CN103527380B - 一种多线圈火花点火系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的点火系统,包括具有至少两个高压电极和一个低压电极的点火器,至少两个高压电极之间是彼此电绝缘的,并且至少两个高压电极与低压电极是电绝缘的;该系统还包括一个具有至少一个一次绕组和至少两个二次绕组的线圈组,每个二次绕组有一个末端来提供高电压信号;一个驱动部件用来给线圈组充电;一个高压电缆,含有至少两个电阻线,将至少两个高压电极分别连接到至少两个二次绕组的终端,高压电缆进一步包括一个非电阻线以连接低压电极和驱动部件。

Description

一种多线圈火花点火系统
技术领域
本发明主要涉及火花点火系统,尤其是,本发明涉及用于内燃机的多线圈火花点火系统,用来一次点火产生多种火花,和/或用来控制基于反馈信号的点火次数。
背景技术
在火花点火系统中的点火器,例如火花塞,被用于在燃烧区点燃空气-燃料混合物,这需要通过增加空气/燃料的比例来稀释可燃混合物,或者增加废气循环(EGR)的水平,来使得在高浓缩比例和负荷下操作,以及实现清洁和更有效的燃烧。遗憾的是,这种增加稀释程度的操作,引发了关于点火和火焰传播的问题,因此有必要使用强大的点火源来确保成功点火和稳定燃烧。
其他的问题在发动机也会被遇到,如在汽缸内充电和强充电运动中会发生分层。在这种情况下,需要长的火花持续时间,以便增加把握点火器附近最适宜的混合物容器的概率,从而提高点火的可靠度。据报道,在强化充电运动的状态下,较长的持续火花和低峰值电流相较于较短的持续火花和较高的峰值电流有更好的点火性能。
因此,提供一个当低于极限汽缸充电时可以利用稀薄的和/或废气循环实现可靠燃烧的火花点火系统,将是有益的。
发明内容
根据本发明的一方面,提供一个含多元高压(HV)电极的点火器(如火花塞)的火花点火系统,可以是正极或负极。该火花点火系统进一步包含具有多个点火线圈的线圈组负责火花放电过程,以及多个绝缘高压电缆用于从点火线圈向点火器输送能量。该火花点火系统适用于提高点火性能,通过采用以下一种或多种办法:
1)扩大火花核心;
2)提供多重放电渠道;
3)延长放电时间;
4)在火花间隙生成湍流来促进燃烧初期的燃烧速度;
5)生成自由基来促进燃烧初期的化学反应。
根据本发明的一个具体实施方式,这里提供一个用于内燃机的点火系统,包括:一个点火器,具有至少两个高压(HV)电极和一个低压(LV)电极,至少两个高压电间极彼此电绝缘,并且至少两个高压电极与低压电极电绝缘;一个线圈组,具有至少一个一次绕组和至少两个二次绕组,每个二次绕组都有一个终端以提供高电压信号;一个驱动部件,为线圈组充电;以及高压电缆,包含至少两个电阻丝,至少两个电阻丝分别将至少两个高压电极和至少两个二次绕组的终端相连接,并且高压电缆进一步包含一个非电阻丝,连接低压电极和驱动部件。
根据本发明的一个具体实施方式,这里提供一种用于火花点火系统的点火器,包括:一个支架,由电绝缘材料制造;一个金属壳,配置在支架外围,并且至少部分环绕支架,该金属壳具有将其和地面连接的结构;至少两个杆状高压(HV)电极通过支架相互支撑,并且通过支架彼此电绝缘,至少两个高压电极中的每一个高压电极都有一个第一末端,该第一末端在点火器火花形成端突出于支架的第一末端;以及具有轴向通道的普通圆柱状低压(LV)电极,支架至少部分配置在轴向通道内,所述低压电极突出于点火器火花形成端的支架部分,并与至少两个高压电极的第一末端配合,以形成至少两个火花间隙,所述低压电极进一步通过空隙与金属壳电绝缘;其中在应用中第一次火花形成于至少两个火花间隙的第一个,第二次火花形成于至少两个火花间隙的第二个。
