[發(fā)明專利]高頻點火裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010578573.4
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN102122796A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯姆·阿赫施泰特;格爾德·布羅伊希勒;漢斯·德勒斯基;托馬斯·吉費爾斯;費利西塔斯·海爾曼
• 申請（專利權(quán)）人: 博格華納貝魯系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H01T13/20
• 分類號: H01T13/20;H01T13/52
• 代理公司: 北京市聯(lián)德律師事務(wù)所 11361
• 代理人: 易詠梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包含如權(quán)利要求1的前序部分中所述的特征的高頻點火裝置。EP?1515594A2中公開了這種類型的高頻點火裝置。

背景技術(shù)

為了點燃發(fā)動機中的可燃氣體混合物，使用適合的電路，例如高頻振蕩電路，來激發(fā)這種高頻點火裝置的中心電極。然后，中心電極發(fā)射高頻電磁波到發(fā)動機的燃燒室中，由此產(chǎn)生誘發(fā)點火的等離子體。

通過電暈放電進行點火的高頻點火裝置是傳統(tǒng)的利用電弧放電誘發(fā)點火并且容易因電極燒損而產(chǎn)生嚴重磨損的火花塞的替代部件。盡管高頻點火裝置有可能實現(xiàn)較長的使用壽命，但是這一點目前尚未實現(xiàn)。

因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種能夠改善高頻點火裝置的使用壽命的方法。

這一技術(shù)問題通過具有如權(quán)利要求1中所述的特征的高頻點火裝置得到了解決。針對本發(fā)明的有利改進則是從屬權(quán)利要求的主題。

發(fā)明內(nèi)容

為了激發(fā)中心電極以發(fā)射高頻電磁波，高頻點火裝置包含通常為振蕩電路或者例如為壓電高頻發(fā)生器的電路。該電路中的一個元件是電容器，該電容器的電介質(zhì)由絕緣體形成。

對于通常至少為1MHz的頻率和幾千伏的電壓，已證明工作期間的介質(zhì)強度是成問題的。電壓過載和局部放電經(jīng)常引起高頻點火裝置過早地出現(xiàn)故障。

令人驚訝的是，可以通過在絕緣體的由殼體圍繞的那部分上設(shè)置導(dǎo)電涂層來顯著提高介質(zhì)強度。在根據(jù)本發(fā)明的點火裝置中，絕緣體的導(dǎo)電涂層和中心電極共同形成電容器，而該電容器的電介質(zhì)是所述絕緣體。相反，在EP?1515594A2所披露的點火裝置中，金屬殼體和中心電極共同形成電容器，由此導(dǎo)致不太均勻的電場，并因而使介質(zhì)強度降低。

導(dǎo)電涂層可以例如是金屬涂層。然而，導(dǎo)電涂層優(yōu)選地為陶瓷涂層。陶瓷涂層具有硬度很大的優(yōu)點。硬涂層大大減少了絕緣體在插入殼體中時發(fā)生損壞的風險。這是一個重要的優(yōu)點，因為對涂層的破壞會形成可能產(chǎn)生電場峰的脆弱部位，這會導(dǎo)致局部放電。

合適的涂層包括例如非氧化陶瓷涂層，比如：硼化物，尤其是二硼化物(例如硼化鈦或硼化鋯)；碳化物，尤其是碳化鈦或碳化硅；和氮化物。因為氮化物兼具良好的導(dǎo)電性和很高的硬度及較高的耐化學性，所以氮化陶瓷涂層是特別優(yōu)選的。尤其是在利用基于氮化鈦和/或氮化鉻的陶瓷材料的情況下，可以獲得較好的結(jié)果。其他可能的涂層包括基于氧化物的陶瓷涂層，例如銦錫氧化物，尤其是主要由氧化銦(例如(In₂O₃)_1-x(SnO₂)_x，其中，x小于或等于0.2，尤其是x小于或等于0.1)組成的銦錫氧化物。

導(dǎo)電涂層優(yōu)選地具有小于100μm，特別優(yōu)選地是小于50μm，尤其是不大于20μm的厚度。甚至是非常薄的涂層也足以提高使用壽命。然而，優(yōu)選地是，涂層至少具有1μm的厚度。

可以通過例如氣相沉積，尤其是PVD(物理氣相沉積)或CVD(化學氣相沉積)而在根據(jù)本發(fā)明的點火裝置的絕緣體上設(shè)置導(dǎo)電涂層。

導(dǎo)電涂層優(yōu)選地由單層組成。然而，也可以使用多層涂層，例如，包括基于氮化鉻的一層和基于氮化鈦鉻的另一層。

導(dǎo)電涂層優(yōu)選地具有小于50Ω，特別優(yōu)選地是小于20Ω，尤其是不超過10Ω的薄膜電阻。通常，涂層的導(dǎo)電率約大，越容易防止會引起電壓過載和局部放電的電場峰。

絕緣體的導(dǎo)電涂層與金屬殼體電接觸。因此，在操作期間，導(dǎo)電層通常會接地，金屬殼體也一樣。絕緣體可以例如粘接或焊接到殼體中。然而，優(yōu)選地是，絕緣體以夾緊的方式保持在殼體中。這可以例如通過將絕緣體壓入殼體中或者通過熱縮配合來實現(xiàn)。有利的是，陶瓷涂層的硬度足以滿足這種連接過程。

優(yōu)選地，導(dǎo)電涂層的硬度至少為1500HV?0.05，特別優(yōu)選地至少為2000HV?0.05。這些值是基于用0.05千克力的測試力進行的維氏硬度試驗而獲得的。

根據(jù)本發(fā)明的一個有利的改進，線圈設(shè)置在外殼中，該線圈與由導(dǎo)電涂層和中心電極組成的電容器相結(jié)合，共同形成用于高頻激勵的電路。這種類型的電路是一種振蕩電路。該電路優(yōu)選地為串聯(lián)諧振電路。然而，本質(zhì)上也可以使用并聯(lián)諧振電路。

根據(jù)本發(fā)明的另一有利的改進，絕緣體的未涂覆部分延伸至殼體之外。