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燃燒環(huán)境診斷的制作方法

文檔序號(hào):11161705閱讀:281來(lái)源:國(guó)知局
燃燒環(huán)境診斷的制造方法與工藝
本申請(qǐng)要求美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/994,332(公開于2014年5月16日)的優(yōu)先權(quán),該申請(qǐng)?jiān)诖撕喜⒆鳛閰⒖肌?br>技術(shù)領(lǐng)域
本技術(shù)涉及到電力點(diǎn)燃可燃物領(lǐng)域,具體到診斷內(nèi)燃室的狀況的適用和方法。背景現(xiàn)有的技術(shù)中至少有兩種基本方法去點(diǎn)燃可燃混合物。包含機(jī)動(dòng)車點(diǎn)火是通過(guò)壓縮和火花點(diǎn)燃。如今很多引擎適用火花點(diǎn)燃,消耗著有限的石油。提高內(nèi)燃機(jī)燃燒效率對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)上有重大促進(jìn)提升?;鸹c(diǎn)燃的內(nèi)燃機(jī)提高熱效率是通過(guò)更稀的空氣燃油混合和通過(guò)在更密集和壓力更大的操作實(shí)現(xiàn)。遺憾的是當(dāng)空燃混合物更稀時(shí),它也更難被點(diǎn)燃和燃燒。可靠的運(yùn)作需要用到能量更大,面積更大的火花點(diǎn)火器,例如每個(gè)氣缸用多個(gè)火花點(diǎn)火器或者軌塞點(diǎn)火器。隨著能量更大的點(diǎn)火器被適用,他們整體的燃燒效率被降低因?yàn)楦叩哪芰?huì)減少火花塞的壽命。這需要改進(jìn)。這些更高的能量也導(dǎo)致了污染物的形成以及降低引擎整體的效率。相對(duì)于傳統(tǒng)的直流電火花,射頻(RF)等離子點(diǎn)燃源能提供另一種途徑,打開了更有效,更稀更干凈燃燒的大門,有助于提升經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)。一種生成等離子的方法是使用一個(gè)RF射頻源和電磁駐波去生成電暈放電等離子?,F(xiàn)有技術(shù)使用RF射頻振蕩器和放大器在理想的頻率下生成RF射頻能量。RF射頻振蕩器和放大器可以使用半導(dǎo)體式的或者電子管式的,這在現(xiàn)有技術(shù)中很常見。RF射頻振蕩器和放大器鏈接到四分之一波長(zhǎng)同軸空腔諧振器,就能在空腔中產(chǎn)生RF射頻駐波且頻率取決于RF振蕩器和空腔的諧振頻率。通過(guò)讓四分之一波長(zhǎng)同軸空腔諧振器的輸入端電路短路并讓另一端電路開路,RF射頻能量在空腔中通過(guò)諧振提升從而在開路端產(chǎn)生電暈放電等離子。電暈放電等離子可以被用作去點(diǎn)燃可燃物,尤其是在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。總結(jié)以下每個(gè)總結(jié)自然段描述一種非限制性舉例說(shuō)明發(fā)明能如何被運(yùn)用到構(gòu)造或者元件的組合,具體描述在下面公開。每個(gè)總結(jié)自然段的一種或多種元件可以與其他總結(jié)自然段的一種或多種元件相組合利用。一個(gè)儀器用來(lái)點(diǎn)燃可燃混合物包含一個(gè)同軸空腔諧振器被設(shè)定用來(lái)產(chǎn)生等離子放射;一個(gè)射頻功率源連接到同軸空腔諧振器;一個(gè)直流電源連接到同軸空腔諧振器;一個(gè)燃燒過(guò)程回饋模塊設(shè)定通過(guò)測(cè)量同軸空腔諧振器的一種特性來(lái)感應(yīng)燃燒環(huán)境的狀況;以及一個(gè)控制器設(shè)定為以燃燒過(guò)程回饋模塊反應(yīng)的燃燒過(guò)程回饋信息為參考之一來(lái)調(diào)節(jié)同軸空腔諧振器的運(yùn)作。該儀器可以進(jìn)一步包含一個(gè)內(nèi)燃機(jī)引擎并且燃燒環(huán)境是內(nèi)燃機(jī)引擎的氣缸。在每個(gè)燃燒循環(huán)中,該控制器設(shè)定為以燃燒過(guò)程回饋模塊反應(yīng)的燃燒過(guò)程回饋信息為參考之一來(lái)調(diào)節(jié)同軸空腔諧振器的運(yùn)作。該儀器可以進(jìn)一步包含一輛由內(nèi)燃機(jī)引擎驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)交通工具。該機(jī)動(dòng)交通工具可以為機(jī)動(dòng)車,其擁有底盤來(lái)支撐內(nèi)燃機(jī)引擎,變速箱由內(nèi)燃機(jī)引擎驅(qū)動(dòng),由變速箱驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸,至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪操作上連接到驅(qū)動(dòng)軸,一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置,至少兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪子操作上連接到轉(zhuǎn)向裝置,并且底盤銜接上車身。一個(gè)儀器包含同軸空腔諧振器;一個(gè)射頻功率源連接到同軸空腔諧振器;一個(gè)直流電源連接到同軸空腔諧振器;一個(gè)燃燒過(guò)程回饋模塊設(shè)定通過(guò)測(cè)量同軸空腔諧振器的一種特性來(lái)感應(yīng)燃燒環(huán)境的狀況;以及一個(gè)控制器設(shè)定為以運(yùn)作回饋模塊的運(yùn)作回饋信息為參考之一來(lái)調(diào)節(jié)燃燒環(huán)境的可燃混合物的點(diǎn)燃。該儀器可以進(jìn)一步包含一個(gè)內(nèi)燃機(jī)引擎并且燃燒環(huán)境為內(nèi)燃機(jī)引擎的氣缸。該儀器可以進(jìn)一步包含一個(gè)機(jī)動(dòng)交通工具且由內(nèi)燃機(jī)引擎驅(qū)動(dòng)。該機(jī)動(dòng)交通工具可以為機(jī)動(dòng)車,其擁有底盤來(lái)支撐內(nèi)燃機(jī)引擎,變速箱由內(nèi)燃機(jī)引擎驅(qū)動(dòng),由變速箱驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸,至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪操作上連接到驅(qū)動(dòng)軸,一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置,至少兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪子操作上連接到轉(zhuǎn)向裝置,并且底盤銜接上車身。