CN103812012A - 一种用于内燃机的等离子点火火花塞 - Google Patents
一种用于内燃机的等离子点火火花塞 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103812012A CN103812012A CN201410045660.1A CN201410045660A CN103812012A CN 103812012 A CN103812012 A CN 103812012A CN 201410045660 A CN201410045660 A CN 201410045660A CN 103812012 A CN103812012 A CN 103812012A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- engine
- insulator
- spray orifice
- combustion engine
- plasma ignition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 13
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005685 electric field effect Effects 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000752 ionisation method Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
一种用于内燃机的等离子点火火花塞，属于内燃机的等离子点火装置。该火花塞的接地电极与中心电极之间设有一段第二绝缘体并留有一段电离腔，在接地电极的外侧采用第一绝缘体包裹，在第一绝缘体的下半部设有壳体。该火花塞能够将少量进入电离腔的可燃混合气电离并引燃，使其以火焰柱的形式从喷孔喷出。从喷孔喷出的火焰柱相当于点火能量被无限放大的火源，从而能够使燃烧室内的可燃混合气迅速着火，这将改善稀燃发动机的燃烧稳定性，扩展发动机的稀燃极限，从而改善发动机的经济性；由于发动机在稀燃条件下工作，使燃烧温度得到控制，因此能够降低NOX排放水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的等离子点火火花塞，属于内燃机的等离子点火装置。
背景技术
稀薄燃烧是近年来内燃机研究领域的一个备受关注的研究方向。燃料在当量比小于化学计量比的条件下燃烧，能够有效地提高燃烧效率，从而提高燃油经济性、降低HC和CO的排放；与此同时，由于燃烧温度较低，与化学计量比燃烧相比，稀薄燃烧的NOX排放也较低。因此，发动机稀薄燃烧技术具有广阔的应用前景。然而，在稀薄条件下燃料点火较为困难，这会导致发动机工作不稳定。而且，当发动机在稀燃极限附近工作时，点火困难这一问题加剧，将会导致发动机循环变动增加、HC及CO排放恶化，从而影响发动机整体性能。为了改进稀薄燃烧发动机的点火性能，进一步改善发动机经济性和排放特性，我们提出了一种用于内燃机的等离子点火火花塞。
发明内容
为了改善发动机点火性能，本发明提供了一种用于内燃机的等离子点火火花塞。该等离子点火火花塞应具有扩展发动机稀燃极限，加快燃烧速度，提高燃烧效率，从而最终改善发动机的燃油经济性及排放特性的作用。
本发明所采用的具体技术方案：一种用于内燃机点火的等离子点火火花塞，它包括中心电极和壳体，它还包括一个接地电极，所述接地电极采用管状结构，在接地电极与中心电极之间设有一段第二绝缘体并留有一段电离腔，在接地电极的外侧采用第一绝缘体包裹，在第一绝缘体的下半部设有壳体。
所述中心电极的上端高于第二绝缘体，所述接地电极的上端高于第一绝缘体。
所述壳体的下端部采用球状结构，在球状结构上设有喷孔。
所述喷孔选用椭圆形喷孔、圆形喷孔或槽形喷孔。
采用上述技术方案的内燃机，等离子点火火花塞的喷孔既是可燃混合气进入电离腔的通路，也是等离子体火焰喷入主燃烧室的通路。内燃机的燃料可采用传统的汽油、柴油等液体燃料，也可采用CNG、二甲醚等气体燃料。该火花塞的工作方式是：在压缩冲程中缸内少量可燃混合气从喷孔进入等离子点火火花塞的电离腔中，在两电极间的强大电场作用下被电离从而形成具有高度活性的等离子体，等离子体进一步在电场作用下被点燃，燃烧火焰以较高速度从喷孔喷出，进而引燃燃烧室内的大量可燃混合气。
本发明的有益效果是：这种等离子点火火花塞的接地电极与中心电极之间设有一段第二绝缘体并留有一段电离腔，在接地电极的外侧采用第一绝缘体包裹，在第一绝缘体的下半部设有壳体。该火花塞能够将少量进入电离腔的可燃混合气电离并引燃，使其以火焰柱的形式从喷孔喷出。对于燃烧室内的大量可燃混合气而言，从喷孔喷出的火焰柱相当于点火能量被大幅放大的火源，从而能够使燃烧室内的可燃混合气迅速着火，这将改善稀燃发动机的燃烧稳定性，扩展发动机的稀燃极限，从而改善发动机的经济性；由于发动机在稀燃条件下工作，使燃烧温度得到控制，因此能够降低NOX排放水平。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是一种用于内燃机的等离子点火火花塞的结构图。
图2是等离子点火火花塞的头部放大图。
图3是等离子点火火花塞的吸气过程示意图。
图4是等离子点火火花塞的电离过程示意图。
图5是等离子点火火花塞的点火过程示意图。
图6是等离子点火火花塞的火焰喷射示意图。
图7是椭圆形喷孔示意图。
图8是圆形喷孔示意图。
图9是槽形喷孔示意图。
图中：1、中心电极，2、接地电极，3、第一绝缘体，4、第二绝缘体， 5、壳体，6、喷孔，6a、椭圆形喷孔，6b、圆形喷孔，6c、槽形喷孔，7、电离腔。
具体实施方式
图1、2示出了用于内燃机的等离子点火火花塞的结构图。图中，等离子点火火花塞包括中心电极1、壳体5和接地电极2，接地电极2采用管状结构，在接地电极2与中心电极1之间设有一段第二绝缘体4并留有一段电离腔7，在接地电极2的外侧采用第一绝缘体3包裹，在第一绝缘体3的下半部设有壳体5。中心电极1的上端高于第二绝缘体4，所述接地电极2的上端高于第一绝缘体3。
