CN103195628A - 一种内燃机的点火系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机的点火系统，包括一对对置于内燃机燃烧室的电极，所述电极间保持一定距离以形成火花间隙，所述电极分别集成于一根燃料输送管上且分别位于所述燃料输送管的端部，所述燃油输送管内设有毛细管道以使燃料通过，所述燃料输送管的端部靠近所述电极的位置设置有多个喷口，所述喷口与所述毛细管道相连，所述喷口用以将燃料喷射到所述火花间隙附近的所述燃烧室中。本发明的有益效果是：产生更大的火花，火花可以在气缸几何中心产生，获得更完全的燃烧，这些改进都旨在提高发动机效率。

Description

一种内燃机的点火系统

技术领域

本发明涉及内燃机，具体涉及一种内燃机的点火系统。

背景技术

传统内燃机都装有火花塞，其中包含两个电极。一个供电电极安装在绝缘套筒内，电极的一端伸入气缸内。一个接地电极则与供电电极空隙相对的安装。这类火花塞是一体式的，因为其两个电极都是在单一单元当中的。

在一些实例中，火花塞已经与燃料喷射器相结合，通过一个喷嘴将燃料喷射到火花塞的空气间隙部分。此类结合同样是一体式，因为其火花塞和喷油器是在单一单元当中的。

在每种实例中，在燃烧室内通过电弧产生的火花的位置被火花塞伸入燃烧室相对较短的长度所限制。此外，由于喷溅性质，如何使用传统的点火器线圈，点火电压和点火电流的能力决定了电弧间隙相对较小。反过来说也就是说允许相对小的火花。

在一些二冲程发动机中，如对置气缸对置活塞式发动机，其燃烧室是由一对对置活塞形成的，而在压缩过程中两个活塞向同一点运动。这种发动机没有气缸头，传统火花塞的安装就被限制在一个气缸的侧面。根据气缸的直径，火花间隙通常位于一侧并且相对于燃烧室偏心。当运用一个偏心火花位置时，发动机就要做相应的改进。例如，为了适应活塞表面燃烧的均匀分布就需要特殊的活塞表面结构。

中国专利CN102099977A公开了一种具有电极点火尖端的点火装置，该电极点火尖端由金钯合金外加至少3%重量的选自铂，铱，铑，钌中的至少一种贵金属元素构成。金抑制钯发生氧化，而外加元素为点火尖端提供使用时的高温机械性能和抵抗与燃烧成分形成合金的能力。与本申请相比，具体结构存在较大的差别。

中国专利CN102656759A公开了一种火花点火装置(10)，其包括陶瓷绝缘体(12)，金属外壳(13)围绕所述陶瓷绝缘体的至少一部分。接地电极(30)与所述外壳连接。所述接地电极具有通过火花间隙(34)与中心点火尖端(22)间隔开的接地电极点火尖端。第一接线端(82)与中心点火尖端(22)电连接且用于与电源电连接。该装置进一步包括用于与电源电连接的第二接线端(84)。第二接线端与第一接线端间隔开且与第一接线端电连接。加热元件(24)使第一接线端(82)与第二接线端(84)电连接，并且形成完整电路。加热元件(24)具有大于第一接线端和第二接线端的电阻，从而产生大量热源。此专利相对于本申请而言，两者在结构和所要解决的技术问题上都存在明显的区别。

发明内容

针对现有的内燃机存在的上述问题，本发明提供一种完善发动机点火过程的内燃机的点火系统。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种内燃机的点火系统，包括一对对置于内燃机燃烧室的电极，所述电极间保持一定距离以形成火花间隙，所述电极分别集成于一根燃料输送管上且分别位于所述燃料输送管的端部，所述燃油输送管内设有毛细管道以使燃料通过，所述燃料输送管的端部靠近所述电极的位置设置有多个喷口，所述喷口与所述毛细管道相连，所述喷口用以将燃料喷射到所述火花间隙附近的所述燃烧室中。

上述内燃机的点火系统，其中，还包括一个连接器壳体，所述毛细管道从所述连接器壳体伸出，所述连接器壳体上设有一电连接器用以连接所述连接器壳体、所述毛细管道和所述电极，所述毛细管道由所述电连接器与所述连接器壳体连接使燃料在增压后进入所述毛细管道。

上述内燃机的点火系统，其中，还包括所述毛细管道的止回阀以及燃油喷射器的计量阀，所述止回阀位于所述计量阀和所述毛细管道之间，以防止所述燃烧室产生的燃烧压力对所述计量阀产生不利影响。

