CN101364710B

CN101364710B - 多点点火装置

Info

Publication number: CN101364710B
Application number: CN2007101964095A
Authority: CN
Inventors: 南克明
Original assignee: Kome Tsuguuma K K
Current assignee: Kome Tsuguuma K K; Miyama Inc
Priority date: 2007-08-06
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-11-27
Also published as: CN101364710A; JP2009041367A; JP4139848B1; US7441539B1

Abstract

单燃烧室内的多点点火装置中，将多个电极对P1到P8的各自的热值单独地设定从而使所有的多个电极对(P1到P8)的温度都保持在将不低于自清洁温度的温度设定为温度下限而将低于早燃温度的温度设定为温度上限的这一合适的温度范围内。

Description

多点点火装置

技术领域

本发明涉及具有多个点火间隙布置在单燃烧室中的多点点火装置。

背景技术

JP2-123281A和JP1-193080A公开了一种多点点火装置在其中有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

当电极对的温度低于自清洁温度(450℃到500℃之间)时，碳即粘附到电极对上，由此，次级电压泄漏，导致污染从而使得电极对中不能再发射出火花。相反，当电极对温度高过1000℃时，电极对自身即成为了热源，这导致了早燃，这样点火会早于火花的发射而发生。因此，多点点火装置中的电极对的温度必须维持在适当的范围内(在450℃到1000℃之间，或更优地在500℃到850℃以留出误差裕度)。

然而，在上述现有技术中，所有的电极对都设定为同样的热值，却没有考虑到电极对从燃烧室壁面和燃烧气体中所接受的热量以及损失到新鲜空气中的热量都是根据电极对的位置而有所不同的这一事实。因此，某一电极对的温度下降到低于合适的温度范围，导致污染，而其他电极对的温度升高超过合适的温度范围，导致早燃。

本发明即是由于考虑到现有技术中的该问题而设计的，其目的是防止多点点火装置中电极对的污染和早燃两者的发生。

在根据本发明的多点点火装置中，多个电极对的各自的热值都单独地设定从而使所有的多个电极对的温度都保持在将不低于自清洁温度的温度设定为温度下限而将低于早燃温度的温度设定为温度上限的这一合适的温度范围内。

根据本发明，所有的电极对的温度都能够保持在合适的温度范围内，这样，即可以防止电极对的污染和早燃的发生。

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是表示各个电极对的热值的视图。

图4和图5是说明调节电极对热值的方法的视图。

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。在如下描述中，类似于传统火花塞，将电极对的热辐射特性表示为“热值”。相应地，较好的热辐射特性称为“高热值”，而较差的热辐射特性称为“低热值”。

图1表示具有本发明中多点点火装置7的发动机1的示意性结构。发动机1是在单燃烧室2中具有两个进气阀3和两个排气阀4的四气门发动机。在这一例子中，进气阀3安装为接进水平的状态(阀杆接近垂直)，通过进气道5经由进气阀3引入燃烧室2的新鲜空气的大部分沿着燃烧室2的上表面流向排气侧。

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则实质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。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，但是也可以如下面将要描述的由不同的材料构成。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电力串联的作用。这样，当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21连接的电极对P8的点火间隙G8中发生放电。

在这一多点点火装置7中，与传统火花塞类似，当电极对P1到P8的温度低于自清洁温度时会发生污染。反之，当温度提升过高时，发生早燃。因此，电极对P1到P8的各自的热值必须要调节到适当的值从而使得所有的电极对P1到P8的温度保持在合适的温度范围内，或者更优地从而使得所有电极对P1到P8的温度基本等于适当的温度范围内的预定温度。适当的温度范围的温度下限为不低于自清洁温度(例如450℃，或500℃以给出误差裕度)，并且温度上限为低于早燃发生的温度(例如1000℃，或850℃以给出误差裕度)。

因此，在本发明的多点点火装置7中，电极对P1到P8的各自的热值都根据电极对的位置以下述的方式来单独地设定。

首先，如图3中的虚线所表示，基本热值设定为朝向置于汽缸开口部分14的排气侧(排气道侧)的电极对逐渐升高。用于为与设置电极对P1到P8的燃烧室壁的温度相一致的每个电极对而设定的基本热值是当设定电极对P1到P8的热值时所使用的参数。将排气侧的基本热值设定为比进气侧的更高的原因是由于从高温排气阀4及其阀座部分传递出的热量使得燃烧室壁的排气侧温度比进气侧的温度要高50℃或更多，并且这一温度差异导致了置于燃烧室排气侧附近的电极对的热辐射特性恶化。然而，需要注意到这是要取决于发动机1的运行状态的。

接下来，将电极对P1到P8其中的经过进气道5引入燃烧室2的新鲜空气直接撞击上的电极对，即在这一实施例中是置于进气道5的延长线上的电极对P3和P5的热值，设定为比其基本热值更低的热值。“新鲜空气直接撞击”这一句话的意思是引入燃烧室2的新鲜空气在与燃烧室壁和活塞顶相碰撞之前即与电极对发生撞击。将新鲜空气直接撞击的电极对P3、P5的热值设定为比基本热值更低的原因是这些电极对P3、P5损失热量到新鲜空气中以使其温度降低。通过将热值设定为比基本热值更低，电极对P3、P5的温度能够维持于或维持高于自清洁温度。另一方面，新鲜空气并不直接撞击的电极对P1、P2、P4、P6到P8的各自热值则如上所述设定在基本热值。

通过将电极对P1到P8的各自热值以这样的方式按照其位置独立地设定，所有电极对P1到P8的温度能够保持在适当的温度范围内，或更优地保持为适当的温度范围内的预定温度，这样，电极对P1到P8的污染和早燃的发生即可得到防止。