一個(gè)儀器包含同軸空腔諧振器;一個(gè)射頻功率源連接到同軸空腔諧振器;一個(gè)直流電源連接到同軸空腔諧振器;一個(gè)燃燒過(guò)程回饋模塊設(shè)定通過(guò)測(cè)量同軸空腔諧振器的一種特性來(lái)感應(yīng)燃燒環(huán)境的狀況;以及一個(gè)控制器設(shè)定為以運(yùn)作回饋模塊的運(yùn)作回饋信息為參考之一來(lái)調(diào)節(jié)燃燒環(huán)境的可燃混合物的點(diǎn)燃。該儀器可以進(jìn)一步包含一個(gè)燃燒回饋模塊被設(shè)定用來(lái)感應(yīng)燃燒環(huán)境的狀況。該控制器可以進(jìn)一步被設(shè)定來(lái)根據(jù)燃燒回饋模塊所反映的燃燒回饋信息作為參考之一來(lái)調(diào)節(jié)同軸空腔諧振器的運(yùn)作。該儀器可以進(jìn)一步包含一個(gè)機(jī)動(dòng)交通工具且由內(nèi)燃機(jī)引擎驅(qū)動(dòng)。該機(jī)動(dòng)交通工具可以為機(jī)動(dòng)車,其擁有底盤來(lái)支撐內(nèi)燃機(jī)引擎,變速箱由內(nèi)燃機(jī)引擎驅(qū)動(dòng),由變速箱驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸,至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪操作上連接到驅(qū)動(dòng)軸,一個(gè)轉(zhuǎn)向裝置,至少兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪子操作上連接到轉(zhuǎn)向裝置,并且底盤銜接上車身。一種方法,包含測(cè)量同軸空腔諧振器在燃燒環(huán)境中至少一項(xiàng)電壓值和一項(xiàng)電流值;通過(guò)對(duì)比測(cè)量值和已知的可能狀況狀態(tài),判斷同軸空腔諧振器的一項(xiàng)狀況;以及按照判斷出的狀況作為參考因素之一來(lái)調(diào)節(jié)同軸空腔諧振器的運(yùn)作。該方法還可以進(jìn)一步包含采用輔助感應(yīng)器測(cè)量燃燒環(huán)境的狀況作為參考之一來(lái)調(diào)節(jié)同軸空腔諧振器的運(yùn)作。調(diào)節(jié)同軸空腔諧振器的運(yùn)作可以由輔助感應(yīng)器所測(cè)量的狀況作為參考之一。繪圖的簡(jiǎn)要描述以下為每份繪圖提供了簡(jiǎn)要描述。具有相同參考標(biāo)號(hào)的元件意味著其相同或功能上相似。為了方便,參考標(biāo)號(hào)最左端數(shù)位的數(shù)字意味著該標(biāo)號(hào)最早出現(xiàn)在哪個(gè)繪圖上。圖1是現(xiàn)有技術(shù)使用火花塞的點(diǎn)火系統(tǒng)的示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)使用同軸空腔諧振器作為點(diǎn)火系統(tǒng)的示意圖。圖3是同軸空腔諧振器組合通過(guò)多加的一個(gè)諧振器組合作為射頻衰減器連接到直流電源作為例子的橫斷面視角圖。圖4是同軸空腔諧振器組合如何和內(nèi)燃室一同運(yùn)作以及控制器控制射頻功率源和直流電源來(lái)供電給同軸空腔諧振器的示意圖。圖5是同軸空腔諧振器組合通過(guò)多加的一個(gè)諧振器組合作為射頻衰減器連接到直流電源作為例子的橫斷面視角圖。圖6是溫度對(duì)比頻率的點(diǎn)列圖。圖7是壓力對(duì)比頻率的點(diǎn)列圖。圖8是溫度、壓力和頻率的曲線圖。圖9是一套點(diǎn)列圖。圖10-13是等離子點(diǎn)燃系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。圖14-16是燃燒引擎的氣缸的透視圖。具體描述該書面描述是為了滿足專利法律的規(guī)定以能夠?qū)崿F(xiàn)權(quán)利要求并且沒有在權(quán)利要求書未提到之處設(shè)任何限定。任何一項(xiàng)或多項(xiàng)舉例可以和任何其他一項(xiàng)或多項(xiàng)舉例并用?,F(xiàn)有技術(shù)使用的火花塞的電火系統(tǒng)參考圖1中的示意圖是現(xiàn)有技術(shù)點(diǎn)火系統(tǒng)100,一個(gè)電池102連接到電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)104,其通過(guò)火花塞線連接到火花塞106。在常見的現(xiàn)有技術(shù)的點(diǎn)火系統(tǒng)100,例如在汽車中常見的,一個(gè)電池102向電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)104提供電力。電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)104決定了點(diǎn)火時(shí)機(jī)的恰當(dāng)時(shí)間,并在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間通過(guò)火花塞線傳送一下高壓直流電脈沖到火花塞106的終端。高電壓脈沖導(dǎo)致火花塞106終端釋放一個(gè)火花,該火花塞放置在內(nèi)燃室(沒有顯示)里?;鸹c(diǎn)燃內(nèi)燃機(jī)中的內(nèi)燃室里的可燃物,如汽油蒸汽,以完成點(diǎn)火程序。現(xiàn)有技術(shù)使用的同軸空腔諧振器的點(diǎn)火系統(tǒng)參考圖2中的示意圖是現(xiàn)有技術(shù)使用的同軸空腔諧振器點(diǎn)火系統(tǒng)200,一個(gè)電源202連接到射頻(RF)振蕩器204,該振蕩器通過(guò)電子點(diǎn)火系統(tǒng)104到放大器206,放大器連接到同軸空腔諧振器208。列舉的系統(tǒng)中的同軸空腔諧振器208在美國(guó)專利5,361,737(專利權(quán)人Smith等人)中描述道,該專利在此引用參考到這部分描述。同樣引用參考到這部分描述中的還有美國(guó)專利發(fā)表2011/0146607和2011/0175691。同軸空腔諧振器也可以稱為四分之一波長(zhǎng)同軸空腔諧振器(QWCCR)。在現(xiàn)有技術(shù)下一個(gè)同軸空腔諧振器點(diǎn)火系統(tǒng)的舉例,電源202向射頻振蕩器204供電。射頻振蕩器204產(chǎn)生射頻信號(hào)所選用的信號(hào)是針對(duì)同軸空腔諧振器208的諧振頻率。射頻振蕩器204傳送射頻信號(hào)到電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)104,點(diǎn)火控制系統(tǒng)104決定了點(diǎn)火時(shí)機(jī)的恰當(dāng)時(shí)間,并會(huì)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)到放大器206以放大。放大器206放大射頻信號(hào)以在同軸空腔諧振器208的中心導(dǎo)體的釋放頭產(chǎn)生足夠的電力生成電暈放電等離子210以來(lái)點(diǎn)燃內(nèi)燃機(jī)中內(nèi)燃室中的可燃物。用來(lái)傳送射頻信號(hào)到QWCCR的部件組合可能在不同的現(xiàn)有技術(shù)舉例中所有差別。