等離子頂蓋墊片及系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明基本上涉及一種用于引擎體與引擎頂蓋間的墊片。該墊片包括電極，該等電極置于對應(yīng)于活塞汽缸的開口中。電極以例如火星塞或壓縮等其它點(diǎn)火參數(shù)及時(shí)發(fā)出火花以增加燃燒效率。
[0002]標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃(IC)機(jī)的基本運(yùn)作因燃料類型或燃燒程序、汽缸數(shù)量及所欲用途/功能而略有不同。某些類型的燃料，例如汽油，需要如來自火星塞的火花才能引發(fā)燃燒。其它類型的燃料，例如柴油，只需要壓縮便可以升高空氣溫度，使得柴油在引進(jìn)時(shí)產(chǎn)生自燃。柴油引擎包括用以增加熱量并且在冷柴油引擎中引發(fā)燃燒的預(yù)熱塞。引擎亦可經(jīng)設(shè)計(jì)以使用替代燃料，例如生物柴油、液態(tài)天然氣、液化石油氣、壓縮天然氣以及乙醇，這里僅列舉數(shù)例。所有這些類型的燃料在燃燒后通常會留下一些殘余物、未燃燒的燃料及其它組分。
[0003]在傳統(tǒng)的二行程引擎中，油在進(jìn)入曲軸箱前會先與燃料及空氣預(yù)混合。油/燃料/空氣混合物藉由活塞在進(jìn)氣期間產(chǎn)生的真空予以抽入曲軸箱。油/燃料混合物對汽缸壁、曲柄軸及曲軸箱中的連桿軸承提供潤滑作用。燃料接著藉由火星塞予以壓縮并點(diǎn)火而產(chǎn)生燃燒。接著將活塞向下推，并且在活塞曝露排氣口時(shí)使排煙可以離開汽缸?；钊囊苿訉ηS箱中剩余的油/燃料施加壓力，讓另外新鮮的油/燃料/空氣可以沖進(jìn)汽缸，從而同時(shí)將剩余的廢氣從排氣口推出。隨著程序自我反復(fù)進(jìn)行，動量驅(qū)使活塞回到壓縮行程。在四行程引擎中，曲柄軸及連桿軸承的油潤滑作用與燃料/空氣混合物分開。在這里，曲軸箱裝填的主要是空氣及油。接收并且混合來自不同來源的燃料及空氣的是進(jìn)氣歧管。進(jìn)氣歧管中的燃料/空氣混合物抽入燃燒室，混合物是在燃燒室藉由火星塞點(diǎn)火并且燃燒。這兩種類型的引擎都是將火花用于燃燒燃料，而且兩者也都在燃燒室中留下殘余物、未燃燒的燃料及其它組分。
[0004]因此，明顯需要一種在大部分類型的引擎中燃燒大部分類型的燃料以增加燃燒效率的改良型點(diǎn)火系統(tǒng)。此一點(diǎn)火系統(tǒng)就理想而言，要能配合現(xiàn)有先前技術(shù)點(diǎn)火系統(tǒng)用于改造設(shè)計(jì)，并且要能夠讓原始設(shè)備制造商們可當(dāng)作獨(dú)立系統(tǒng)使用。改良型點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)包括可置于內(nèi)燃機(jī)的引擎與頂蓋塊間的等離子頂蓋墊片，而點(diǎn)火器在墊片的活塞汽缸口孔中應(yīng)置有電極。微處理器控制單元及等離子放大器一般使由先前技術(shù)點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生的火花增大以產(chǎn)生等離子火花一等離子火花每次放電產(chǎn)生的電流過過200安培。本發(fā)明滿足這些需求并且提供進(jìn)一步相關(guān)優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對一種經(jīng)配置置放于內(nèi)燃機(jī)的引擎體與頂蓋塊間的等離子頂蓋墊片，與先前技術(shù)頂蓋墊片類似。等離子頂蓋墊片包含迭層基材，該迭層基材具有對應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)引擎體中活塞汽缸的口孔，與先前技術(shù)頂蓋墊片類似。一對導(dǎo)體與基材相關(guān)聯(lián)并且電連接至點(diǎn)火器。點(diǎn)火器包含一對曝露電極，該對曝露電極界定置于口孔中的電極間隙?？赏糠蟛煌愋偷膫鲗?dǎo)涂料至電極，例如:白金、不銹鋼、其它貴金屬、以及其合金。
