[發明專利]電暈點火裝置和組裝方法

在審

• 申請號: 201780064442.4
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN109964376A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 約翰·安東尼·巴羅斯;約翰·E·米勒;克里斯托弗·米克賽爾;詹姆斯·D·萊科夫斯基
• 申請（專利權）人: 天納克公司
• 主分類號: H01T13/36
• 分類號: H01T13/36;H01T13/38;H01T13/50;H01T21/02;H01T13/44
• 代理公司: 深圳市智圈知識產權代理事務所(普通合伙) 44351
• 代理人: 韓紹君

提供了一種反向組裝的電暈點火器，包括絕緣體，中心電極和金屬殼體，其中絕緣體的外徑在金屬殼體的下端附近增加，以實現電氣優勢。此外，絕緣體保持強度，因為其在組裝期間或之后或者一旦布置在發動機中時不處于張力狀態。為了實現絕緣體外徑的增加，絕緣體包括鄰近殼體點火端的下肩部。中間部分，例如釬焊件和/或金屬環，設置在絕緣體外表面和鄰近殼體點火端的殼體之間。為了防止絕緣體中的張力，絕緣體可以在絕緣體上端和絕緣體下端之間的僅僅一個位置處受支撐，例如沿著中間部分。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年8月18日提交的美國部分繼續專利申請No.15/240,502的權益，該美國部分繼續專利申請的全部內容通過引用結合于本申請中。

發明背景

1.發明領域

本發明一般涉及用于發射射頻電場以電離燃料-空氣混合物并提供電暈放電的電暈點火器，以及形成點火器的方法。

2.相關技術

電暈放電點火系統包括點火器，其中心電極充電至高射頻電壓電勢，在燃燒室中產生強烈的射頻電場。該電場使燃燒室中的燃料和空氣的混合物的一部分電離并開始介電擊穿，促進燃料-空氣混合物的燃燒。優選地控制電場，使得燃料-空氣混合物保持介電特性，并且發生電暈放電，其也稱為非熱等離子體。燃料-空氣混合物的電離部分形成火焰前鋒，該火焰前鋒然后自我維持并燃燒燃料-空氣混合物的剩余部分。優選地，控制電場使得燃料-空氣混合物不會喪失所有介電特性，這將在電極與接地的氣缸壁、活塞或點火器其它部分之間產生熱等離子體和電弧。在Freen的美國專利No.6,883,507中公開了電暈放電點火系統的一個例子。

電暈點火器的中心電極由導電材料形成，用于接收高射頻電壓并發射射頻電場以電離燃料-空氣混合物并提供電暈放電。電極通常包括發射電場的增強電暈的高壓電極尖端。點火器還包括由金屬材料形成的殼體，和由電絕緣材料形成的設置在殼體和中心電極之間的絕緣體。電暈放電點火系統的點火器不包括任何故意放置為緊鄰中心電極點火端的接地電極元件。而是，接地優選地由汽缸壁或點火系統的活塞提供。在Lykowski和Hampton的美國專利申請公開文獻No.2010/0083942中公開了電暈點火器的示例。

在高頻電暈點火器的操作期間，如果絕緣體的外徑在遠離接地金屬殼并朝向高壓電極尖端移動的方向上增加，則存在電氣優勢。在美國專利申請公開文獻No.2012/0181916中公開了該設計的示例。為了最大的益處，通常希望使絕緣體的外徑大于接地的金屬殼的內徑。這種設計導致需要通過將絕緣體從燃燒室的方向插入殼體中來組裝點火器，這稱為“反向組裝”。然而，反向組裝方法導致一系列操作和制造方面的妥協，這可能是不可接受的。例如，當將組件設置在內燃機中時，難以將絕緣體保持在殼體中而不使絕緣體處于張力狀態。通常，一旦組件安裝在發動機中，則絕緣體中的張力就會增加。

發明內容

本發明的一個方面提供了一種反向組裝的電暈點火器，用于發射射頻電場以電離燃料-空氣混合物并提供電暈放電。

電暈點火器包括由導電材料形成的中心電極，用于接收高射頻電壓并發射射頻電場。由電絕緣材料形成的絕緣體圍繞中心電極。電暈點火器被設計成使得絕緣體在組裝期間或一旦安裝在發動機中時不會處于張力狀態。絕緣體從絕緣體上端縱向地延伸到絕緣體鼻部端。絕緣體還包括從絕緣體上端延伸到絕緣體鼻部端的絕緣體外表面，絕緣體外表面具有絕緣體外徑。絕緣體外表面包括向外延伸并位于絕緣體上端和絕緣體鼻部端之間的絕緣體下肩部，并且絕緣體下肩部呈現絕緣體外徑的增加。殼體圍繞絕緣體的至少一部分并且從殼體上端延伸到殼體點火端。殼體具有殼體內表面，該殼體內表面面向并沿著絕緣體外表面從殼體上端延伸到殼體點火端。殼體內表面具有殼體內徑，并且殼體的至少一個位置的殼體內徑小于絕緣體下肩部處的絕緣體外徑。由導電材料形成的中間部分設置在絕緣體外表面和殼體內表面之間以及在絕緣體上端和絕緣體下肩部之間。