[发明专利]点火装置

说明书

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。

背景技术

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。每个火花塞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较低电位传导，而“高压”一词就是用来对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，而低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，并随后迅速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16kΩ/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，这反过来又会缩短其使用寿命。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16kΩ/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16kΩ/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，如玻璃或芳族聚酰胺，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，特别是在动态变化和拉力的情况下。

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10kΩ/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10kΩ/m；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引起的射频干扰。

电缆的每单元长度电阻可以小于7kΩ/m，也可以小于1kΩ/m，也可以小于0.5kΩ/m。但电缆的每单元长度电阻更优选小于100Ω/m，或者电缆的每单元长度电阻最优选小于50Ω/m。

人们已经发现，采用低电阻电缆的点火装置，例如小于10kΩ/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50Ω/m，这种情况尤为突出。例如，现已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，进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。