根据本发明的一个具体实施方式,这里提供一个用于火花点火系统的点火器,包括:一个支架,由电绝缘材料制造;一个金属壳,配置在支架外围,并且至少部分环绕支架,该金属壳具有将其和地面连接的结构;至少两个高压(HV)电极和一个低压(LV)电极,至少两个高压电极之间彼此电绝缘并和低压电极电绝缘,至少两个高压电极中的每一个以及低压电极为常规杆状电极,且由支架支撑,并且至少两个高压电极中的每一个以及低压电极均有一个在点火器火花形成端突出于支架的第一末端,其中至少两个高压电极和低压电极彼此相互适应,并且突出于支架一距离,从而点火期间足以在他们之间形成大量的火花。高压和低压电极与支架结合确保有足够的机械强度来承受燃烧区的高气压。
依据本发明的一个具体实施方式,这里提供一种方法,包括:在燃烧区域提供可燃性的燃料混合物;在与所述燃烧区连通处提供多电极点火器,多电极点火器包括至少两个高压(HV)电极和一个低压(LV)电极,至少两个高压电极分别连接线圈组的不同二次绕组;应用一个驱动部件,为线圈组充电和放电,给至少两个高压电极中的每一个提供高电压信号;基于发送到至少两个高压电极的任何一个的高电压信号,在燃烧区内生成大量火花;在燃烧区内,在至少一感应火花放电流和感应燃烧离子流的基础上生成反馈信号;向驱动部件的反馈电路提供反馈信号;以及在反馈信号的基础上,调整线圈充电和放电的参数。
附图说明
本发明将通过在此的实施例来进行描述,并参照附图,其中,在所有的附图中,相同的附图标记表示相同的要素,如下:
图1是一简化的方框图,所示为本发明一个具体实施方式的点火系统。
图2是一简化的方框图,所示为本发明另一具体实施方式的点火系统。
图3a为具有多个杆状高压(HV)电极和一个圆柱状低压(LV)电极的点火器的简化横截面图。
图3b所示为圆柱状低压电极的侧视图。
图3c为图3b所示圆柱状低压电极的端视图。
图3d为图3a上A-A沿线的横断面视图。
图4为具有多个杆状高压电极和一个杆状低压电极的点火器的简化横截面图。
图5a为具有四个杆状高压电极和一个中心杆状低压电极的多元高压火花塞的端视图
图5b为具有八个杆状高压电极和一个中心杆状低压电极的多元高压火花塞的端视图
图5c为具有三个杆状高压电极和一个偏离中心杆状低压电极的多元高压火花塞的端视图。
图5d为六个杆状高压电极和一个杆状低压电极呈螺旋排列的多元高压火花塞的端视图。
图6为简单示意图,所示为包含有串联点火线圈和具有多个高压电极的点火器连接的点火系统。
图7为简单示意图,所示为包含有并联点火线圈和具有多个高压电极的点火器连接的点火系统。
图8为简单示意图,所示为包含有普通一次绕组和多元二次绕组以及具有多个高压电极的点火器连接的点火系统。
图9a为具有四个电阻线和一个环形低压线的高压电缆的横截面视图。
图9b为具有四个电阻线和一个偏离中心的低压线的高压电缆的横截面视图。
图9c为具有四个电阻线和一个中心低压线的高压电缆的横截面视图。
图10为一对线圈在同步放电模式下的时间图。
图11为一对线圈在按序放电模式下的时间图。
图12展示了感应火花流和燃烧离子流的单一火花模式,同步双火花模式,以及连续双火花模式。
具体实施方式
接下来的描述旨在使本领域技术人员可以制造和使用本发明,并在有特定应用和要求的情况下提供。对于本领域技术人员而言,对公开实施例的各种修改是显而易见的,这里限定的一般原则可以用于其它的实施方式和应用而不超出本发明的保护范围。因此,本发明不受这些公开的实施方式的限制,而是与这里公开的原则和特征的最大范围相互一致。
图1为本发明一个具体实施方式的点火系统的简化方框图。以点火器100为例,一个火花塞,包括第一高压(HV)电极102和第二高压电极104。第一和第二高压电极102和104是细长的,通常为杆状,其嵌入用电绝缘材料制造的支架106并由该支架106支撑。点火器100进一步包括一个低压(LV)电极108,低压电极108可以是各种形状,包括如细长的杆状或通常的圆柱状。支架106使第一和第二高压电极102与104彼此电绝缘,以及与低压电极108电绝缘。高压电极102和104,低压电极108以及支架106至少部分被配置在金属壳110内,使用时金属壳接地。
