CN101364709B - 多点点火装置 - Google Patents

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Abstract

将多个电极对(P1到P8)设置为从发动机燃烧室(2)的侧壁伸出，并且点火间隙(G1到G8)与燃烧室(2)的侧壁之间的距离根据多个电极对(P1到P8)的位置而有所不同。

Description

多点点火装置
技术领域
本发明涉及多点点火装置，其中多个点火间隙布置在单燃烧室中。
背景技术
JP2-123281A和JP1-193080A公开了多点点火装置，其中多个构成点火间隙的电极对围绕汽缸开口部分布置，从而使燃烧室中的空气燃料混合物从多个点火间隙被点燃。
根据这一装置，与仅仅是从燃烧室的中央执行点火的传统火花塞相比较，提出了燃烧室外围边缘部分的空气燃料混合物的燃烧，这使得发动机输出功率以及燃油经济性都得到改善。
发明内容
为保证点火装置产生的火焰迅速通过整个燃烧室扩散，从而燃烧室中的空气燃料混合物在短时期内燃烧掉，由相应点火间隙发展的火焰应理想地具有一致的扩散速度。
然而，由各个点火间隙发展的火焰的扩散速度却受到来自燃烧室壁面的冷却作用(熄灭作用)。熄灭作用根据燃烧室的壁面上的位置而有所不同，这样当熄灭作用大时，用于扩散火焰的能量减少，导致较低的扩散速度，而当熄灭作用小时，火焰的扩散速度则提高。因此，火焰的扩散速度中即出现了不一致性。
本发明即是由于考虑到这一技术问题而设计的，其目的是使得由多点点火装置中各相应点火间隙发展的火焰的扩散速度一致。
依照本发明的多点点火装置中，使多个电极对从发动机燃烧室的侧壁伸出，并且根据多个电极对的相应位置来改变点火间隙与燃烧室侧壁之间的间距从而使得从各自点火间隙发展的火焰扩散速度一致。
根据本发明，二次点火的火焰能够迅速穿过整个燃烧室扩散，使得燃烧室中空气燃料混合物燃烧所需的总时间能够减少。
附图说明
图1是具有本发明中多点点火装置的发动机的结构示意图。
图2是该多点点火装置的结构示意图。
图3和图4是电极对的放大视图。
图5是具有不同构造的多点点火装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。
图1是具有本发明的多点点火装置7的发动机1的结构示意图。发动机1是具有用于单燃烧室2的两个进气门3和两个排气门4的四气门发动机。燃烧室2即是所谓的斜屋顶(三角顶)型，其中在燃烧室2的高度比其他部分的高度要低的地方，在燃烧室2的进气侧和排气侧的拐角部分形成有挤流区域S。
如图2所示，多点点火装置7与发动机1的汽缸盖密封垫片8整体形成。多点点火装置7夹在发动机1的汽缸盖9与汽缸体10之间，而构成点火间隙G1到G8的多个电极对P1到P8则基本上是等间隔地布置在朝向汽缸体10的上部表面开口的汽缸开口部分14的周围。每一电极对P1到P8是由导电电极和隔着一微小间隙与导电电极相对的接地电极而构成。与之前现有的发动机火花塞的电极相似，每一电极对P1到P8是由呈现高耐热性的金属，例如镍或铂构成。
多个开口形成在汽缸盖密封垫片8中，并且最大的开口中心开口13相对于汽缸开口部分14具有基本相同的直径且重叠布置于汽缸开口部分14上。开口13的内周缘面构成燃烧室2的侧壁。围绕开口13布置的多个开口15可以充当连接形成于汽缸盖9和汽缸体10中的冷却水道的水孔。
由可传导的材料构成的中间部件16与每一电极对P1到P8相连接从而使相邻的电极对通过中间部件16连接起来。中间部件16由与电极对P1到P8相同的材料构成，例如镍，但是也可以由不同的材料例如铜构成。中间部件16埋设于汽缸密封垫片内部并由其支撑，从而电极对P1到P8支撑在汽缸密封垫片8上。
中间部件16既起到支撑电极对P1到P8的作用，又起到将电极对P1到P8电串联的作用。这样，当较高的次级电压施加在接线端20上时，在与接线端20相连接的电极对P1的点火间隙G1中即首先发生放电，在此之后在与其相邻的电极对P2的点火间隙G2中发生放电。然后依次从接线端20侧以连锁反应的方式发生放电，直到最后在与接地接线端19连接的电极对P8的点火间隙G8中发生放电。