壳体5的下端部采用球状结构，在球状结构上设有喷孔6。喷孔6选用椭圆形喷孔6a、圆形喷孔6b或槽形喷孔6c（如图7、8、9所示）。
当发动机处于压缩冲程时，内燃机的活塞上行，少量位于主燃烧室内的可燃混合气经压缩进入喷孔6中，可燃混合气沿着中心电极1与接地电极2形成的电离腔7上行（如图3所示）。由于中心电极1与接地电极2之间的放电作用，可燃混合气被电离成等离子体状态（如图4所示），并随即在强电场中被点燃（如图5所示）。燃烧后混合气的体积迅速膨胀，并经喷孔6喷入到主燃烧室中（如图6所示），最终引燃位于主燃烧室中的大量可燃混合气。
Claims (4)
1.一种用于内燃机点火的等离子点火火花塞，它包括中心电极（1）和壳体（5），其特征是：它还包括一个接地电极（2），所述接地电极（2）采用管状结构，在接地电极（2）与中心电极（1）之间设有一段第二绝缘体（4）并留有一段电离腔（7），在接地电极（2）的外侧采用第一绝缘体（3）包裹，在第一绝缘体（3）的下半部设有壳体（5）。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机点火的等离子点火火花塞，其特征是：所述中心电极（1）的上端高于第二绝缘体（4），所述接地电极（2）的上端高于第一绝缘体（3）。
3.根据权利要求1所述的用于内燃机点火的等离子点火火花塞，其特征是：所述壳体（5）的下端部采用球状结构，在球状结构上设有喷孔（6）。
4.根据权利要求3所述的用于内燃机点火的等离子点火火花塞，其特征是：所述喷孔（6）选用椭圆形喷孔（6a）、圆形喷孔（6b）或槽形喷孔（6c）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410045660.1A CN103812012B (zh) | 2014-02-09 | 2014-02-09 | 一种用于内燃机的等离子点火火花塞 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410045660.1A CN103812012B (zh) | 2014-02-09 | 2014-02-09 | 一种用于内燃机的等离子点火火花塞 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103812012A true CN103812012A (zh) | 2014-05-21 |
| CN103812012B CN103812012B (zh) | 2017-08-22 |
Family
ID=50708406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410045660.1A Active CN103812012B (zh) | 2014-02-09 | 2014-02-09 | 一种用于内燃机的等离子点火火花塞 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103812012B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114069394A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-18 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | 一种可自修复的等离子火花塞 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3911307A (en) * | 1973-09-05 | 1975-10-07 | Toyota Motor Co Ltd | Spark plug |
| US4490122A (en) * | 1980-05-30 | 1984-12-25 | Espada Anstalt | Process for manufacturing an ignition device for an internal combustion engine, and ignition device obtained thereby |
| CN2054218U (zh) * | 1989-02-11 | 1990-03-07 | 张积俭 | 带有预燃室的火花塞 |
| CN2184997Y (zh) * | 1994-01-08 | 1994-12-07 | 杨志 | 净化火花塞 |
| CN2705929Y (zh) * | 2003-12-31 | 2005-06-22 | 天津大学 | 超高能火花塞 |
| JP2006294257A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Denso Corp | 内燃機関用点火装置 |
-
2014
- 2014-02-09 CN CN201410045660.1A patent/CN103812012B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3911307A (en) * | 1973-09-05 | 1975-10-07 | Toyota Motor Co Ltd | Spark plug |
| US4490122A (en) * | 1980-05-30 | 1984-12-25 | Espada Anstalt | Process for manufacturing an ignition device for an internal combustion engine, and ignition device obtained thereby |
| CN2054218U (zh) * | 1989-02-11 | 1990-03-07 | 张积俭 | 带有预燃室的火花塞 |
| CN2184997Y (zh) * | 1994-01-08 | 1994-12-07 | 杨志 | 净化火花塞 |
