[发明专利]一种点火器及适用该点火器的发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种点火器，尤其涉及一种通过高频电晕放电点燃燃料-气体混合物的点火器，本发明还涉及一种适用于该点火器的发动机。

背景技术

专利文件WO 2004/063560 A1公开了如何通过燃烧室中的电晕放电点燃内燃机的燃烧室中的燃料-气体混合物的方法。为了达到这一目的，点火电极通过电绝缘的方式穿过燃烧室的其中一个外壁到达燃烧室内部，该外壁处于地电势，作为优选，该电极与燃烧室中的活塞相对。点火电极与处于地电势的燃烧室的外壁作为一对电极形成电容。点火电极的外侧包裹绝缘体，燃烧室的内部空间充当电介质的作用。依赖于燃烧室内活塞的循环，燃烧室中含有空气或者燃料-空气的混合物或者废气。

电容是构成谐振电路必须的一个部件，其通过例如由变压器的中间抽头产生的高频电压充电。变压器与一开关装置相接，该开关装置用于在变压器的两个由中间抽头连接的一次绕组侧轮流提供一预设定的直流电压。该变压器的二次绕组侧供电给一串联谐振电路，由点火电极及燃烧室外壁组成的电容设置在该谐振电路中。用于给谐振电路供电的交变电压的频率通过一方法控制，即使其尽可能的接近谐振电路的谐振频率。其结果是在装有点火电极的燃烧室的外壁和点火电极间的电压将过冲。谐振频率的范围通常在30 KHz到3 MHz间，且在点火电极端的交变电压值达到50 kV到500 kV。

通过此方法，可在燃烧室中产生一高频的电晕放电。一方面来说，电晕放电不能转变成为电弧放电或者火花放电。由此可确保在点火电极和接地的燃烧室间的电压保持在可引起完全击穿的电压之下。另一方面，电晕放电发生在伸入燃烧室中的点火电极的末端环境下，应该会释放最大量的可能的放电，从而为燃料气体混合物创造适宜的点火环境。现有技术多为在一个低于击穿电压的尽可能小的电压环境下产生高频电晕放电。

发明内容

本发明的目的是提供一种上述所提到类型的点火器，采用此种点火器能够形成优于现有技术的点火条件。

本发明的主题为具有权利要求所述特征的点火器，还涉及安装本发明所介绍的点火器的发动机。

本发明所述的点火器用于在燃烧室中，特别是在具有一个或者多个燃烧室的内燃机中通过产生高频电晕放电来点燃燃料-气体混合物，该点火器包括一点火电极、环绕点火电极具有一前端和一后端的外部导体，且在点火电极和外部导体间设有一电绝缘体。点火电极和外部导体通过绝缘体相互连接。点火电极为高频谐振电路的一部分，且与用于向高频谐振电路供电的交流电流源或者交流电压源相连，分别用于传递高频电流或者高频电压。该点火电极的一端，下文指其前端，从外部导体的前端伸出。点火电极的前端具有多于四个向远离外部导体的方向伸展的电极分支，各电极分支向不同方向伸展，任意两个电极分支的电极末端彼此最大限度的分开。任两个相邻的电极分支的指向其电极末端的延伸方向间的立体角足够大，以使通过高频放电产生以及从电极分支产生的带电载体云至多在带电载体云的边缘区域上发生重叠。

作为本发明技术方案的进一步改进，两相邻的带电载体云的重叠对于带电载体云中的电荷的影响不超过百分之十。

该发明具有以下有益效果：

可同时产生多个带电载体云，相对现有技术多个带电载体云可填充更大的区域，从而极大地改善对燃料-气体混合燃料的点火状态。

由于本发明中设置了电极分支的电极末端并且它们的定位方式为带电载体云至多只在其边缘区域发生重叠，它们彼此不会相互减弱，而是能够实现燃料最佳的点火及范围更大、污染更低的燃烧。

本发明可用于点火，特别是燃料-气体混合物的点火，并且使用时发动机的燃料消耗非常低中。

电极分支的电极末端以均匀的角距离环绕中心电极的纵轴安装，由此可使得各电极末端的电晕放电同时发生，并且在燃烧室中占据尽可能大的空间。

中心电极和外部导体最好具有一共同的纵向中心线，特别是一条直的纵轴，使得中心电极与外部导体彼此同轴装配。通过此装配方式，电极分支可向远离外部导体同时远离中心电极的方向分支至多个方向。从而得到放电范围更大的电晕放电。

用于产生高频电晕放电的电压需保持至尽可能小，电极分支需指向电极末端且终止于电极末端。同时，电极分支的电极末端也不能变的太热，为了冷却电极分支，电极分支的横截面的面积从其电极末端开始沿点火电极的纵向中心线逐渐增大。

作为本发明技术方案的改进，点火电极上设有一与外部导体共轴延伸的部件。下文中该部件是指中心电极，并且其具有一前端，在该前端安装一单独制造的导电头部件，所述电极分支从该部件引出。由此可获得一些额外的有益效果：