[发明专利]电晕点火装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求所述特征的点火装置。这种类型的点火装置被称为电晕点火装置或者高频点火装置，并可从，例如，EP1515594A2中获知。

背景技术

通过在燃烧室内产生的电晕放电，在内燃机的燃烧室内点燃燃料的方法在美国专利US2004/0129241A1中也进行了描述。其中，使用了一中心电极，所述中心电极设置于一被外导体所围绕的绝缘体中。所述处于地电势的燃烧室的外导体或者外壁充当反电极。中心电极，绝缘体本体和燃烧室的外导体或者外壁形成一电容。围绕中心电极的绝缘体，以及燃烧室连同其内容物，充当电介质。根据活塞所在的冲程，空气或燃料/空气混合物或废气处于所述燃烧室内。

该电容形成电谐振电路的一部分，所述电谐振电路由高频电压进行激发。典型地，所述谐振电路的谐振频率处于30kHZ和10MHZ之间，并且，例如，所述点火电极上的交变电压通常会达到15kV到500kV之间。电晕放电由此在燃烧室内产生。

在从专利文件US 2004/0129241和EP 1515594A2所获知的电晕点火装置的情况中，所述中心电极的末端设有单一的燃点。然而，所述中心电极还可分支为若干燃点，以便在较大的体积内产生等离子体。

电晕放电装置的外壳通常由外壳管件和壳体头组成，所述壳体头以气密性的方式安装于内燃机的汽缸盖内，并为此通常具有外螺纹。所述壳体头围绕绝缘体的圆柱形部分以便与其保持紧密结合。在从管件外壳到较狭窄的壳体头的转变中电场会剧烈变化。这种转变之前已经证明存在问题并且易受到击穿电压和局部放电的影响。

电晕点火装置是传统点火系统的一替换物，所述传统点火系统通过火花塞上的电弧放电来进行点火，并且由于电极烧化会受到相当大的磨损。电晕点火装置具有更长的使用寿命的潜力，可是这在以前只能在有限的范围内得以实现，因为高电压击穿或局部放电通常会导致过早损坏。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种可以改善电晕点火装置使用寿命的手段。

该目的通过具有权利要求所述特征的点火装置来实现。本发明的进一步改进在从属权利要求中得以公开。

远离燃烧室的所述绝缘体的后端已经被证明对于电压击穿以及内部局部放电尤其关键。所述电晕点火装置的外壳在该点处相比其朝向所述燃烧室的前端具有更大的内径。所述外壳以一相当大的间距围绕所述绝缘体的后端，同时，有时被称之为壳体头的前壳体部分通常具有紧靠所述绝缘体的外螺纹。

在根据本发明所述的电晕点火装置中，所述绝缘体在外壳的扩展内部具有一较薄部分。虽然较低的击穿强度会被认为是较薄绝缘体所导致的结果，所述电晕点火装置对于电压击穿和局部放电的敏感性出乎意料地可通过所述绝缘体的这种设计得到相当大程度的减少。

例如，所述绝缘体的较薄部分可为圆锥台形，并可直接与由外壳所紧密封装的圆柱形绝缘体部分邻接。根据本发明的进一步改进，所述绝缘体可在圆柱形绝缘体部分和绝缘体部分之间具有锥状部分。在所述设置于外壳的圆柱形内部部分中的圆柱形绝缘体部分和设置于所述外壳的扩展内部部分中的较薄绝缘体部分之间，所述绝缘体的直径连续减小。那么所述较薄绝缘体部分形成锥形或者朝向所述绝缘体远离燃烧室的一端进一步锥形化。所述锥状部分优选为圆锥形或者内凹的圆形。这就意味着当从纵截面方向观察所述绝缘体时，所述锥状部分具有凹面曲率，也就是说，向内朝向所述绝缘体弯曲。

所述绝缘体的圆柱形部分涂有导电涂层，其止于所述较薄部分前。所述导电涂层因此覆盖所述圆柱形绝缘体部分，而非较薄部分。所述导电涂层优选为仅仅延伸至所述圆柱形绝缘体部分的后端。所述绝缘体若具有过渡区，其可被所述导电涂层完全或部分覆盖，但是优选为不覆盖。所述圆柱形绝缘体部分的后端即为朝向所述较薄绝缘体部分的端部。优选地，所述导电涂层由金属或者导电陶瓷组成，例如，钼硅化物。

根据本发明的进一步改进，所述圆柱形绝缘体部分的末端与所述圆柱形内部部分齐平，或者从所述圆柱形内部部分伸出到后部，也就是说，远离所述燃点。所述绝缘体的圆柱形部分末端止于所述外壳的圆柱形内部部分也是可能的，但是如果所述圆柱形绝缘体部分至少延伸至所述外壳圆柱形内部部分的后端，则会实现较高的击穿强度，也就是说，至少延伸至远离所述燃烧室的圆柱形内部部分的末端。如果所述圆柱形绝缘体部分从所述圆柱形内部部分稍微伸出，这对于制造过程来说是有帮助的。优选地，从所述圆柱形内部部分伸出的圆柱形绝缘体部分应小于其半径，更为优选地，小于半径的一半，尤其是小于半径的三分之一。