第一和第二高压电极102和104分别经由高压电缆114的分隔电阻线,连接线圈组112的单独的二次绕组(图1未体现)。高压电缆114还通过非电阻线将低压电极108和驱动部件116的反馈电路(图1未体现)相连接。在图1所示的系统中,低压电极108感应点火时的火花放电流,并且通过非电阻线提供反馈信号,驱动部件116的驱动电路(图1未体现)与线圈组112连通,来控制线圈组线圈至少部分基于反馈信号的充电和放电。例如,反馈信号提供一个控制运算的输入电路,用于控制线圈组线圈的充电和放电。
在图1所示的特定的且非限定的例子中,点火器100包括两个高压电极,视情况提供两个以上的高压电极,例如,提供三至八个高压电极,对于一般情况下N>1个高压电极时,线圈组112包括N个二次绕组,高压电缆114包括N个电阻线。只有一个低压电极。
现在谈及图2,所示为本发明一个具体实施方式的点火系统的简化方框图。那些和图1所述的具有相同附图标记的部件具有相同的作用,因此将不再做详细描述。同样的,图2所示的系统与图1所示的系统不同之处在于,电压电源200至少与高压电极102和104的其中之一并联连接,电压电源200是连续输出的电压电源,相当于提供几百伏特的电压。在电压电源200和高压电极102和/或104之间使用二极管202,来避免线圈组112高压输出带来的干扰。图2所示的系统,可以感应到操作期间的燃烧离子流,提供额外的反馈参数用于控制线圈组线圈的充电和放电。
现在谈图3a,所示为具有多个杆状高压电极和一个圆柱状低压(LV)电极的点火器的简化横截面图。高压电极102和104中的每一个均以电线状或杆状电极的形式嵌入支架106。支架106由电绝缘材料制造,用于将高压电极102和104彼此电绝缘,支架106通常是圆柱状的,有一个扩大的中心区域形成环部300,第一常规圆柱部分302在环部300和点火器的火花形成端之间延伸,第二常规圆柱部分304在环部300和火花形成端的对面的点火器末端之间延伸。第二常规圆柱部分的直径要大于第一常规圆柱部分的直径,第一和第二常规圆柱部分的直径都要小于环部300的直径。环部300位于沿着金属壳110内表面的肩部306上,在环部300和金属壳110之间使用密封剂308,来固定支架106,并确保密封不透气。
图3b所示为圆柱状低压电极108的简化侧视图,图3c是圆柱状低压电极108的端视图,低压电极108有一个轴向通道312,支架106至少部分配置在轴向通道312内,以便将低压电极108与第一和第二高压电极102和104电绝缘。大量插槽310(最佳展示在图3d)穿过低压电极108的近似中心部位,支架106贯穿所述的插槽310,并且完全包围低压电极108的近似中心部位,以便界定环部300。如图3d所示,其是图3a中A-A沿线的横截面视图,插槽310延伸的大部分路径是在环部300内沿低压电极108的圆周。再来说说图3a,低压电极108通过空隙312与金属壳110电绝缘,空隙的产生归因于支架106沿第一常规圆柱部分302的直径小于支架106沿第二常规圆柱部分304的直径。进一步的,低压电极108嵌入在第二常规圆柱部分内的支架106,并且通过所述的支架106与金属壳110电绝缘。如图3a-c所示,低压电极108的突出部分314在点火器火花形成端,延伸过支架106,并且与高压电极102和104配合形成第一和第二火花间隙。更进一步的,金属壳110上的结构316用来将金属壳110和地面连接,例如,结构316是紧密配合气缸发动机内螺纹的外螺纹。
