[發明專利]具有改進的電氣性能的電暈點火裝置

有效

• 申請號: 201380025821.4
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN104303382B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 約翰·安東尼·布倫斯;約翰·E·米勒;克里斯托弗·I·邁威爾;詹姆斯·D·呂科瓦斯基
• 申請（專利權）人: 費德羅-莫格爾點火公司
• 主分類號: H01T13/36
• 分類號: H01T13/36;H01T21/02;H01T13/44;H01T13/50
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 鄧琪

相關申請的交叉引用

本申請要求于2013年3月15日提交的美國專利申請序列號No.13/843,336和于2012年3月23日提交的美國臨時申請序列號61/614,808的權益，其全部內容通過引用整體合并入此處。

技術領域

本發明大致涉及一種用于發射射頻電場來電離燃料-空氣混合物并提供電暈放電的電暈點火裝置，以及該點火裝置的成形方法。

背景技術

電暈放電點火系統包括具有中心電極的點火裝置，該中心電極被施加一種高射頻電壓進而在燃燒室內形成強射頻電場。該電場使得燃燒室內的一部分的燃料和空氣混合物離子化并開始介質擊穿，加速燃料-空氣混合物的燃燒。該電場優選被控制使得燃料-空氣混合物維持介電性能和產生電暈放電，也稱作非熱等離子體。該燃料-空氣混合物的電離部分形成火焰前緣，該火焰前緣然后變得自我維持并燃燒燃料-空氣混合物的剩余部分。優選地，該電場被控制使得燃料-空氣混合物并不喪失所有的介電性能，該介電性能可在電極和接地的氣缸壁，活塞，或點火裝置的其他部分之間形成熱等離子體和電弧。Freen的美國專利No.6,883,507中公開了一種電暈放電點火系統的一個例子。

該電暈點火裝置通常包括由導電材料制成的中心電極，用于接收高射頻電壓并發射射頻電場從而將燃料-空氣混合物離子化并提供電暈放電。該電極通常包括發射電場的高壓電暈增強的電極尖端。該點火裝置還包括由金屬材料制成的容納中心電極的殼體，并且由絕緣材料制成的絕緣體設置于殼體和中心電極之間。該電暈放電點火系統的點火裝置并不包括任何特意靠近中心電極的點火端放置的接地電極元件。此外，地面優選通過氣缸壁或點火系統的活塞提供。Lykowski和Hampton的美國專利申請No.2010/0083942中公開了電暈點火裝置的一個例子。

在高頻電暈點火裝置的工作期間，如果絕緣體外徑在遠離接地金屬殼體并朝著高壓電極尖端移動的方向上增加，則具有電子優勢。美國專利申請公開號No.2012/0181916中公開了這種設計的一個例子。為了獲得最大利益，通常理想的是使該外徑大于接地金屬殼體的內徑。這種設計使得需要通過將絕緣體從燃燒室的方向插入殼體中對點火裝置進行裝配，也稱作“反向裝配”。但是，該反向裝配的方法導致了一系列可能無法接受的操作和制造問題。例如，很難將絕緣體在不受張力的條件下保持在殼體內。

發明內容

本發明的一方面提供一種電暈點火裝置，包括：中心電極，圍繞該中心電極的絕緣體，以及圍繞該絕緣體的導電元件。該中心電極由導電材料制成用于接收高射頻電壓并發射射頻電場。絕緣體由電絕緣材料制成并沿中心軸從絕緣體上端縱向延伸到絕緣體鼻端。所述絕緣體包括從所述絕緣體上端延伸到所述絕緣體鼻端的絕緣體外表面，并且所述絕緣體外表面具有橫穿并垂直于所述中心軸延伸的絕緣體外徑。所述絕緣體還包括絕緣體本體區域和絕緣體鼻端區域。所述絕緣體外表面包括在所述絕緣體本體區域和所述絕緣體鼻端區域之間遠離并橫向于所述中心軸向外延伸的下緣。所述下緣增大了所述絕緣體外徑。

所述導電元件由導電材料制成并圍繞至少部分所述絕緣體本體區域，使得所述絕緣體鼻端區域在所述導電元件以外延伸。所述導電元件包括圍繞至少一部分所述絕緣體本體區域并從殼體上端延伸到殼體點火端的殼體。所述殼體具有面向所述中心軸并沿著所述絕緣體外表面從所述殼體上端延伸到所述殼體點火端的殼體內表面。所述殼體內表面還具有橫穿并垂直于中心軸延伸的殼體內徑。

所述導電元件還包括圍繞一部分所述絕緣體本體區域并從中間上端縱向延伸到中間點火端的中間部分。所述中間部分包括面向所述中心軸并沿著所述絕緣體外表面從所述中間上端縱向延伸到所述中間點火端的中間內表面。所述中間內表面具有橫穿并垂直于所述中心軸延伸的導電內徑。所述導電內徑小于位于所述絕緣體的下緣下方的絕緣體外徑，從而提供工作時的超常的電氣性能。此外，所述中間點火端與所述絕緣體的下緣配合。

本發明的另一方面提供了一種電暈點火裝置的成形方法。該方法包括將中間部分設置于所述絕緣體的下緣上；以及將由導電材料制成的殼體圍繞所述中間部分和絕緣體設置。

由于導電內徑小于鄰近絕緣體鼻端區域的絕緣體外徑，本發明的電暈點火裝置提供了超常的電氣性能。該電暈點火裝置包括這種有利特征并且還能被向前裝配。因此，該電暈點火裝置提供了超常的電氣性能，還避免了與反向裝配點火裝置相關的問題。

附圖說明