QWCCR208通過(guò)用電場(chǎng)讓氣體混合物發(fā)生電擊穿產(chǎn)生微波等離子。在一個(gè)舉例中,現(xiàn)有技術(shù)QWCCR208包含了一個(gè)四分之一波長(zhǎng)同軸空腔諧振器,其中電磁能量被耦合以產(chǎn)生駐波電磁場(chǎng)。射頻振蕩在750MHz和7.5GHz之間。同軸空腔諧振器208在長(zhǎng)度1至10cm大概對(duì)應(yīng)750MHz和7.5GHz之間的工作頻率。在這個(gè)頻率段產(chǎn)生頻率的好處在于這樣允許裝載同軸空腔諧振器208的物體的幾何大小大致與現(xiàn)有技術(shù)火花塞106一樣大。同軸空腔諧振器同時(shí)使用射頻功率源和直流電源的點(diǎn)火系統(tǒng)按照本發(fā)明,一個(gè)儀器可以進(jìn)一步地被設(shè)定用多個(gè)諧振器組合在一起以通過(guò)合并來(lái)自射頻功率源和直流電源的電壓來(lái)生成等離子。此儀器300在圖3中舉例說(shuō)明。在本舉例中,儀器300是由兩個(gè)四分之一波長(zhǎng)同軸空腔諧振器耦合并組合在一起。更具體而言,在圖3中展示的諧振器組合300包含了第一和第二諧振器310和312沿著縱向軸線315耦合在一起。在繪圖中的舉例,第一和第二諧振器310和312由共同外側(cè)導(dǎo)體墻壁構(gòu)造320定義。墻壁構(gòu)造320包括了以軸315為中心的第一和第二圓柱狀墻壁322和324。第一墻壁322由導(dǎo)體物質(zhì)構(gòu)成并包圍以軸315為中心的第一圓柱狀空腔325。該物質(zhì)的厚度取決于其介電擊穿強(qiáng)度。其需要足夠強(qiáng)以來(lái)抑制電流從外部導(dǎo)體到內(nèi)部導(dǎo)體。在這個(gè)舉例中,第一圓柱狀空腔325中填滿了介電質(zhì)物質(zhì)326,其有著相對(duì)介電常數(shù)大致等于4(εr=4)。在這個(gè)舉例中,第一和第二諧振器310和312在與軸315垂直的連接平面332處彼此鄰接。在其他舉例中,連接平面332不需要與之垂直,可以設(shè)為任何能維持第一和第二諧振器310和312之間穩(wěn)定電阻的幅度。第二圓柱狀墻壁312由導(dǎo)體物質(zhì)構(gòu)建并包圍以軸315為中心的第二空腔345。第二空腔345和第一空腔325同軸但更長(zhǎng)。第二墻壁312為第二空腔345提供了末端347,末端347沿著縱向軸線347到第二空腔345的近端349。一個(gè)中心導(dǎo)體結(jié)構(gòu)350在諧振器組合300的墻壁結(jié)構(gòu)320內(nèi)由介電質(zhì)物質(zhì)326支持。中心導(dǎo)體結(jié)構(gòu)350包括了第一和第二中心導(dǎo)體352和354和軌道導(dǎo)體357和徑向?qū)w357。第一中心導(dǎo)體352沿著軸315伸入到第一空腔325。在繪制的舉例中某第一中心導(dǎo)體352的近端360與第一空腔325的近端330相鄰,其末端362與第一空腔325的末端349相鄰。徑向?qū)w357從與第一中心導(dǎo)體352的末端362相鄰處徑向延伸穿過(guò)第一空腔325并向外延伸到孔339。第二中心導(dǎo)體354的近端370在第一中心導(dǎo)體的末端362處,其沿著軸315伸展到末端372作為電極頭,電極頭位置處在空腔345的末端347或與之身份接近。為了盡可能降低第一和第二諧振器310和312的電阻差異,圓柱狀墻壁322和324的相對(duì)應(yīng)厚度和對(duì)應(yīng)的中心導(dǎo)體352和354定義取決于介電物質(zhì)326的介電常數(shù)和第二空腔345種空氣的介電常數(shù)。在繪制的舉例中,第二中心導(dǎo)體354沿著軸315的長(zhǎng)度大約是第一中心導(dǎo)體315沿著軸315的長(zhǎng)度的二倍。但是,一定原因上根據(jù)介電物質(zhì)326有著介電常數(shù)大約是4的情況下,兩個(gè)中心導(dǎo)體的電長(zhǎng)度大約是一致的。注:任何中心導(dǎo)體和外部導(dǎo)體間的空隙要么由介電物質(zhì)要么空隙足夠大以盡可能減小電弧。如圖3所示,介電物質(zhì)326填滿了第一空腔325種第一中心導(dǎo)體的周圍和徑向?qū)w357的周圍。在繪制的舉例中,直流電源390通過(guò)徑向?qū)w357在虛擬短路電路連接從而連接到中心導(dǎo)體結(jié)構(gòu)350。一個(gè)射頻控制部件,具體而言是射頻頻率消除諧振器組合391被放在徑向?qū)w357和直流電源390之間以限制射頻電能到達(dá)直流電源390。射頻頻率消除諧振器組合是多加的一個(gè)諧振器組合391,該諧振器組合391有著中心導(dǎo)體392并第一和第二部分393和394的電長(zhǎng)度相同,都是X(且與第一和第二中心導(dǎo)體352和354長(zhǎng)度相同)。在一個(gè)理想的舉例中,在圖3的電工長(zhǎng)度X等于一個(gè)四分之一波長(zhǎng)或者λ/4,其中波長(zhǎng)與射頻功率的頻率成反比。多加的這個(gè)諧振器組合391還有更短的外部導(dǎo)體墻壁395和更長(zhǎng)的導(dǎo)體墻壁396。更短的外部導(dǎo)體墻壁395的第一和第二端在多加的這個(gè)諧振器組合391的對(duì)立兩端。更長(zhǎng)的導(dǎo)體墻壁396的第一和第二端也在多加的這個(gè)諧振器組合391的對(duì)立兩端。更短的外部導(dǎo)體墻壁395的第一和第二端分別與對(duì)應(yīng)的更長(zhǎng)的導(dǎo)體墻壁396的第一和第二端對(duì)立在不同的兩端。更短的外部導(dǎo)體墻壁395和更長(zhǎng)的導(dǎo)體墻壁396的電長(zhǎng)度差大約等于第一和第二部分393和394的電長(zhǎng)度之合,也大約等于第一中心導(dǎo)體的電長(zhǎng)度的二倍。更短的外部導(dǎo)體墻壁395和更長(zhǎng)的導(dǎo)體墻壁396包圍著填滿了介電物質(zhì)的空腔397。按照本舉例的運(yùn)作方式,沿著多加的諧振器組合391的外部導(dǎo)體流動(dòng)的電流會(huì)主要沿著最短路線流動(dòng)因此沿著更短的外部導(dǎo)體墻壁395流動(dòng)。相對(duì)應(yīng)而言,在多加的諧振器組合391的外部導(dǎo)體流動(dòng)的電流的流動(dòng)會(huì)比在多加的諧振器組合391的中心導(dǎo)體392流動(dòng)的電流少兩個(gè)四分之一波長(zhǎng)。多加的諧振器組合391再空腔397中還有內(nèi)部導(dǎo)電接地面398,位于中心導(dǎo)體392的第一部分和第二部分393和394中間。這種安排可以提供一個(gè)連接到直流電源390和徑向?qū)w357之間的頻率取消電路。多加的諧振器組合391設(shè)定將射頻能量的電壓相對(duì)QWCCR組合300的接地面發(fā)生180度轉(zhuǎn)變,這是由于更短的外部導(dǎo)體墻壁395和中心導(dǎo)體392電長(zhǎng)度差。如圖4所示,射頻功率源401隔著第一中心導(dǎo)體352和QWCCR組合300耦合,其還連接到內(nèi)燃機(jī)的缸402,其電極頭372暴露在缸402的內(nèi)燃室403中。