下面谈到图4,所示为一个具有多个杆状高压电极102和104以及一个杆状低压电极108的点火器的简化横截面图。图4旨在展示图3a-d所示的配置中高压电极和低压电极可供选择的相对位置和常规形状。支架106由电绝缘材料制造,通常为圆柱形,具有扩大的中心区域形成环部300,环部300位于沿金属壳110内表面的肩部306上。在金属壳110和环部300之间使用密封剂308,以固定支架106并且保证密封不透气。进一步,在金属壳110上安装装置316,将金属壳110与地面连接,例如,装置316为与发动机汽缸的内螺纹紧密配合的外螺纹。
同样谈到图5a-d,所示为图4点火器的大量变型的端视图。图5a-d的每一副图展示了多个高压电极和一个低压电极的常规圆形表面,其突出于支架106,在点火器的火花形成端。在图4和图5a-d的每一幅图中,多个高压电极和低压电极是普通的杆状细长电极,由支架106支撑,并大体与其并联。低压电极的直径任选的大于高压电极的直径,如图4所示,并且同时参照图5a-d,每个多元高压电极和低压电极都伸出支架106一段距离,足以在以下情况下支持火花的形成:
两个或更多的高压电极和低压电极之间,和/或
两个高压电极和至少一个高压电极和低压电极之间。
图5a-d描述的是一些特定的和非限制的关于图4点火器的恰当电极配置的例子。为了增加辨识度,低压电极已经通过使用LV标签来辨别,但是多元高压电极没有被标识。每个高压电极使用一个黑实心圆与白箭头指示其走向来表示,在图5a-d中白箭头代表火花,火花形成于两个邻近的高压电极之间或一个高压电极和一个低压电极之间。尤其是,图5a-d中白色箭头的指向表明了高压正极放电电流的方向,当然,高压负极放电电流的方向与图5a-d所示的方向相反。
在图5a中低压电极大体上配置在均匀分布的高压电极的中心。尤其是对于有4个高压电极的设计,高压电极排列在正方形的拐角处,低压电极在正方形的中心,低压电极和每个高压电极的距离要小于邻近高压电极之间的距离。换句话说,高压电极的配置沿着两条正交直线(图5a的虚线),大体上横贯低压电极的中心,单个高压电极沿着低压电极每个侧面的沿线配置。利用图5a描述的点火器可以同步或连续产生多种火花,尤其是火花形成于每个高压电极和低压电极之间(共计4种火花)。
图5b展示了一个相似的排列,但是沿着低压电极每个对面的沿线(图5b的虚线)配置了两个高压电极。在图5b中,火花形成于低压电极每个对面的两条沿线上邻近的外环和内环高压电极之间,以及内环高压电极和低压电极之间(共计8种火花),任选的,火花同步或连续形成。在同时产生火花的过程中,在邻近的外环和内环高压电极之间,以及在内环高压电极和低压电极之间同时产生火花。在连续产生火花的过程中,外环高压电极的充电在内环高压电极充电之后,在内环高压电极放电结束之前。
图5c展示了另一种合适的结构,在该方案中低压电极相对于三个高压电极偏离中心配置,高压电极相对于低压电极则部分的对称。在图5c中火花形成于距离低压电极最远的高压电极和距离低压电极最近的两个高压电极中的任意一个之间,以及低压电极和距离低压电极最近的两个高压电极中的任意一个之间(共计4种火花),任选的,火花同步或连续形成。在同步产生火花的过程中,火花同时形成于距离低压电极最远的高压电极和距离低压电极最近的两个高压电极中的任意一个之间,以及低压电极和距离低压电极最近的两个高压电极中的任意一个之间。在连续产生火花的过程中,距离低压电极最远的高压电极的充电在距离低压电极最近的两个高压电极的任意其中之一充电之后,在距离低压电极最近的两个高压电极放电结束之前。
图5d展示了另一种合适的结构,在该方案中,高压电极沿曲线排列,低压电极配置在曲线的一端。火花形成于沿曲线排列的高压电极之间,以及低压电极和距离低压电极最近的高压电极之间(在有6个高压电极的特定例子中有6种火花)。火花只能同步产生,结果是沿图5d所描述的路径产生空间内的长火花。
图5a-d展示了不限数量的特定例子,在此可以提供三至八个高压电极。其他的结构也是可行的,包括具有多于八个高压电极的结构。当然每个高压电极与单独的线圈配对,因此是线圈的配备限定了一个点火器中高压电极的数量。
