点火装置的制作方法

专利名称：点火装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种点火装置。特别是，本发明涉及一种用于火花点火式内燃机(spark-ignition internal combustion)的点火装置。
技术背景火花点火式内燃机通常包括位于发动机汽缸盖内的多个火花塞，火花塞用于在 每个汽缸内产生火花。每个火 通过各自的高压点火线分别与各自的分电盘端子 相连。用于传导电荷的电气元件分为由较高电位传导和以劍氐电位传导，而"高压" 一词就是用 这两种元件给予区分。在典型的汽车发动机中，高压元件之间可以 有以千伏计的电位差，例如25kV，耐氏压元件的电位则会升高到几十伏。工作时，分电盘通过每个点火线接通高电压，并随后mii依次接通各个火花塞。该高电压足以通过每个火花塞各自的空气间隙产生放电弧，即火花。在火花的短暂出现期间， 相应点火线上就有电荷流过。火花的特性就是导线中出现高频电流。有时，这种高 频电流又称之为"高频噪声"，它往往会导致一种由点火线发出的射频幅射。这种幅 射有的时候又称之为射频干扰(RFI)，因为它会对周围的电气设备产生干扰，于是， 就产生了问题。例如，在汽车上，这种幅射会干扰汽车上的音响设备，如车载高保 真收音机，而且还会干扰汽车的计算机处理设备，如发动机管理计算机。为了解决这个问题，发动机和汽车制造商试图使用高电阻点火线。例如，已经 发现电阻为16kQ/m的点火线可以抑制高频噪声。但是，随着点火线电阻的增加而 带来的问题是火花的强度降低，导致燃烧不完全，这反过来又会引起输出功率下 降，使发动机尾气排放增加。点火线的高电阻会引起点火线的发热，这反过来又会 縮短其使用寿命。为此，就需要选择一种办法，即一方面要考虑高频噪声的抑制， 另一方面又要考虑发动机的性能和点火线的寿命。为了实现两者之间的适当平衡， 至少一些国际标准限制了点火线的电阻为16kQ/m。为此，生产厂商都趋于使用高 电阻的导线，当然是在该范围内，例如电阻为16kQ/m的点火线。然而，这种点火 线仍不能解决上面所述问题。本发明的至少一个实施例的目的是解决这个问题。
目前使用的点火线通常都是三种不同的结构形式之一。第一种是高导电金属丝， 如铜丝，用于构成导电线芯。第二种是电绝缘纤维，如玻璃或芳族聚itl安，其上涂 有导电化合物，以构成导电线芯。第三种也是电绝缘纤维，但是，这些电绝缘纤维 都包有一层铁氧体层，导电金属丝螺旋缠绕在纤维和铁氧体层上，构成线芯。这种 金属丝可以是镍铬合金、铜锡合金或不锈钢材料。但是，这些结构的点火线都存在缺陷。使用铜线芯这种结构的点火线的缺陷是， 铜的抗腐蚀性能差，高频噪声抑制差，另外，最终制成的电缆不够柔韧，且很沉重。 第二种结构是由涂以导电介质的绝缘纤维构成的线芯，这种线芯会随着使用，出现 电阻增加，导致特性不理想，最终出现的与高电阻有关的问题比上面所述的更严重。 第三种结构是铁氧体层，其机械性能差，易于断裂，特别是在动态变化禾啦力的情 况下。本发明的至少一个实施例的目的是解决与现有电缆相关的这些问题。 发明内容按照本发明的方面，本发明提供了一种高压点火电缆，适用于火花点火式内燃机。该电缆的每单位长度电阻小于10kQ/m，而且线芯至少部分采用导电材料制成，该导电材料包括非金属导电物质的纤维。根据本发明的另一方面，本发明提供了火花点火式内燃机的点火装置，该装置包括高压点火电缆，其电阻为每单元长度小于101dVm;该装置又包括射频干扰抑制机构，该机构由下述装置中至少一个构成电阻型火花塞，该电缆用于与火花塞相连接； 固定到电缆一端的连接器，该连接器包括电阻器；电磁性力场稳定器，包括电子元件，用于稳定和/或调节电缆中的高电压； 设置在电缆内的半导体材料；藉此，该点火装置即可抑制电缆中电流变化弓胞的射频干扰。 电缆的每单元长度电阻可以小于7kQ/m，也可以小于lkQ/m，也可以小于0. 5kQ/m。但电缆的每单元长度电阻更 小于100Q/m，或者电缆的每单元长度电阻最 小于50Q/m。人们已经发现，采用低电阻电缆的点火装置，例如小于10kQ/m，对发动机的运行会带来影响。如果电缆的每单元长度电阻更低，例如小于50Q/m，这种情况尤
