CN107342536B - 一种带有加热点火室的火花塞 - Google Patents

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Abstract

一种带有加热点火室的火花塞，属于内燃机节能技术领域。该火花塞包括正极接线柱、绝缘体、火花塞体、点火室壳体、中心电极、电热丝、加热控制器和单向导通元件。中心电极由绝缘体包裹设置在火花塞体的中心位置，中心电极的下端与接地负极之间设有点火间隙。点火室壳体的壁内埋设电热丝，电热丝的一端电连接火花塞体，另一端电连接加热控制器。该火花塞使高温点火室内混合气爆燃，再引燃缸内其余混合气，可以在超出常规燃烧极限的条件下实现火花点火，还可以加快点火室内的燃烧速率，提高火焰喷射能量。这种火花塞可以提高点燃式发动机的混合气稀薄燃烧极限，也可以用于火花辅助均质压燃发动机，提高发动机燃油经济性，降低NOx排放。

Description

一种带有加热点火室的火花塞
技术领域
本发明涉及一种带有加热点火室的火花塞，属于内燃机节能技术领域。
背景技术
包括均质压燃、部分预混合压燃和活性控制压燃等低温燃烧发动机工作模式具有实现低NOx排放和高燃油经济性的潜力。由于以上低温燃烧的着火正时由化学反应动力学决定，在实际发动机应用中难以有效直接控制。火花辅助均质压燃技术采用火花塞点火，实现了前期火焰传播和后期压燃的混合燃烧模式。但是，受火花塞可靠点火条件的限制，可燃混合气的稀薄极限不能有效降低，燃油经济性提高有限。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提出一种带有加热点火室的火花塞。该火花塞头部的点火室壁内应设有电热丝，通过控制电热丝电流对点火室加热，发动机缸内可燃混合气通过喷孔进入点火室，被点燃后由喷孔喷出，引燃部分缸内可燃混合气，并触发其余缸内可燃混合气自燃。
本发明采用的技术方案是：一种带有加热点火室的火花塞，它包括正极接线柱、绝缘体、火花塞体、点火室壳体和中心电极，它还包括电热丝、加热控制器和单向导通元件，所述火花塞体的下端内侧设有接地负极，下端固定连接一个设有喷孔的点火室壳体，所述中心电极由绝缘体包裹设置在火花塞体的中心位置，中心电极的下端与接地负极之间设有点火间隙，上端设有正极接线柱，所述点火室壳体的壁内埋设电热丝，电热丝的一端电连接火花塞体，另一端电连接加热控制器，点火室壳体的外壁表面涂敷绝热材料。
所述喷孔的数量为一个或多个。
所述喷孔的形状可为圆柱孔、圆锥孔、缩放孔、椭圆孔或方孔。
所述电热丝的另一端用电热丝导线电连接加热控制器。
所述电热丝的另一端用电热丝导线电连接中心电极，中心电极用电热丝导线经单向导通元件电连接加热控制器。
本发明的有益效果是：这种带有加热点火室的火花塞包括正极接线柱、绝缘体、火花塞体、点火室壳体、中心电极、电热丝、加热控制器和单向导通元件。中心电极由绝缘体包裹设置在火花塞体的中心位置，中心电极的下端与接地负极之间设有点火间隙。点火室壳体的壁内埋设电热丝，电热丝的一端电连接火花塞体，另一端电连接加热控制器。该火花塞使高温点火室内混合气爆燃，再引燃缸内其余混合气，可以在超出常规燃烧极限的条件下实现火花点火，还可以加快点火室内的燃烧速率，提高火焰喷射能量。这种火花塞可以提高点燃式发动机的混合气稀薄燃烧极限，也可以用于火花辅助均质压燃发动机，提高发动机燃油经济性，降低NOx排放。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是一种带有加热点火室的火花塞的剖视图。
图2是一种带有加热点火室的火花塞的右视图。
图3是另一种点火室电热丝的电连接图。
图中：1、正极接线柱，2、绝缘体，3、火花塞体，4、接地负极，5、点火室壳体，6、电热丝，7、喷孔，8、中心电极，9、电热丝导线，10、加热控制器，11、单向导通元件。
具体实施方式
图1、2示出了一种带有加热点火室的火花塞的结构图。图中，这种带有加热点火室的火花塞包括正极接线柱1、绝缘体2、火花塞体3、点火室壳体5、中心电极8、电热丝6、加热控制器10和单向导通元件11。火花塞体3的下端内侧设有接地负极4，下端固定连接一个设有一个或多个喷孔7的点火室壳体5。中心电极8由绝缘体2包裹设置在火花塞体3的中心位置，中心电极8的下端与接地负极4之间设有点火间隙，上端设有正极接线柱1。点火室壳体5的壁内埋设电热丝6，电热丝6的一端电连接火花塞体3，另一端用电热丝导线9电连接加热控制器10，点火室壳体5的外壁表面涂敷绝热材料。
图3示出了另一种点火室电热丝的电连接图。电热丝6的一端电连接火花塞体3，另一端用电热丝导线9电连接中心电极8，中心电极8用电热丝导线经单向导通元件11电连接加热控制器10。
采用上述的技术方案，该火花塞与传统火花塞结构基本相同，仅在火花塞头部增加了加热点火室，点火室壳体中布置电热丝，电热丝一端连接火花塞体，另一端连接电热丝导线，电热丝导线从绝缘体中穿过后另一端连接加热控制器。将加热点火室火花塞安装在火花辅助均质压燃发动机上，发动机采用1.5至2.5的空燃比。发动机管理系统根据不同工况需求控制加热控制器，控制通过电热丝的电流，使点火室壳体保持高温。压缩冲程中缸内混合气由点火室喷孔进入点火室，温度升高。火花塞放电后，点火室内高温混合气发生爆燃，火焰由点火室喷孔喷出点火室，触发缸内稀薄可燃混合气自燃。
另一种点火室电热丝电连接法，电热丝导线从绝缘体中穿过后另一端连接中心电极，加热控制器连接单向导通元件后，再连接中心电极，控制电热丝的加热电流。点火室电热丝的正向加热电流能够通过单向导通元件，而火花塞放电的反向电流不能通过单向导通元件流向加热控制器。