图6为一个点火系统的简化示意图,其中含串联点火线圈600和602(线圈#1和线圈#2)的线圈组112和具有多个高压电极102和104以及一个圆柱状低压电极108的点火器100结合。如图6所示,通过绝缘高压电缆每个高压电极102和104连接单独的点火线圈(线圈#1和线圈#2,分别的)。线圈#1600包括第一一次绕组604和第一二次绕组606,第一二次绕组606有第一终端608以向高压电极102提供第一高电压信号。线圈#2602包括第二一次绕组610和第二二次绕组612,第二二次绕组612含有第二终端614用于向第二高压电极104提供第二高电压信号。第一高压二极管616(高压二极管1)连接在高压电极102和线圈#1600之间,第二高压二极管618(高压二极管2)连接在高压电极104和线圈#2602之间,来避免线圈之间的干扰。当点火线圈600和602串联时,如图6所示,两个高压电极102和104之间的火花可以通过带单命令信号的驱动部件116来控制,并且火花产生时间是同步的。驱动部件116包括反馈电路620,反馈电路620与低压电极108结合来接收来自高压电缆非电阻线的反馈信号。驱动部件116的驱动电路622控制线圈#1600和线圈#2602的充电与放电,至少部分基于接收到的反馈信号。通过特定的和非限定的例子,反馈信号涉及至少感应火花放电流和感应燃烧离子流之一。
图7为一个点火系统的简化示意图,其中包括并联点火线圈700和702(线圈#1和线圈#2)的线圈组112,和具有多个高压电极102和104以及一个圆柱状低压电极108的点火器100结合。如图7所示,通过绝缘高压电缆高压电极102和104分别与单独的点火线圈连接(线圈#1和线圈#2,分别的)。线圈#1700包括第一一次绕组704和第一二次绕组706,第一二次绕组706有第一终端708用于向高压电极102提供第一高电压信号。线圈#2702包括第二一次绕组710和第二二次绕组712,第二二次绕组712含有第二终端714用于向第二高压电极104提供第二高电压信号。第一高压二极管716(高压二极管1)连接在高压电极102和线圈#1700之间,第二高压二极管718(高压二极管2)连接在高压电极104和线圈#2702之间,来避免线圈之间的干扰。当线圈700和702并联时,这两个线圈可以通过带单命令信号的驱动部件来驱动。作为选择的,如图7所示,两个线圈可以分别利用两个驱动器622a和622b以及两个控制信号来控制。因此,通过两个驱动器622a和622b来改变两个高压电极的火花定时,两个高压电极102和104可以实现连续火花模式,和同步火花模式。特别的,驱动部件116包括反馈电路620,反馈电路620与低压电极108结合接收来自高压电缆非电阻线的反馈信号。驱动部件116的驱动电路622a控制线圈#1700的充电和放电,至少部分基于接收到的反馈信号。同样的,驱动部件116的驱动电路622b控制线圈#2702的充电和放电,至少部分基于接收到的反馈信号。通过特定的和非限定的例子,反馈信号涉及至少感应火花放电流和感应燃烧离子流之一。
图8为一个点火系统的简化示意图,其中含普通一次绕组800和多元二次绕组802、804的线圈组112和具有多个高压电极102和104以及一个圆柱状低压电极108的点火器100结合。如图8所示,高压电极102和104通过高压电缆分别连接线圈112的单独的二次绕组802和804,二次绕组802和804在低压电极处共用一端,二次绕组802有一个第一终端806向高压电极102提供第一高电压信号,同样的,二次绕组804有一个第二终端808向第二高压电极104提供第二高电压信号。第一高压二极管810(高压二极管1)连接在高压电极102和二次绕组802之间,第二高压二极管812(高压二极管2)连接在高压电极104和二次绕组804之间,来避免线圈间的干扰。当线圈组112包含一个普通一次绕组800时,高压电极102和104之间的火花可以通过带单命令信号的单一驱动器116来控制,并且火花产生的时间是同步的。驱动器116包括反馈电路620,反馈电路620与低压电极108结合接收来自高压电缆非电阻线的反馈信号。驱动部件116的驱动电路622控制线圈组112的充电和放电,至少部分基于接收到的反馈信号。通过特定的和非限定的例子,反馈信号涉及至少感应火花放电流和感应燃烧离子流之一。
