用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置和內(nèi)燃機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及等離子體應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置，同時(shí)涉及一種內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽油機(jī)在世界范圍使用量越來越多，能源安全和環(huán)境保護(hù)問題日益受到社會關(guān)注，內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排技術(shù)具有現(xiàn)實(shí)意義，改善汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)裝置是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排重要研宄方向。車用四沖程汽油機(jī)是活塞在上下止點(diǎn)間往復(fù)運(yùn)動四個(gè)行程(相當(dāng)于曲軸旋轉(zhuǎn)兩周)完成進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣一個(gè)工作循環(huán)。現(xiàn)代汽油機(jī)燃燒是在壓縮接近上止點(diǎn)位置，火花塞電極間施加高頻擊穿電壓，可燃混合氣由火花塞點(diǎn)燃燃燒對外做功。目前，火花塞是汽油機(jī)主要著火裝置。長期以來世界上提高和改善火花塞點(diǎn)火性能研宄從未停止過，本質(zhì)上火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)始終是少量熱量用于著火，其燃燒效率較低。等離子體是物質(zhì)在高溫或特定激勵(lì)下的一種物態(tài)，物質(zhì)四態(tài)變化包括固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和等離子體態(tài)。汽油機(jī)燃燒過程是一種熱擴(kuò)散過程，如何采用汽油機(jī)燃燒綜合控制技術(shù)并結(jié)合利用等離子體技術(shù)，以縮短燃燒時(shí)間、提高熱效率、探索壓燃與點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)優(yōu)點(diǎn)結(jié)合的燃燒方式(預(yù)混直噴壓縮點(diǎn)燃)新型汽油機(jī)是本發(fā)明努力的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置，本發(fā)明通過感應(yīng)電極和介質(zhì)板沿面放電，可以實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)快速大面積著火，縮短了燃燒時(shí)間，提高了熱效率。
[0005]本發(fā)明再有一個(gè)目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)包含有可以沿面放電的低溫等離子著火裝置，可以實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)快速大面積著火，燃燒更充分，動力更強(qiáng)勁。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]一種用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置，包括:
[0008]介質(zhì)板，其為片狀板，設(shè)置內(nèi)燃機(jī)燃燒室的底部；
[0009]感應(yīng)電極，其為片狀板，設(shè)置在所述介質(zhì)板的一側(cè)；
[0010]放電電極，其設(shè)置在所述介質(zhì)板的另一側(cè)；以及，
[0011 ] 連接電極，其一端與所述放電電極連接，而另一端與高壓點(diǎn)火線圈正電連接。
[0012]其中，并且所述介質(zhì)板的尺寸大于所述放電電極的尺寸。
[0013]優(yōu)選的是，所述的用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置中，所述介質(zhì)板和所述感應(yīng)電極，具有多個(gè)通孔，所述介質(zhì)板的通孔和所述感應(yīng)電極的通孔一一對應(yīng)。
[0014]優(yōu)選的是，所述的用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置中，所述介質(zhì)板為氧化鋁陶瓷材料。
[0015]優(yōu)選的是，所述的用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置中，所述介質(zhì)板的寬度為5?15mm，所述介質(zhì)板的厚度為1.2?2mm。
[0016]優(yōu)選的是，所述的用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置中，所述連接電極的直徑為I ?2mm。
[0017]優(yōu)選的是，所述的用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置，還包括:
[0018]連接釘，其固定在所述介質(zhì)板上，沿所述連接釘?shù)膹较蜷_設(shè)有貫通孔，而沿其軸向開設(shè)有一與所述貫通孔連通的孔，所述放電電極穿過所述貫通孔固定在所述介質(zhì)板的上方，所述連接電極的一端穿過所述孔與所述放電電極連接，所述連接電極的另一端延伸出所述孔外以與所述高壓點(diǎn)火線圈連接。
[0019]優(yōu)選的是，所述的用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置中，所述放電電極的兩端各自分別被設(shè)置于所述介質(zhì)板上的兩個(gè)凸耳固定在所述介質(zhì)板的一側(cè)。
[0020]優(yōu)選的是，所述的用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置中，所述放電電極、所述連接電極和所述感應(yīng)電極均為鎢鉬電極。
