CN103967684A - 电晕点火装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电晕点火装置，通过电晕放电的方式点燃发动机燃烧室内的燃料，所述电晕点火装置包括：绝缘体（2），被保持在绝缘体（2）中的中心电极（4）；壳体（1），其中保持绝缘体（2）；以及线圈匝，布置在壳体（1）的圆筒形本体部（1a）中，并连接于中心电极（4）；其特征在于，壳体（1）在本体部（1a）远离绝缘体（2）的一侧变宽，并且另外的线圈匝布置在较宽的壳体部（1c）中。

Description

电晕点火装置
技术领域
本发明涉及一种具有在前序中提到的特征的电晕点火装置，所装置在DE102010055570B3中为人所知。
背景技术
电晕点火装置包括中心电极，其被保持在绝缘体内并因此与处于地电位的壳体和燃烧室的壁电绝缘。该中心电极和与其连接的线圈，连同周围的壳体一起形成电容。该电容和线圈形成电振荡电路，例如，通过在具有中心抽头的变压器的辅助下产生或者另外借助高频发生器产生的高频电压激发该点振荡电路，并且该电振荡电路通常具有在30千赫和3兆赫之间的频率。当振荡电路发生谐振激励时，在中心电极与燃烧室侧壁或电晕点火装置的壳体之间产生电压尖脉冲。这导致燃烧室中形成电晕放电，该电晕放电源自于中心电极上的点火嘴（ignitiontip）。燃烧室中产生非常多的离子和自由基，使得燃料-空气混合物被点燃。
发明内容
本发明要解决的问题在于说明一种可以提高电晕点火装置效率的方法。
该问题是通过具有权利要求1指出特征的电晕点火装置来解决的。本发明的有利改进是从属权利要求的主题。
在根据本发明的电晕点火装置中，一些线圈匝位于壳体的圆筒形本体部内，一些线圈匝位于较宽的壳体部内，该较宽的壳体部邻接本体部远离绝缘体的一端。电晕点火装置可包括两个彼此串联连接的线圈，或者只有一个线圈，其线圈架从圆筒形本体部延伸到较宽的壳体部中。术语“较宽”涉及径向延伸。因此，较宽的壳体部比圆筒形本体部更粗，该圆筒形本体部具有壳体整个长度的最大部分。
将具有另外的线圈匝的另外壳体部连接到圆筒形本体部，使得线圈匝可以使用更粗的导线。这样可以大大降低欧姆功率损耗，这是因为较粗的导线比较细的导线具有更低的电阻。
较宽的壳体部内的线圈匝数可以在很宽的范围内变化。有利地，较宽的壳体部内布置线圈匝总数的四分之一至三分之二。优选地，在较宽的壳体部内布置线圈匝总数的三分之一至二分之一，线圈匝总数为在壳体本体部内的线圈匝数和较宽的壳体部内的线圈匝数的总和。
根据本发明的有利改进，另外的线圈匝具有比本体部中的线圈匝更大的直径。具有较大匝直径的线圈匝，对电晕点火装置的整体电感，具有较大的贡献，因此使用较少的线圈匝就足够了。
壳体可以从圆筒形本体部突然向外加宽。在此情况下，较宽的壳体部可以是圆筒形的，并且可以直接邻接圆筒形本体部。还可以是其它情况，例如壳体也可以从圆筒形本体部向外成锥形变宽。当较宽的壳体部是锥形时，布置在其中的线圈匝可被缠绕在锥形线圈架或线圈架部分上。因此，有利地，可以获得线圈直径和壳体直径之间的恒定比率。
根据本发明的另一有利改进，壳体的本体部中的大部分线圈匝的外径为壳体的本体部的内径的0.55～0.57倍。尽管具有这种尺寸的线圈匝对于电晕点火装置的电特性本身来说是最佳的，然而有利地，没有必要以此方式设计本体部中的所有线圈。也就是说，在与中心电极的连接处可能会出现场峰，因而增大电压过载的风险。通过提供一个朝向绝缘体逐渐变细的端部的线圈，可以阻止出现上述情况。
根据本发明的另一有利改进，在较宽的壳体部中，线匝的外径和较宽的壳体部的内直径之间的比值在0.55～0.57之间。当较宽的壳体部为圆筒形时，线圈匝可被缠绕到圆筒形线圈架或线圈架部分上。如果较宽的壳体部是锥形的，可以通过将线圈匝缠绕在锥形线圈本体或线圈本体部上来得到规定的比率。
换言之，在根据本发明的电晕点火装置的情况下，包括两个子线圈的线圈连接于中心电极。第一线圈被布置在壳体的圆筒形本体部中。优选地，具有比第一子线圈更多线圈匝数的第二子线圈，被布置在较宽的壳体部中。两个子线圈可被设计成独立的线圈，例如，通过插入式连接的方式串联地电连接，或者也可以被设计成具有从圆筒形本体部延伸到较宽的壳体部中的线圈架（coil form）的单个线圈。较宽的壳体部中的线圈架可以比壳体的圆筒形本体部中的线圈架更粗，因此在较宽的壳体部中的线圈匝，比在壳体的本体部中的线圈匝大。
附图说明
利用本发明的实施例，并参照附图，说明本发明的其它细节和优点。利用匹配的标号标记表示图中相同的并且彼此对应的组件。在附图中：
图1示出电晕点火装置的示例性实施方式；
图2示出图1的剖视图；以及
图3示出电晕点火装置的另一个示例性实施例。
具体实施方式
在图1和2中描述的电晕点火装置具有壳体1，其具有圆筒形的本体部1a，其一侧邻接较窄的壳体部1b，另一侧邻接较宽的壳体部1c。形容词“窄的”和“宽的”是指在各种情况下的径向延伸。因此，较宽的壳体部1c具有比圆筒形的本体部1a更大的半径，圆筒形的本体部1a具有壳体的整体长度的最大部分。
如图2所示，绝缘体2被保持在较窄的壳体部1b中。较窄的壳体部1b可以具有外螺纹3，用于旋入发动机缸体中。导向一个或多个点火嘴的中心电极4，被保持在绝缘体2中。为了密封，中心电极4的一部分可以包括导电玻璃4a，例如具有金属或石墨颗粒的玻璃。
包含两个子线圈5、6的线圈，连接于中心电极4。第一子线圈5布置在壳体的圆筒形本体部1a中。第二子线圈6布置在较宽的壳体部1c中。较宽的壳体部1c可包括插入式连接器7，借此可将电晕点火装置连接到电压源。插入式连接器7可以包括盖板7a，其闭合较宽的壳体部1c。壳体的内部可填充导电浇铸化合物8。也可使用气体绝缘，例如，加压气体绝缘来代替浇铸化合物8。
第一子线圈5可以朝向绝缘体2逐渐变细，以减少在连接于中心电极4的区域中出现场峰（field peak）的风险。
第二子线圈6的线圈匝具有比第一子线圈5的线圈匝更大的匝直径。除了第一子线圈5的锥形端部之外，所有线圈匝具有周围壳体部1a、1c内径的0.55～0.57倍的外径。当线圈匝的外径是周围壳体的内径的0.56倍时，特别有利。
较宽的壳体部1c中的线圈匝数可以是，例如，两个子线圈5、6的总匝数的四分之一至三分之二。特别有利的是，总线圈匝数的三分之一和一半之间的线圈匝被布置在较宽的壳体部1c中。
两个子线圈5、6的线圈匝可被缠绕在单个线圈架上，较宽的壳体部1c中的线圈架比本体部1a中的线圈架更粗。在示出的示例性实施例中，两个子线圈5、6中的每一个具有单独的线圈架。第一子线圈5的线圈架可以与第二子线圈6的线圈架装配在一起。然后，第一子线圈5，例如通过插入接触的方式电连接到第二子线圈6。该插入接触可以由保护套管封装。保护套管优选地由金属制成，尽管也可以由涂布金属的塑料套管制成。
两个子线圈5、6的线圈匝由具有0.3mm～0.6mm直径的导线，例如直径为0.4mm～0.5mm的导线制成。
图3示出使用单个线圈架来代替两个装配在一起的线圈架的电晕点火装置，其中该单个线圈架从壳体1的圆筒形本体部1a延伸到较宽的壳体部1c。为简单起见，图3中未示出线圈匝。
线圈架在较宽的壳体部1c中变宽，因此在较宽的壳体部1c中的线圈架的圆筒形部分中的线圈匝与壳体直径的比例，与图1和2的电晕点火装置中的线圈匝与壳体直径的比例相同。
线圈架的直径可以突然变化，或者如图3所示可以在较宽的壳体部1c中连续变大。线圈架可以呈锥形变宽，也可以在两个圆筒形部分之间的过渡中具有圆形的纵向横截面。
另外，在较宽的壳体部1c中的线圈架可包括径向突起9，用于定位线圈匝。