图9a展示了具有4个电阻线900a-d和一个环形非电阻线(低压)902的第一高压电缆的横截面视图。电绝缘材料904将电阻线900a-d彼此隔离,以及和环形非电阻线902隔离,高压电缆外围为绝缘层906。
图9b展示了具有四个电阻线900a-d和一个偏离中心非电阻线(低压)908的第二高压电缆的横截面视图。电绝缘材料904将电阻线900a-d彼此隔离,以及和偏离中心非电阻线902隔离,高压电缆外围为绝缘层906。
图9c展示了具有四个电阻线900a-d和一个中心(非电阻)低压线910的第三高压电缆的横截面视图。电绝缘材料904将电阻线900a-d彼此隔离,以及和中心非电阻线隔离,高压电缆外围为绝缘层906。
上述段落所描述的点火系统,尤其是图1,2和6-8所提到的,提供了多种火花放电渠道,高压电极102和104分别通过绝缘高压电缆连接线圈组112的独立二次绕组的高压终端,通过点火系统可以实现三种主要的火花放电模式。在第一种模式中每一个线圈产生单独放电,并且所有的放电安排在同一时间,这样一次点火的火花总能量是加倍的。在第二种模式中每一个线圈产生多次放电,并且所有的放电安排在同一时间,如图10所示时间图所阐述的。在第三种放电模式中,每一个线圈产生多次火花放电,并且每一个线圈的放电发生在其他线圈充电期间,如图11所示时间图所阐述的,因此在火花间隙提供了大量的连续放电。
现在谈到的图12展示了感应反馈信号对曲轴转角的平面图。图1所示的系统利用低压电极来感应火花流,作为线圈组112充电和放电的控制运算的输入信号。图2所示的系统包括一个电压电源与高压电极的至少其中之一并联连接,其允许感应的燃烧离子流作为线圈组112充电和放电的控制运算的输入信号。图12a依据现有技术阐述了运行单一火花模式的反馈信号;图12b阐述了运行同步双(或者多)火花模式的反馈信号,例如应用图3或4的点火器,在高压电极102和低压电极108之间形成火花的同时,在高压电极104和低压电极108之间形成火花。如图12b所示,观测到了更高的火花电流和燃烧离子流。图12c阐述了运行连续双(或者多)火花模式的反馈信号,例如应用图3或4的点火器,在高压电极102和低压电极108之间形成火花,随后(依次)在高压电极104和低压电极108之间形成火花。
利用低压电极108感应反馈电流,并提供反馈信号,这可以作为控制运算的输入并由驱动部件116来实施。反馈的火花放电流用来检测火花异常,如电流传递不足和火花喷出等,以及提供空气/燃气比例和气体运动的信息。通过感应火花电流的信号来计算火花电流持续时间,火花电流的峰值,以及关于火花电流简况的第一或/和第二命令的差别。在先前标准的基础上可以获得火花电流参数和混合物参数之间的相关性,以及气体运动的信息,空气/燃料混合物的强度,向驱动部件116的决策提供数据。燃烧离子流的反馈用于诊断燃烧过程,以及检测不着火等。
在以上所述的点火系统中,为了避免高压电极间的故障,每一个高压电极以及连着的高压电缆以及点火线圈的设计参数应当大体上完全相同。例如,线圈规格,高压电缆的长度和电阻,以及高压电极和低压电极间的间隙大小,应当大体上完全相同。
无疑,上述关于图1-12的点火系统和点火器,对内燃机在稀薄的或稀释的汽缸内充电的情况,和/或分层充电的情况下操作火花点火是有用的。上述点火系统和点火器同样适用于其他形式的需要点火源引发燃烧的内燃机和燃烧器。
