CN107061102A - 一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器 - Google Patents

一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，包括：上保护罩、缸盖、缸体、活塞、扫气口、电源、等离子体发生器、排气口、进气口、连杆、曲轴箱；缸体上方设有缸盖，所述缸盖被上保护罩包裹，所述活塞、曲轴箱置于缸体内部，在活塞上方设有等离子体发生器，该等离子体发生器与电源相连，在活塞的一侧设有排气口、进气口、另一侧设有扫气口，所述连杆顶部与活塞活动连接，底部置于曲轴箱中，所述曲轴箱中安装有曲轴。该点火器改善了二冲程内燃机的着火性能及能量利用率，并降低污染物排放水平。

Description

一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器
技术领域
本发明涉及一种点火器，具体说是一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器。
背景技术
等离子体点火是近年来兴起的一种高效点火技术。该技术通过对电极加载高电压，使位于电极空间内的电中性的可燃混合气被电离生成具有高度反应活性的带电重粒子、电子和自由基，从而引发高效的燃烧反应。等离子体点火技术具有最小点火能量小、燃烧效率高、污染物排放水平低、稀燃极限大等一系列优势。
回流扫气式二冲程内燃机在缸头上没有进排气门等运动部件，与四冲程内燃机相比，其更适合于在缸内布置用于放电的电极组件，实现缸内电离的目的。
发明内容
本申请提供了一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，以此来改善二冲程内燃机的着火性能及能量利用率，并降低污染物排放水平。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，包括：上保护罩、缸盖、缸体、活塞、扫气口、电源、等离子体发生器、排气口、进气口、连杆、曲轴箱；缸体上方设有缸盖，所述缸盖被上保护罩包裹，所述活塞、曲轴箱置于缸体内部，在活塞上方设有等离子体发生器，该等离子体发生器与电源相连，在活塞的一侧设有排气口、进气口、另一侧设有扫气口，所述连杆顶部与活塞活动连接，底部置于曲轴箱中，所述曲轴箱中安装有曲轴。
进一步的，所述等离子体发生器，包括：水平机构和垂直机构；电极导线被绝缘介质包裹置于垂直机构中，在垂直机构的外表面设有连接螺纹，高压电极置于水平机构中，在高压电极顶面设有凸起，底面与绝缘介质底面接触，所述高压电极与电极导线相连；所述等离子体发生器通过连接螺纹安装到缸盖上。
进一步的，所述绝缘介质为陶瓷或石英玻璃。
进一步的，所述绝缘介质采用螺纹或焊接的方式固定到缸盖上并保证密封性。
进一步的，所述电极导线和高压电极与接地端隔离。
更进一步的，所述高压电极和电极导线能做成一体，或通过零件装配而成。
更进一步的，所述高压电极为圆形或环形或螺旋形或多环形；所述高压电极顶面为圆形或椭圆形。
更进一步的，所述活塞顶面上设有凸起。
作为更进一步的，所述高压电极顶面、活塞顶面上设有均匀分布的凸起。
作为更进一步的，接地端在曲轴处。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：本申请在缸内对混合气进行电离点火，实现提升二冲程内燃机的燃烧效率、扩展稀燃极限，从而提高发动机经济性并改善排放水平的目的。
附图说明
本发明共有附图9幅：
图1所示为一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器示意图；
图2所示为活塞在上止点时点火器放电点火示意图；
图3所示为点火器结构示意图；
图4所示为活塞结构示意图；
图5所示为点火器丝状放电示意图；
图6、7、8和9所示分别为不同顶端放电电极的形状示意图。
图中序号说明：1、上保护罩，2、缸盖，21、缸盖内壁，3、缸体，4、活塞，41、活塞顶面，42、凸起，5、扫气口，6、电源，7、等离子体发生器，71、电极导线，72、绝缘介质，73、高压电极，74、连接螺纹，75、高压电极顶面，76、绝缘介质底面，77、凸起，78、丝状放电，8、排气口，9、进气口，10、活塞销，11、连杆，12、曲轴，13、曲轴箱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例提供一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，包括：上保护罩、缸盖、缸体、活塞、扫气口、电源、等离子体发生器、排气口、进气口、连杆、曲轴箱；缸体上方设有缸盖，所述缸盖被上保护罩包裹，所述活塞、曲轴箱置于缸体内部，在活塞上方设有等离子体发生器，该等离子体发生器与电源相连，在活塞的一侧设有排气口、进气口、另一侧设有扫气口，所述连杆顶部通过活塞销与活塞活动连接，底部置于曲轴箱中，所述曲轴箱中安装有曲轴。