为突出。例如，现己发现这种电缆的使用可以改善发动机的启动和空转，提高发动 机的功率输出，增强燃油经济性，减少非燃烧的碳氢化合物和有毒废气的排放，迸 而提高了发动机上安装的催化转化器的使用寿命。另外，燃烧的改善同时也减少了 火花塞上沉积的碳质沉淀物，从而延长火花塞的使用寿命。该点火装置的特性可以包括上述(a)到(d)项中任何一项，^用任何组合 形式具备其中多项或全部特性。其内装有电阻器的连接器可以是一种安装火花塞的连接器，其中，该连接器是 一种电阻型火花塞帽。电阻型连接器可以与高压接线端子相连接，如分电盘或变压 器线圈的接线端子。电阻型火花塞和/或装有电阻器的连接器的电阻值可以在0. 到16kQ，更优 选电阻值在300Q到9kQ的电阻器，还可以更优选电阻值在500Q到6kQ的电阻器。 电阻器最优选在lkQ到4kQ的范围内。已经发现，采用电阻型火花塞或具有所述阻值的电阻型火花塞帽的点火装置可 将电缆中电流变化弓胞的射频干扰抑审倒满意的水平，从而使得点火装置因j顿低 阻值电缆而改善发动机的工作特性，同时将射频干扰抑制至臓意的水平。磁性力场稳定器，包括稳定器和/或调节器，该稳定器用于通过该装置的电流 进行稳压，而该调节器则用于通过该装置又寸电流的电压进纟于调节。优选设置磁性力 场稳定器输送电流，该电流电压能够充分度定，以便对噪声抑制产生有利的影响和/ 或产生良好的火花特性。磁性力场稳定器可以设置为正好接收高压点火电流。该磁性力场稳定器m与远离火花塞的电缆的一侧相连接。该磁性力场稳定器iK连接在分电盘的输入端。该磁性力场稳定器可以连接在变压器线圈的任一侧。另外，该 磁性力场稳定器设置为可以额外接受来自其它电气元件的电流，例如与汽车或内燃 机相关的电气元件，如燃油泵、传动元件、油门元件、发电机等。磁性力场稳定器 可以用于接收泄漏电流，泄漏电流可以来自上面所述元件，也可以是任何可以想象 到的元件，包括汽车底盘。泄漏电流可以接地和/或重新循环到电瓶和/或点火元件， 如分电盘。磁性力场稳定器可以包括射频干扰(RFI)抑制器。磁性力场稳定器还可 以用于监控输入电流。磁性力场稳定器进--步包括磁性力场增强器，用于与分子稳 定器和/ 油裂化器配合使用，分子稳定器和/或燃油裂化器则会对发动机的燃油 管路产生作用。电缆的线芯可以至少部分采用导电材料。线芯可以包括由非金属导电材料制成 的纤维，例如碳或石墨。线芯可以由若干个细长的纤维丝组成，并行伸展。纤维材 料优选比重在1. 2到2. 0的范围内。线芯可以是人造纤维、煤焦油和/或石油沥青碳化后衍生的纤维。该Ait纤维可以包括天然聚合物及其衍生物，例如纤维素和Ait 丝。该A3t纤维可以包括合成聚合物，例如聚丙烯腈的均聚合物和/或共聚合物。该 人造纤维可以在20(TC到30(TC的温度范围内在空气中氧化。该Ait纤维可以在高达 30(TC的温度时通过化学交联转换成一种不可烙化的形式。该人造纤维还可以在、M IOO(TC时碳化，从而将纤维转换成石墨；并且，可以作为选择，随后在150(TC到3000 'C的温度范围内进行热处理，以形成碳或石墨纤维长丝。,地，该纤维具多晶结 构，其与石墨平面定位，且石墨平面与纤维轴平行对准。该纤维i^抗拉强度在100 000到900 000磅/平方英寸范围内。优选地，该纤维具有良好的疲劳和/或阻尼特 性，并且优选地具有高抗腐蚀性和/或化学惰性。线芯可以至少部分由围绕支承构件来支撑衬底而形成，衬底上固定有碳纤维。 衬底也可以是一种狭长材料条的形式，例如带子。衬底可以浸渍碳纤维。带子可以 是一种聚合材料。结构上的布置形式类似于传统的纤维增强带。所述带子可以包裹 在支架周围。衬底可以是一种布织物，并且可以是织物或非织物。线芯可以通过挤压形成。线芯可以包括若干^t浮在衬底内的纤维组成。衬底可以是热塑性塑料。衬底 也可以是聚合物。该线芯可以是碳纤维增强聚合复合物，其中碳纤维 长丝形状 或纤维的切段长度形状。