Claims (5)

1.一种带有加热点火室的火花塞，它包括正极接线柱(1)、绝缘体(2)、火花塞体(3)、点火室壳体(5)和中心电极(8)，其特征是：它还包括电热丝(6)、加热控制器(10)和单向导通元件(11)，所述火花塞体(3)的下端内侧设有接地负极(4)，下端固定连接一个设有喷孔(7)的点火室壳体(5)，所述中心电极(8)由绝缘体(2)包裹设置在火花塞体(3)的中心位置，中心电极(8)的下端与接地负极(4)之间设有点火间隙，上端设有正极接线柱(1)，所述点火室壳体(5)的壁内埋设电热丝(6)，电热丝(6)的一端电连接火花塞体(3)，另一端电连接加热控制器(10)，点火室壳体(5)的外壁表面涂敷绝热材料；
将加热点火室火花塞安装在火花辅助均质压燃发动机上，发动机采用1.5至2.5的空燃比；发动机管理系统根据不同工况需求控制加热控制器(10)，控制通过电热丝(6)的电流，使点火室壳体(5)保持高温；压缩冲程中缸内混合气由点火室喷孔(7)进入点火室，温度升高；火花塞放电后，点火室内高温混合气发生爆燃，火焰由点火室喷孔(7)喷出点火室，触发缸内稀薄可燃混合气自燃。
2.根据权利要求1所述的一种带有加热点火室的火花塞，其特征是：所述喷孔(7)的数量为一个或多个。
3.根据权利要求1所述的一种带有加热点火室的火花塞，其特征是：所述喷孔(7)的形状为圆柱孔、圆锥孔、缩放孔、椭圆孔或方孔。
4.根据权利要求1所述的一种带有加热点火室的火花塞，其特征是：所述电热丝(6)的另一端用电热丝导线(9)电连接加热控制器(10)。
5.根据权利要求1所述的一种带有加热点火室的火花塞，其特征是：所述电热丝(6)的另一端用电热丝导线(9)电连接中心电极(8)，中心电极(8)用电热丝导线经单向导通元件(11)电连接加热控制器(10)。
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