本发明专利技术涉及一种电晕点火器（20），其包括位于中心电极（22）与绝缘体（32）之间的电极间隙（28）以及位于绝缘体（32）和外壳（36）之间的壳体间隙（30）。间隙（28、30）中填满了填充材料（40），以避免间隙（28、30）中的电晕放电（24），并将能量集中在中心电极（22）的点火尖端（58）。填充材料（40）可以是电绝缘的或是导电的。壳体间隙宽度（ws）在外壳下端（92）处为最大。壳体间隙（30）也可以设置在位于外壳上端（44）和绝缘体（32）之间的翻折区域中，在这种情况下，填充材料（40）围绕翻折区域注塑成型。在点火器（20）的工作过程中，填充材料（40）减小了间隙（28、30）两侧之间的压降。
Corona igniter with improved corona control
The invention relates to a corona igniter (20), which is located in the center of the electrode (22) and an insulator (32) between the electrode (28) and (32) located in the insulator and the shell (36) between the housing (30). The gap (28, 30) is filled with a filling material (40) to avoid corona discharge (24) in the gap (28, 30), and the energy is concentrated at the ignition tip (58) of the central electrode (a). The filler material (40) may be electrically insulated or electrically conductive. The housing gap width (WS) is the maximum at the lower end of the housing (92). The housing gap (30) may also be provided in the turning region between the upper end of the housing (44) and the insulator (32), in which case the filling material (40) is injected into the surrounding area. During the working process of the igniter (20), the filling material (40) reduces the pressure drop between the two sides of the gap (28, 30).
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及一种用于发射射频电场以电离燃料-空气混合物并提供电晕放电的电晕点火器，以及一种制造该电晕点火器的方法。
技术介绍
电晕放电点火系统提供交流电压和电流，以连续快速地转换高、低电位电极，从而使电弧难以形成，并促进了电晕放电的形成。该系统包括一带有中心电极的电晕点火器，该中心电极被充电至达到高射频电位并在燃烧室中产生强射频电场。该电场使燃烧室中的一部分燃料和空气的混合物离子化并开始介质击穿，从而促进燃料-空气混合物的燃烧。该电场优选为可控的，以使燃料-空气混合物维持介电性能，并发生电晕放电(也称为低温等离子体)。该部分离子化的燃料-空气混合物形成了火焰前锋，随后该火焰前锋自我保持并燃烧了剩余的燃料-空气混合物。优选地，该电场为可控的，以使燃料-空气混合物不会失去所有的介电性能，如果失去所有的介电性能将会在电极和接地的气缸壁、活塞或点火器的其他部分之间产生热等离子体和电弧。弗里恩(Freen)专利技术的专利号为6，883，507的美国专利公开了一种电晕点火系统的示例。电晕点火器通常包括由导电材料制成的中心电极，该中心电极用于接收高射频电压，并向燃烧室内发射射频电场，以电离燃料-空气混合物并提供电晕放电。一由电绝缘材料制成的绝缘体围绕该中心电极，并被容置在一金属外壳中。电晕放电点火系统的点火器并不包括任何有意接近中心电极的点火端设置的接地电极元件。而是优选地由气缸壁或点火系统的活塞起到接地作用。莱高斯基(Lykowski)和汉普顿(Hampton)专利技术的专利号为2010/0083942的美国专利公开了一种电晕点火器的示例。电晕点火器可以按这种方式组装而成，S卩，各部件之间的空隙可形成较小的空气间隙，例如，形成位于中心电极和绝缘体之间的空气间隙，以及位于绝缘体和外壳之间的空气间隙。这些间隙中充满了来自周围制造环境的空气和气体，并且在工作过程中，充满了来自燃烧室的气体。在电晕点火器的使用过程中，当向中心电极提供能量时，空气间隙两侧之间的电位和电压显著下降。这种显著的下降是由于空气的相对介电常数较小所造成的。图14显示出:空气间隙两侧之间的高压降会导致在该空气间隙处产生电场强度的尖峰，从而容易电离这些间隙中的空气，进而造成在点火器的点火端处消耗大量的能量。