[发明专利]包括温度控制结构的电晕点火器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请为2011年4月13日提交的第13/085,991号美国专利申请的部分继续申请，其要求2010年4月13日提交的第61/323,458号临时申请以及2011年1月13日提交的第61/432,501号临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入此处。本申请还要求2011年8月19日提交的第61/525,379号美国临时申请的权益，其全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明主要涉及一种电晕点火器，其用于发射一射频电场，以电离燃料-空气混合物并提供一电晕放电，尤其涉及在运行过程中控制该电晕点火器的温度。

背景技术

电晕放电点火系统的电晕点火器从电源接收电压，并发射形成电晕的电场，以电离内燃机的燃料和空气的混合物。该点火器包括一从电极终端纵向延伸至电极点火端的中心电极。一绝缘体沿该中心电极设置，且一壳体沿该绝缘体设置。

该电极终端从电源接收电压，且该电极点火端发射形成电晕的电场。该电场包括形成电晕的至少一个电子流，并且通常包括多个电子流。该电晕点火器并不包括任何接近电极点火端的接地电极元件。而是，空气和燃料的混合物沿电极点火端所产生的高电场的全长点燃。发明人莱高斯基（Lykowski）等发明的专利号为2010/0083942的美国专利公开了一种电晕点火器的示例。

在内燃机应用中，电晕点火器的温度，尤其是点火端处的温度会影响点火性能。现有技术的电晕点火器常常在点火端处达到不良的温度，例如高于950℃的温度。如此高的温度很可能使点火质量降低。该电晕点火器的耐久性会降低，或者会引起其他燃烧问题。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种电晕点火器，其用于提供电晕放电。该电晕点火器包括一中心电极，其从一电极终端纵向延伸至一电极点火端。该中心电极包括一被覆层材料围绕的型芯材料。中心电极的每种材料分别具有一导热系数，且型芯材料的导热系数大于覆层材料的导热系数。一由电绝缘材料制成的绝缘体围绕中心电极设置。一由导电材料制成的壳体围绕绝缘体设置。在这个实施例中，中心电极的型芯材料设置在电极终端处。

本发明的另一个方面提供了一种电晕点火器，其包括一中心电极，该中心电极具有一从电极终端纵向延伸至电极点火端的电极长度。中心电极包括一被覆层材料围绕的型芯材料，其中，中心电极的每种材料分别具有一导热系数，且型芯材料的导热系数大于覆层材料的导热系数。中心电极的型芯材料具有一在电极终端与电极点火端之间纵向延伸的型芯长度。该电晕点火器还包括一由电绝缘材料制成的绝缘体，其围绕中心电极设置，并从一绝缘体上端纵向延伸至一绝缘体管口端。一由导电材料制成的壳体围绕绝缘体设置。型芯材料的型芯长度等于中心电极的电极长度的至少90%，且型芯材料的型芯长度的至少97%被绝缘体围绕。

本发明的又另一个方面提供了一种电晕点火器，其包括一中心电极，该中心电极从一电极终端纵向延伸至一电极点火端。中心电极包括一被覆层材料围绕的型芯材料。每种材料分别具有一导热系数，且型芯材料的导热系数大于覆层材料的导热系数。一由电绝缘材料制成的绝缘体围绕中心电极设置，且一由导电材料制成的壳体围绕绝缘体设置。绝缘体具有一面向壳体的绝缘体外表面以及一面向中心电极的绝缘体内表面。绝缘体外表面与绝缘体内表面之间形成一绝缘体厚度。中心电极的覆层材料具有一面向绝缘体内表面的覆层外表面以及一面向型芯材料的覆层内表面。覆层外表面与覆层内表面之间形成一覆层厚度。中心电极的型芯材料具有一面向覆层内表面的型芯外表面，且该型芯外表面具有一型芯直径。覆层厚度等于绝缘体厚度的至少5%，型芯直径等于绝缘体厚度的至少30%。

与现有技术的几何结构未改进的且不带有覆层材料和型芯材料的电晕点火器相比，本电晕点火器的包括具有高导热系数的型芯材料的中心电极与绝缘体和中心电极的几何结构共同作用，降低了该电晕点火器的点火端处的工作温度。测试结果表明本发明的电晕点火器的电极点火端处的工作温度大约可以比现有技术的电晕点火器的电极点火端处的工作温度低100℃或更多。该测试结果还表明本发明的电晕点火器的绝缘体管口端的工作温度同样可以明显地低于现有技术的温度。

附图说明

请参阅下述详细说明并结合附图进行考虑，本发明的其它优点将更加容易领会和理解，其中：

图1是根据本发明的一个方面的电晕点火器的剖视图；

图1A是图1的电晕点火器的局部放大视图；

图2是根据本发明的另一个方面的电晕点火器的剖视图；