虽然以上描述构成了本发明的大量具体实施例,但令人欣慰的是,在不偏离相关权利要求合理意义范围内,本发明允许进一步的修正或改变。

Claims (21)

1.一种用于内燃机的点火系统,包括:
一点火器,其具有:
至少两个高压电极和一个低压电极;
一个由电绝缘材料制造的支架,所述支架支撑所述至少两个高压电极和所述低压电极,并且至少两个高压电极彼此间电绝缘,和至少两个高压电极与低压电极电绝缘;
一个配置在所述支架外并且至少部分环绕所述支架的金属壳,所述金属壳用来支撑点火器,以便点火器的火花形成端定位在一燃烧区内,并且其中在使用期间,所述金属壳接地,其中所述低压电极与所述金属壳电绝缘;
一具有至少一个一次绕组和至少两个二次绕组的线圈组,每个二次绕组有一个终端以提供高电压信号;
一为所述线圈组充电的驱动部件;以及
一包括至少两个电阻线的高压电缆,至少两个电阻线分别将至少两个高压电极的其中之一和至少两个二次绕组的其中之一的终端相连接,其中高压电缆进一步包括一连接低压电极和驱动部件的非电阻线。
2.如权利要求1所述的点火系统,其特征在于:至少一个一次绕组包括至少两个一次绕组,并且其中所述至少两个一次绕组和所述至少两个二次绕组形成至少两个点火线圈,所述两个点火线圈彼此串联或并联连接;所述至少两个点火线圈彼此独立和在其间没有电磁耦合。
3.如权利要求1所述的点火系统,其特征在于:所述驱动部件包含:
一个反馈电路,用于经由非电阻线接收来自低压电极的反馈信号,以及
一个驱动电路,用于基于至少部分反馈信号提供控制信号。
4.如权利要求1所述的点火系统,其特征在于:所述点火系统还包括一个高压电源,所述高压电源至少与至少两个高压电极其中之一并联连接,以便所述高压电源提供连续的高电压信号。
5.如权利要求1所述的点火系统,其特征在于:至少两个高压电极的每一个和低压电极是常规的杆状电极,并且由支架支撑,至少两个高压电极的每一个和低压电极有一个在点火器火花形成端处突出于支架外的第一末端,至少两个高压电极的每一个和低压电极有一个连接高压电缆的第二末端。
6.如权利要求5所述的点火系统,其特征在于:至少两个高压电极彼此间相对位置的布置,以及高压电极和低压电极之间相对位置的布置设置成能够实现:至少两个高压电极的第一电极的第一末端和低压电极的第一末端之间形成第一次火花,以及至少两个高压电极的第二电极的第一末端和低压电极的第一末端之间形成第二次火花。
7.如权利要求5所述的点火系统,其特征在于:至少两个高压电极彼此间相对位置的布置,以及高压电极和低压电极之间相对位置的布置,使得在使用期间,至少两个高压电极的第一电极的第一末端和至少两个高压电极的第二电极的第一末端之间形成第一次火花,以及至少两个高压电极的第二电极的第一末端和低压电极的第一末端之间形成第二次火花。
8.如权利要求1所述的点火系统,其特征在于:至少两个高压电极的每一个均是常规的杆状电极,由所述支架支撑,至少两个高压电极的每一个均具有在点火器火花形成端突出于所述支架的第一末端,并且至少两个高压电极的每一个均有一连接高压电缆的第二末端;其中低压电极是常规杆状电极,所述低压电极有一个轴向通道,所述支架至少部分配置在所述轴向通道内,在点火器的火花形成端所述低压电极伸出支架外,并且与至少两个高压电极的第一末端配合,以设定至少两个火花间隙,在至少两个火花间隙的第一个内产生第一次火花,在至少两个火花间隙的第二个内产生第二个火花。
9.如权利要求1所述的点火系统,其特征在于:至少两个高压电极包含二至八个高压电极。
10.一种用于火花点火系统的点火器,包括:
一由电绝缘材料制造的支架;
一金属壳,设置在所述支架外面并且至少部分环绕支架,所述金属壳具有将其和地面电连接的结构;
至少两个杆状高压电极,所述至少两个高压电极通过所述支架彼此支撑,并且通过支架彼此电绝缘,所述至少两个高压电极的每一个高压电极均具有第一末端,所述第一末端在点火器火花形成端突出所述支架;以及