[0021]優(yōu)選的是，所述的用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置中，所述通孔的直徑為3?8mm ο
[0022]—種內(nèi)燃機(jī)，包括:
[0023]汽缸；和，
[0024]如上任一所述的低溫等離子體著火裝置，其設(shè)置在汽缸內(nèi)。
[0025]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0026]本發(fā)明的裝置安裝在汽油機(jī)燃燒室內(nèi)，以生成低溫等離子體著火，并在火焰燃燒熄滅中交替工作，長以至此，生成低溫等離子體環(huán)境溫度會略高些，但并不影響混合氣體電離；與原火花塞相比，本裝置由于高能電子碰撞引起可燃混合氣分子發(fā)生離解，激發(fā)甚至電離，形成大量的活性原子、基團(tuán)、離子，引起燃料氧化連鎖反應(yīng)。在混合可燃?xì)怏w中饋入低溫等離子體同時(shí)可以生成一定量的03。03是一種強(qiáng)氧化劑，加入微量O3可以改善碳?xì)淙剂先紵匦?，使著火落后期大大縮短；另外，可以快速激發(fā)分解O2，形成大量氧原子極強(qiáng)快速氧化碳?xì)浞肿?，促使整個(gè)燃燒加速進(jìn)行，大面積沿面放電發(fā)光著火，有效提高點(diǎn)火能量、冷啟動性能和擴(kuò)展稀燃極限。
[0027]低溫等離子體著火裝置沿面放電，可以實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)快速大面積著火，高效提高點(diǎn)火能量、冷啟動性能和擴(kuò)展稀薄燃燒極限；與此同時(shí)，在替換匹配調(diào)試和電極燒結(jié)更加完善，可以應(yīng)用該技術(shù)批量改造用于汽車，為節(jié)能減排、有效消除霧霾污染做出貢獻(xiàn)，創(chuàng)造先進(jìn)燃燒技術(shù)節(jié)能減排新型汽油機(jī)。
[0028]實(shí)驗(yàn)證明，本裝置可燃混合氣快速燃燒，有利于提高其動力性，減少有害氣體排放。
[0029]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研宄和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的等離子著火裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2為本發(fā)明的等離子著火裝置的俯視示意圖。
[0032]圖3為本發(fā)明的等離子著火裝置的側(cè)視示意圖。
[0033]圖4a為設(shè)置有低溫等離子著火裝置的汽缸處于吸氣沖程的狀態(tài)示意圖。
[0034]圖4b為設(shè)置有低溫等離子著火裝置的汽缸處于壓縮沖程的狀態(tài)示意圖。
[0035]圖4c為設(shè)置有低溫等離子著火裝置的汽缸處于做功沖程的狀態(tài)示意圖。
[0036]圖4d為設(shè)置有低溫等離子著火裝置的汽缸處于排氣沖程的狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0038]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0039]如圖1、圖2、圖3和圖4a?4d所示，本發(fā)明提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的低溫等離子著火裝置10，包括:
[0040]介質(zhì)板1，其為片狀板，設(shè)置內(nèi)燃機(jī)燃燒室8的底部；介質(zhì)板I的形狀，應(yīng)當(dāng)知道，可能是圓形，可能是長方形、正方形或其他形狀。
[0041]感應(yīng)電極2，其為片狀板，設(shè)置在所述介質(zhì)板I的一側(cè)，感應(yīng)電極2通過與汽缸6的內(nèi)壁接觸以接地；以及
[0042]放電電極3，其設(shè)置在所述介質(zhì)板I的另一側(cè)，所述放電電極3與高壓點(diǎn)火線圈電連接。當(dāng)在放電電極2和感應(yīng)電極2之間接通電源時(shí)，在燃燒室8內(nèi)產(chǎn)生等離子體，等離子體發(fā)光放電，混合燃?xì)馊紵??！?br>[0043]連接電極4，其一端與所述放電電極3連接，而另一端與高壓點(diǎn)火線圈正電連接。
[0044]其中，并且所述介質(zhì)板I的尺寸大于所述放電電極3的尺寸。這樣，將介質(zhì)板固定在汽缸6的內(nèi)壁上時(shí)，放電電極不會接觸到汽缸6內(nèi)壁，以防止其接地。
[0045]作為優(yōu)選，所述介質(zhì)板I和所述感應(yīng)電極2，具有多個(gè)通孔，所述介質(zhì)板I的通孔和所述感應(yīng)電極2的通孔一一對應(yīng)。多個(gè)通孔的設(shè)置更有利于內(nèi)燃機(jī)汽缸6內(nèi)燃?xì)獾牧鲃印?br>[0046]作為優(yōu)選，所述介質(zhì)板I為氧化鋁陶瓷材料。在本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施例中，Al2O3陶瓷材料系A(chǔ)l2O3含量在96%以上的陶瓷材料。
[0047]作為優(yōu)選，所述介質(zhì)板I的寬度為5?15mm，所述介質(zhì)板I的厚度為1.2?2mm。最優(yōu)選的是，介質(zhì)板I的寬度為10mm，厚度為1.6_，這種規(guī)格的介質(zhì)板既能維持良好的性能，又能保證其穩(wěn)定性，不易向汽缸6頂部的方向彎折。
[0048]作為優(yōu)選，所述連接電極4的直徑為I?2mm。最優(yōu)選的是，該連接電極4的直徑為 1.5mmο
[0049]作為優(yōu)選，還包括:
[0050]連接釘5，其固定在所述介質(zhì)板I上，沿所述連接釘5的徑向開設(shè)有貫通孔，而沿其軸向開設(shè)有與所述貫通孔連通的孔，所述放電電極3穿過所述貫通孔固定在所述介質(zhì)板I的上方，所述連接電極4的一端穿過所述孔與所述放電電極3連接，所述連接電極4的另一端延伸出所述孔外以與所述高壓點(diǎn)火線圈連接。
[0051]作為優(yōu)選，所述放電電極3的兩端分別被設(shè)置于所述介質(zhì)板I上的兩個(gè)凸耳固定在所述介質(zhì)板I的一側(cè)。這樣，放電電極3的位置更加穩(wěn)固。
[0052]作為優(yōu)選，所述放電電極3、所述連接電極4和所述感應(yīng)電極2均為鎢鉬電極。