在這個(gè)理想的舉例中,控制器404和射頻功率源401還有直流電源390聯(lián)動(dòng),用來(lái)控制電壓的輸出。控制器404可包含任何合適的可編程序控制器或其他控制儀器,或者控制儀器的組合,以來(lái)編程或通過(guò)硬件或者軟件或者一起的方式去設(shè)定來(lái)完成所描述的功能。當(dāng)?shù)入x子在第二中心導(dǎo)體354的電極頭372相鄰處被生成時(shí),控制器404引導(dǎo)射頻功率源401來(lái)使射頻能量的電壓到第一中心導(dǎo)體發(fā)生電容耦合,從而造成虛擬短路發(fā)生在第一中心導(dǎo)體351的末端362。該虛擬短路還將射頻提供的電壓和第二中心導(dǎo)體354耦合。該射頻電壓本身不足以生成等離子,并由第一功率電壓比率提供。控制器404還使直流電源390提供電壓但該電壓本身不足以生成等離子。該電壓由第二功率電壓比率提供且小于第一比率。射頻和直流電的合并的電壓是足夠生成等離子的。這導(dǎo)致等離子從中心導(dǎo)體354的電極頭372相鄰處生成。合并電壓多大由控制器404根據(jù)相對(duì)應(yīng)的內(nèi)燃室403的條件決定。在其他舉例中,控制器404可被設(shè)定出不同模式以使能在電極頭372產(chǎn)生等離子所需電壓的51%出自直流電源390。在其他舉例中,直流電提供的電壓不限于從上述的虛擬短路提供,也可以由任何存在的虛擬短路附近提供,這有利于保障直流電的高電壓盡可能減少對(duì)射頻部件的電磁駐波的干擾也可以限制射頻對(duì)直流電的干擾。在其他舉例中,直流電源390或射頻功率源401或兩者一起都可以獨(dú)自用屬于自己的控制器將電壓調(diào)整到足夠在電極頭372處生成等離子。一個(gè)或兩者都可以有主電源。主電源可以調(diào)節(jié)直流電源390和射頻功率源401各自的輸出。在不同的舉例中,控制器404可以放在直流電源390或射頻功率源401或兩者一起都可以放。同樣控制器404也可以和安裝在直流電源390或射頻功率源401的內(nèi)部構(gòu)件里。射頻功率源401和中心導(dǎo)體的耦合可以由多種方式實(shí)現(xiàn):電感耦合(如電感饋電回路),平行電容耦合(如平行板電容器),或非平行電容耦合(如將電場(chǎng)放置在非零電壓導(dǎo)體端的對(duì)立面)。該特定的耦組合式取決于耦合的方式和具體諧振空腔的結(jié)構(gòu)。在其他舉例中,射頻頻率消除諧振器組合391可以是任何一個(gè)部件、一系列部件,來(lái)隔斷射頻到達(dá)直流電源390,包含但不限于以下:一個(gè)電阻元件、一個(gè)集總電感元件、一個(gè)頻率消除電路。在一些其他舉例中,射頻頻率消除諧振器組合391可以與直流電源390放置在較近的距離,也可以放置QWCCR組合300較近的距離,也可以放置在直流電源390和QWCCR組合300之間。理想情況是讓射頻距離生成處越近越好以減少因散熱導(dǎo)致的能力損失,并在組合中使用較高的品質(zhì)因子。在其他舉例中,本公開所展現(xiàn)的技術(shù)可以適用于僅有一個(gè)QWCCR的諧振組合或者有多個(gè)的。不管數(shù)量如何,相對(duì)而言使用直流電源在虛擬短路的(高壓,低壓)的電壓結(jié)合射頻功率源的(高壓,低壓)電壓能建立一個(gè)對(duì)于生成等離子更有效的系統(tǒng),適用于多種內(nèi)燃環(huán)境并可以減少耗費(fèi)的能量和提高內(nèi)燃效率和綜合引擎效率。和使用射頻生成等離子而言,通過(guò)使用上述直流電的電壓,可以用較小的電流或能量換取很大的電力潛能。按照本發(fā)明,一個(gè)儀器可以進(jìn)一步被設(shè)定采用兩個(gè)諧振器組合在一起以生成等離子,這是通過(guò)合并射頻和直流電的電壓,如圖5所舉例的儀器500。在這個(gè)舉例中,儀器500包含第一和第二諧振器部分510和512沿著縱向軸515聯(lián)動(dòng)在一起。在繪制的舉例中,第一和第二諧振器部分510和512由共同外部導(dǎo)體墻壁結(jié)構(gòu)520定義。墻壁結(jié)構(gòu)520以軸515為中心的第一和第二圓柱狀墻壁522和524。第一墻壁522由導(dǎo)體物質(zhì)構(gòu)成并包圍以軸355為中心的第一圓柱狀空腔525。在這個(gè)舉例中,第一圓柱狀空腔525中填滿了介電質(zhì)物質(zhì)526。第一墻壁522的環(huán)形邊緣528定義第一空腔525的近端530。第二圓柱狀墻壁524的近端與空腔525的末端532相鄰。第二中心導(dǎo)體部分554有近端570與第一中心導(dǎo)體552的末端562相鄰,并沿著軸515延伸到末端572作為電極頭在末端547附近。孔579徑向延伸到第一墻壁部分522,其中有徑向?qū)w577通過(guò)射頻電線沿著軸515延伸連接到射頻功率源401。徑向?qū)w577的距離軸515更近的端頭連接到平行板電容器575,575和中心導(dǎo)體結(jié)構(gòu)550耦合。575也和內(nèi)部折疊射頻591耦合。在繪制舉例中,直流電源390通過(guò)直流電線連接到中心導(dǎo)體結(jié)構(gòu)550的近端560。內(nèi)部折疊射頻591放置在第二諧振器部分512和直流電源390中間以限制射頻電到達(dá)直流電源390。內(nèi)部折疊射頻衰減器591包括內(nèi)部中心導(dǎo)體部分592,592有近端596和末端597。內(nèi)部折疊射頻衰減器591還包括外部中心導(dǎo)體部分593和過(guò)度中心導(dǎo)體部分594以連接內(nèi)部中心導(dǎo)體部分592和外部593。外部中心導(dǎo)體部分593的近端大體和第一近端596在同一平面,末端大體和第一末端597在同一平面。在這個(gè)舉例中,過(guò)度中心導(dǎo)體594位于第一末端597附近。外部中心導(dǎo)體593包圍592。在這個(gè)舉例中,外部中心導(dǎo)體593形似圓柱狀的導(dǎo)體物質(zhì)包圍592的余下部分。592和593的縱向長(zhǎng)度大致與等于平行板電容575的縱向長(zhǎng)度。對(duì)于592和593,第一近端596到第一末端597電長(zhǎng)度大致等于一個(gè)四分之一波長(zhǎng)。第二中心導(dǎo)體554和第二圓柱狀墻壁部分524的電長(zhǎng)度都是一個(gè)四分之一波長(zhǎng)。墻壁結(jié)構(gòu)520包含了更短的外部導(dǎo)體墻壁595,其近端大體和第一近端596在同一平面。末端大體和第一末端597在同一平面。外部導(dǎo)體路線從520末端(基本和空腔545的末端547在同一平面)沿著595直到第一墻壁522的近端530。在這個(gè)舉例中,外部導(dǎo)體路線的電長(zhǎng)度有兩個(gè)四分之一波長(zhǎng)。一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)體路線從末端電極頭572到第二中心導(dǎo)體部分554的近端570,沿著過(guò)度導(dǎo)體部分594,然后沿著外部導(dǎo)體部分593的末端到近端,然后沿著593的內(nèi)部墻壁599從近端到末端,然后沿著592從末端到近端。