[发明专利]汽油机多点同步点火装置

说明书

本发明涉及一种汽油发动机点火装置。

点火装置是汽油发动机的重要组成部分，它利用高压电火花将发动机汽缸内的混合气体点燃，混合气体燃烧膨胀并通过气缸活塞推动曲轴转动。汽油发动机点火装置主要包括点火线圈、分电器和火花塞三大部件。点火线圈是产生高压电流的装置，主要由低压线圈和高压线圈组成并分别缠绕于同一变压器的原边和副边。火花塞是在气缸内产生高压电火花以点燃气缸内混合气体的装置，其个数与发动机气缸数相等，其主要组成部分是用于产生高压电火花的中心电极和相应的接地旁极，通过一钢外套安装在发动机气缸盖上并使中心电极和旁极伸入气缸内顶部。分电器主要由分火芯和配电盘构成，配电盘上带有与发动机气缸数相等的承电片，分火芯则带有与配电盘承电片互相配合的放电片并可由分电器轴驱动在配电盘内旋转而使放电片依次与各承电片相联接，分电器的作用是通过放电片和承电片将高压线圈中产生的高压电流依次分配到各气缸火花塞的中心电极。

现有技术中的汽油机点火装置是一种单火花型的点火装置，即每个气缸只安装一个火花塞，每个火花塞中只包括一对中心电极和接地旁极，每次点火时只产生一个高压电火花。这种单火花型的点火装置的突出缺陷是电火花能量低，并由此引起一系列其它问题，首先，由于电火花能量小，气缸内混合气燃烧时的初始焰核也很小，混合气由初燃到燃烧结束所需的时间较长，燃烧过程中燃气所能达到的最高温度偏低，燃气所产生的最高压力偏小，最终使发动机输出功率降低。其次，由于混合气燃烧比较缓慢，要想使燃气最高压力产生于曲轴到达上止点后10-15°角时，就势必要加大点火提前角。但是，在曲轴到达了上点之前，混合气的燃烧过程又只能为曲轴提供负扭矩，也就是说，有一部分正扭矩将被负扭矩抵消而造成功的浪费，最终也会使发动机输出功率降低。第三，由于汽油机的额定转速很高，单缸内混合气的允许燃烧时间十分短暂，而实际燃烧过程又很缓慢，因而势必造成混合气燃烧不充分，未燃尽的可燃气体随废气一起排入大气，不仅造成燃料的浪费，还会造成对大气环境的污染，如果含有可燃气体的废气在排气管路中继续燃烧，则还可能导致汽油机排气背压增大，排气噪声增强，并且还将影响下一次进气过程而降低发动机的输出功率。此外，单火花型点火装置的工作可靠性较差，尤其是在低温潮湿状态下更难于使汽油机点火启动。

总之，由于电火能量偏低，单火花型点火装置不仅工作可靠性差，而且还会造成发动机输出功率降低和油耗的增加。因此，汽油发动机方面的专家和工程技术人员始终都在潜心于汽油发动机点火装置的改进并探索新型点火装置。公告号为EP0201173的欧洲专利公开了一种双火花塞发动机点火装置，8个火花塞分装在4个气缸内，每个气缸内都有两个火花塞。由于每个气缸中都有两个火花塞，可以同时产生两个电火花，因此双火花塞点火装置可以提高电火花能量、增强点火效果，这是显而易见又不言而喻的。但是，双火花塞点火装置的实际应用却具有很大的局限性。首先，双火花塞点火装置的替代性差，要想用双火花塞系统替代目前世界通用的单火花塞系统，必须改变气缸盖的结构，增加火花塞旋孔。其次，气缸盖本来就已经相当拥挤，除了火花塞旋孔外，还要布置气门、冷却水道等，继续增加火花塞旋孔不仅会使气缸盖更加拥挤，而且还会使气缸盖的强度降低，增加泄漏的机率。因此，双火花塞点火装置至今仍未被普通采用。

本发明的目的即在于在不改变气缸盖结构的前提下，设计一种具有高电火花能量的汽油机点火装置，以改善发动机的点火性能，提高点火装置的工作可靠性，并最终提高发动机的输出功率、降低燃油消耗。