不太主张线芯选用粉状的碳纤维。聚合材料可以是，例如 环氧树脂或者热塑性塑料，如聚酉划安、聚碳酸脂、热塑性聚氨酯、聚苯硫醚或聚对 苯二甲酸丁二醇酯。线芯可以进一步包括悬浮在衬底内的金属粒子。添加金属粒子可以增加导电性， 从而降《氏阻值。以非金属导电纤维的形式构成具有导电元件的线芯，不论这些元件是若干细长 纤维按并行排列还魏浮在衬底内的纤维，蝶种其他形式的纤维，都可以至少部 分地成功解决与当前使用的导线相关的问题。例如，非金属导电纤维就比铜更具抗 腐蚀性，而且随着时间的推移，其抗腐蚀性能比涂有导电物质的非导电纤维要持久。 非金属导电纤维还不容易断裂，例如铁氧体材料。半导体材料可以设置在线芯的周围。半导体材料可以在线芯上和线芯周围形成 层，如涂层。半导体材料可以设置在线芯内。该线芯可以采用半导体材料浸渍。半
导体材料,柔韧性的，这样，在电缆使用期间可能出现弯曲时，它就可以抗断裂 或破裂。半导体材料可以塑性变形，还可以弹性变形。半导体材料可以包括聚合复 合材料，例如，丙烯酸酯基及其共聚物、热塑性塑料，如聚乙烯(PE)和/或乙烯一醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，热固性聚合物如可交联聚烯烃、乙烯-丙烯酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物、表氯醇均 聚物和/或共聚物、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丙烯酸类橡胶和硅橡胶。半导体材料 为基于热固性聚合物的材料，如交联聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙烯共聚物、表氯醇聚合物和硅橡伊交。优选一种具有良好机械性能的柔韧性半 导体材料，可抗弯曲和抗遇热老化，且体积电阻系数低。为此，,基于丙烯酸盐 类和表氯醇类聚合物的半导体材料。半导体材料可以包括导电±真料，如导电碳黑，石墨和/或导电金属，其可以是一种粉状材料。导电填料优选的范围为20PHR到 200P服。P服(质量份数)是指导电i真料的重量相对于聚合物100份的重量。可以选 用聚合物基材并在其中加上一定数量的导电填料，以获得较佳导电性的半导体材料。半导体材料层可以通过挤压成形。也可以通过浸渍工艺成形。电缆也可以不包括半导体材料。半导体材料层温度在15'C时的电阻率可以在100Q/m到1000MQ/m的范围内。 电缆的内外可以使用绝缘材料。绝^彖材料可以形成电缆的另外一层绝缘层。电 缆优选包括一层在线芯上和线芯周围的绝缘层。电缆优选包括设置在线芯和半导体 材料之间的绝缘层，它可以构成绝缘层上和绝缘层周围的另一层。另外，电缆也可 以在半导体材料上和半导体材料周围增加一层绝缘层。绝缘材料可以是聚合材料，并且可以包括，例如热塑性塑料，如乙烯类聚合物、聚烯烃基材、聚翻安和聚脂； 热塑性橡胞以及优选热固性聚合体，如交联聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙 烯-二烯三元共聚物、聚氯乙烯、氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯和硅橡胶。 该绝缘层或每层绝缘层都可以通过挤压工艺成形。该电缆可以包括保护材料，用于保护电缆的其它部分不受损坏。保护材料可以 对电缆其它部分之中的一个或多个进行包覆，从而构成保护层。保护材料可以构成 电缆的最外层。保护材料可以包括一个或多个纤维丝，其是/或螺旋缠绕、雌为编 织在电缆其它部分周围，以形成保护层。保护材料可以是玻璃纤维和/或人造纤维丝， 例如，聚脂纤维、聚S划安、芳族聚翻安纤维、纤维素Ait丝和粘胶人造丝。保护层 可以包括纤维增强带，包裹在电缆其它部分的周围，形成保护层。保护层可提高电 缆的强度，对其各层起到保护作用。在电缆制作期间增加强度是非常有用的，如果 需要将接头压装到电缆端部时，电缆就必须具有很高的强度。