电晕点火装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种电晕点火装置，其用于通过电晕放电在发动机的燃烧室中点燃燃料，其包括绝缘体（2），所述绝缘体（2）具有一连续延伸的通道，一中心电极（3）塞进绝缘体（2）的通道中并引向至少一个点火末端，一玻璃密封（4）在该通道中密封中心电极（3）和绝缘体（2）之间的间隙，以及一外壳（1），绝缘体（2）塞进外壳（1）内。根据本发明，中心电极（3）具有密封面（3a），其与绝缘体（2）的密封面一起构成一承座，以及在该通道的一端部部分中设置有朝向点火末端开口的环形气隙，其面向点火末端，位于中心电极（3）和绝缘体（2）之间。
【专利说明】电晕点火装置【技术领域】
[0001]本发明基于具有如权利要求的前序部分所说明的特征的电晕点火装置。
【背景技术】
[0002]电晕点火装置是火花塞的替代，火花塞以电弧放电引燃燃料。相反，电晕点火装置通过电晕放电引起点火，因此其潜在具有长得多的使用寿命。具体地说，相比电弧放电，电晕放电在点火末端引起的燃耗少得多。
[0003]在点火末端的电晕放电由电气谐振电路的高频激励产生。该谐振电路的电容器由电晕点火装置的外壳和引至点火末端的中心电极构成。中心电极设置于一绝缘体的通道中，该绝缘体以气密的方式封闭外壳的燃烧室侧端部。绝缘体的通道中设置有玻璃密封以免燃烧室气体漏出。
[0004]电晕点火装置的过早失效的常见原因是电晕点火装置内的介电击穿。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是说明一种可以增长电晕点火装置的使用寿命的方法。
[0006]这个目的通过具有如权利要求的前序部分所说明的特征的电晕点火装置实现。本发明的有益的改良为从属权利要求的主题。
[0007]根据本发明的电晕点火装置，中心电极具有一密封面，其与绝缘体的密封面共同形成一密封承座(seat)。出人意料地，因此能大大地减少电晕点火装置过早失效的风险。
`[0008]电晕点火装置的玻璃密封承受明显的温度载荷，其可导致玻璃密封在工作期间变软并可能使污染物渗入通道中。由此，可招致电晕点火装置过早失效的击穿和局部放电的风险提高。在填充有玻璃的通道的一部分中的燃料残余物沉积随着时间积累，并愈加地减少绝缘强度，直到最后导致介电击穿。由于该承座，尤其是由于一锥形承座，即使玻璃密封变软，也能确保优异的密封。
[0009]中心电极的密封面优选地被压下以偏向抵靠绝缘体的密封面。该密封因此还能进一步改善，尤其是即使玻璃密封变软。
[0010]该通道在中心电极和绝缘体之间的面向点火末端的端部部分设置有朝向点火末端开口的环形气隙。从而玻璃密封设置为与绝缘体本体的燃烧室侧相隔一间距，并因此暴露较少以使热负荷减少。改善了的密封阻止燃烧室气体和污染物渗入玻璃密封和渗入设置在承座后面的通道部分。击穿和局部放电的风险从而有益地减少。可通过电晕放电烧耗气隙中的燃料残余沉积，如此在这一点上也可避免击穿和局部放电。
[0011]为便于气隙中电晕放电的形成并从而阻止燃料残余的汇集，中心电极的一部分和/或绝缘体的表面可在气隙中引起一电场峰值，用于在气隙中产生电晕放电。例如，在通道的端部部分位置，中心电极和/或绝缘体的内面可以具有增加的粗糙度，也就是说相比在包含玻璃密封的通道的主体部分位置具有更大的粗糙度。可选地或额外地，在点火末端和中心电极的密封面之间的中心电极部分可具有一外围边缘。边缘可导致电场的局部增加，也就是说导致一电场峰值，由此引致电晕放电。
[0012]密封承座可引致电场的局部增加并可由此伴随有在中心电极和外壳之间的介电击穿的风险。根据本发明的一有益的改进，绝缘体在燃烧室侧的一端从外壳伸出，例如伸出长度为B，且密封设置在绝缘体的该端部部分中，例如密封设置为相隔绝缘体的燃烧室侧的端部一间距A。从而中心电极的密封面完全地设置在外壳外。由于密封面离外壳有足够的间距，即使密封面的边缘引起局部电场超高或电场峰值，也可避免介电击穿。A和B的比值可以为0.3至0.7 ;例如A/B可在0.4至0.6的范围内。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]本发明的更多细节和优点将以本发明的说明性实施例为基础，参照附图进行说明，其中:
[0014]图1显示根据本发明的电晕点火装置的一说明性的实施例；以及
[0015]图2所示为电晕点火装置的燃烧室侧端部的示意的侧视图。
【具体实施方式】
[0016]图1所示的电晕点火装置具有外壳1，其一端由绝缘体2封闭。具体如图2所示，中心电极3塞进绝缘体2并引出至少一个点火末端。图1显示有多个点火末端，而为了简化起见在图2中仅显示单个点火末端。如果具有多个点火末端的一点火头固定至中心电极，则可产生更大体积空间的电晕放电。
[0017]中心电极3与绝缘体2和外壳I共同形成一电容器，其串接至附着于中心电极3的线圈。设置在外壳中的电容器和线圈构成一电气谐振电路，其激励可在点火末端或多个点火末端引起电晕放电。
[0018]外壳I的围绕绝缘体2的端部部分Ia可具有外螺纹lb，用于螺纹连接至一气缸体内。电晕点火装置还可用其它方式固定至气缸体，以代替外螺纹。
