一種用于內(nèi)燃機的等離子點火火花塞的制作方法
【專利摘要】一種用于內(nèi)燃機的等離子點火火花塞，屬于內(nèi)燃機的等離子點火裝置。該火花塞的接地電極與中心電極之間設(shè)有一段第二絕緣體并留有一段電離腔，在接地電極的外側(cè)采用第一絕緣體包裹，在第一絕緣體的下半部設(shè)有殼體。該火花塞能夠?qū)⑸倭窟M入電離腔的可燃混合氣電離并引燃，使其以火焰柱的形式從噴孔噴出。從噴孔噴出的火焰柱相當于點火能量被無限放大的火源，從而能夠使燃燒室內(nèi)的可燃混合氣迅速著火，這將改善稀燃發(fā)動機的燃燒穩(wěn)定性，擴展發(fā)動機的稀燃極限，從而改善發(fā)動機的經(jīng)濟性；由于發(fā)動機在稀燃條件下工作，使燃燒溫度得到控制，因此能夠降低NOX排放水平。
【專利說明】一種用于內(nèi)燃機的等離子點火火花塞
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的等離子點火火花塞，屬于內(nèi)燃機的等離子點火裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]稀薄燃燒是近年來內(nèi)燃機研究領(lǐng)域的一個備受關(guān)注的研究方向。燃料在當量比小于化學計量比的條件下燃燒，能夠有效地提高燃燒效率，從而提高燃油經(jīng)濟性、降低HC和CO的排放；與此同時，由于燃燒溫度較低，與化學計量比燃燒相比，稀薄燃燒的NOx排放也較低。因此，發(fā)動機稀薄燃燒技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，在稀薄條件下燃料點火較為困難，這會導(dǎo)致發(fā)動機工作不穩(wěn)定。而且，當發(fā)動機在稀燃極限附近工作時，點火困難這一問題加劇，將會導(dǎo)致發(fā)動機循環(huán)變動增加、HC及CO排放惡化，從而影響發(fā)動機整體性能。為了改進稀薄燃燒發(fā)動機的點火性能，進一步改善發(fā)動機經(jīng)濟性和排放特性，我們提出了一種用于內(nèi)燃機的等離子點火火花塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了改善發(fā)動機點火性能，本發(fā)明提供了一種用于內(nèi)燃機的等離子點火火花塞。該等離子點火火花塞應(yīng)具有擴展發(fā)動機稀燃極限，加快燃燒速度，提高燃燒效率，從而最終改善發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性及排放特性的作用。
[0004]本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案:一種用于內(nèi)燃機點火的等離子點火火花塞，它包括中心電極和殼體，它還包括一個接地電極，所述接地電極采用管狀結(jié)構(gòu)，在接地電極與中心電極之間設(shè)有一段第二絕緣體并留有一段電離腔，在接地電極的外側(cè)采用第一絕緣體包裹，在第一絕緣體的下半部設(shè)有殼體。
[0005]所述中心電極的上端高于第二絕緣體，所述接地電極的上端高于第一絕緣體。
[0006]所述殼體的下端部采用球狀結(jié)構(gòu)，在球狀結(jié)構(gòu)上設(shè)有噴孔。
[0007]所述噴孔選用橢圓形噴孔、圓形噴孔或槽形噴孔。
[0008]采用上述技術(shù)方案的內(nèi)燃機，等離子點火火花塞的噴孔既是可燃混合氣進入電離腔的通路，也是等離子體火焰噴入主燃燒室的通路。內(nèi)燃機的燃料可采用傳統(tǒng)的汽油、柴油等液體燃料，也可采用CNG、二甲醚等氣體燃料。該火花塞的工作方式是:在壓縮沖程中缸內(nèi)少量可燃混合氣從噴孔進入等離子點火火花塞的電離腔中，在兩電極間的強大電場作用下被電離從而形成具有高度活性的等離子體，等離子體進一步在電場作用下被點燃，燃燒火焰以較高速度從噴孔噴出，進而引燃燃燒室內(nèi)的大量可燃混合氣。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:這種等離子點火火花塞的接地電極與中心電極之間設(shè)有一段第二絕緣體并留有一段電離腔，在接地電極的外側(cè)采用第一絕緣體包裹，在第一絕緣體的下半部設(shè)有殼體。