本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于等離子體強(qiáng)化燃燒的缸套組件。

背景技術(shù)：

等離子體強(qiáng)化燃燒技術(shù)是近年來興起的一種高效清潔燃燒技術(shù)，在外加電場(chǎng)作用下，通過氣體放電產(chǎn)生帶電重離子、電子和自由基等活性粒子，并通過活性粒子來提高反應(yīng)活性，具有能夠降低最小點(diǎn)火能量、提高燃燒效率、擴(kuò)大稀燃極限以及降低污染排放物等一系列優(yōu)勢(shì)。

目前，在應(yīng)用了等離子體強(qiáng)化燃燒技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)中，通常采用缸外電離方案，即在進(jìn)氣道內(nèi)設(shè)置電極，將進(jìn)氣(空氣或空氣-燃料混合氣)通過電極形成的電場(chǎng)進(jìn)行電離，由于放電產(chǎn)生的帶電重離子、電子和自由基存在的時(shí)間很短，僅為納秒量級(jí)或微秒量級(jí)，則在進(jìn)氣過程中，活性粒子的數(shù)量會(huì)急速減少，從而導(dǎo)致強(qiáng)化燃燒效率大打折扣。

因此，設(shè)計(jì)一種缸內(nèi)電離方案十分必要，以使混合氣能夠在缸內(nèi)進(jìn)行電離，在點(diǎn)火時(shí)刻能夠確保缸內(nèi)擁有數(shù)量足夠多的活性粒子，以提高內(nèi)燃機(jī)稀燃時(shí)的著火能力，進(jìn)而改善內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放潛力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種用于等離子體強(qiáng)化燃燒的缸套組件，可使混合氣在缸內(nèi)進(jìn)行電離，在點(diǎn)火時(shí)刻能夠確保缸內(nèi)擁有數(shù)量足夠多的活性粒子，有效提高內(nèi)燃機(jī)稀燃時(shí)的著火能力，同時(shí)改善內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放潛力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種用于等離子體強(qiáng)化燃燒的缸套組件，包括內(nèi)燃機(jī)缸套和等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)，所述等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)安裝在內(nèi)燃機(jī)缸套頂端，等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)包括正電極、導(dǎo)線及電源；在所述正電極外部包覆有絕緣套；在所述內(nèi)燃機(jī)缸套頂端開設(shè)有正電極安裝槽，包覆有絕緣套的正電極位于正電極安裝槽內(nèi)；在所述正電極安裝槽側(cè)向的內(nèi)燃機(jī)缸套上開設(shè)有導(dǎo)線穿裝孔，所述電源位于內(nèi)燃機(jī)外部，導(dǎo)線一端通過導(dǎo)線穿裝孔與絕緣套內(nèi)部的正電極接觸相連，導(dǎo)線另一端與電源相連；內(nèi)燃機(jī)曲軸設(shè)為接地端，且內(nèi)燃機(jī)活塞為等效接地端。

在所述絕緣套外表面設(shè)置有若干放電凸起點(diǎn)。

在所述內(nèi)燃機(jī)活塞的頂面設(shè)置有若干引電凸起點(diǎn)。

所述正電極采用圓弧形結(jié)構(gòu)、圓環(huán)形結(jié)構(gòu)或螺旋形結(jié)構(gòu)。

所述絕緣套的內(nèi)徑大于或等于內(nèi)燃機(jī)缸套的內(nèi)徑。

包覆有絕緣套的正電極數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。

當(dāng)包覆有絕緣套的正電極數(shù)量為多個(gè)時(shí)，其在內(nèi)燃機(jī)缸套中采用豎直堆疊方式安裝。

在所述導(dǎo)線外部加裝有絕緣保護(hù)套管，絕緣保護(hù)套管與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體相固連。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可使混合氣在缸內(nèi)進(jìn)行電離，在點(diǎn)火時(shí)刻能夠確保缸內(nèi)擁有數(shù)量足夠多的活性粒子，有效提高內(nèi)燃機(jī)稀燃時(shí)的著火能力，同時(shí)改善內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放潛力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種用于等離子體強(qiáng)化燃燒的缸套組件(活塞處于下止點(diǎn))結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種用于等離子體強(qiáng)化燃燒的缸套組件(活塞處于上止點(diǎn))結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中a-a剖視圖；