[0019]如图2所示，中心电极3设置在绝缘体2的一连续延伸的通道中，在该处中心电极3被玻璃密封4围绕。该连续延伸的通道为一通孔。玻璃密封4优选地由导电玻璃制成，例如通过导电的附加物，比如石墨颗粒或金属微粒，使其具有电传导性的玻璃。
[0020]在该通道中，玻璃密封4封闭中心电极3和绝缘体2之间的环形间隙。为改善该密封，中心电极3具有锥形密封面3a，其与绝缘体2的锥形密封面共同形成一承座。可压下中心电极3的密封面3a使其偏向抵靠绝缘体2的锥形密封面，以确保相对于燃烧室气体的可靠密封，即使玻璃密封4变软。
[0021]在说明性的实施例中，绝缘体2的密封面成型为，使该通道具有成圆锥形的拔梢部分(tapering portion),该拔梢部分接界于包含玻璃密封的主体部分。可类似于该主体部分成圆柱形，但比该主体部分窄的一端部部分，邻接于成圆锥形的拔梢部分。该通道的端部部分还可以，例如，背向该承座朝其端部成圆锥形地扩宽。由此在气隙中实现有利的电晕放电的迁移。
[0022]承座和绝缘体2的面向点火末端的一端之间，中心电极3被朝点火末端开口，亦即朝向燃烧室开口的气隙围绕。具体地，该通道的燃烧室侧的端部部分相比设置在其中的中心电极3的部分具有更大的直径。[0023]中心电极3在其密封面处扩宽。绝缘体2的面向点火末端的端部部分从外壳I伸出。这样降低介电击穿的风险。承座位于绝缘体2的该端部部分中。一方面，中心电极3的密封面相对于外壳I不应该引起介电击穿。为此，离外壳I的端部的最大间距是有利的。另一方面，该承座应该热负载至最小的程度。为此，离点火末端的最大间距是有利的。
[0024]在所示的说明性实施例中，绝缘体2从外壳I伸出具有长度B的端部部分。长度B大于绝缘体2的通道中的环形气隙的长度A。长度比A/B在0.3至0.7范围内是有利的。特别有利的是，长度A为长度B的4/10到6/10之间。
[0025]也可以将承座设置在外壳I中。那么，承座离绝缘体2的燃烧室侧的端部的间距A应至少为长度B的1.3倍，例如，若比值A/B在1.5至2.0的范围内则是有利的。
[0026]促进电晕放电生成的高电场强度，在该气隙中产生，该气隙优选地具有从0.05mm至0.5mm的宽度C。该气隙中的电晕放电烧耗存在的任何燃烧残渣从而防止气隙的结焦。
[0027]为协助气隙中电晕放电的形成，可选择性地产生电场峰值，例如对中心电极3的端部部分和/或位于通道端部部分的绝缘体2表面进行粗糙化。中心电极3上的边缘尤其有效。例如，外围边缘5可由中心电极3的端部部分处的直径变化而形成。这样的边缘5可设置在绝缘体2中或绝缘体2外。如果其设置在外面，可更可取地使中心电极在其接界于边缘5的区域相比其邻接区域没那么重度锥形化。也可以在该通道的端部部分设置一边缘，以促进在该气隙中形成电晕放电。
【权利要求】
1.一种电晕点火装置，其用于通过电晕放电在发动机的燃烧室中点燃燃料，包括 绝缘体(2)，其具有一连续延伸的通道； 中心电极(3)，其塞进绝缘体(2)的通道中并引向至少一个点火末端； 玻璃密封(4)，其密封该通道；以及 外壳(1)，所述绝缘体(2)塞进外壳(I)内，其特征在于，中心电极(3)具有密封面(3a)，其与绝缘体(2)的密封面共同形成一承座。
2.根据权利要求1所述的电晕点火装置，其特征在于，包括在中心电极(3)和绝缘体(2)之间的环形气隙，朝向点火末端开口的该环形气隙设置在该通道的一端部部分中，该端部部分面向点火末端。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电晕点火装置，其特征在于，绝缘体(2)的面向点火末端的端部部分从外壳(I)伸出。
4.根据权利要求3所述的电晕点火装置，其特征在于，该环形气隙短于从外壳(I)伸出的绝缘体(2)的端部部分。
5.根据权利要求4所述的电晕点火装置，其特征在于，该环形气隙的长度(A)和从外壳(I)伸出的端部部分的长度(B)的比值在0.3至0.7的范围。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电晕点火装置，其特征在于，中心电极(3)的密封面(3a)与绝缘体(2)的密封面均为锥形。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电晕点火装置，其特征在于，该通道的端部部分窄于该通道的包含玻璃密封(4)的主体部分。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电晕点火装置，其特征在于，所述中心电极(3)的一部分和/或绝缘体(2)的表面会在气隙中引起一电场峰值，以在该气隙中产生电晕放电。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电晕点火装置，其特征在于，中心电极(3)的一部分具有外围边缘(5)，其配置为便于在该气隙中形成电晕放电。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电晕点火装置，其特征在于，中心电极(3)的密封面(3a)被压下以偏向抵靠绝缘体(2)的密封面。
【文档编号】F02P23/04GK103807083SQ201310526854
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2012年11月7日
【发明者】T·施蒂费尔 申请人:博格华纳贝鲁系统有限公司