这里，电极对P1到P8的热值仅仅是根据电极对的位置和新鲜空气是否与其直接撞击而来设定的。然而，其他对电极对P1到P8的热辐射特性起作用的因素，例如从燃烧气体接收的热量，与冷却水道相隔的距离，诸如此类的也应该要考虑到。

进一步的，这一实施例中的发动机1是构造为使在燃烧室2中不产生气流的。然而，在燃烧室内产生气流(涡流或滚流)的发动机中，置于气流上游最远端的电极对的基本热值应当减小一个最大的量，而其他电极对的基本热值则应当在气流方向上减小稳定逐步渐小的量。

接下来，将描述调节电极对P1到P8的热值的特定方法。

在第一种方法中，改变汽缸盖密封垫片8与中间件16之间的接触面积。当调节电极对P1到P8其中的某一电极对(此后表示为Px)的热值时，需要改变与电极对Px相连接的中间件16的长度L、宽度W和厚度T中的至少一项从而以改变与电极对Px相连接的中间件16与汽缸盖密封垫片8之间的接触面积。

例如，当与电极对Px相连接的中间件16的长度L、宽度W和厚度T中的至少一项增大时，从电极对Px经由中间件16和汽缸盖密封垫片8传递到汽缸盖9和汽缸体10的热量即增大，并且因此电极对Px的热值可得以增大。相反地，要降低电极对Px的热值，与电极对Px相连接的中间件16的长度L、宽度W和厚度T中的至少一项就应减小。

作为替代，通过在与电极对Px相连接的中间件16的表面上形成不规则体例如沟槽或凸起或者是使中间件16的表面弯曲，与电极对Px相连接的中间件16和汽缸盖密封垫片8之间的接触面积可得以增大(未表示出)。同样地根据这一结构，电极对Px的热辐射特性得以改进，并且结果使得热值能得以增大。

作为替代，如图5所示，可在汽缸盖密封垫片8与中间件16之间形成一个或者更多的空隙8v以减小与电极对Px相连接的中间件16和汽缸盖密封垫片8之间的接触面积。根据这一结构，热量就更不容易从电极对经由中间件16和汽缸盖密封垫片8传递到汽缸盖9和汽缸体10上，并且结果使得电极对Px的热值得以减小。

为保证多点点火装置7的强度，可将绝热材料填充进空隙8v中。此外，可通过在中间件16侧而不是汽缸盖密封垫片8侧设置不规则体以在汽缸盖密封垫片8和中间件16之间形成空隙。

在第二种方法中，与电极对Px相连接的中间件16由与电极对Px不同的材料构成。当中间件16由呈现比电极对Px的材料更高导热性的材料，例如铜构成时，从电极对Px经由中间件16和汽缸盖密封垫片8传递到汽缸盖9和汽缸体10上增大，并且因此电极对Px的热值得以增大。相反地，为降低电极对Px的热值，与电极对Px相连接的中间件16可由呈现比电极对Px的材料更低导热性的材料，例如碳或涂覆有碳的玻璃纤维构成。

需要注意到上述第一和第二种方法仅仅只是热值调节方法的示例而已，其他方法也可以使用。进一步的，多种热值调节方法，包括上述的第一和第二种方法，都可以结合起来实施。

如上已经描述了本发明的实施例，但是这些实施例仅仅只是本发明应用的示例，本发明的技术范围并不局限于上述的特定结构中。

Claims

1.一种多点点火装置，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，

其中多个电极对(P1-P8)的各自的热值单独地设定从而使所有的多个电极对(P1-P8)的温度都保持在将不低于自清洁温度的温度设定为温度下限而将低于早燃温度的温度设定为温度上限的这一适当的温度范围内。

2.如权利要求1所述的多点点火装置，其中多个电极对(P1-P8)的各自的热值都单独地设定从而使所有电极对(P1-P8)的温度基本等于适当的温度范围内的预定温度。

3.如权利要求1所述的多点点火装置，其中，置于汽缸开口部分排气侧的电极对的热值提高到将所述置于汽缸开口部分的排气侧的电极对的温度保持在适当的温度范围内。

4.如权利要求1到3中任意一项所述的多点点火装置，其中，使引入燃烧室(2)的新鲜空气直接撞击到其上的电极对的热值降低从而将所述使引入燃烧室(2)的新鲜空气直接撞击到其上的电极对的温度保持在适当的温度范围内。

5.如权利要求1所述的多点点火装置，包括：

与邻近电极对电力连接的中间件(16)；以及

将中间件(16)埋设于其中的插入在发动机的汽缸盖和汽缸体之间的插入件(8)，

其中通过改变中间件(16)与插入件(8)之间的接触面积来改变与中间件(16)相连接的电极对的热值。

6.如权利要求5所述的多点点火装置，其中，通过改变中间件(16)的长度，宽度和厚度中的至少一项来改变中间件(16)和插入件(8)之间的接触面积。

7.如权利要求5所述的多点点火装置，其中，通过在中间件(16)与插入件(8)之间设置一个或更多的空隙(8v)来改变中间件(16)和插入件(8)之间的接触面积。

8.如权利要求5所述的多点点火装置，其中，通过使中间件(16)采用与电极对的材料不同的材料来改变与中间件(16)相连接的电极对的热值。

9.如权利要求1所述的多点点火装置，包括：

与邻近电极对电力连接的中间件(16)；以及

将中间件埋设于其中的插入在发动机的汽缸盖和汽缸体之间的插入件(8)，

其中通过使中间件(16)采用与电极对的材料不同的材料来改变与中间件(16)相连接的电极对的热值。