保护层可以通过使用增强材料而得到加强。这种增强才才料可以是玻璃纤维和/ 或钢丝。增强材料可以包覆在保护层上和保护层周围。电缆可以包括最外层。最外层 采用阻燃材料制成。最外层优选具有良好介电性能的材料。例如，最外层可以是一种在纟鹏2(TC时体积电阻率至少为1013Q/cm 的材料制成。最外层优选为一种可抗润滑油、燃油、磨损和臭氧其中一个或多个材 料。阻燃材料雌耐热性能为125。C到20(TC的^g范围。最外层的阻燃层基材是乙 烯-醋酸乙烯共聚物、交联聚稀烃、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯 -丙烯-二烯三元共聚物、氢化丁腈橡胶、硅橡胶、氯丁二烯橡胶、聚氯乙烯和氯磺 化聚乙烯。最外面的阻燃层优选地至少部分采用无卤素低烟非腐蚀聚合物材料。电缆的每个部分4雄不含卤素的材料，且!继阻燃材料。这样， 一旦着火，电 缆就不会发出危险性的毒性和腐蚀性气体。电缆可以用作分电盘和火ra之间的连接。电缆也可以用作变压器和分电盘之 间的连接。电缆也可以用作任何两个接线端子之间的连接，用于高电位传导电荷。电缆和/或点火装置也可以设想与任何类型的发动机配合使用，这种发动机要求 点火造成的射频干扰(RFI)最小。例如，电缆和/或点火装置可以用于化油器基或 喷油器发动机，也可以用于汽油发动机或液化石油气(LPG)发动机，或汽车、摩托 车或工业发动机。按照本发明的再方面，本发明提供了如上所述的一种磁性力场稳定器。


下面通过示例并结合附图对本发明的具体实施例进行介绍，附图如下图1为根据本发明所提出的点火装置的示意图；图2为点火装置的典型磁性力场稳定器的元件示意电路图；图3为点火装置第一典型电缆的组成示意图；图4为第二典型电缆的组成示意图；图5为第三典型电缆的组成示意图。
具体实施方式
图1示出了本发明第一实施例给出的点火装置10。点火装置IO用于火花点火 式内燃机，如普通车用火花点火式内燃机(图中未示)。点火装置10由数个元件组成，其中包括变压器线圈20，磁性力场稳定器(field stabilizer device) 30，分电盘 (distributor) 40,高压点火线50和火花塞，其中只示出了火花塞60。首先介绍这 些元件的一般设置和相互之间的连线，然后再依次详细介绍其中一些元件。一般来讲，点火装置10设有变压器线圈20的输入端，经由低压电路22接到 12V直流电源。变压器线圈20是普通线圈。变压器线圈20的高压输出端接到磁性 力场稳定器30的输入端。磁性力场稳定器30不是普通的装置，且至少部分地体现 了本发明的特性。磁性力场稳定器30的高压输出端接到分电盘40的输入端，后者 是普通的分点盘。至少部分体现本发明的四个高压点火线50分别接到分电盘40的 各个输出端，在本实施例中，设想点火装置10用于典型的汽车发动机。每个导线 50的两端分别接到接头52， 54。接头54位于分电盘的附近，是普通的接头，用于 在其上插入输出端子。另一个接头52是火花塞安装帽(spark plug-receiving boot) 52。为了简化示意，图中只示出了火花塞帽52。每个火花塞帽52内都安装有各自 的火縫。另外，为了简化起见，图中只示出了火花塞60，安装在火縫帽52内。如上所述，变压器线圈20和分电盘40都是常规的元件。因此，这里就不再更 详细介绍这些元件。而要在以下详细介绍其余元件。图2更详细地示出了磁性力场稳定器30。继续参照图2，可以看出磁性力场稳 定器30在其输入端有输入接线盒31 。输入接线盒31可用于若干个与汽车发动机或 汽车其它电气系统相关的电气元件的电气联接。例如，可以与电气传动系统元件、 燃油管路元件、发电机、点火线圈、分电盘和燃烧室等实现连接。按照本实施例， 这些连接元件中，至少一个是从zffi器线圈20接到高压电缆。接线盒31的输入端 接到电容器的端子上，而电容器的另一端子则接到接线盒的输出端。接线盒31通过 电阻器R接地，后者的电阻可达到kf2级。接线盒31的输出端通过熔断器33被反 馈，熔断器起到安全切断的作用。