在這個(gè)舉例中,內(nèi)部導(dǎo)體路線電長(zhǎng)度為四個(gè)四分之一波長(zhǎng),或兩個(gè)二分之一波長(zhǎng)。內(nèi)部和外部電長(zhǎng)度的差別為半個(gè)波長(zhǎng)。本結(jié)構(gòu)提供射頻控制部件連接在直流電源390和射頻提供的電壓之間。本舉例采用內(nèi)部折疊射頻衰減器591并設(shè)定將射頻能量的電壓相對(duì)QWCCR組合500的接地面發(fā)生180度轉(zhuǎn)變。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)懂得圖5的特定QWCCR組合不限于是否采用射頻衰減器591。在其他舉例中,整個(gè)QWCCR組合可以被拉伸以至于讓591放置到離末端572更遠(yuǎn)處并不在需要直接連接到平行板電容575,而是距中心導(dǎo)體的直接連接575出有一個(gè)四分之波長(zhǎng)的距離。另一種方法是,整個(gè)QWCCR可以被壓縮以使衰減器591的外部中心導(dǎo)體部分593同時(shí)縱向地延伸到平行板電容575也包圍生成等離子部分的暴露的中心導(dǎo)體。這可以通過(guò)讓過(guò)度中心導(dǎo)體594不僅在衰減器591的端頭而還在中間以至于外部中心導(dǎo)體部分593可以向兩邊都能縱向延伸。這種構(gòu)造的具體幾何形狀需要調(diào)整介電質(zhì)的參數(shù)以保證電阻對(duì)應(yīng)的上和180度消除。但這些任務(wù)都是工程中很明白的事情。在一個(gè)舉例中,本發(fā)明的QWCCR和特定提供射頻信號(hào)的組合的體積大致為火花塞106并連接到了內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃室。具體而言,該舉例在諧振器上運(yùn)用微波放大器并在振蕩器放大器組合中用諧振器作為頻率決定元件。放大器/振蕩器安裝在火花塞最上面,在模塊中有高電壓供給并有診斷功能。這種舉例可以令單獨(dú)低電壓直流電源來(lái)為模塊供電并能有定時(shí)信號(hào)。在本描述中許多詞匯可以指代一些位置,這些位置由于某些構(gòu)造以及在某些條件下,電壓部件可以被衡量為接近不存在。例如,電壓短路可以指任何一處當(dāng)電壓部件可能接近不存在。相似的詞匯也可以指其為接近零電壓,例如虛擬短路電路,虛擬短路位置,零電壓。通常所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)將虛擬短路限定在當(dāng)接近零電壓是由于駐波過(guò)零。零電壓更多是指當(dāng)除了駐波過(guò)零以外其他原因?qū)е挛恢秒妷航咏悖珉妷核p或消除。更進(jìn)一步而言,在本公開中,每一個(gè)這些詞匯都可以指電壓接近零的位置是不受定義限制的,唯一受限制取決于其背景,尤其是具體空間和所描述用到的應(yīng)用的參數(shù)。診斷考慮和用途該同軸空腔諧振器可以作為天線并可以探測(cè)燃燒環(huán)境并根據(jù)壓力、溫度、電阻和其他事項(xiàng),在生成電暈等離子之前、之中和之后的這些指標(biāo)的改變作出反應(yīng)??梢缘玫娇捎米髟\斷目的或控制目的信息并在四步循環(huán)引擎的每個(gè)階段搜集到。同樣地,這種信息也可以從二沖程引擎搜集到。讀本文應(yīng)該可以意識(shí)到各種諧振器都可以與下文介紹的系統(tǒng)的方法結(jié)合使用。為了方便描述,在此所列出具體例子指QWCCR。普通技術(shù)水平的人會(huì)意識(shí)到可以用其他諧振器取代QWCCR并也會(huì)意識(shí)到使用其他QWCCR要做出的小幅度調(diào)整。一個(gè)QWCCR可以用作上升放大設(shè)備來(lái)提升電場(chǎng)潛能。QWCCR可以暴露在除其內(nèi)部同軸環(huán)境以外的其它環(huán)境。各種因素都可能影響QWCCR的運(yùn)作和表現(xiàn),包括設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境狀況,如溫度、壓力、環(huán)境大氣成分、電容、電感和電磁輻射的效果,以及其他因素。比如,燃燒環(huán)境的小幅度改變可能導(dǎo)致電阻和共鳴頻率的測(cè)量值的改變。同樣,諧振器運(yùn)作的改變,例如頻率或供能量的變化可能影響燃燒過(guò)程。以下所描述的系統(tǒng)可以用來(lái)判斷內(nèi)燃機(jī)引擎的燃燒環(huán)境的過(guò)程和運(yùn)作狀況。檢測(cè)這些狀況的能力,如過(guò)程中的溫度和壓力、活塞位置、氣體成分和阻抗、以及等離子生成的量和次數(shù)、以及其他事項(xiàng),可以使回饋和控制行為來(lái)令各種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和程序的運(yùn)作得到最有效化和可自定義化。頻率、溫度、和壓力。一個(gè)基本物理理論結(jié)合了頻率、傳播速度和波長(zhǎng)可以擴(kuò)展到包括傳播速度對(duì)比真空中光速。同時(shí)也可以擴(kuò)展到通過(guò)不同中介的傳播。f指代運(yùn)作頻率,v為波速度,λ為波長(zhǎng),εr和εθ分別為相對(duì)電容率和真空電容率,μrandμO分別為相對(duì)電容率和真空電容率,c0是真空中光速。上述公式的模型假設(shè)真空中中介的電容率和磁導(dǎo)率是固定不隨時(shí)間改變的。針對(duì)于內(nèi)燃機(jī)是不對(duì)的,因?yàn)閴毫蜏囟葹殡S著時(shí)間和活塞在燃燒循環(huán)中缸內(nèi)運(yùn)作的不同位置而改變。電容率可以改正來(lái)包含隨時(shí)間改變的壓力和溫度。εr為計(jì)算出來(lái)的電容率,ετN是氣/汽在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的電容率,θ和P分別為過(guò)程中溫度和壓力的,θN和PN為標(biāo)準(zhǔn)的溫度和壓力。在大多數(shù)情況下,氣態(tài)燃油是不帶磁的,或者在罕見情況下是常磁性的。在兩種情況下,對(duì)μr的影響幾乎接近為1所以可以忽略不計(jì)。該隨時(shí)間改變模型可以取代進(jìn)之前的公式以參考到過(guò)程中溫度和壓力的隨著時(shí)間改變的頻率。圖6和圖7分別展現(xiàn)出溫度變化對(duì)運(yùn)作頻率(以固定壓力PN)和壓力對(duì)頻率(以固定溫度θN)。圖8展現(xiàn)在燃燒環(huán)境的預(yù)計(jì)運(yùn)作環(huán)境中一個(gè)表面的溫度對(duì)壓力,對(duì)頻率。這些點(diǎn)列用εrN=1.000576(氮?dú)庹羝碾娙萋剩瑤щ娍諝庵械闹饕煞?和壓力范圍是根據(jù)當(dāng)壓縮比為γ=1.3。按照這個(gè)圖,可以看出溫度和壓力的直接持續(xù)的關(guān)系。一副數(shù)據(jù)表中的信息,如初始狀況,可以用來(lái)追蹤整個(gè)運(yùn)作范圍的燃燒過(guò)程。頻率和功率當(dāng)作為電壓提升設(shè)備時(shí),該QWCCR可以用一個(gè)特別的調(diào)制的射頻輸入信號(hào)在諧振器空腔中產(chǎn)生駐波。