[发明专利]基于互频原理的分布式无线供电火花塞及内燃机点火装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种点火式内燃机的火花塞，具体涉及一种基于互频原理的分布式无线供电火花塞及内燃机点火装置，其可被应用于汽车、摩托车、工业发电等领域。

背景技术

火花塞广泛应用于汽车、摩托车、工业发电等点火式内燃机，其功能为通过高压放电击穿火花塞中央电极与侧电极之间的空气，产生电火花从而将内燃机气缸中的混合气体点燃，使内燃机产生动力。

现有的火花塞主要是通过外螺纹与内燃机缸体进行固定，其底部伸入气缸内，顶部通过电缆与脉冲电源相连。此类火花塞安装力度小时，会造成渗油和漏气，影响内燃机性能，而力度过大则会造成脱扣和扭断火花塞。而且这种安装方式对内燃机缸体气密性存在一定影响。气缸内布放多个火花塞时需引出多条供电线缆，布线繁杂，难以组装维护，成本高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于互频原理的分布式无线供电火花塞及内燃机点火装置，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种基于互频原理的分布式无线供电火花塞，包括火花塞基体以及相互配合的电能无线供给单元和电能无线接收单元，所述火花塞基体包括相互配合的第一电极和第二电极，所述电能无线接收单元包括依次串联的电能无线接收模块、升压模块和高压放电控制模块，所述高压放电控制模块与所述第一电极电连接，所述电能无线供给单元包括以互频方式与所述电能无线接收模块相匹配的电能无线发射模块，所述电能无线接收模块与电能无线发射模块间隔设置，所述电能无线发射模块与外部电源电连接。

进一步的，所述无线供电火花塞在工作时，电能无线接收模块从电能无线发射模块接收到电能后，将电能传递给升压模块，最后由高压放电控制模块进行放电控制。

进一步的，所述高压放电控制模块在点火信号的控制下，使火花塞点火。

进一步的，所述电能无线接收模块包括接收磁感组，所述接收磁感组包括接收线圈及与接收线圈结合的磁性材料，所述接收线圈与谐振器串联连接。

进一步的，所述电能无线发射模块包括发射磁感组、高频驱动电路、谐振电路、逆变电路、功率放大电路和控制电路，所述发射磁感组与所述电能无线接收模块中的接收磁感组以互频方式相互匹配。

进一步的，所述高频驱动电路、逆变电路、功率放大电路、谐振电路和发射磁感组依次串联，同时所述逆变电路、功率放大电路和发射磁感组还与控制电路连接，所述高频驱动电路与外部电源电连接

进一步的，所述发射磁感组包括驱动线圈和磁性材料，所述驱动线圈与磁性材料结合，并且所述驱动线圈与谐振器串联连接。

进一步的，所述驱动线圈可以是多个驱动线圈与对应的多个谐振器串联，也可以是单个驱动线圈与单个谐振器串联。

进一步的，所述驱动线圈的形状可以根据需要进行调整。

进一步的，所述多个驱动线圈和谐振器可以由单个电路模块驱动，也可以由多个电路模块驱动。

进一步的，所述无线供电火花塞还包括壳体，所述第一电极及电能无线接收单元置于所述壳体内，所述第二电极与所述壳体固定连接，所述电能无线供给单元设于所述壳体之外。

进一步的，每一电能无线发射模块与一个或两个以上电能无线接收模块相匹配。优选的，每一电能无线发射模块与多个电能无线接收模块相匹配。亦即，每一电能无线发射模块可以对所匹配的一个或多个电能无线接收模块供给电能。

在一些实施方案中，前述第一电极可以是火花塞中央电极，前述第二电极可以是火花塞侧电极。其中第二电极可以是一个或多个。而所述火花塞侧电极可以是接地的。

在一些实施方案中，火花塞基体与电能无线接收单元可以是一体设置的，或者，电能无线接收单元可以是内置于火花塞基体内。

本发明实施例提供了一种内燃机点火装置，其包含所述的基于互频原理的分布式无线供电火花塞，所述无线供电火花塞中的火花塞基体及电能接收单元均被密封于内燃机气缸内，电能无线供给单元被设置于内燃机气缸之外。

进一步的，所述封装电能无线接收单元的管壳材料为非金属材质或金属与非金属复合材质的，例如陶瓷或陶瓷-金属复合材料等，但不限于此。

进一步的，所述内燃机气缸缸体设于所述电能无线接收模块与电能无线发射模块之间的部分为非金属材质的，例如陶瓷等，但不限于此。

进一步的，所述内燃机用点火装置包含复数个所述的无线供电火花塞，该复数个无线供电火花塞的火花塞基体离散分布于内燃机气缸内。