熔断器33是12V， 30A的片鄉断器。磁性力 场稳定器30还包括若干个在熔断器的接线端子和地之间并联的电容器和二极管，二 极管在远离接线盒31端。电容器和二极管的连接方式是本领域技术人员都知道的， 即，产生稳定器，以对通过磁性力场稳定器30的电流进行稳压。特别是，磁性力场 稳定器30包括并联的的nl电解电容器，n2云母电容器和n3 二极管。在这个具体 实施例中，nl在1到5的范围之间，且，在2到4的范围之间；n2在1到5的范 围之间，且,在1到3的范围之间；而n3在1到3的范围之间，且,在1到2 的范围之间。电解电容器用于低频到中频响应，云母电容器用于高频响应，而二极 管用于反向阻尼保护。在另一些实施例中，设想可以使用或多个聚酯电容器，用于 替代一个或多个云母电容器。这种聚酯电容器可用于中频响应。另外，还可在电容 器和二极管的下游设置微控制器34，跨接到上述元件的火线和接地端子上。微控制 器用于控制和调节通过磁性力场稳定器30的电流。然而，电容器和二极管的接地端 子可以经由电阻器35接到微控制器34上。该电阻器35为高电阻值，可以在磁性力 场稳定器30断开连接后安全放电。微控制器34的输出端通过整流器36向耦合电容 器38和电压调节器37反馈电流，后者 包括散热装置(图中未示)。电压调节器 37的输出与磁性力场稳定器30的输出相等。本实施例中，磁性力场稳定器30的输 出端接到分电盘40的输入端。在本实施例中，磁性力场稳定器30接地，这样上述 电气元件和电气系统的泄漏电流也就接地。在另一个实施例中，如图2和以上所述 电路设计方案，磁性力场稳定器30可以稳定和调节输入的电压电源，监控输送到分 电盘用于点火火花的直流电，并可将该电流调节到最佳幅度。如上所述，在本实施例中，磁性力场稳定器30的至少其中输入端是来自变压器 线圈20的高压输出端的高压电缆。然而，在另一个可替代的实施例中，磁性力场稳 定器30可以连接在变压器线圈20的上游，接收低压电源供电，而磁性力场稳定器 30的输出端则接到变压器线圈20的输入端。另外，在某些实施例中，也可使用这 种磁性力场稳定器30，其中，分电盘可包括变压器线圈，如现代多点喷射系统 (multi-injection ignition systems)。在这种实施例中，i亥装置可以设在分电盘的上游。在本实施例中，每个高压点火线50都彼此相同。为此，此处仅详细介绍其中一 个点火线50。该代表性的点火线50包括一节电缆56，位于插在分电盘40上的接头 54和火花塞安装帽52之间。图3示出了该电缆的组成。继续参看图3，电缆56是由若干个同轴层构成。其中最内层是电缆56的导电 线芯廳。线芯脂是由很多并排成束的细长碳纤维丝组成。线芯100的设置是为 了使电阻的单位长度阻值低。在本实施例中，线芯100的电阻衝氐于50Q/m。线芯ioo i顿的是Ait纤维碳化后的纤维，im的是基于聚丙烯腈及其衍生物的合成纤维。由内往外数的第二层是第一绝缘层110。第一绝缘层110与线芯100径向并列 放置，以接触线芯并环绕线芯100。第一绝缘层IIO采用具有良好绝缘性能的聚合 物。下面所述材料中，任何一种材料都可以用于该绝缘层交联聚烯烃、乙烯-丙烯 共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、聚氯乙烯和硅橡胶。半导体层120包覆在第一绝缘层110上。半导体层120的材料是这样选择的，即它应很适于阻尼和散发高频电能。在本实施例中，半导体层采用表氯醇聚合物构成。表氯醇聚合物比较容易 加工形成柔韧的半导体层，且具有良好机械特性，并能抗弯曲和遇热老化。它们也可以用于形成具有单元长度低阻值的半导体层，如lkn/m。因此，适于用作包裹线 芯100的半导体层。第二绝缘层130包覆在半导体层120周围。第二绝缘层130的 组成规定同第一绝缘层110相同。第二绝缘层上包裹了一层线丝，采用盘旋或适当 的编织，以便形成加强层140。高机械强度的线丝的选择是为了增加电缆56的抗拉 弓破，并能抗弯曲和压力。