Claims (10)

1.一种电晕点火装置，通过电晕放电的方式点燃发动机燃烧室内的燃料，所述电晕点火装置包括：
绝缘体（2），
被保持在所述绝缘体（2）中的中心电极（4），
壳体（1），其中保持所述绝缘体（2），以及
线圈匝，布置在所述壳体（1）的圆筒形本体部（1a）中，并连接于所述中心电极（4），
其特征在于，所述壳体（1）在所述本体部（1a）远离所述绝缘体（2）的一侧变宽，并且另外的线圈匝布置在较宽的壳体部（1c）中。
2.如权利要求1所述的电晕点火装置，其特征在于，所述另外的线圈匝具有比所述本体部（1a）中的线圈匝更大的直径。
3.如上述任一项权利要求所述的电晕点火装置，其特征在于，所述另外的线圈匝被缠绕在线圈架上，所述线圈架被插入到所述本体部（1a）中的线圈匝所缠绕的线圈架上。
4.如上述任一项权利要求所述的电晕点火装置，其特征在于，所述较宽的壳体部（1c）中的线圈匝数，是线圈匝总数的四分之一至三分之二。
5.如上述任一项权利要求所述的电晕点火装置，其特征在于，所述本体部（1a）中的线圈匝和所述较宽的壳体部（1c）中的线圈匝，由具有0.3～0.6mm直径，优选为0.4～0.5mm直径的导线缠绕而成。
6.如上述任一项权利要求所述的电晕点火装置，其特征在于，所述本体部（1a）中的大部分线圈匝的外径为所述本体部（1a）的内径的0.55～0.57倍。
7.如上述任一项权利要求所述的电晕点火装置，其特征在于，在所述较宽的壳体部（1c）中，所述匝的外径与所述较宽的壳体部（1c）的内径之间的比例在0.55～0.57之间。
8.如上述任一项权利要求所述的电晕点火装置，其特征在于，在所述本体部（1a）中，所述匝的直径朝向所述绝缘体（2）减小。
9.如上述任一项权利要求所述的电晕点火装置，其特征在于，所述本体部（1a）中的线圈匝和所述较宽的壳体部（1c）中的线圈匝形成两个线圈，通过插入或螺旋型接触的形式彼此连接。
10.如权利要求9所述的电晕点火装置，其特征在于，所述插入或螺旋型接触由保护套管封装。
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