[0006]基材包含介電層，該對導(dǎo)體置于該等介電層間的電傳導(dǎo)電路跡線。連接塊較佳為置于基材上并且電連接至該對導(dǎo)體。電路跡線電連接點(diǎn)火器至連接塊。等離子頂蓋墊片亦包括溫度感測器，該溫度感測器與該口孔相關(guān)聯(lián)，并且藉由與該基材相關(guān)聯(lián)的二次導(dǎo)體電連接至該連接塊。
[0007]等離子頂蓋墊片可包含與該基材相關(guān)聯(lián)并且電連接至該連接塊的多對導(dǎo)體。等離子頂蓋墊片亦可包含多個(gè)點(diǎn)火器，各點(diǎn)火器電連接至多對導(dǎo)體其中一者。多個(gè)點(diǎn)火器的各者包含一對曝露電極，該對曝露電極界定置于口孔中的電極間隙。
[0008]迭層基材可具有多個(gè)口孔，各口孔對應(yīng)于引擎體中多個(gè)活塞汽缸其中一者。隨同多個(gè)口孔及多個(gè)點(diǎn)火器，多個(gè)點(diǎn)火器的各者包含一對曝露電極，該對曝露電極界定置于多個(gè)口孔其中一者的電極間隙。在此種情況下，多個(gè)點(diǎn)火器的各者共同電連接至多對導(dǎo)體的各別一者。
[0009]本發(fā)明的等離子頂蓋墊片系統(tǒng)可包含如上述的等離子頂蓋墊片，并且更包括電連接至連接塊的微處理器控制單元。微處理器控制單元經(jīng)編程以利用活塞汽缸中的活塞使點(diǎn)火器及時(shí)發(fā)出火花。等離子放大器電連接至點(diǎn)火器并且可由微處理器控制單元控制。等離子放大器在微處理器控制單元使點(diǎn)火器發(fā)出火花時(shí)，透過點(diǎn)火器產(chǎn)生等離子火花。微處理器控制單元可經(jīng)編程以使特定口孔周圍的多個(gè)點(diǎn)火器循序發(fā)出火花，以便在對應(yīng)活塞汽缸中產(chǎn)生燃燒渦旋。
[0010]本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點(diǎn)將搭配附圖，以舉例方式，經(jīng)由以下說明本發(fā)明原理的更詳細(xì)說明，而變得顯而易見。
【附圖說明】
[0011]附圖繪示本發(fā)明。在此等圖式中:
[0012]圖1是合并本等離子頂蓋墊片的內(nèi)燃機(jī)的環(huán)境、分解透視圖；
[0013]圖2是本發(fā)明等離子頂蓋墊片的分解透視圖；
[0014]圖2a是圖2中圓圈2a所指的近視圖；
[0015]圖3是具有本發(fā)明等離子頂蓋墊片電路跡線的層板其中一者的透視圖；以及
[0016]圖3a是圖3中圓圈3a所指區(qū)域的近視圖；
[0017]圖4是本等離子頂蓋墊片系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖示，為了說明，本發(fā)明的等離子頂蓋墊片基本上以符號10來表示。在圖1中，等離子頂蓋墊片10繪示成置于引擎體12與引擎頂蓋14之間。等離子頂蓋墊片10可包括對應(yīng)于引擎體12中四個(gè)活塞汽缸18的四個(gè)口孔16。雖然圖中未繪示，引擎頂蓋14中尚有對應(yīng)的頂蓋汽缸，如所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解者。等離子頂蓋墊片10亦包括多個(gè)螺栓開口 20，用以容納將引擎頂蓋14緊固至引擎體12的連接器(未顯示)。
[0019]圖1亦繪示介于引擎室與載具客艙間的防火墻22。微處理器控制單元24較佳為安裝于防火墻22上，并且電連接至等離子頂蓋墊片10。點(diǎn)火線圈26亦包括于引擎室中，并且電連接至微處理器控制單元24。下面將更詳細(xì)描述這些組件的互連。
[0020]圖1中繪示的引擎意欲繪示一般的柴油引擎。然而，本發(fā)明的等離子頂蓋墊片10可與其它類型的內(nèi)燃機(jī)相容，無論是二行程或四行程引擎、或燃燒替代燃料都可相容，例如:汽油、柴油、生物柴油、液態(tài)天然氣、液化石油氣、壓縮天然氣、或乙醇，這里僅列舉數(shù)例。