圖中，1—內(nèi)燃機(jī)缸套，2—正電極，3—導(dǎo)線，4—電源，5—絕緣套，6—正電極安裝槽，7—導(dǎo)線穿裝孔，8—內(nèi)燃機(jī)曲軸，9—放電凸起點(diǎn)，10—內(nèi)燃機(jī)活塞，11—引電凸起點(diǎn)，12—絕緣保護(hù)套管，13—內(nèi)燃機(jī)機(jī)體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1～3所示，一種用于等離子體強(qiáng)化燃燒的缸套組件，包括內(nèi)燃機(jī)缸套1和等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)，所述等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)安裝在內(nèi)燃機(jī)缸套1頂端，等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)包括正電極2、導(dǎo)線3及電源4；在所述正電極2外部包覆有絕緣套5；在所述內(nèi)燃機(jī)缸套1頂端開設(shè)有正電極安裝槽6，包覆有絕緣套5的正電極2位于正電極安裝槽6內(nèi)；在所述正電極安裝槽6側(cè)向的內(nèi)燃機(jī)缸套1上開設(shè)有導(dǎo)線穿裝孔7，所述電源4位于內(nèi)燃機(jī)外部，導(dǎo)線3一端通過導(dǎo)線穿裝孔7與絕緣套5內(nèi)部的正電極2接觸相連，導(dǎo)線3另一端與電源4相連；內(nèi)燃機(jī)曲軸8設(shè)為接地端，且內(nèi)燃機(jī)活塞10為等效接地端。

在所述絕緣套5外表面設(shè)置有若干放電凸起點(diǎn)9。

在所述內(nèi)燃機(jī)活塞10的頂面設(shè)置有若干引電凸起點(diǎn)11。

所述正電極2采用圓弧形結(jié)構(gòu)、圓環(huán)形結(jié)構(gòu)或螺旋形結(jié)構(gòu)等。

所述絕緣套5的內(nèi)徑大于或等于內(nèi)燃機(jī)缸套1的內(nèi)徑。

包覆有絕緣套5的正電極2數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。

當(dāng)包覆有絕緣套5的正電極2數(shù)量為多個(gè)時(shí)，其在內(nèi)燃機(jī)缸套1中采用豎直堆疊方式安裝。

在所述導(dǎo)線3外部加裝有絕緣保護(hù)套管12，絕緣保護(hù)套管12可以通過螺紋與內(nèi)燃機(jī)機(jī)體13相固連，同時(shí)保證連接密封性。

下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的一次使用過程：

本實(shí)施例中，正電極2采用圓環(huán)形且為單環(huán)，可采用銅或不銹鋼等導(dǎo)電金屬制成；絕緣套5隨著正電極2也為圓環(huán)形，可采用導(dǎo)電率低且耐高溫的絕緣材料，如陶瓷或石英玻璃等制成。

當(dāng)正電極2通過導(dǎo)線3與電源4接通后，由于接地端設(shè)在內(nèi)燃機(jī)曲軸8處，且由于內(nèi)燃機(jī)曲軸8依次通過具有導(dǎo)電性的連桿和活塞銷與內(nèi)燃機(jī)活塞10相連，進(jìn)而使內(nèi)燃機(jī)活塞10等效為接地端。

在正電極2接通電源后，高壓將擊穿絕緣套5并開始放電，并在絕緣套5與內(nèi)燃機(jī)活塞10的頂面之間形成放電電弧，由于放電凸起點(diǎn)9和引電凸起點(diǎn)11的存在，可有效增加放電電弧的密度。

通過放電過程，將混合氣電離成帶電重離子、電子和自由基等大量的活性粒子，隨后火花塞再進(jìn)行點(diǎn)火，使活性可燃物迅速燃燒；或者，在通電時(shí)還可以采用持續(xù)通電方式，讓燃燒室里的混合氣持續(xù)電離。

通過調(diào)整電源4的電流大小和頻率，用以適應(yīng)缸內(nèi)不同壓力和當(dāng)量比，還可通過輸入不同脈沖電流來控制放電過程，最終得到最多數(shù)量的活性粒子來參與燃燒和助燃過程。

實(shí)施例中的方案并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均包含于本案的專利范圍中。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種用于等離子體強(qiáng)化燃燒的缸套組件，包括內(nèi)燃機(jī)缸套和等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)，等離子體發(fā)生機(jī)構(gòu)包括正電極、導(dǎo)線及電源；正電極外部包覆有絕緣套；內(nèi)燃機(jī)缸套頂端開設(shè)有正電極安裝槽，包覆有絕緣套的正電極位于正電極安裝槽內(nèi)；正電極安裝槽側(cè)向的內(nèi)燃機(jī)缸套上開設(shè)有導(dǎo)線穿裝孔，電源位于內(nèi)燃機(jī)外部，導(dǎo)線一端通過導(dǎo)線穿裝孔與絕緣套內(nèi)部的正電極接觸相連，導(dǎo)線另一端與電源相連；內(nèi)燃機(jī)曲軸設(shè)為接地端，且內(nèi)燃機(jī)活塞為等效接地端；在絕緣套外表面和內(nèi)燃機(jī)活塞頂面均設(shè)置有若干凸起點(diǎn)。本發(fā)明可使混合氣在缸內(nèi)進(jìn)行電離，在點(diǎn)火時(shí)刻能夠確保缸內(nèi)擁有數(shù)量足夠多的活性粒子，有效提高內(nèi)燃機(jī)稀燃時(shí)的著火能力，同時(shí)改善內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放潛力。

技術(shù)研發(fā)人員：陳雷;封超;張維
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.12
技術(shù)公布日：2017.07.11