該火花塞能夠?qū)⑸倭窟M入電離腔的可燃混合氣電離并引燃，使其以火焰柱的形式從噴孔噴出。對于燃燒室內(nèi)的大量可燃混合氣而言，從噴孔噴出的火焰柱相當于點火能量被大幅放大的火源，從而能夠使燃燒室內(nèi)的可燃混合氣迅速著火，這將改善稀燃發(fā)動機的燃燒穩(wěn)定性，擴展發(fā)動機的稀燃極限，從而改善發(fā)動機的經(jīng)濟性；由于發(fā)動機在稀燃條件下工作，使燃燒溫度得到控制，因此能夠降低NOx排放水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0011]圖1是一種用于內(nèi)燃機的等離子點火火花塞的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2是等離子點火火花塞的頭部放大圖。
[0013]圖3是等離子點火火花塞的吸氣過程示意圖。
[0014]圖4是等離子點火火花塞的電離過程示意圖。
[0015]圖5是等離子點火火花塞的點火過程示意圖。
[0016]圖6是等離子點火火花塞的火焰噴射示意圖。
[0017]圖7是橢圓形噴孔示意圖。
[0018]圖8是圓形噴孔示意圖。
[0019]圖9是槽形噴孔示意圖。
[0020]圖中:1、中心電極，2、接地電極，3、第一絕緣體，4、第二絕緣體，5、殼體，6、噴孔，6a、橢圓形噴孔,6b、圓形噴孔,6c、槽形噴孔,7、電離腔。
[0021]【具體實施方式】
圖1、2示出了用于內(nèi)燃機的等離子點火火花塞的結(jié)構(gòu)圖。圖中，等離子點火火花塞包括中心電極1、殼體5和接地電極2，接地電極2采用管狀結(jié)構(gòu)，在接地電極2與中心電極I之間設(shè)有一段第二絕緣體4并留有一段電離腔7，在接地電極2的外側(cè)采用第一絕緣體3包裹，在第一絕緣體3的下半部設(shè)有殼體5。中心電極I的上端高于第二絕緣體4，所述接地電極2的上端高于第一絕緣體3。
[0022]殼體5的下端部米用球狀結(jié)構(gòu),在球狀結(jié)構(gòu)上設(shè)有噴孔6。噴孔6選用橢圓形噴孔6a、圓形噴孔6b或槽形噴孔6c (如圖7、8、9所示)。
[0023]當發(fā)動機處于壓縮沖程時，內(nèi)燃機的活塞上行，少量位于主燃燒室內(nèi)的可燃混合氣經(jīng)壓縮進入噴孔6中，可燃混合氣沿著中心電極I與接地電極2形成的電離腔7上行(如圖3所示)。由于中心電極I與接地電極2之間的放電作用，可燃混合氣被電離成等離子體狀態(tài)(如圖4所示)，并隨即在強電場中被點燃(如圖5所示)。燃燒后混合氣的體積迅速膨脹，并經(jīng)噴孔6噴入到主燃燒室中(如圖6所示)，最終引燃位于主燃燒室中的大量可燃混合氣。
【權(quán)利要求】
1.一種用于內(nèi)燃機點火的等離子點火火花塞，它包括中心電極(I)和殼體(5),其特征是:它還包括一個接地電極(2)，所述接地電極(2)采用管狀結(jié)構(gòu)，在接地電極(2)與中心電極(I)之間設(shè)有一段第二絕緣體(4)并留有一段電離腔(7)，在接地電極(2)的外側(cè)采用第一絕緣體(3)包裹，在第一絕緣體(3)的下半部設(shè)有殼體(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機點火的等離子點火火花塞，其特征是:所述中心電極(I)的上端高于第二絕緣體(4)，所述接地電極(2)的上端高于第一絕緣體(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機點火的等離子點火火花塞，其特征是:所述殼體(5)的下端部采用球狀結(jié)構(gòu)，在球狀結(jié)構(gòu)上設(shè)有噴孔(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于內(nèi)燃機點火的等離子點火火花塞，其特征是:所述噴孔(6)選用橢圓形噴孔(6a)、圓形噴孔(6b)或槽形噴孔(6c)。
【文檔編號】H01T13/02GK103812012SQ201410045660
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月9日
【發(fā)明者】隆武強, 陳雷, 田江平, 馮立巖, 杜寶國 申請人:大連理工大學