| CN2705929Y (zh) * | 2003-12-31 | 2005-06-22 | 天津大学 | 超高能火花塞 |
| JP2006294257A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Denso Corp | 内燃機関用点火装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114069394A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-18 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | 一种可自修复的等离子火花塞 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103812012B (zh) | 2017-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104779524A (zh) | 一种用于内燃机的介质阻挡放电非平衡等离子体火花塞 | |
| CN107636275B (zh) | 点燃内燃发动机中的空气燃料混合物的系统和方法 | |
| CN101006255B (zh) | 预燃室火花塞 | |
| CN103470427B (zh) | 微波等离子体点火内燃机燃烧系统 | |
| KR101932367B1 (ko) | 점화 어셈블리 및 내연 피스톤 엔진의 연소 챔버에서 연소 가능한 연료 혼합물을 점화하는 방법 | |
| WO2018196175A1 (zh) | 一种喷火的火花塞及其内燃机和汽车 | |
| WO2012045452A3 (de) | Betriebsverfahren mit wassereinspritzung | |
| JP2016070270A5 (zh) | ||
| EP2998539B1 (en) | Ignition system for internal combustion engines | |
| JPH11132135A (ja) | 直接噴射式ガソリン内燃機関の運転方法 | |
| CN106089510B (zh) | 一种非平衡等离子体助燃激励器及控制方法 | |
| US10605222B2 (en) | Internal combustion engine and method of igniting a fuel | |
| CN101338694B (zh) | 一种缸内直喷汽油机分层当量比燃烧的方法 | |
| US20130098331A1 (en) | Method for operating a laser spark plug for a combustion engine | |
| WO2016075358A1 (en) | A prechamber assembly adaptable in a cylinder head of an internal combustion engine and a cylinder head | |
| JP2011106377A (ja) | 筒内噴射式内燃機関及びその制御方法 | |
| CN102953800A (zh) | 一种柴油-双燃料发动机预燃室点火方法 | |
| CN107939517A (zh) | 基于射流点火的发动机超高压缩比燃烧控制装置和方法 | |
| JP2007255313A (ja) | 副室式エンジン | |
| CN103812012A (zh) | 一种用于内燃机的等离子点火火花塞 | |
| CN202954878U (zh) | 一种柴油-双燃料发动机预燃室点火装置 | |
| CN201180580Y (zh) | 预燃室 | |
| CN112177807A (zh) | 一种实现内燃机稀薄燃烧的方法 | |
| US20170005456A1 (en) | High Efficiency Spark Plug | |
| CN204921232U (zh) | 用于内燃机的低温等离子着火装置和内燃机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201106 Address after: 226002, happy street, No. 336, Liu Liu Road, Gangzha District, Jiangsu, Nantong Patentee after: NANTONG CHENGTONG MECHANICAL & ELECTRICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 116024 No. 2, Ling Gong Road, hi tech park, Liaoning, Dalian Patentee before: DALIAN University OF TECHNOLOGY |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201218 Address after: 226000 workshop 8, Juheng Industrial Park, No.1 Jinqiao West Road, high tech Zone, Nantong City, Jiangsu Province Patentee after: Nantong Zhongxing Ocean Technology Co.,Ltd. Address before: 226002 No. 336, Tongliu Road, Xingfu street, Gangzha District, Nantong City, Jiangsu Province Patentee before: NANTONG CHENGTONG MECHANICAL & ELECTRICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |