[发明专利]点火器

说明书

优先权声明

[0001]本申请要求2007年5月2日提交的、序列号为60/915,668美国专利申请的权益，在此以引用方式将其内容并入本文。

技术领域

[0002]本发明的示例性实施例涉及内燃机的火花塞或点火器，更具体地是涉及在柴油机中启动燃烧、促进燃烧控制且燃尽烟灰沉积物的火花塞/点火器。

背景技术

[0003]烟灰是内燃机(即，柴油机)中燃料不完全燃烧的常见副产物。具体地，传统燃料由碳氢化合物组成，其在经过完全燃烧后产生了仅有二氧化碳和水的副产物。然而，在内燃机中通常并不发生完全燃烧，因为没有任何已知的发动机是完全有效的。另外，完全燃烧会要求稀燃料-空气混合物，而典型的发动机条件要求富燃料-空气混合物来产生所需的效果。

[0004]此外，排放规章规定了使用新的发动机燃烧循环，例如柴油机的均质充量压燃(HCCI)和废气处理系统。这些新的燃烧循环需要新的燃烧感测和控制方法。在还具有一定发动机负载条件的情况下更多传统燃烧循环仍工作得最好。对于这些条件，火花辅助是控制燃烧过程的一种手段。这种独特的在缸内结合燃烧感测和燃烧启动的需求能够由火花塞支持，所述火花塞设计成在更高压力柴油机气缸环境中作为点火器很好地工作，还作为离子传感器为了燃烧反馈和控制很好地工作。在其他方面，对于废气处理，主动再生颗粒过滤器需要更好的方法。颗粒过滤器主动再生的一种方法是提供自载燃烧器系统来为废气增加热能以启动颗粒过滤器的再生循环。此燃烧器系统要求能够在腐蚀和湍流的柴油机废气环境中存在的可靠点火器。

[0005]另外，烟灰典型地在柴油机中以在汽油机中以更高的速度积累，因为燃料注入与点燃的方式不同。具体地，在汽油机中，燃料在进气冲程期间注入，并在被火花点燃之前完全与空气混合。相反地，在柴油机中，燃料在压缩冲程期间注入，并由压力自然点燃。在这方面，燃烧发生在未混合燃料的边界，在此处，富燃料-空气混合物的局部囊(pockets)被点燃，由此产生烟灰。

[0006]烟灰沉积物会积累在传统火花塞的绝缘体尖端上。绝缘体尖端的暴露表面典型地位于未混合燃料的边界处或附近。而且，绝缘体尖端的暴露表面不是典型地位于侧电极和中心电极之间的火花隙中或周围。具体地，典型的火花塞包括延伸经过绝缘体尖端的中心电极和延伸经过中心电极的侧电极。为此，烟灰会积累在绝缘体尖端上而不被燃尽。

[0007]因此，需要提供一种火花塞/点火器设计，其对于高气缸压力比传统火花塞设计更稳健，抵抗燃烧室或废气的腐蚀影响，并防止烟灰聚积。

发明内容

[0008]本发明的示例性实施例提供了一种点火器，其构造成通过应用高能量表面火花而保持可操作性，同时还提供了燃烧感测功能。

[0009]根据本发明的非限制性示例性实施例，提供了点火器，所述点火器包括：中心电极；置于中心电极周围的绝缘体；置于绝缘体周围的接地屏蔽，绝缘体具有延伸经过接地屏蔽端部部分的尖端部分，中心电极的尖端部分延伸经过并远离绝缘体的尖端部分；以及置于中心电极的尖端部分和接地屏蔽端部部分之间的火花隙。

[0010]根据本发明的另一个非限制性示例性实施例，提供了内燃机的点火器，所述点火器包括：中心电极；置于中心电极周围的绝缘体；置于绝缘体周围的接地屏蔽，绝缘体具有延伸经过接地屏蔽端部部分的尖端部分，中心电极的尖端部分延伸经过并远离绝缘体的尖端部分；置于绝缘体一部分和接地屏蔽一部分上的外壳部分，外壳部分具有马达座部分，其布置成接近所述接地屏蔽的由外壳部分覆盖的部分；形成在外壳部分中的螺纹部分，螺纹部分位于马达座部分之上；以及置于中心电极的尖端部分和接地屏蔽端部部分之间的火花隙。

[0011]根据本发明的另一个非限制性示例性实施例，提供了内燃机的燃烧控制系统，所述系统包括：中心电极；置于中心电极周围的绝缘体；置于绝缘体周围的接地屏蔽，绝缘体具有延伸经过接地屏蔽端部部分的尖端部分，中心电极的尖端部分延伸经过并远离绝缘体的尖端部分；置于中心电极的尖端部分周围的离子感测部分；置于离子感测部分的外周和接地屏蔽端部部分之间的火花隙；以及联接到中心电极的电子控制单元，所述电子控制单元构造成经由中心电极从离子感测部分接收信号并向离子感测部分传送信号，其中一些信号代表位于离子感测部分附近的离子。

[0012]本领域技术人员将从随后的详细描述，附图和所附权利要求认识并理解上述和其他特征和优点。

附图说明