气-燃料比。燃烧室2由气缸盖3的底面上的单坡屋顶形(pent roof-shaped ) 凹进形成。在燃烧室2上不设置用于产生气流的挤气区，这是因为如 将在下文描述的那样，在根据本专利技术的多点点火发动机上，不需要通 过气流提高燃烧速度并且这种气流还会导致冷却损失。此外，气缸体 4具有定位成面对燃烧室2的气缸5，并且活塞6容纳在气缸5内。火花塞8从气缸盖3的上面通过螺紋柠入其中。火花塞8的顶端 暴露在燃烧室2的中心并且导电电极9a和接地电极9b (在下文被称 为"中心电极对9")从火花塞8的顶端伸入燃烧室2内。接地电极9b 弯曲成L形，并且通过使接地电极9b的侧面面对导电电极9a并在它 们之间具有间隙来形成火花隙(在下文被称为"中心火花隙10")。火 花塞8的基部作为终端(在下文被称为"中心终端ll"),并与图中未 示出的点火线圏相连。同时，多个导电电极12a和接地电极12b (在下文被称为"外围 电极对12")布置在气缸5上开口部分的外围，使得多个火花隙(在 下文被称为"外围火花隙13")在圆周方向上等间隔地布置。通过使 分别构成外围电极对12的电极12a、 12b的顶端表面相互面对而形成 外围火花隙13。外围电极对12的基部由插入在气缸盖3和气缸体4 之间的气缸垫15固定。外围电极对12伸入气缸开口部分的内部，并 且由此经过外围火花隙13的圆的半径小于气缸5的半径。采用高耐热金属例如镍或铂作为外围电极对12的材料，这与发动 机现有火花塞电极所采用的材料类似。备选地，可以采用高耐用性的 铱作为外围电极对12的材料。这时，两个电极的顶端可以变窄，从而 能够提高外围火花隙13的放电特性。 图2表示气缸垫15的结构。具有直径与气缸5上的开口部分基本上相等(等于或者略大于) 的开口部分17在与气缸5上的开口部分相对应的位置形成在气缸垫 15上。多个导电元件18绕开口部分17埋入气缸垫。导电元件18由 与外围电极对12不同的材料也就是由高导电材料例如铜形成。构成多个外围电极对12的导电电极12a和接地电极12b连接在导 电元件18的端部，使得多个外围电极对12通过导电元件18串联形成 电连接。串联电极的一端与终端(在下文被称为"外围终端20")相 连，并且另一端与接地终端21相连。通过采用圆柱形绝缘体模制朝向外围终端20 —侧最远的导电元 件18的端部而形成外围终端20。如图1所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于多点点火发动机（１）的一种点火装置，包括：　　　　固定在绝缘元件上的多个外围电极对（１２），所述绝缘元件置于发动机（１）的气缸盖（３）和气缸体（４）之间，所述多个外围电极对（１２）绕发动机（１）的气缸（５）的开口部分的内圆周形成多个外围火花隙（１３），以及　　　　埋置于所述绝缘元件中的导电元件（１８），所述导电元件（１８）与所述多个外围电极对（１２）连接，　　　　其中，所述多个外围电极对（１２）和所述导电元件（１８）由不同的材料制成，以及　　　　所述点火装置的热值通过改变所述导电元件（１８）的长度、厚度、宽度中的至少一个来调节。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：南克明，
申请(专利权)人：米亚马株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]