一個(gè)理想的臨界匹配的諧振器,當(dāng)反射和入射阻抗相等時(shí),反射系數(shù)為0。在其他情況下,會(huì)有一定比例的入射信號(hào)被反射為失配。當(dāng)r是反射系數(shù),VR和V1分別是反射和入射信號(hào)的電壓,zR和zI分別是反射和入射信號(hào)的阻抗。該QWCCR和其他諧振器空腔的阻抗取決于據(jù)電阻、電感和電容。每一項(xiàng)對(duì)比其他項(xiàng)的相對(duì)大小會(huì)取決負(fù)載為電感性、電容性還是純電阻性。當(dāng)Xc和XL分別為電感器和電容器,ω為角頻率,f為工作頻率,L和C分別為空腔的電感性和電容性。部件也可以進(jìn)一步擴(kuò)展來(lái)包括可以影響QWCCR的其他特性的貢獻(xiàn)或效果,如材料、操作或環(huán)境特性。這些部件的阻抗可以包括電阻(R),電感(XL)和電容(Xc)。R(ρ,α,θ)=R0(ρ)·[1+α(θ(t)-θ0)]R和R0分別為計(jì)算得電阻和標(biāo)準(zhǔn)電阻。ρ為材料特定電阻,α為材料特定電阻系數(shù),θ和θ0分別為過(guò)程溫度和標(biāo)準(zhǔn)溫度。XL(θ,P,t)=ωL=2πf(θ,P,t)L(t)當(dāng)Xc和XL分別為電感器和電容器,ω為角頻率,f為工作頻率,L和C分別為空腔的電感性和電容性。而且,電暈等離子的產(chǎn)生可能影響QWCCR的電磁性質(zhì)。諧振頻率fr也依賴等離子生成,PF,,以及fr(0,P,t,PF)和Z(p,a,0,P,t,PF))。一種解讀反射和入射阻抗的差是靠觀察回流損失。回流損失描述了信號(hào)反射的幅度(以dB為單位)。在其中,回流損失為0dB意味著所有信號(hào)被反射,回流損失為-00dB意味沒有信號(hào)反射。回流損失=20logF適合測(cè)量回流損失的設(shè)備無(wú)法區(qū)分-60dR以下的信號(hào)。為方便描述,這視為從測(cè)量?jī)x器中得出的最小回流損失。測(cè)量反射阻抗對(duì)入射阻抗的比例是駐波比例(SWR),或測(cè)量反射電壓對(duì)入射電壓的比例是電壓駐波比例(VSWR)。SWR和VSWR分別是駐波比例和電壓駐波比例,F(xiàn)是反射系數(shù),p是反射系數(shù)的幅度。SWR和VSWR在理想匹配的諧振器范圍是(SWR=1∶1),一個(gè)完美不匹配的諧振器是(SWR=1∶∞)。圖9顯示了正?;瓷渥杩沟姆瓷湎禂?shù)、回流損失、和駐波比例的點(diǎn)列圖。通過(guò)取代,可以找到SWR所依賴的。SWR和VSWR忽略任何阻抗的相位(P)??梢约尤敫袘?yīng)器來(lái)感應(yīng)狀況變化和搜集額外信息來(lái)描述諧振器的電感性或電容性。這些依賴可以改變QWCCR點(diǎn)火器的功率和改變一些運(yùn)作狀況。有些依賴在設(shè)計(jì)中被改變,有的在運(yùn)作過(guò)程中被改變。表格1顯示了每一個(gè)依賴影響特性。表格1QWCCR的設(shè)計(jì)和運(yùn)作特性SWR和VSWR的值可以通過(guò)現(xiàn)有設(shè)備得出和記錄。使QWCCR得到足夠的能量并產(chǎn)生電暈等離子所需要的功率根據(jù)輸入的功率(如,前向功率,Pf)以及諧振器中耦合的質(zhì)量(如SWR)。因?yàn)楣β逝c電壓的平方有關(guān),以下公式可以用來(lái)預(yù)測(cè)反射的功率Pr。SWR(fo)為在運(yùn)作頻率fo的駐波比例。Pr和Pf在運(yùn)作頻率fo分別是隨時(shí)間變動(dòng)的反射和直向功率。通過(guò)測(cè)量、調(diào)整、和糾正進(jìn)入這個(gè)多項(xiàng)輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù),可以得出一個(gè)回饋和控制方案來(lái)運(yùn)作內(nèi)燃機(jī)引擎的點(diǎn)火系統(tǒng)并使其運(yùn)作效率最大化。更重要的是,這些改變可以作為活塞在每個(gè)循環(huán)和不同位置在氣缸中的運(yùn)作的質(zhì)量、燃燒狀況和變化的指向標(biāo)。回饋和控制上述指明的是控制內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程中的過(guò)程和運(yùn)作特性。利用這個(gè)數(shù)據(jù),可以設(shè)計(jì)出一個(gè)回饋控制方案以試圖讓該系統(tǒng)的表現(xiàn)和輸出最大化。美國(guó)專利5,361,737,在此作為合并參考,公開一種系統(tǒng),其點(diǎn)火由QWCCR控制,由放大器提供功率,信號(hào)來(lái)自射頻源。QWCCR的諧振由能量/功率整形器,如美國(guó)專利7,721,697所公開,在此作為合并參考。在圖10和圖11顯示??刂品桨杆狈Φ氖腔仞伈考?,可以根據(jù)燃燒環(huán)境的每個(gè)循環(huán)的變化控制QWCCR的運(yùn)作和表現(xiàn)。如上述,有多個(gè)情況可以影響到QWCCR的諧振和運(yùn)作頻率以及其效率。回饋控制系統(tǒng)可以利用燃燒環(huán)境的信息和電子點(diǎn)火控制來(lái)制造燃燒過(guò)程回饋信息。信息可以用來(lái)增加點(diǎn)火信息,因?yàn)樯婕暗近c(diǎn)火控制的狀態(tài)和燃燒環(huán)境的每個(gè)循環(huán)的變動(dòng)。這些可以連接到運(yùn)作回饋元素,即包括了射頻放大器的狀態(tài)和范圍(如前向或反射功率,SWR/VSWR,定時(shí)等)然后信息會(huì)傳入回“電子點(diǎn)火控制”并且用在下一個(gè)氣缸點(diǎn)火循環(huán)?;仞伔桨甘褂蒙鲜龅男畔⒉⑦€包括關(guān)于高電壓直流電源的信息。高壓電源控制可控制QWCCR提供直流電的定時(shí)和量。高壓電源回饋能提供關(guān)于根據(jù)使用的直流電量判斷有沒有生成電暈等離子(具體檢測(cè)電壓和電流)。該信息也傳入“運(yùn)作回饋元素”來(lái)為“電子點(diǎn)火控制”提供進(jìn)一步的信息。在功率源以外,也可以讓耦合圈、傳播線、循環(huán)器、電熱偶、壓力傳感器等的可測(cè)量數(shù)據(jù)作為回饋元素傳入“燃燒過(guò)程回饋”或“運(yùn)作回饋控制”。電子控制單元(ECU)在這個(gè)分析中重點(diǎn)在于QWCCR以及可使用回饋數(shù)據(jù)來(lái)處理和提升點(diǎn)火控制。同樣重要的是,在未來(lái)發(fā)展和使用點(diǎn)火控制引擎中,對(duì)于引擎環(huán)境的完全控制,即從進(jìn)入氣缸的空氣和燃油,到二者的混合,最終再到對(duì)待燃燒所產(chǎn)生的擴(kuò)張物。在本發(fā)明中以及導(dǎo)致本發(fā)明產(chǎn)生的以前發(fā)明中有兩個(gè)關(guān)鍵元素。這兩個(gè)元素至今無(wú)法在技術(shù)上獲得但一直在發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)屆被廣泛討論到。第一是缸內(nèi)感應(yīng)器,可用來(lái)診斷燃燒過(guò)程的每個(gè)循環(huán),這里的QWCCR就可以提供該功能。