專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)燃料混合物的點(diǎn)火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域，并且更加具體地涉及內(nèi)燃機(jī)(ICE)的點(diǎn)火系統(tǒng)。
公知的點(diǎn)火塞(火花塞)的問(wèn)題是由于點(diǎn)火脈沖的前沿波形下降造成的較低的即時(shí)功率。
為了提高此較低的即時(shí)功率，有一種內(nèi)燃機(jī)燃料混合物點(diǎn)火裝置(俄羅斯聯(lián)邦專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?610357/06，申請(qǐng)日期是96年6月22日)，含有一個(gè)由鋼制體和陶瓷絕緣體組成的點(diǎn)火塞，在陶瓷絕緣體中有一個(gè)被覆有壓電陶瓷層的中心電極。由于在壓電陶瓷中形成聲波，在中心電極上的壓電陶瓷層使之可以在一定程度上增加點(diǎn)火脈沖前沿的陡度；然而，由于在整個(gè)表面上壓電陶瓷和中心電極之間的電氣和機(jī)械接觸，即時(shí)功率的增加微乎其微。
在本發(fā)明中此問(wèn)題由于這樣的事實(shí)而解決在內(nèi)燃機(jī)中燃料混合物的點(diǎn)火裝置，包括一個(gè)具有一個(gè)金屬體和一個(gè)有一個(gè)中心電極的陶瓷絕緣體的點(diǎn)火塞，設(shè)有一個(gè)有三個(gè)電極的壓電陶瓷聲波導(dǎo)，其中一個(gè)電機(jī)與電源連接，第二個(gè)電極連接點(diǎn)火塞本體或者連接發(fā)動(dòng)機(jī)，而第三個(gè)電極連接點(diǎn)火塞的中心電極。
壓電陶瓷聲波導(dǎo)可以為壓電電壓變換器或者壓電電流變換器的形式，或者是并聯(lián)接線的壓電電壓變換器和壓電電流變換器的形式。
建議點(diǎn)火塞的中心電極的電容量大小相對(duì)于其本體大小均勻地減少，而有效阻抗的大小向排氣間隙均勻地增加。
從結(jié)構(gòu)的角度上，建議在點(diǎn)火塞的陶瓷絕緣體中有一個(gè)空腔，并且所述的壓電陶瓷聲波導(dǎo)置于此空腔中。
發(fā)明實(shí)施例所述裝置制造和工作如下。
壓電陶瓷聲波導(dǎo)(5)(

圖1)由一個(gè)電極(6)連接到電源(未示)，由一個(gè)第二電極(7)連接到點(diǎn)火塞本體(2)或者連接到發(fā)動(dòng)機(jī)，并且由一個(gè)第三電極(4)連接到位于點(diǎn)火塞的陶瓷絕緣體(1)的內(nèi)部的中心電極(3)。
當(dāng)脈沖信號(hào)施加到壓電陶瓷聲波導(dǎo)(5)的電極(6)(圖1)以由電源對(duì)燃料混合物點(diǎn)火時(shí)，由于在壓電陶瓷聲波導(dǎo)中的輸入信號(hào)的諧波成分的傳播速率差，形成振動(dòng)波形，其結(jié)果是經(jīng)聲波導(dǎo)(5)的第三電極(4)向中心電極(3)傳輸?shù)募磿r(shí)能量和在燃燒室中放出的即時(shí)能量與該脈沖波形的陡度改變成比例地增加。
如示出常規(guī)裝置的即時(shí)輸出功率(曲線1)和使用本發(fā)明所述的壓電陶瓷聲波導(dǎo)的即時(shí)輸出功率(曲線2)的圖表的圖2所示，隨著使用壓電陶瓷聲波導(dǎo)點(diǎn)火脈沖波形的陡度增加，并且因此即時(shí)功率上升。
壓電陶瓷聲波導(dǎo)(5)可以在壓電陶瓷板(8)的基礎(chǔ)上用壓電電壓變換器的形式制造(圖3)，在壓電陶瓷板(8)上安裝第一(9)、第二(10)和第三(11)電極。在此情況下，當(dāng)脈沖的點(diǎn)火信號(hào)施加在第一電極(9)上時(shí)，在壓電電壓變換器的第三電極上形成相對(duì)于第二電極加強(qiáng)了的電壓，并且點(diǎn)火信號(hào)的波形的陡度上升。
壓電陶瓷聲波導(dǎo)(5)還可以在壓電陶瓷板(12)的基礎(chǔ)上用壓電電流變換器的形式制造(圖4)，在壓電陶瓷板(12)上安裝第一(13)、第二(14)和第三(15)電極。在此情況下，當(dāng)向第一電極(13)施加點(diǎn)火信號(hào)時(shí)，在壓電電流變換器的第三電極(15)形成相對(duì)于第二電極增加了的電流，并且點(diǎn)火信號(hào)的波形陡度還是增加。