这里，在电极对P1到P8的点火间隙G1到G8与燃烧室2的侧壁之间的距离L，或者换句话说在汽缸盖密封垫片8内的开口13的内周缘面，是根据电极对P1到P8的位置而有所不同的，从而使得从相应的点火间隙G1到G8发展出的火焰扩散速度一致。更特别地，置于开口13之上的斜屋顶脊线X附近的电极对P2、P6的伸出量h(见图3)设置得比电极对P1、P3、P5、P7的要大，并且置于开口13之上的挤流区域S内的电极对P4、P8的伸出量设置得比电极对P1、P3、P5、P7的要小。
这其中的原因是在斜屋顶的脊线X附近，燃烧室2的高度比其他部分的高度要高，因此火焰与燃烧室2之间的接触面积较大从而由燃烧室2壁面产生的熄灭作用比由其他部分产生的要大。所以，靠增大电极对P2、P6的伸出量h来增大点火间隙G2、G6与燃烧室2的侧壁之间的距离L，就可能会较少地受到由燃烧室2的壁面产生的熄灭作用，这样就可使得由点火间隙G2、G6发展的火焰扩散速度不会因为熄灭作用而下降到其他点火间隙发展的火焰的扩散速度之下。
相反地，在挤流区域S内的燃烧室2的高度比其他部分的要低，因此火焰与燃烧室2的壁面的接触面积较小从而由燃烧室2的壁面产生的熄灭作用就比由其他部分产生的要小。所以，靠减小电极对P4、P8的伸出量h来减小点火间隙G4、G8与燃烧室2的侧壁之间的距离L，就可能会较多地受到由燃烧室2的壁面产生的熄灭作用，这样就可使得由点火间隙G4、G8发展的火焰扩散速度不会变得比其他点火间隙发展的火焰的扩散速度更快。
从这种情形来看，置于燃烧室2的排气侧的电极对P3、P5的伸出量h也可以减小。这其中的原因是在燃烧室2的排气侧，由于高温的废气和排气阀4以及受到阀座处的热量的作用，所以壁面温度比进气侧要高，并且因此由燃烧室2的壁面产生的熄灭作用就相对更小。通过减小置于燃烧室2的排气侧的电极对P3到P5的伸出量h，可能会较多地受到由燃烧室2的壁面产生的熄灭作用，并且因此就可使得由点火间隙G1到G8发展的火焰扩散速度更加一致。
因此，根据本发明的多点点火装置7，在电极对P1到P8的点火间隙G1到G8与燃烧室2的侧壁之间的距离l根据电极对P1到P8的位置而有所不同从而使得从相应的点火间隙G1到G8发展出的火焰扩散速度一致，这样，火焰能够迅速穿过整个燃烧室2扩散，使得燃烧室中空气燃料混合物燃烧所需的总时间能够减少。
在这一实施例中，通过改变电极对P1到P8的伸出量h而使在点火间隙G1到G8与燃烧室2的侧壁之间的距离L根据电极对P1到P8的位置而有所不同。然而，作为改变伸出量h的替代，或是附加，可以在燃烧室2的侧壁内形成碗形的凹槽21，或更特别地在面对汽缸盖密封垫片8中的开口13的内缘周面上相应的点火间隙G1到G8的位置中，如图4所示，可以通过改变凹槽21的深度d而使在点火间隙G1到G8与燃烧室2的侧壁之间的距离L根据电极对P1到P8的位置而有所不同。在这种情况下，点火间隙G1到G8与燃烧室2的侧壁之间的距离L即是电极对P1到P8的伸出量h与凹槽21的深度d之和。
当凹槽21的深度d增加时，就可能会较少地受到由燃烧室2的壁面产生的熄灭作用，并且因此即可以提高火焰扩散速度。相反地，当凹槽21的深度d减小或是不采用凹槽21时，就可能会较多地受到由燃烧室2的壁面产生的熄灭作用，并且因此即可以降低火焰扩散速度。
当形成有凹槽21时，点火间隙G1到G8与燃烧室2的侧壁之间的距离L进一步地不仅可以通过形成凹槽21而且还可以通过增大电极对P1到P8的伸出量h来增大。但是，当电极对例如电极对P1、P3、P5和P7的伸出量h增大时，这些电极对会对进气阀3或者排气阀4产生干涉，因此当增大伸出量h受限制时构建凹槽21同样是有效的。
图5表示一个例子，其中仅通过根据电极对P1到P8的位置改变凹槽21的深度d而不改变电极对P1到P8的伸出量h来使得由点火间隙G1到G8发展的火焰扩散速度一致。
在这一示例中，面对置于斜屋顶脊线X附近的电极对P2、P6的点火间隙G2、G6的凹槽21的深度d设置得比面对点火间隙G1、G3、G5和G7的凹槽21的深度d要大，同时面对置于挤流区域S内的电极对P4、P8的点火间隙G4、G8的凹槽21的深度d设置得比面对点火间隙G1、G3、G5和G7的凹槽21的深度d要小。
从这种情形来看，面对置于燃烧室2的排气侧的点火间隙G3、G5的凹槽21的深度d也可以减小。如上所述，由于壁面温度的不同所以燃烧室2的壁面产生的熄灭作用在排气侧比在进气侧的更小，因此，通过减小面对点火间隙G3、G5的凹槽21的深度d，可使得由点火间隙G1到G8发展的火焰扩散速度更加一致。