大多診斷能力的最初值受限于化學(xué)計(jì)量空燃比狀況。該限制基本說(shuō)的是如果給了合適量燃料的氧氣和合適的時(shí)間,所有燃料都可以被用盡。在現(xiàn)有引擎點(diǎn)火環(huán)境下,目得是最可能地接近這個(gè)完美的比例。如果混合物太富油則浪費(fèi)燃料并增加額外的排氣(增加油耗),混合物太貧油則導(dǎo)致點(diǎn)火差,甚至導(dǎo)致氣缸失火。處理這些貧油混合物需要本文所述那樣的靈活的點(diǎn)火控制系統(tǒng)。需要一個(gè)系統(tǒng)可以來(lái)檢測(cè)并改變?cè)邳c(diǎn)火源處傳送的能力、形態(tài)和時(shí)機(jī),目前的科技是做不到的。第二個(gè)優(yōu)勢(shì)來(lái)源于第一個(gè)。因各本科技可以不受化學(xué)計(jì)量的限制來(lái)有效地燃燒空燃比,那么根據(jù)駕駛環(huán)境需求改變或調(diào)節(jié)燃料、空氣的輸入的功能就變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在停車或勻速過(guò)程中可以大幅度節(jié)省燃料的使用,并且不犧牲需要功率時(shí)可以提供的功率。在駕駛過(guò)程中很大的部分時(shí)間,大的引擎可以在耗油方面看起來(lái)像小的,同時(shí)還具備當(dāng)需要發(fā)力時(shí)所需要的功率。兩個(gè)元素的結(jié)合允許ECU可以真正意義上成為一種能夠感應(yīng)司機(jī)需求的引擎控制單元并在氣缸的每個(gè)循環(huán)提供的正確量的燃油和空氣。它可以改變點(diǎn)火系統(tǒng)的能量和傳輸來(lái)使傳播的功率最大化并且意味著污染控制能夠進(jìn)入下個(gè)階段,這種能力目前我們還沒有見到被人使用到。研究表明氣缸空腔大小的變化,活塞的正常往復(fù)運(yùn)動(dòng),會(huì)影響到QWCCR可測(cè)得電力特性。盡管對(duì)于廉價(jià)的引擎,這意味可以除掉曲軸角度傳感器,但更難打敗對(duì)于更高級(jí)的引擎使用的簡(jiǎn)單的電流傳感器。重要的是在控制環(huán)境中的燃燒體積的任何大小、形狀、大氣環(huán)境都具有影響力?;钊乃谖恢玫闹R(shí)作為背景和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量其他特性。因此,每一點(diǎn)活塞位置的變化,結(jié)合空氣、燃料的注入以及點(diǎn)火過(guò)程,都以此為背景,并且可以從混合物中去掉,因?yàn)檫@是應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)。這一切意味著如果每個(gè)氣缸都好好地被安裝,則在每個(gè)活塞位置并且在每次氣缸環(huán)境發(fā)生變化時(shí)(壓力、溫度變化,增加燃料和空氣),包括在燃燒過(guò)程中,會(huì)有可測(cè)量指標(biāo)用來(lái)調(diào)節(jié)下一個(gè)氣缸循環(huán)。如果感應(yīng)器反應(yīng)足夠快的話,調(diào)節(jié)甚至可以在本循環(huán)就發(fā)生,當(dāng)然前提是有能夠及時(shí)可以改變空燃注射比例(顯然幾乎不可能),同樣前提還有點(diǎn)火源要反應(yīng)足夠快(我們的可以)?;旧螿WCCR除了能夠改變調(diào)節(jié)點(diǎn)火還可以做為完整的一套感應(yīng)器。因?yàn)槠淙蝿?wù)循環(huán)顯著地快于活塞的運(yùn)動(dòng),因此有潛力來(lái)即時(shí)地持續(xù)調(diào)節(jié)氣缸環(huán)境和燃燒過(guò)程。這是引擎行業(yè)一直想達(dá)到的最終目標(biāo)。通過(guò)QWCCR,不僅能實(shí)現(xiàn)想要可以讀取靈活的燃燒過(guò)程,還能達(dá)到想要能夠在這靈活過(guò)程中做出改變。目前明顯我們不知道每一個(gè)燃燒過(guò)程中變數(shù)的具體值,也不知道每個(gè)引擎的設(shè)計(jì)和適用方法。但現(xiàn)階段并不需要知道這些?,F(xiàn)在只需要知道我們可以測(cè)量出這些即時(shí)變化。一旦我們從各個(gè)引擎公司得到了數(shù)據(jù),我們就可以生成查詢表或者必要公式來(lái)進(jìn)行整個(gè)過(guò)程的操作。出于這個(gè)原因,沒有給出具體值。在不同適用情況下這些值會(huì)有所區(qū)別。過(guò)去一百年來(lái)現(xiàn)實(shí)就是這個(gè)情況。該QWCCR現(xiàn)在能給人們一個(gè)更先進(jìn)的點(diǎn)火過(guò)程和診斷能力以來(lái)不斷地提升動(dòng)力系統(tǒng)的效率。描述如上述討論到的,燃燒環(huán)境狀況(溫度、壓力、大氣成分等)和等離子點(diǎn)火設(shè)備的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(電容性、電感性、電磁特征等)會(huì)成為影響運(yùn)作和表現(xiàn)的因素。所有這些依賴因素會(huì)改變等離子點(diǎn)火器的輸出,改變運(yùn)作狀況。圖2顯示了每個(gè)依賴針對(duì)哪個(gè)特性(過(guò)程或運(yùn)作)。表格2-QWCCR的設(shè)計(jì)和運(yùn)作特性介紹了一些基本特性后,接下來(lái)介紹系統(tǒng)在四沖程燃燒過(guò)程中介紹系統(tǒng)具體在每個(gè)階段如何工作。下面圖表格3顯示四沖程引擎吸氣、壓縮、功率和排放階段以及點(diǎn)火過(guò)程中的過(guò)程和運(yùn)作特性的反應(yīng)。這個(gè)過(guò)程和二沖程和轉(zhuǎn)子引擎的過(guò)程有所區(qū)別,但燃燒過(guò)程基本一樣。表格3過(guò)程特性溫度大量增加增加無(wú)法測(cè)量大量減少減少壓力大量增加增加無(wú)法測(cè)量大量減少小量運(yùn)作特性本例子并不能闡釋諧振器在任何燃燒環(huán)境下的不同狀況中會(huì)有什么反應(yīng)。本例子則是作為提綱,引導(dǎo)了過(guò)程和運(yùn)作特性以及回饋過(guò)程之間互動(dòng)關(guān)系。提出的微波等離子諧振器可以用作點(diǎn)火裝置,因?yàn)槟軌蛟黾与妷喝缓笮纬呻姇灥壤?,也可作為感?yīng)設(shè)備,因?yàn)槠浔举|(zhì)的諧振結(jié)構(gòu)。但是因?yàn)榈入x子存在于封閉的可燃燒的環(huán)境中,其可能干擾諧振的電磁特性,所以諧振器在同一時(shí)間內(nèi)只能作為點(diǎn)火設(shè)備或感應(yīng)設(shè)備。因此上述表格會(huì)有“不可測(cè)量”寫在里面。諧振器可以從感應(yīng)設(shè)備在萬(wàn)分之一秒內(nèi)轉(zhuǎn)換為點(diǎn)火設(shè)備。應(yīng)該提出比較理想還是讓QWCCR只作為感應(yīng)設(shè)備或者點(diǎn)火設(shè)備。這不意味點(diǎn)火過(guò)程中就沒有可測(cè)量的數(shù)據(jù)。