[0021]圖2繪示本發(fā)明等離子頂蓋墊片10的分解圖。等離子頂蓋墊片10至少包含上層板28及下層板30的迭層結(jié)構(gòu)。成對的導(dǎo)體32置于上層板28或下層板30上。這些成對的導(dǎo)體32經(jīng)配置以如一般電連接提供正及負(fù)電連通路徑。成對的導(dǎo)體32的一端32a連接至置于口孔16中的點(diǎn)火器34。如近視的圖2a所示，點(diǎn)火器34具有一對自周邊延伸到口孔16、并且界定口孔16中電極間隙38的曝露電極36。該對導(dǎo)體32的另一端32b延伸至層板30的邊緣部分30a而于此處耦接至連接塊40。連接塊40有助于連接等離子頂蓋墊片10至等離子頂蓋墊片系統(tǒng)的其它組件，下面有更完整的描述。
[0022]圖3繪示等離子頂蓋墊片10的下層板30的替代具體實(shí)施例。在本具體實(shí)施例中，等離子頂蓋墊片含有六個(gè)口孔16。在早先的具體實(shí)施例中，等離子頂蓋墊片10包括四個(gè)口孔16。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，隨著引擎體12中可存在有活塞汽缸18，等離子頂蓋墊片10可經(jīng)配置而具有任意數(shù)量的口孔16。因此，可產(chǎn)生具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)、八個(gè)或任意數(shù)量的口孔16的等離子頂蓋墊片10。
[0023]也將觀察到的是，對于等離子頂蓋墊片10中的各口孔16，所繪示的各口孔16中具有四個(gè)點(diǎn)火器34。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，由于引擎的大小及/或配置可能允許，與任意單一口孔16相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)火器34其數(shù)量可以是一或多個(gè)。當(dāng)單一口孔16包括多個(gè)點(diǎn)火器34時(shí)，與特定口孔16相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)火器34的各者較佳為藉由單一對導(dǎo)體32、或藉由多對導(dǎo)體32共同連接至連接塊40中的單一端子。替代地，起自與單一口孔16相關(guān)聯(lián)的多個(gè)點(diǎn)火器34的不同對的導(dǎo)體34各可連接至連接塊40中不同的端子，但較佳是由微處理器控制單元24以經(jīng)過協(xié)調(diào)的方式受到控制，以便幾乎與引擎同時(shí)及時(shí)地發(fā)出火花。另外，與單一口孔16相關(guān)聯(lián)的多個(gè)點(diǎn)火器34可經(jīng)編程以按照任意預(yù)定順序發(fā)出火花。舉例而言，單一口孔16中多個(gè)點(diǎn)火器34可經(jīng)編程以繞著口孔16的周邊循序發(fā)出火花以便在對應(yīng)的活塞汽缸18中產(chǎn)生燃燒渦旋。
[0024]圖3進(jìn)一步繪示置于各點(diǎn)火器34的電極36間的溫度感測器42。圖3a以近視方式展示點(diǎn)火器34、電極36、間隙38、以及感測器42。溫度感測器42藉由二次導(dǎo)體44連接至連接塊40。溫度感測器偵測并且報(bào)告活塞汽缸18中的燃燒溫度。這項(xiàng)資訊一經(jīng)接收，微處理器控制單元24便可經(jīng)編程以藉由對各電極欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償?shù)入x子火花來調(diào)節(jié)燃燒溫度，下面有進(jìn)一步描述。各口孔16較佳是有至少一個(gè)溫度感測器42。亦可包括其它感測器，例如:用以測量特定活塞汽缸18中汽缸壓力的壓力感測器。微處理器控制單元24經(jīng)配置以從全部這些環(huán)境感測器拾