Claims (7)

1.一种多点点火装置，其具有多个构成点火间隙(G1-G8)的电极对(P1-P8)，该多个电极对(P1-P8)设置于发动机汽缸开口部分周围，
其中，该多个电极对(P1-P8)从发动机燃烧室(2)的侧壁伸出，并且
通过根据多个电极对(P1-P8)的相应位置来改变点火间隙(G1-G8)与燃烧室(2)侧壁之间的距离(L)，从而使得从各个点火间隙(G1-G8)发展出的火焰扩散速度一致，
其中，对于置于一部分中的电极对来说，在所述部分中由燃烧室(2)的壁面所产生的熄灭作用比其他部分中的熄灭作用更大，该电极对的点火间隙与燃烧室(2)的侧壁之间的距离(L)设置为比置于所述其他部分中电极对的更大。
2.如权利要求1所述的多点点火装置，其中，通过改变多个电极对(P1-P8)的伸出量(h)而使得点火间隙(G1-G8)与燃烧室(2)的侧壁之间的距离(L)根据多个电极对(P1-P8)的相应位置而有所不同。
3.如权利要求1所述的多点点火装置，其中，在燃烧室(2)的侧壁中面对点火间隙(G1-G8)的位置上形成有凹槽(21)，并且
通过改变凹槽(21)的深度(d)而使得点火间隙(G1-G8)与燃烧室(2)的侧壁之间的距离(L)根据多个电极对(P1-P8)的相应位置而有所不同。
4.如权利要求1所述的多点点火装置，其中，发动机具有斜屋顶型燃烧室(2)，并且
置于其中由燃烧室(2)的壁面所产生的熄灭作用比所述其他部分中的熄灭作用更大的部分中的电极对设置在燃烧室(2)的斜屋顶脊线(X)附近。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的多点点火装置，其中，关于置于在由燃烧室(2)的壁面所产生的熄灭作用比其他部分中的熄灭作用更小的部分中的电极对，该电极对的点火间隙与燃烧室(2)的侧壁之间的距离(L)设置为比置于其他部分中电极对的更小。
6.如权利要求5所述的多点点火装置，其中，发动机燃烧室(2)中具有挤流区域(S)，并且
置于在由燃烧室(2)的壁面所产生的熄灭作用比所述其他部分中的熄灭作用更小的部分中的电极对即为设置在挤流区域(S)中的电极对。
7.如权利要求5所述的多点点火装置，其中置于在由燃烧室(2)的壁面所产生的熄灭作用比所述其他部分中的熄灭作用更小的部分中的电极对即为设置在发动机排气侧的的电极对。
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