CN105484873A - 一种等离子点火器、发动机及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种等离子点火器、发动机及汽车，该等离子点火器包括：阴极线圈、第一阳极线圈、第二阳极线圈、第一冷却油管、第二冷却油管和第三冷却油管，冷却油管上分别设有冷却油进口和冷却油出口；耐高温绝缘壳体；阴极、第一阳极和第二阳极，第一阳极和第二阳极相对设置在阴极两侧，阴极的一端、第一阳极的一端和第二阳极的一端分别与阴极线圈、第一阳极线圈和第二阳极线圈连接，阴极、第一阳极和第二阳极的另一端设置在耐高温绝缘壳体外部，阴极的另一端、第一阳极的另一端和第二阳极的另一端的末端紧密靠近；以及电源，分别与阴极线圈、第一阳极线圈和第二阳极线圈电连接。本发明抗污染能力强，阳极使用寿命长，适应空气混合比范围宽。

Description

一种等离子点火器、发动机及汽车
技术领域
本发明涉及一种点火器，特别涉及一种等离子点火器、发动机及汽车。
背景技术
在汽车上传统点火系统的应用已有半个多世纪的历史了，虽然它的部件不断地有所改进，使其发火性能及使用寿命有所提高，但是并未从根本上解决问题。目前，常用的发动机点火方式仍是高能电火花放电直接点火，电火花点火能量较低，点火延时长，且经常发生点火器嘴的积碳问题，严重威胁燃发动机的安全性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种等离子点火器、发动机及汽车，使等离子点火器适用在汽车发动机上，且抗污染能力强，使用寿命长，适应空气混合比范围宽。
依据本发明的一个方面，提供了一种等离子点火器，包括：
阴极线圈、第一阳极线圈、第二阳极线圈、第一冷却油管、第二冷却油管和第三冷却油管，所述阴极线圈、第一阳极线圈和第二阳极线圈分别缠绕在所述第一冷却油管、第二冷却油管和第三冷却油管上，所述第一冷却油管、第二冷却油管和第三冷却油管上分别设有冷却油进口和冷却油出口；
耐高温绝缘壳体，无间隙地将所述阴极线圈、第一阳极线圈和第二阳极线圈包裹在其中；
阴极、第一阳极和第二阳极，所述第一阳极和第二阳极相对设置在所述阴极两侧，所述阴极的一端、第一阳极的一端和第二阳极的一端分别与所述阴极线圈、第一阳极线圈和第二阳极线圈连接，所述阴极、第一阳极和第二阳极的另一端设置在所述耐高温绝缘壳体外部，所述阴极的另一端、第一阳极的另一端和第二阳极的另一端的末端紧密靠近；以及
电源，分别与所述阴极线圈、第一阳极线圈和第二阳极线圈电连接。
优选的，所述耐高温绝缘壳体的材料为陶瓷。
优选的，所述阴极的材料为高导电率的金属材料。
优选的，所述第一阳极和第二阳极的材料为高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料。
优选的，所述电源为车用蓄电池。
依据本发明的另一个方面，还提供了一种发动机，包括发动机本体、与所述发动机本体连接的缸盖和设置在所述缸盖上的喷油嘴，所述发动机还包括：如上所述的等离子点火器。
优选的，所述缸盖靠近所述喷油嘴和等离子点火器部分设有不规则球形的燃烧室。
优选的，所述等离子点火器和喷油嘴与所述缸盖的连接方式为螺纹连接。
优选的，所述缸盖与所述发动机本体的连接方式为螺栓连接。
依据本发明的另一个方面，还提供了一种汽车，包括如上所述的发动机。
本发明的实施例具有如下有益效果：抗污染能力强，适应空气混合比范围宽，阳极使用寿命长，且出力大、不结焦、耐磨损，具有简便高效的冷却系统使得本发明的使用寿命极大延长。
附图说明
图1为本发明的等离子点火原理图；
图2为本发明的等离子点火器外观示意图；
图3为本发明的等离子点火器内部结构示意图；
图4为本发明的发动机结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
等离子点火技术作为一种新型的点火技术正被广泛应用于航空工业、造船工业以及发电、石油天然气输送等诸多行业中。参见图1，等离子点火系统包括：第一阳极线圈2、第二阳极线圈3、阴极10、第一阳极11、第二阳极12、和电源13。直流电流在一定介质气压的条件下引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离子体，该等离子体在燃烧室内形成温度梯度极大(T>4000K)的局部高温火核，燃油混合气形成的油雾空气通过该等离子“火核”时，迅速挥发、从而迅速燃烧，达到点火并加速燃烧的目的。
参见图2至图3，依据本发明的一个方面，提供了一种等离子点火器，包括：
阴极线圈1、第一阳极线圈2、第二阳极线圈3、第一冷却油管4、第二冷却油管5和第三冷却油管6，阴极线圈1、第一阳极线圈2和第二阳极线圈3分别缠绕在第一冷却油管4、第二冷却油管5和第三冷却油管6上，第一冷却油管4、第二冷却油管5和第三冷却油管6上分别设有冷却油进口7和冷却油出口8。冷却油始终在冷却油管中流动，不断冷却磁场下的线圈，提高线圈的使用寿命。同时，本发明的第一冷却油管4、第二冷却油管5和第三冷却油管6既是冷却油的管路，还是阴极线圈1、第一阳极线圈2和第二阳极线圈3的支撑架。