在本实施例中，用聚脂纤维作为线丝材料。然而，也可 以使用聚鹏安和/或玻璃纤维。电缆56的最外层是j呆护层150。 {呆护层采用非常适 合承受汽车发动机机箱内腐蚀物质以及发动机机箱内高温的材料制成。在本实施例 中，傲户层150是用阻燃材料制成的，它既能抗腐蚀，还能抵抗由于滑油、燃油、 臭氧以及机械工作等引起的老化。在本实施例中，保护层使用的是硅橡胶。如上所述，接头52和54中的52是用于连接到火花塞60的，其术语叫"火花 塞帽"。在本实施例中，火花塞帽52是常规的火花塞帽。然而，称之为"电阻式火 花塞帽"的非普通型火花塞帽也能使用。电阻式火花塞帽类似于常规的火花塞帽， 但其内使用了串行安装的电阻器，其设置为从点火电缆流到火花塞帽内的火花塞的 电荷必须通过该电阻器。在本实施例中，点火装置10中使用的火花塞60是一种非常规型火花塞，称之 为"电阻式火花塞"。电阻式火花塞类似于常规的火花塞，但其中增加了串行安装的 电阻器，向火花塞提供内部电阻。在本发明中，选用电阻式火花塞60的每个阻值大 约1KH。然而，预计也可以选用阻值不同的其它电阻式火花塞。在使用时，分电盘40采用传统方式定期通过电缆56连接高电位差。正如人们 所知道的，这就会在火花塞60上引起火花，然后，电荷在电缆56的导电线芯100 内流过。由于导电线芯的每单元长度电阻值低，在本实施例中小于5oa所以就生 成很强的火花，从而将产生火花的燃油一空气混合物的燃烧不良，烧不完全的风 险降到最低。使用电阻式火花塞60，尽管电缆、火花塞帽和火花塞等的设置增加了总体阻值， 并且至少在一定程度上削弱了火花，但却趋于延长了火花的时间，从而可以降低由 此产生的高频噪声。 火花产生的高频噪声在电缆56中呈高频电流的形式。由于所谓的"集肤效应(skin effect)",这禾中高频电流就会趋于存在于电缆56径向最外部的导电部分中。 这部分是半导体层120。半导体层的这种选择和设置可以有效地抑制其中产生的高 频电流，从而进一步抑制高频噪声。图4示出了本发明的第二实施例，其中设置了第一可替代电缆200。第一可替 代电缆与上面图3中所介绍的电缆56相同，但是没有其中的第一绝缘层110。图3 所介绍的电缆56的所有其它各层在第一可替代电缆200中都有。因此，电缆200 包括导电线芯100、半导体层120、包覆半导体层120的绝缘层130、增强层140和 保护层150。图5示出了第三个实施例，其中使用了第二可替代电缆300。第二可替代电缆 300与上面参考图3所介绍的电缆56相似，但区别是没有半导体层120，具有所有 其它各层。根据以上所述可以知道，上面所述的点火装置的各种元〗牛可以具有很大的使用 灵活性，而仍可以获得低电阻电缆的益处，即可以将高频噪声抑制到可接受的程度。 另外，也应该知道，点火装置的一个或多个元件可以省去不用，而该装置仍能^ffi 并取得有利的效果。例如，尽管磁性力场稳定器是纟寺别用于抑制高频噪声的，这个 元件也可以省去不用，而通M用和设置其它元件仍能获得可接受的高频噪声的抑 制。同样，可以使用电阻式火花塞和减电阻式火縫帽，并可以同样对其各自电阻 值进行选择.，这样，通过与电缆结合，即可获得满意的高频噪声抑制效果。此外， 可以设想不使用电阻式火花塞或电阻式火花塞帽，相反，使用磁性力场稳定器，而 仍可确保满意的高频噪声抑制效果。另一个选择方案是，既不使用电阻式火花塞、 电阻式火花塞帽，也不使用磁性力场稳定器，只依靠电缆中的半导体材料来抑制高 频噪声。可以设想，这里所介绍的各个元件也可以采用其它的组合形式，熟悉此项技术的人可以根据以上所述进行组合。在那些同样体现了本发明的可替代电缆中，碳纤维i真料的热塑性复合材料也可 以替代以上介绍的任一种实施例中的碳纤维线芯ioo。在碳纤维±真料的热塑性复合 材料中，碳纤维在热塑性材料中呈悬浮的短纤丝和/或切段长度形式。在体现本发明的另一些可替代电缆中，如果最外边的保护层150具有满意的抗 机械作用的性能，如抗切割、撕裂、磨损和压縮，以上所述任何一种实施例都可以 省略增强层140。