上述内燃机的点火系统，其中，所述电极朝向所述燃烧室中心沿径向延伸到所述燃烧室的圆筒部分内并彼此形成一定的角度。

上述内燃机的点火系统，其中，所述电极由流经所述毛细管道和所述喷口的燃料冷却。

上述内燃机的点火系统，其中，所述燃料输送管所使用的材料可以是镍或不锈钢。

上述内燃机的点火系统，其中，所述电极和所述燃料输送管从发动机的共用接地电位被电隔离。

由于采用了上述技术，上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：

本发明所提出的几个内燃机点火系统的关键改进，因为空间增加和无接地电极，和电极之间更高电压可以获得一个更大的火花。火花间隙位于气缸燃烧室更接近中心位置以此提高点火和燃烧效果。气缸内燃烧所产生的热能使得供油管内的燃油蒸发形成雾状或云烟。雾状燃油被喷入临近的火花间隙来提高燃烧效率。燃油通过燃油供给管时吸收的热量对电极起到了冷却的效果，防止了因电极过热引起的提前点火。

附图说明

图1是本发明一种内燃机的点火系统的火花塞和喷油器的截面图；

图2是本发明一种内燃机的点火系统的发动机气缸的部分截面图；

图3是图1中本发明一种内燃机的点火系统的火花塞和喷油器的第二截面图；

图4是本发明一种内燃机的点火系统的系统分解图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1所示一种内燃机的点火系统的火花塞和喷油器的截面图，显示了一个本发明的实施例安装在内燃机气缸10中。在气缸10中的燃烧室部分19的截面图中，对置的第一电极15A和第二电极15B安装在两侧并彼此延伸向对方。第一电极15A和第二电极15B彼此分离，其距离是由火花间隙17决定的。第一电极15A和第二电极15B分别对应有完整的第一燃料输送管5A和第二燃料输送管5B。燃料输送管是导电的并且含有用以进油的第一毛细管道7A和第二毛细管道7B。第一喷油嘴端口8A和第二喷油嘴端口8B位于油管内，这样就使得雾状燃油能够喷射到燃烧室内的火花间隙17中。

进一步的，第一电极15A安装在第一燃料输送管5A的末端并从第一管套11A中伸出。第一管套11A是绝缘材料的，例如高温陶瓷，安装在第一螺母12A内并由其支撑。第一螺母12A通过螺纹与气缸10的第一油嘴14A连接。第一燃料输送管5A的外端与第一止回阀6A连接，通常第一止回阀6A是打开的以让燃油喷入第一毛细管道7A。第一止回阀6A在此实施例中装在第一终端20A内并与第一绝缘供油管13A同向。第一终端部分20A与第一管套11A相连，并支撑第一电火花塞3A和第一油管连接器16A。第一止回阀6A位于第一终端部分20A的第一油管连接器16A和第一燃料输送管5A外端之间。其作用是在为气缸10供油时打开，在背压时关闭，在气缸10内燃烧过程中保护相关喷油仪表阀门和油管原件。

进一步的，第二电极15B安装在第二燃料输送管5B的末端并从第二管套11B中伸出。第二管套11B安装在第二螺母12B内并由其支撑。第二螺母12B通过螺纹与气缸10的第二油嘴14B连接。第二燃料输送管5B的外端与第二止回阀6B连接，第二止回阀6B是打开的以让燃油喷入第二毛细管道7B。第二止回阀6B装在第二终端20B内并与第二绝缘供油管13B同向。第二终端部分20B与第二管套11B相连，并支撑第二电火花塞3B和第二油管连接器16B。第二止回阀6B位于第二终端部分20B的第二油管连接器16B和第二燃料输送管5B外端之间。。

进一步的，第一电极15A和第二电极15B与点火器线圈相连（如图4中所示）分别通过第一燃料输送管5A和第二燃料输送管5B并分别与第一电火花塞3A和第二电火花塞3B通电。燃油流入第一燃料输送管5A和第二燃料输送管5B经过第一绝缘供油管13A和第二绝缘供油管13B穿过第一止回阀6A和第二止回阀6B。燃油进入油管第一燃料输送管5A和第二燃料输送管5B，在雾化和喷入燃烧室部分19之前通过第一喷油嘴端口8A和第二喷油嘴端口8B。第一燃料输送管5A和第二燃料输送管5B的材料为不锈钢或镍。

进一步的，在操作中，所雾化的燃料蒸汽喷雾注入到燃烧室部分19中，在一个预先选定的时间开始，注入时刻选在压缩冲程期间，活塞达到上止点位置时的各自的冲程之前。周围的燃料蒸汽云20包围着着火花间隙17和通常会充满燃烧室部分19。当第一电极15A和第二电极15B之间的火花间隙17两端产生火花，燃烧室中的空气/燃料混合物被完全点燃，燃烧开始。正如在图中可以看出的。如图1所示，火花间隙17可位于气缸10和燃烧室部分19的中心，或者可以位于偏离中心。火花间隙17和它的第一电极15A和第二电极15B之间的间隙由电极到缸壁的距离确定。虽然在这里显示出一个轴向对齐的结构，但它有可能根据相同的原则使用非轴向对齐的布置，燃料管彼此形成一定的角度，并且仍然保持一个有效的间隙使燃料喷射位于燃烧室的中心附近。