耐高温绝缘壳体9，无间隙地将阴极线圈1、第一阳极线圈2和第二阳极线圈3包裹在其中。优选的，耐高温绝缘壳体9的材料为陶瓷，陶瓷有利于整个等离子点火器的绝缘，避免漏电降低效率。
阴极10、第一阳极11和第二阳极12，第一阳极11和第二阳极12相对设置在阴极10两侧，阴极10的一端、第一阳极11的一端和第二阳极12的一端分别与阴极线圈1、第一阳极线圈2和第二阳极线圈3连接，阴极10、第一阳极11和第二阳极12的另一端设置在耐高温绝缘壳体9外部，阴极10的另一端、第一阳极11的另一端和第二阳极12的另一端的末端紧密靠近。因为阴极线圈1、第一阳极线圈2、第二阳极线圈3、阴极10、第一阳极11和第二阳极12为本发明等离子点火器的主要部件，且工作环境为高温，通电，所以对于材料的选择尤为重要，故而，本发明实施例的优选方案为，阴极10的材料为高导电率的金属材料，第一阳极11和第二阳极12的材料为高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料，且阴极线圈1、第一阳极线圈2和第二阳极线圈3在高温情况下具有抗直流高压击穿能力。以及
电源，分别与阴极线圈1、第一阳极线圈2和第二阳极线圈3电连接，本发明优选的实施例为电源为车用蓄电池，不需要额外增加部件。
参见图4，依据本发明的另一个方面，还提供了一种发动机，包括发动机本体、与发动机本体连接的缸盖14和设置在缸盖14上的喷油嘴15，发动机还包括：如上所述的等离子点火器。对于连接方式，本发明优选的实施例为，等离子点火器和喷油嘴15与缸盖14的连接方式为螺纹连接，缸盖14与发动机本体的连接方式为螺栓连接。螺纹、螺栓连接可以将部件牢固连接且便于拆装和更换部件。
本发明的实施例采用缸盖14靠近喷油嘴15和等离子点火器部分设有不规则球形的燃烧室16的形式，缸盖14上还带有不少于一个的进气阀和排气阀(图中未示出)，在进气阀打开，且空气进入燃烧室16后，高压燃油通过喷油嘴15喷入到燃烧室16内，此时阴极线圈1、第一阳极线圈2和第二阳极线圈3同时带电，产生磁场，在强大磁场作用下，获得空气等离子体，在一定输出电流条件下，当阴极10前进同第一阳极11和第二阳极12接触后，系统处在短路状态，当阴极10缓缓离开第一阳极11和第二阳极12时产生电弧，电弧在线圈磁场的作用下被拉出喷管外部，压缩空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，进入燃烧室点燃含有油雾的空气。
依据本发明的另一个方面，还提供了一种汽车，包括如上所述的发动机。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种等离子点火器，其特征在于，包括：
阴极线圈、第一阳极线圈、第二阳极线圈、第一冷却油管、第二冷却油管和第三冷却油管，所述阴极线圈、第一阳极线圈和第二阳极线圈分别缠绕在所述第一冷却油管、第二冷却油管和第三冷却油管上，所述第一冷却油管、第二冷却油管和第三冷却油管上分别设有冷却油进口和冷却油出口；
耐高温绝缘壳体，无间隙地将所述阴极线圈、第一阳极线圈和第二阳极线圈包裹在其中；
阴极、第一阳极和第二阳极，所述第一阳极和第二阳极相对设置在所述阴极两侧，所述阴极的一端、第一阳极的一端和第二阳极的一端分别与所述阴极线圈、第一阳极线圈和第二阳极线圈连接，所述阴极、第一阳极和第二阳极的另一端设置在所述耐高温绝缘壳体外部，所述阴极的另一端、第一阳极的另一端和第二阳极的另一端的末端紧密靠近；以及
电源，分别与所述阴极线圈、第一阳极线圈和第二阳极线圈电连接。
2.如权利要求1所述的等离子点火器，其特征在于，所述耐高温绝缘壳体的材料为陶瓷。
3.如权利要求1所述的等离子点火器，其特征在于，所述阴极的材料为高导电率的金属材料。
4.如权利要求1所述的等离子点火器，其特征在于，所述第一阳极和第二阳极的材料为高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料。
5.如权利要求1所述的等离子点火器，其特征在于，所述电源为车用蓄电池。
6.一种发动机，包括发动机本体、与所述发动机本体连接的缸盖和设置在所述缸盖上的喷油嘴，其特征在于，所述发动机还包括：如权利要求1～5任一项所述的等离子点火器。
7.如权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述缸盖靠近所述喷油嘴和等离子点火器部分设有不规则球形的燃烧室。
8.如权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述等离子点火器和喷油嘴与所述缸盖的连接方式为螺纹连接。
9.如权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述缸盖与所述发动机本体的连接方式为螺栓连接。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求6～9任一项所述的发动机。
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