权利要求
1、用于火花点火式内燃机的高压点火电缆，该电缆的每单元长度电阻值小于10kΩ/m，电缆的线芯至少部分是由导电材料制成，这种材料包括由非金属导电物质制成的纤维。
2、 用于火花点火式内燃机的点火装置，该装置包括每单元长度电阻值小于lOkD/m 的高压点火电缆，该装置进一步包括高频噪声抑制机构，用于抑制电缆中与高压 电流有关的高频噪声，该高频噪声抑制机构包括至少下述装置的一种电阻式火花塞，该电缆与该火花塞相连接；连接到电缆一端的连接器，用于将电缆连接到电气元件的接线端子，该连接 器包括电阻器；磁性力场稳定器，包括电子元件，该电子元件设置为稳定和/或调节电缆中的 高压电压；以及设置在电缆中的半导体材料。藉此，点火装置设置为抑制因电缆中的电流变化而导致的射频干扰。
3、 根据权利要求1所述的电缆，或根据权利要求2所述的点火装置，其中，该电缆 的每单元长度电阻值小于7kQ/m， 地小于lkQ/m，更^^地小于100Q/m， 以及特别优选地小于50Q/m。
4、 根据上述任一项权利要求所述的装置，其中，该电缆的线芯至少部分采用导电材 料。
5、 根据上述任一项权利要求所述的电缆，或者根据权利要求4所述的装置，其中， 该线芯包括由非金属导电材料制成的纤维，如碳或石墨。
6、 根据权利要求5所述的电缆或点火装置，其中，该线芯由若干个细长纤维组成， 并排延伸。
7、 根据权利要求6所述的电缆或点火装置，其中，纤维材料的比重在1.2到2.0 的范围内。
8、 根据上述任一项权利要求所述的电缆，或者根据权利要求4到7中任一项所述的 装置，其中，该线芯包括经人造纤维、煤焦油和/或石油沥青碳化后衍生的纤维。
9、 根据权利要求8所述的电缆或装置，其中，该人造纤维包括天然聚合物及其衍生 物，如纤维素或人造丝。
10、 根据丰又利要求8或9所述的电缆或装置，其中，人造纤维包括合成聚合物，如 聚丙烯腈的均聚物和/或共聚物。
11、 根据权利要求8到10中任一项所述的电缆或装置，其中，该纤维的多晶结构与 石墨平面定向，该石墨平面与纤维轴平行对齐。
12、 根据上述任一权利要求所述的电缆，或者根据权利要求4到11中任一项所述的点火装置，其中，该线芯包括若干个悬浮在衬底内的纤维。
13、 根据权利要求12所述的电缆或点火装置，其中，该衬底是一种聚合物衬底。
14、 根据战任一权利要求戶腐的电缆，或者根据权禾頓求4到13中任一项所述的点火装置，其中，该线芯是一种碳纤维增强的热塑性复合物。
15、 根据上述任一权利要求戶，的电缆或点火装置，其中，该电缆包括设置在其中 的半导体t才料。
16、 根据权利要求15所述的电缆或点火装置，其中，该电缆的线芯至少部分采用导电材料，半导电材料基本设置在线芯外部周围。
17、 根据权禾腰求16所述的电缆或点火装置，其中，该半导体材料在线芯外部周围 形成一半导体层。
18、 根据权利要求15所述的电缆或点火装置，其中，该电缆的线芯至少部分采用导 电材料，半导电材料基本设置在线芯内。
19、 根据权利要求18所述的电缆或点火装置，其中，该线芯采用半导〗材才料浸渍。
20、 根据权利要求15到19任一项所述的电缆或点火装置，其中，在15"C时半导体 材料层的电阻率在100Q/m到1000MQ/m范围内。
21、 根据上述任一权利要求所述的电缆或点火装置，其中，该电缆的线芯至少部分 采用导电材料，而且还采用绝缘材料，构成了线芯外部周围的绝缘层。
22、 根据权利要求21所述的电缆或点火装置，其中，该电缆的绝缘层设置在线芯和 半导体材料之间。
23、 根据上述任一权禾腰求所述的电缆或点火装置，并包括电缆中的保护材料，该 保护材料用于保护电缆的其它元件不受损坏，包括一个或多个纤维细丝，包覆 在电缆的其它元件上，以形成保护层。
24、 根据上述任一权利要求所述的电缆或点火装置，其中，该电缆包括采用阻燃材 料构成的最外部阻燃层。
25、 根据上述任一权利要求所述的电缆或点火装置，其中，该电缆包括最外层，或 者根据权利要求24，其中，最外层的体积电阻在20。C时至少为10'3ohm/cm。
