[发明专利]火花塞、点火系统、发动机以及发动机的点火方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于存在于例如汽车、并且特别是安装在汽车中的内燃发动机中的受限的气态气氛的火花塞。

更确切地说，如在本发明的第一个特征中所述的，本发明涉及一种在图1中展示的并且被适配用于将受限的气态气氛点火的火花塞1，其中火花塞1具有一条纵向轴线AB并且包括：

沿着轴线AB延伸的一个外壳3，该外壳具有第一末端30和第二末端31，该第一末端和第二末端是轴向相反的（下文中往往分别称为“入口”和“出口”）并且在气态气氛2中对该火花塞提供了一种固定功能，

一个绝缘体4，

一个电极5，该电极包括从该绝缘体朝该外壳3的第二末端31轴向伸出的一个尖端6，

一个串联共振器7，该串联共振器包括一个感应绕组73，该感应绕组是介于一个供应激发交流电的供应端子70与一个输出端子72之间。

当串联共振器7向输出端子72递送一个过电压V时，电极5将气态气氛2离子化。

该串联共振器此外有利地包括：

作为一个输出端子，在尖端6处与电极5重合的一个端子，和/或

一个接地端子71，该接地端子与供应端子70脱离联接并与外壳3重合，

一个电容器74，该电容器与感应绕组73串联地安装在输出端子72与接地端子71之间。

背景技术

这种火花塞1是本领域普通技术人员已知的，例如通过法国专利申请FR 2859830所例示的。该专利申请描述了一台内燃发动机，该内燃发动机包括一个汽缸盖、一个活塞和一个汽缸，这些一起构成了一个燃烧室。已知的火花塞1是通过激发装置来启动的，该激发装置通过供应端子70为该串联共振器提供交流电。已知的火花塞1是用来点燃包含在燃烧室内部的受限的气态气氛。

为了应对污染控制标准的越来越严格的限制条件，证明相关的是对包含在燃烧室中的受限的气态气氛具有更好的点火控制。在此基础上，必须在两者之间实现一种微妙的折中：一方面是越来越高的选择性过压（通过电极5递送到尖端6，以便受限的气态气氛的点火），而另一方面是保护发动机免于在电极5至尖端6与活塞或汽缸盖之间的短路，这种短路可能损害活塞或汽缸盖而使发动机无法工作。

发明内容

基于这种原始意见，本发明的主要目的是提出一种火花塞，该火花塞的目的至少是减少上述限制中的至少一个。为此，该火花塞在符合上述序言中给出的属类定义之外，还在本质上具有的特征是，以下特征中的几个已被核实：

在感应绕组与该尖端的一个自由末端之间的轴向距离（L1，图2）是包含在2cm与6cm之间，

所述自由末端至少包括一个第一头部，该第一头部具有不大于250μm的曲率半径R1，

在输出端子处的过电压V是不高于30kV的交流电，

该串联共振器具有包含在3MHz与10MHz之间的特定频率F。

有利的是，该火花塞是使得所有这四个特征都将被验证。

归因于这些安排，本发明所要求的火花塞能够从该尖端的第一头部产生至少一个多丝火花，该多丝火花分支进入该受限的气态气氛中。这种分支的多丝火花包括多个细丝，这些细丝占据了该纵向轴线向第一头部的外部的延伸段中的体积。这些细丝允许受限的气态气氛在体积基础上几乎瞬间被点燃，也就是说，同时在几个地方，这有助于改善如本发明所要求的火花塞的点火效能。此外，这些细丝显示了在约1000°C与约1500°C之间变化的温度。这趋向于通过如本发明所要求的火花塞来改进该受限的气态气氛的点火可靠性。

如在本发明的第二个特征中所要求的，本发明涉及一种点火系统，该点火系统包含至少一个如本发明所要求的火花塞以及被适配成通过供应端子对该串联共振器供应激发交流电的激发装置。

如在本发明的第三个特征中所要求的，本发明涉及一种内燃发动机，该内燃发动机包括：

一个汽缸盖、一个活塞以及被适配成构成燃烧室的内壳的一个汽缸，以及

一个在该内壳中制成并且被适配成用于将燃烧室与发动机外部相连的连接通道，

所述发动机使用如本发明中所要求的点火系统，其中该受限的气态气氛被包含在燃烧室中并且其中该外壳被固定在连接通道中。

如在本发明的第四个特征中所要求的，本发明涉及一种使用如本发明所述的点火系统在如本发明所述的内燃发动机中点燃受限的气态混合物的方法。该点火方法包括：

在20μs与2*10³μs（20ms）之间的激发期中使用该激发装置进行的串联共振器的激发阶段，以及