問題在于點(diǎn)火行為可能對(duì)于感應(yīng)功能過(guò)于強(qiáng)大以至于信息的價(jià)值會(huì)下降。我們認(rèn)為極有可能的是每一次點(diǎn)火器點(diǎn)火我們會(huì)得到一個(gè)不同的一串?dāng)?shù)據(jù)來(lái)闡釋點(diǎn)火過(guò)程的效率。在此提出這是本科技中開發(fā)性質(zhì)的一個(gè)層面。而且,本表格所列的在燃燒過(guò)程中的特性和反應(yīng)可以也會(huì)進(jìn)一步地?cái)U(kuò)展到加入一個(gè)回饋和控制方案,這就能提高這種內(nèi)燃過(guò)程中的效率和輸出。本公開所列出的特性以及其在燃燒過(guò)程中的反應(yīng),可以用來(lái)診斷過(guò)程、系統(tǒng)特性和氣缸內(nèi)狀況。目前傳統(tǒng)的直流電火花塞點(diǎn)燃系統(tǒng)不具備這種功能。四沖程引擎的QWCCR的感應(yīng)和點(diǎn)火定時(shí)通過(guò)擁有燃燒氣缸、缸內(nèi)帶有活塞、有入氣閥門和排氣閥們的內(nèi)燃機(jī)引擎為例對(duì)四沖程燃燒過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)短討論。這樣的內(nèi)燃機(jī)引擎可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車,如轎車、卡車或者其他汽車或運(yùn)輸車。燃燒循環(huán)包括:(1)最初位置,(2)進(jìn)氣沖程,(3)壓縮沖程,(4)點(diǎn)火,(5)動(dòng)力沖程,和(6)排氣沖程。在最初位置,活塞就在其最初位置為,位于上死點(diǎn)(TDC)。沒有燃料和壓縮。曲軸位置傳感器和QWCCR會(huì)測(cè)到活塞位于上死點(diǎn)。在進(jìn)氣沖成時(shí),活塞從上死點(diǎn)移動(dòng)到下死點(diǎn)(BDC),進(jìn)氣閥門打開吸入新鮮的帶有氧氣的空氣以來(lái)燃燒。這個(gè)沖程受到環(huán)境帶來(lái)的環(huán)境壓力和溫度導(dǎo)致壓力和溫度發(fā)生變化。這個(gè)變化會(huì)影響QWCCR的抗阻性從,而導(dǎo)致通過(guò)駐波比(SWR)和反射射頻功率的量進(jìn)行數(shù)量上的測(cè)量。在壓縮沖程時(shí),進(jìn)氣閥門關(guān)閉,活塞向上移動(dòng)到上死點(diǎn)。這個(gè)壓縮改變氣缸內(nèi)空氣的密度,進(jìn)而改變QWCCR的阻抗。這個(gè)變化能通過(guò)QWCCR的駐波比的變化感應(yīng)到。隨著氣缸從下死點(diǎn)移動(dòng)到上死點(diǎn)的一半時(shí),燃料注射器注射壓縮霧化燃料到內(nèi)燃室。增加的燃料也會(huì)改變氣缸內(nèi)的密度和阻抗,這個(gè)變化能通過(guò)QWCCR檢測(cè)到。QWCCR通過(guò)阻抗的功能可以監(jiān)測(cè)壓力、溫度和其他運(yùn)作特性的變化。測(cè)量的阻抗取決于駐波比、反射射頻功率和直流電源的特性。燃燒過(guò)程的三個(gè)階段可以稱為QWCCR可測(cè)量的幾個(gè)區(qū)域。QWCCR可以在活塞還距離上死點(diǎn)有少許距離時(shí)就點(diǎn)燃空燃混合物。在這個(gè)例子中,燃料的燃燒是個(gè)級(jí)聯(lián)反應(yīng),并且為了能在下個(gè)階段達(dá)到最大,點(diǎn)火要提早進(jìn)行。點(diǎn)火階段是第二個(gè)QWCCR可測(cè)量的區(qū)域。QWCCR作為感應(yīng)器所測(cè)出的結(jié)果會(huì)與前個(gè)區(qū)域有差別,因?yàn)樯漕l等離子會(huì)嚴(yán)重的干擾駐波比和其他測(cè)量數(shù)據(jù)。而且,該測(cè)量會(huì)在活塞進(jìn)行壓縮并且有霧化燃料在場(chǎng),這時(shí)氣缸也接近最大溫度和壓力??杖蓟旌衔锏狞c(diǎn)燃導(dǎo)致活塞向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)下死點(diǎn)并把燃料的能量轉(zhuǎn)為機(jī)械能量。通常稱之為動(dòng)力沖程,大部分動(dòng)能在這個(gè)時(shí)間被傳播?;钊俅螐南滤傈c(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上死點(diǎn),這次排氣閥門打開。排氣沖程將所有排氣從氣缸中排出,令整個(gè)過(guò)程可以重新開始。點(diǎn)燃階段是QWCCR測(cè)量的第三個(gè)區(qū)域。這個(gè)區(qū)域與第一個(gè)比較相似,但區(qū)別在于現(xiàn)在氣缸中有燃燒殘留的部分。而且,由于排放過(guò)程將排放物排入排放系統(tǒng),所以壓力和溫度對(duì)于阻抗的影響會(huì)更小。這個(gè)區(qū)域和第一區(qū)域的阻抗差異可以用來(lái)指導(dǎo)排放系統(tǒng)接下來(lái)如何處理剩下的排氣和未用到的燃料。二沖程對(duì)比四沖程引擎二沖程引擎,也叫做二循環(huán)引擎,和四沖程引擎不同。不同之處在于沖程的數(shù)量只有一半(或者每個(gè)循環(huán)有兩倍的點(diǎn)火數(shù)量)。為了達(dá)到這個(gè),四沖程的階段(2)和階段(5)在二沖程引擎中合并到一起。同樣,四沖程引擎的階段(3)和階段(6)在二沖程引擎合并到一起,活塞的運(yùn)動(dòng)和額外的儲(chǔ)液腔用來(lái)吸入和排氣。駐波比和測(cè)量方法的描述在射頻系統(tǒng)中,駐波比可以用于測(cè)量射頻從功率源通過(guò)傳送中介傳播到最終目的地(稱謂負(fù)載)的效率。駐波比通常和天線系統(tǒng)(傳出或接收)相關(guān),因?yàn)镼WCCR可以作射頻發(fā)射,這些理論也適用在這里。之所以可以用這種測(cè)量方法是因?yàn)樘炀€的阻抗不能直接在運(yùn)行時(shí)測(cè)量出來(lái)。反而是通過(guò)直列駐波表來(lái)測(cè)量負(fù)載輸入或被反射的駐波比。發(fā)射器通常被調(diào)解以適用某些狀況。通常50歐姆和75歐姆是阻抗匹配的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)電子通過(guò)中介被傳播,它們喜歡沿著最少阻力和受最少改變的路線移動(dòng)。如果能量源,傳播路線和負(fù)載全部鏈接到50歐姆的阻抗,則不會(huì)有反射電子(能量)。改變能夠造成反射。駐波比測(cè)量這種反射,并可以被用作判斷阻抗改變了多少的工具。繪圖中舉的例子本權(quán)利要求能包括到的眾多例子中一部分。本發(fā)明更多的例子可能進(jìn)一步用到上述描述到現(xiàn)有技術(shù)例子的一種或多種方能達(dá)到更多可以利用本發(fā)明的應(yīng)用。申請(qǐng)人意圖本專利的限制只受權(quán)利要求所限。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 
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