26、 根据上述任一禾又利要求所述的电缆或点火装置，其中，该电缆包J舌至少部分采 用非金属导电材料纤维构成的线芯，其中，该线芯至少部分通过支撑衬底来构 成，而纤维就固定在该衬底上，围绕在支撑构件上。
27、 根据权利要求26所述的电缆或点火装置，其中，该衬底是一种细长的材料带形 式，包裹在支撑构件周围。
28、 根据权利要求12到14任一权利要求所述的电缆或点火装置，其中，该线芯包 括悬浮在衬底内的金属粒子。
29、 根据权利要求2到28中任一项所述的点火装置，包括至少一个电阻式火花塞和 /或至少一个其中装有电阻器的连接器，该电阻器的电阻值在O. 2Q到16kQ范 围内，或优选在300Q到9kQ范围内，或者更,在500Q到6kQ范围内，或 者最优选在lkQ到4kQ的电阻值范围内。
30、 根据权利要求2到29任一项所述的点火装置，并包括磁性力场稳定器，其中， 磁性力场稳定器包括稳定机构和/或调节机构，该稳定机构用于稳定通过该装置 的电流，而调节机构则是用于调节通过该装置电流的电压。
31、 根据权禾腰求2到30任一项戶脱的点火装置，并包括磁性力场稳定器，其中， 该磁性力场稳定器还另外用于接收来自靠近发动机的其它电气元件的电流，并 使该电流接地或重新循环到蓄电瓶。
32、 根据权禾腰求31所述的錢，其中，该装置用于接收来自安装于发动机的汽车 底盘处的泄漏电流，并使该电流接地或再循环。
33、 根据权利要求2到32任一项所述的点火装置，并包括磁性力场稳定器，其中， 该磁性力场稳定器包括射频干扰(RFI)抑制器。
34、 根据权利要求2到33任一项戶腿的点火装置，并包括磁性力场稳定器，其中，该磁性力场稳定器包括磁性力场增强装置，用于与分子稳定器和/^i油裂化器一起使用，分子稳定器和/ 油裂化器用于对发动机燃油管路产生作用。
35、 一种上述任一权利要求所限定的磁性力场稳定器。
36、 火花点火式内燃机用高压点火电缆，该电缆的每单元长度电阻小于10kCVm， 并包括至少部分采用导电材料构成的线芯，该导电材I4包括若干细长的非金属导 电材料纤维； 半导体材料，基本设置在线芯外部周围，以便抑制线芯内的高频电流，半 导体材料具柔韧性；绝缘材料，在半导体材料外部周围形成绝缘层； 保护材料，用于保护电缆的其它元件不受损坏；以及 最外部的阻燃层，采用阻燃材料制成。
37、火花点火式内燃机用点火装置，该装置包括每单元长度电阻小于10kQ/m的高压点火电缆，所述电缆又包括至少部分采用导电材料构成的线芯，该导电材料包括若干细长的非金属导电材料纤维；在线芯外部周围形成绝缘层的绝缘材 料；用于保护电缆的其它元件不受损坏的保护材料；以及采用阻燃材料制成的 最外部的P且燃层；其中，该装置进一步包括高频噪声抑制装置，用于抑制与电 缆中高压电流相关的高频噪声，该高频噪声抑制装置包括至少一个下述装置 电阻式火花塞，该电缆与该火花塞相连接；连接到电缆一端的连接器，用于将电缆连接到电气元件的接线端子，该连 接器包括电阻器；磁性力场稳定器，包括电子元件，这些电子元件设置成能够稳定禾P/或调节 电缆中的高压电压；藉此，该装置即可抑制因电缆中电流的变化而导致的射频干扰。
全文摘要
点火装置10包括高压点火电缆56。该电缆56具有每单元长度电阻低的特点。电缆56的中央线芯100是采用碳纤维丝制成。在线芯100的周围设置一层绝缘层110。在绝缘层110的周围又设置了半导体层120。在半导体层120的周围又设置了另一层绝缘层130。在另一层绝缘层130的周围是一层人造丝，构成了保护层140，由阻燃材料构成的保护层150形成了电缆56的外层。另外，点火装置10还包括一个或多个用于稳定和调节电缆56中高压电压的磁性力场稳定器30；电阻式火花塞60；安装在电缆56端部的连接器，包括设置于连接器内的电阻器，如电阻式火花塞帽。
文档编号H01B7/00GK101156220SQ200580048817
公开日2008年4月2日 申请日期2005年4月4日 优先权日2005年4月4日
发明者林陆妹 申请人:林陆妹