[發(fā)明專利]具有組合陽極結(jié)構(gòu)的雙放電模式等離子體點火器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811257940.3
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109253021A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 大連民族大學(xué)
• 主分類號: F02P23/04
• 分類號: F02P23/04;H05H1/24;H05H1/48
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 畢進

具有組合陽極結(jié)構(gòu)的雙放電模式等離子體點火器，屬于動力領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有火花塞/點火器技術(shù)方案在大空間燃燒室發(fā)動機上應(yīng)用、以及天然氣發(fā)動機上應(yīng)用時點火能量小、點火可靠性差、點火能量利用率低,以及接地電極分體導(dǎo)致的制造、裝配困難的問題，絕緣套的外周是接地電極，下陽極與其周圍的接地電極具有水平空心距離并形成空間，絕緣套中容置上陽極的極槽未觸及絕緣套的底部并形成與底部的隔離距離，該隔離距離與絕緣套容置下陽極過渡段的安裝槽基本等高，效果是加長了絕緣套下端配合形成隔離空間，接地電極可以做為一體，不用使用上下兩個接地電極，制造、裝配更為容易。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于動力領(lǐng)域，涉及一種具有組合陽極結(jié)構(gòu)的雙放電模式等離子體點火器。

背景技術(shù)

天然氣作為一種清潔能源已經(jīng)廣泛被用作發(fā)動機燃料。在車用動力領(lǐng)域，以CNG為燃料的乘用車及載重車輛日益增多；在船舶動力領(lǐng)域，CNG及LNG動力船舶已成為“中國制造2025”規(guī)劃中的重點研究方向。與汽油相比，作為氣體燃料的天然氣需要更大的點火能量，這導(dǎo)致在實際使用中即使小缸徑的車用天然氣發(fā)動機也難以使用單火花塞點燃天然氣，因此不得不采用其他燃料引燃或設(shè)置預(yù)燃室的方式使發(fā)動機正常工作。這導(dǎo)致了系統(tǒng)復(fù)雜、成本升高、可靠性下降等一系列問題。因此，有必要采取新型點火技術(shù)、采用相對簡單的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)天然氣的高效點火及燃燒，使天然氣發(fā)動機能夠在單一燃料模式下穩(wěn)定、可靠的工作。

現(xiàn)有的發(fā)動機用火花塞結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用熱平衡等離子體放電原理，結(jié)構(gòu)上一般由一個中心電極及與其距離較近的一個或數(shù)個側(cè)電極組成。工作時，點火線圈為中心電極供電，電壓高達1.5-2萬伏。在中央電極及側(cè)電極間的高電壓作用下，氣體被擊穿，在中心電極及側(cè)電極之間的狹小空間內(nèi)形成高溫放電通道，點火及燃燒開始。

現(xiàn)有火花塞放電時往往會伴隨很高的溫升，易導(dǎo)致點火能量利用率低并影響電極壽命；點火范圍僅位于中心電極及側(cè)電極之間的狹小空間，應(yīng)用于大缸徑發(fā)動機或不易點燃的燃料(如天然氣)時，由于點火能量過小易導(dǎo)致點火可靠性變差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有火花塞/點火器技術(shù)方案在大空間燃燒室發(fā)動機上應(yīng)用、以及天然氣發(fā)動機上應(yīng)用時點火能量小、點火可靠性差、點火能量利用率低,以及接地電極分體導(dǎo)致的制造、裝配困難的問題，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：

一種具有組合陽極結(jié)構(gòu)的雙放電模式等離子體點火器，包括殼體、絕緣套、上陽極、下陽極，下陽極包括順序一體成型的下陽極連接段、過渡段及下陽極放電段，所述的下陽極的上部安裝于絕緣套中，上陽極安裝在下陽極的外周的絕緣套中，在絕緣套中的下陽極的上部與上陽極間具有絕緣隔離層，絕緣套的外周是接地電極，下陽極與其周圍的接地電極具有水平空心距離并形成空間，絕緣套中容置上陽極的極槽未觸及絕緣套的底部并形成與底部的隔離距離，該隔離距離與絕緣套容置下陽極過渡段的安裝槽基本等高，所述過渡段的徑值略大于下陽極連接段的徑值，且下陽極放電段的徑值大于過渡段的徑值，以在過渡段安裝在安裝槽內(nèi)而使上臺面與所述絕緣隔離層橫向相抵而不觸及其附近的上陽極，并使下陽極放電段的起始端面與絕緣套的底部橫向相抵，由下陽極過渡段其外圍的絕緣套的絕緣層對應(yīng)的空間為隔離空間。

進一步的，絕緣套以上對應(yīng)的空間是第一電離空間，絕緣套以下對應(yīng)的空間是第二電離空間。

進一步的，所述的過渡段占據(jù)下陽極高度的8％～11％。

進一步的，所述的隔離空間至殼體底端的出口段附近，空心柱體的徑值開始呈漸小趨勢，下陽極自絕緣套伸出并延及出口段，且在出口段其徑值漸減小并至于出口段而成尖端。

進一步的，所述的絕緣套的上端呈環(huán)形并延伸作為定位環(huán)，接地電極具有適配定位環(huán)的環(huán)形槽對其容置形成上端固定和限位，并由定位臺的上臺面與所述絕緣隔離層橫向相抵及下陽極放電段的起始端面與絕緣套的底部橫向相抵形成下端固定和限位。

進一步的，由固定螺栓緊固定位環(huán)與接地電極。