在以并聯(lián)接線的壓電電壓和電流變換器的形式制造壓電陶瓷管路的情況下也具有上述的效果。
點(diǎn)火塞的中心電極(3)相對(duì)于其本體(2)的電容量大小可以向著排氣間隙均勻地下降，并且有效阻抗的大小可以均勻地上升。在此情況下，由于沿點(diǎn)火塞在電容量和有效阻抗上特別產(chǎn)生的改變的結(jié)果，在中心電極(3)和本體(2)之間形成一段不均勻的同軸線。由于在此不均勻的同軸線中的干涉作用的結(jié)果，經(jīng)點(diǎn)火塞的中心電極(3)傳播的脈沖波形陡度增加，其結(jié)果，在燃燒室中(在排氣間隙中)放出的即時(shí)能量增加。
中心電極(3)相對(duì)于本體(2)的電容量和有效阻抗改變的物理實(shí)現(xiàn)，例如可以通過(guò)沿點(diǎn)火塞的中線逐漸地改變點(diǎn)火塞的陶瓷絕緣體(1)的界電常數(shù)及損耗阻抗得到，或者通過(guò)改變陶瓷絕緣體的形狀得到。例1含有標(biāo)準(zhǔn)壓電陶瓷PZT-11的壓電電壓變換器的點(diǎn)火塞，尺寸是11.5×5×2毫米。在此例中，內(nèi)燃機(jī)中的即時(shí)功率增加18％。例2含有標(biāo)準(zhǔn)壓電陶瓷PZT-11的壓電電流變換器的點(diǎn)火塞，尺寸是11×5×4毫米。在此例中，內(nèi)燃機(jī)中的即時(shí)功率增加19％。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)燃料混合物的點(diǎn)火裝置，含有一個(gè)點(diǎn)火塞，點(diǎn)火塞有一個(gè)金屬體和一個(gè)陶瓷絕緣體，在陶瓷絕緣體中有一個(gè)中心電極，其特征在于，所述的點(diǎn)火塞有一個(gè)具有三個(gè)電極的壓電陶瓷聲波導(dǎo)，其中一個(gè)電極連接到電源，第二個(gè)電極連接到點(diǎn)火塞的本體或者連接到發(fā)動(dòng)機(jī)，而第三個(gè)電極連接到點(diǎn)火塞的中心電極。
2.權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，壓電陶瓷聲波導(dǎo)是壓電電壓變換器的形式。
3.權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，壓電陶瓷聲波導(dǎo)是壓電電流變換器的形式。
4.權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，壓電陶瓷聲波導(dǎo)是并聯(lián)接線的壓電電壓和電流變換器的形式。
5.權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，點(diǎn)火塞的中心電極有一個(gè)其大小相對(duì)于本體的電容量向排氣間隙均勻地減少的電容量，以及中心電極有一個(gè)其大小向排氣間隙均勻地增加的有效阻抗。
6.權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，點(diǎn)火塞的陶瓷絕緣體中形成有空腔，以及壓電陶瓷聲波導(dǎo)位于此空腔中。
全文摘要
一種填充以壓電陶瓷聲波導(dǎo)的內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火塞。其結(jié)果是,在燃料混合物點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生的即時(shí)功率增加了。
文檔編號(hào)F02P3/00GK1352728SQ99816697
公開(kāi)日2002年6月5日 申請(qǐng)日期1999年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月31日
發(fā)明者尤里·列昂尼多維奇·斯皮林, 葉連娜·伊戈列娃·克魯托娃, 弗拉基米爾·斯捷潘諾維奇·杜比寧, 德米特里·弗拉基米羅維奇·弗羅洛夫 申請(qǐng)人:英特利克拉夫特有限公司