[發明專利]利用電磁波等離子體實現的可控多點點火裝置

有效

• 申請號: 201410183783.1
• 申請日: 2014-05-04
• 公開（公告）號: CN103982917A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 張貴新;侯凌云;王強
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F23Q13/00
• 分類號: F23Q13/00;F02P23/00
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達

技術領域

本發明涉及一種點火裝置，尤其涉及一種利用電磁波等離子體實現可控的多點點火裝置。

背景技術

以火花塞為代表的點火系統常用于發動機中，該點火系統產生一個脈沖高電壓加到火花塞上，在火花塞的兩個電極之間產生一個瞬態的強電場，從而引起油氣混合氣體擊穿或放電，進而產生電火花來導致燃燒室內的油氣混合體的燃燒。然而基于火花塞的點火系統存在燃燒不穩定、燃燒不完全、以及燃燒速度較慢這三大問題，到目前為止，仍然沒有得到很好的解決。

等離子體含有很多高能電子以及離子基團，這些高能電子和離子基團可以與油氣混合體迅速發生化學反應，能夠使油氣混合物大體積燃燒，產生更多能量。

現有技術中采用微波等離子體來實現點火的方式是通過將微波傳輸到燃燒室中，并使微波能量在燃燒室中來回反射形成諧振，從而最終在某處產生高場強擊穿形成等離子體來實現點火。然而這種點火方式雖然火核體積比較大，但仍然屬于單點點火方式，這種方式下，燃料的燃燒過程仍然很緩慢，燃燒產生的火焰在整個燃燒室中的發展過程燃燒效率低下，從而會產生大量的一氧化碳等有害排放物，所以這種微波等離子體單點點火方式在點火系統性能上的改善并不大，而且采用這種微波等離子體單點點火對產生的微波等離子體的位置無法控制，從而直接導致了點火性能的不穩定。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種可以提高燃燒效率且點火點可控的點火裝置。

一種利用電磁波等離子體實現的可控多點點火裝置，包括：電磁波發射源、電磁波傳輸單元、耦合器、諧振腔以及多個電場畸變導體，其中所述電磁波發射源、電磁波傳輸單元、耦合器以及諧振腔依次連接，所述電磁波發射源用于產生電磁波，所述電磁波通過所述電磁波傳輸單元傳輸到所述耦合器中進行耦合，所述電磁波通過所述耦合器耦合后饋入到該諧振腔內部，以使電磁波在該諧振腔內部形成諧振，多個所述電場畸變導體間隔設置在所述諧振腔內用于使每個該電場畸變導體周圍的電場產生畸變，以增加該電場畸變導體附近的電場強度，進而在多個該電場畸變導體附近產生電磁波等離子體來實現可控多點點火。

相對于現有技術，本發明實施例的可控多點點火裝置通過在所述諧振腔內的預先設定的位置設置多個所述電場畸變導體，通過每個該電場畸變導體來增強該電場畸變導體附近的電場強度，從而可以在該諧振腔內的特定位置較容易地產生電磁波等離子體來實現穩定的可控點火。另外，設置多個所述電場畸變導體可在該諧振腔內同時產生位置可控的多點點火，從而極大地加速了燃燒過程，縮短了燃燒時間，而且加快了燃料的反應速率，這一方面提高了燃燒效率，另一方面減少了燃燒過程中產生的有害氣體如一氧化碳、氮氧化物等的排放，較好地實現了節能減排。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的利用電磁波等離子體實現的可控多點點火裝置的第一結構示意圖。

圖2是本發明實施例提供的利用電磁波等離子體實現的可控多點點火裝置的第二結構示意圖。

圖3是本發明實施例提供的利用電磁波等離子體實現的可控多點點火裝置的第三結構示意圖。

主要元件符號說明

可控多點點火裝置100電磁波發射源10電磁波傳輸單元12耦合器14諧振腔16電場畸變導體18

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。