另外，在这些间隙中电离的空气容易向中心电极点火端迁移，从而形成一穿过绝缘体通向外壳或气缸盖的导电通路，并减弱中心电极点火端处电晕放电的效果。这种穿过绝缘体的导电通路还可能导致各部件间产生电弧，该电弧通常是不需要的，并且会降低中心电极点火端处的点火质量。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于提供电晕放电的电晕点火器。该电晕点火器包括一由导电材料制成的中心电极，该中心电极用于接收一高射频电压，并发射一射频电场，以电离燃料-空气混合物并提供电晕放电。该中心电极从一电极终端延伸至一电极点火端，该电极终端接收该高射频电压，该电极点火端发射该射频电场。一由电绝缘材料制成的绝缘体围绕该中心电极设置，并且该绝缘体从一绝缘体上端纵向延伸经过电极终端直至一绝缘体管口端。该绝缘体在绝缘体管口端处与中心电极间隔开，以在绝缘体与中心电极之间形成一电极间隙。一由导电金属材料制成的外壳围绕该绝缘体设置，并且该外壳从一外壳上端纵向延伸至一外壳下端。该外壳沿外壳两端中的至少一个与绝缘体间隔开，以在外壳与绝缘体之间形成一壳体间隙。一填充材料在至少一个间隙的两侧之间连续延伸，以避免间隙中的电晕放电。根据本专利技术的另一方面提供了一种电晕点火系统，该电晕点火系统包括电晕点火器。根据本专利技术的又另一方面提供了一种制造电晕点火器的方法。该方法包括:将中心电极插入绝缘体的孔中，并将该中心电极与绝缘体在绝缘体管口端处间隔开，以在中心电极与绝缘体之间形成电极间隙。接着，该方法包括:将绝缘体插入外壳的孔中，并将该绝缘体与外壳间隔开，以在绝缘体与外壳之间形成壳体间隙。然后，该方法包括:采用填充材料填满至少一个间隙。填充材料使周围环境以及燃烧室中的空气和气体无法进入间隙，从而防止了在中心电极和绝缘体之间或者在绝缘体和外壳之间形成电离气体，这些电离气体会使中心电极和气缸盖之间形成导电通路、电晕放电或电弧。填充材料避免了在间隙中出现电离现象，并且防止了能量流过间隙。因此，与现有技术的电晕点火器相比，本电晕点火器可以在中心电极点火端处提供更为集中的电晕放电，并且实现更为稳健的点火。附图说明请参阅下述详细说明并结合附图进行考虑，本专利技术的其它优点将更加容易领会和理解，其中:图1是根据本专利技术的一个实施例的设置在燃烧室内的电晕点火器的剖视图；图1A是图1的电晕点火器的翻折(turnover)区域的放大剖视图；图2是根据本专利技术的另一个实施例的设置在燃烧室内的电晕点火器的剖视图；图3是根据本专利技术的一个实施例的一部分电晕点火器的放大示意图以及多个曲线图，其中，放大示意图示出了未填充的电极间隙和填满的壳体间隙，多个曲线图示出了相应的电压和电场；图4是根据本专利技术的另一个实施例的一部分电晕点火器的放大示意图以及多个曲线图，其中，放大示意图示出了填满的电极间隙和填满的壳体间隙，多个曲线图示出了相应的电压和电场；图5是根据本专利技术的一个实施例的绝缘体管口区域的放大示意图；图5A是图5的电极间隙的放大示意图；图5B是图5的壳体间隙的放大示意图；图6是图5中壳体间隙的放大示意图，其示出了几何结构的细节；图7-10是根据本专利技术的实施例的壳体间隙几何结构的示例；图11是根据本专利技术的一个实施例的翻折区域的放大示意图12是带有未填充的空气间隙的电晕点火器的绝缘体管口区域；图13是图12的一部分电晕点火器的放大示意图以及曲线图，其中，放大示意图示出了未填充的电极间隙和未填充的壳体间隙，曲线图示出了相应的电压；图14是图12的一部分电晕点火器的放大示意图以及曲线图，其中，放大示意图示出了未填充的电极间隙和未填充的壳体间隙，曲线图示出了相应的电场。具体实施例方式如图1所示，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于电晕放电点火系统的电晕点火器20。该系统有意形成一个电源，该电源抑制了电弧的形成，并且促进了用于产生电晕的强电场的产生。该电晕放电点火系统点火后将引起频率约为I兆赫的多通道放电。该系统的点火器20包括中心电极22，该中心电极22用于接收高射频电压的能量，并发射射频电场，以电离内燃机燃烧室26中的部分可燃的燃料-空气混合物，并在内燃机燃烧室26中提供电晕放电24。电晕点火器20按这种方式组装而成，即，中心电极22、绝缘体32和外壳36之间的空隙形成较小的空气间隙。该装配方法首先包括:将中心电极22插入绝缘体32中，从而使中心电极22的头部34沿着绝缘体32的孔抵靠在电极座66上，并且使中心电极22的其他部分与绝缘体32间隔开。电极22和绝缘体32之间设有电极间隙28，从而使空气可以在电极22和绝缘体32之间流动。在一个优选的实施例中，绝缘体32插入金属外壳36中，且一内部密封件38将绝缘体32与外壳36隔开。绝缘体32和外壳36之间纵向延伸有壳体间隙30，从而使空气可以在绝缘体32和外壳36之间流动。然后，采用填充材料40填满空气间隙28、30，以防止在空气间隙28、30中形成电晕放电24。外壳36还包括位于外壳上端44处的翻折唇部42，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·A·鲍里斯，詹姆斯·D·吕科瓦基，基斯·汉普顿，
申请(专利权)人：费德罗莫格尔点火公司，
类型：
国别省市：
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