如图2所示本发明一种内燃机的点火系统的发动机气缸的部分截面图，是气缸10和两个相对的第一活塞51和第二活塞65中在图中，第一活塞51是排气端活塞，第一活塞51在气缸10的压缩冲程期间由左到右移动。第二活塞65为进气活塞，第二活塞65在气缸10的压缩冲程期间由右至左移动。此图显示了第一活塞51和第二活塞65位于下止点位置。这意味着，两个活塞处在他们在气缸10中可以达到的最远距离，随后将相对运动，直至到达其上止点的位置，上止点位置定义了燃烧室部分19。多个排气口53位于气缸10的四周缸壁上，燃烧气体在下止点前后，即膨胀冲程的后期和压缩冲程的早期从这些排气口53排出。多个进气口63分布于气缸10的四周缸壁上。通过这些进气口63空气在压缩冲程前被压入燃烧室并与燃料蒸汽混合，在燃烧冲程被点燃。

进一步的，如图1中所示的一对电极位于气缸10的中心位置并位于燃烧室部分19，燃烧室是通过对置的第一活塞51和第二活塞65在他们各自冲程上止点的位置确定的。

如图3所示本发明一种内燃机的点火系统的火花塞和喷油器的第二截面图。然而，图3中的实施例，止回阀90位于油管连接器92内并延伸至终端部分94。这简化了原件的组装和拆分。其余的与上述实施例相同。

如图4是本发明一种内燃机的点火系统的第二个实施例的分解图。点火线圈100为同一气缸内的电极提供了正负极。因为没有一个电极是接地电极，所以通过火花间隙17的电量是传统接地火花塞的两倍。这就使得间隙比传统火花塞大得多且获得一个更好的火花。此外，本发明还造成了电极头之间很长的距离并因此消除了燃烧室内潜在的泄漏电流。

进一步的，油箱102为发动机供油。油泵104为喷油器经过燃料阀106增压供油。燃料阀106控制在气缸压缩冲程是的进油量。第一油管108A和第二油管108B将燃油从燃料阀106导入第三止回阀90A和第四止回阀90B。第一油管108A和第二油管108B是绝缘的。第三止回阀90A和第四止回阀90B用于预防燃烧室点火的高压进入第一油管108A和第二油管108B还有燃料阀106.

进一步的，利用燃烧室中心更长的火花，就可能点燃更多的燃油。因为中心点燃而不是偏心的或者在一侧点燃所以可以获得更好的燃烧效果。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的申请专利范围，所以凡运用本发明说明书及图示内容所做出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种内燃机的点火系统，其特征在于，包括一对对置于内燃机燃烧室的电极，所述电极间保持一定距离以形成火花间隙，所述电极分别集成于一根燃料输送管上且分别位于所述燃料输送管的端部，所述燃油输送管内设有毛细管道以使燃料通过，所述燃料输送管的端部靠近所述电极的位置设置有多个喷口，所述喷口与所述毛细管道相连，所述喷口用以将燃料喷射到所述火花间隙附近的所述燃烧室中。

2.如权利要求1所述内燃机的点火系统，其特征在于，还包括一个连接器壳体，所述毛细管道从所述连接器壳体伸出，所述连接器壳体上设有一电连接器用以连接所述连接器壳体、所述毛细管道和所述电极，所述毛细管道由所述电连接器与所述连接器壳体连接使燃料在增压后进入所述毛细管道。

3.如权利要求1所述内燃机的点火系统，其特征在于，还包括所述毛细管道的止回阀以及燃油喷射器的计量阀，所述止回阀位于所述计量阀和所述毛细管道之间，以防止所述燃烧室产生的燃烧压力对所述计量阀产生不利影响。

4.如权利要求1所述内燃机的点火系统，其特征在于，所述电极朝向所述燃烧室中心沿径向延伸到所述燃烧室的圆筒部分内并彼此形成一定的角度。

5.如权利要求1所述内燃机的点火系统，其特征在于，所述电极由流经所述毛细管道和所述喷口的燃料冷却。

6.如权利要求1所述内燃机的点火系统，其特征在于，所述燃料输送管所使用的材料可以是镍或不锈钢。

7.如权利要求1所述内燃机的点火系统，其特征在于，所述电极和所述燃料输送管从发动机的共用接地电位被电隔离。

Images