一具有轴向通道的常规圆柱状低压电极,所述支架至少部分配置在所述轴向通道内,所述低压电极在点火器的火花形成端伸出所述支架,并且配合至少两个高压电极的第一末端以设定至少两个火花间隙,所述低压电极进一步通过一个空隙与金属壳电绝缘;
其中,在至少两个火花间隙的第一个内产生第一次火花,在至少两个火花间隙的第二个内产生第二次火花。
11.如权利要求10所述的点火器,其特征在于:所述低压电极部分定位有一插槽,并且所述支架通过插槽延伸形成一环绕低压电极的环部,所述环部位于沿金属壳内表面的肩部上。
12.一种用于火花点火系统的点火器,包括:
一由电绝缘材料制造的支架;
一金属壳,设置在所述支架外面并且至少部分环绕所述支架,所述金属壳具有将其和地面电连接的结构;
至少两个高压电极和一个低压电极,至少两个高压电极之间彼此电绝缘,并且和低压电极电绝缘,低压电极与所述金属壳电绝缘,至少两个高压电极的任意一个和低压电极通常是杆状的,并由所述支架支撑,至少两个高压电极的任意一个和低压电极有一个在点火器火花形成端突出于所述支架的第一末端;
其中至少两个高压电极的任意一个和低压电极的设置彼此相关,并且突出于支架一段距离,足够在点火期间在他们之间形成大量火花。
13.根据权利要求12所述的点火器,其特征在于:至少两个高压电极彼此间相对位置的设置彼此相关,以及高压电极和低压电极之间相对位置的布置设置成能够实现:至少两个高压电极的第一个电极的第一末端和低压电极的第一末端之间形成第一次火花,以及至少两个高压电极的第二个电极的第一末端和低压电极的第一末端之间形成第二次火花。
14.根据权利要求12所述的点火器,其特征在于:至少两个高压电极彼此间相对位置的设置,以及高压电极和低压电极之间相对位置的布置设置,使得在使用期间,至少两个高压电极的第一电极的第一末端和至少两个高压电极的第二电极的第一末端之间形成第一次火花,以及至少两个高压电极的第二电极的第一末端和低压电极的第一末端之间形成第二次火花。
15.根据权利要求12所述的点火器,其特征在于:低压电极布置在对称排列的至少两个高压电极的中心。
16.根据权利要求12所述的点火器,其特征在于:至少两个高压电极包括四个或更多个高压电极,它们沿两条正交直线布置,两条正交直线相交于低压电极的第一末端。
17.根据权利要求16所述的点火器,其特征在于:多个高压电极沿低压电极每个相对面的两条正交直线布置,以便外环和内环的高压电极之间形成第一次火花,以及内环高压电极和低压电极之间形成第二次火花。
18.根据权利要求12所述的点火器,其特征在于:至少两个高压电极和低压电极沿螺旋曲线布置,并且低压电极布置在曲线的一个末端,以便火花形成于曲线上每一对邻近的高压电极之间,以及低压电极和距离低压电极最近的高压电极之间。
19.一种方法,包括:
在燃烧区域提供可燃的燃料混合物;
提供一多电极点火器连通所述燃烧区,所述多电极点火器含有至少两个高压电极和一个低压(LV)电极,至少两个高压电极分别连接一线圈组的不同二次绕组;利用一驱动部件为所述线圈组充电和放电,以向至少两个高压电极的每一个提供高电压信号;
在发送到至少两个高压电极任意一个的高电压信号的基础上,在燃烧区域内生成大量火花;
使用低压电极,基于燃烧区域内感应火花放电流和感应燃烧离子流的至少其中之一,生成反馈信号;
向驱动部件的反馈电路提供反馈信号;和
基于所述反馈信号,调整线圈组充电和放电的参数。
20.依据权利要求19所述的方法,其特征在于:产生大量火花包括一次点火同时产生大量的火花。
21.依据权利要求19所述的方法,其特征在于:产生大量火花包括一次点火后适时的连续产生大量火花。
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