优选的，所述活塞顶面上设有凸起。
实施例2
作为对实施例1的补充说明，所述等离子体发生器，包括：水平机构和垂直机构；电极导线被绝缘介质包裹置于垂直机构中，防止电极与缸盖内壁直接接触，在垂直机构的外表面设有连接螺纹，高压电极置于水平机构中，在高压电极顶面设有凸起，底面与绝缘介质底面接触，所述高压电极与电极导线相连；所述等离子体发生器通过连接螺纹安装到缸盖上，接地端在曲轴处。所述绝缘介质为陶瓷或石英玻璃等电导率低且耐高温的材料。所述绝缘介质采用螺纹或焊接的方式固定到缸盖上并保证密封性。
优选的，所述电极导线和高压电极不与接地端直接接触。所述高压电极和电极导线能做成一体，或通过零件装配而成。所述高压电极顶面可以为圆形、椭圆形或其他所需的任何形状；所述高压电极可以为圆形、环形、螺旋形、多环形等任何形状，对于多环形可以在不同的环上施加不同的控制电路，实现环与环、环与接地端以及两种相结合的方式放电；
优选的，所述高压电极顶面、活塞顶面上设有的凸起，其可以均匀分布，也可以根据实际的活塞顶面和高压电极的形状来确定；该凸起用来增加放电密度。
上述等离子体发生器不能影响活塞的运动过程。
工作时，电源向高压电极导线通电，电流流入高压电极；接地端在曲轴处，由于缸体、活塞、活塞销、连杆和曲轴之间是相互连接的，活塞顶面41和缸体3为等离子体发生器的接地端。当活塞运动到上止点附近时，电源向高压电极导线通电，此时高压电极与活塞顶面和缸体发生放电，产生的电弧使高压电极与活塞顶面之间的气体被电离成重粒子、电子和自由基等大量活性粒子，并随即被点燃，使缸内的活性可燃物迅速燃烧。通过调整电源输入电压的频率或大小，来适应缸内不同压力以及当量比条件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，其特征在于，包括：上保护罩、缸盖、缸体、活塞、扫气口、电源、等离子体发生器、排气口、进气口、连杆、曲轴箱；缸体上方设有缸盖，所述缸盖被上保护罩包裹，所述活塞、曲轴箱置于缸体内部，在活塞上方设有等离子体发生器，该等离子体发生器与电源相连，在活塞的一侧设有排气口、进气口、另一侧设有扫气口，所述连杆顶部与活塞活动连接，底部置于曲轴箱中，所述曲轴箱中安装有曲轴。
2.根据权利要求1所述一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，其特征在于，所述等离子体发生器，包括：水平机构和垂直机构；电极导线被绝缘介质包裹置于垂直机构中，在垂直机构的外表面设有连接螺纹，高压电极置于水平机构中，在高压电极顶面设有凸起，底面与绝缘介质底面接触，所述高压电极与电极导线相连；所述等离子体发生器通过连接螺纹安装到缸盖上。
3.根据权利要求2所述一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，其特征在于，所述绝缘介质为陶瓷或石英玻璃。
4.根据权利要求3所述一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，其特征在于，所述绝缘介质采用螺纹或焊接的方式固定到缸盖上并保证密封性。
5.根据权利要求2所述一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，其特征在于，所述电极导线、高压电极与接地端隔离。
6.根据权利要求5所述一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，其特征在于，所述高压电极和电极导线能做成一体，或通过零件装配而成。
7.根据权利要求2所述一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，其特征在于，所述高压电极为圆形或环形或螺旋形或多环形；所述高压电极顶面为圆形或椭圆形。
8.根据权利要求2所述一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，其特征在于，所述活塞顶面上设有凸起。
9.根据权利要求8所述一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，其特征在于，所述高压电极顶面、活塞顶面上设有均匀分布的凸起。
10.根据权利要求5所述一种用于二冲程内燃机等离子体点火的点火器，其特征在于，接地端在曲轴处。
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