[发明专利]具有提高的电气性能的电晕点火装置

说明书

电晕点火器(20)，包括由绝缘体(26)围绕的中心电极(22)，绝缘体(26)被导电部件包围。导电部件包括壳体(34)和中间部分(36)，两者均由导电材料形成。中间部分是金属层，其将绝缘体钎焊到壳体上。绝缘体的外表面(50)具有下凸台(52)，并且在将绝缘体插入壳体之前或之后，金属层可以施加到下凸台上方的绝缘体之上。导电内径D_c小于下凸台正下方的绝缘体外径D_io，使得绝缘体厚度t_i朝向电极点火端(40)增加。绝缘体外径通常也小于壳体内径D_si，并且电晕点火器能够被反向组装。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年8月18日提交的美国部分继续申请(序列号)No.15/240,652的权益，该美国部分继续申请的全部内容通过引用结合于本申请中。

发明背景

1.发明领域

本发明一般涉及用于发射射频电场以电离燃料-空气混合物并提供电晕放电的电晕点火器，以及一种形成点火器的方法。

2.相关技术

电晕放电点火系统包括点火器，其中心电极充电至高射频电压电势，在燃烧室中产生强烈的射频电场。该电场使燃烧室中的燃料和空气的混合物的一部分电离并开始介电击穿，促进燃料-空气混合物的燃烧。优选地控制电场，使得燃料-空气混合物保持介电特性，并且发生电晕放电，其也称为非热等离子体。燃料-空气混合物的电离部分形成火焰前锋，该火焰前锋然后自我维持并燃烧燃料-空气混合物的剩余部分。优选地，控制电场使得燃料-空气混合物不会丧失所有介电特性，这将在电极与接地的气缸壁、活塞或点火器其他部分之间产生热等离子体和电弧。在Freen的美国专利No.6,883,507中公开了电晕放电点火系统的一个例子。

电晕点火器通常包括由导电材料形成的中心电极，用于接收高射频电压并发射射频电场以电离燃料-空气混合物并提供电晕放电。电极通常包括发射电场的增强电晕的高压电极尖端。点火器还包括由容纳中心电极的金属材料形成的壳体，和由电绝缘材料形成的设置在壳体和中心电极之间的绝缘体。电晕放电点火系统的点火器不包括任何故意放置为紧邻中心电极点火端的接地电极元件。而是，接地优选地由汽缸壁或点火系统的活塞提供。在Lykowski和Hampton的美国专利申请公开文献No.2010/0083942中公开了电晕点火器的示例。

在高频电晕点火器的操作期间，如果绝缘体外径在远离接地金属壳并朝向高压电极尖端移动的方向上增加，则存在电气优势。在美国专利申请公开文献No.2012/0181916中公开了该设计的示例。为了最大的益处，通常希望使外径大于接地金属壳的内径。这种设计导致需要通过将绝缘体从燃烧室的方向插入壳体中来组装点火器，这称为“反向组装”。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种电晕点火器，包括中心电极，围绕中心电极的绝缘体，以及围绕绝缘体的导电部件。中心电极由导电材料形成，用于接收高射频电压并发射射频电场。绝缘体由电绝缘材料形成，并且沿着中心轴线从绝缘体上端纵向地延伸到绝缘体鼻部端。绝缘体包括从绝缘体上端延伸到绝缘体鼻部端的绝缘体外表面，并且绝缘体外表面具有延伸经过并垂直于中心轴线的绝缘体外径。绝缘体还包括绝缘体主体区域和绝缘体鼻部区域。绝缘体外表面包括下凸台(ledge)，该下凸台在绝缘体主体区域和绝缘体鼻部区域之间远离中心轴线向外延伸。该下凸台呈现增加的绝缘体外径。

导电部件由导电材料形成并围绕绝缘体主体区域的至少一部分，使得绝缘体鼻部区域从导电部件向外延伸。导电部件包括壳体，壳体围绕绝缘体主体区域的至少一部分并且从壳体上端延伸到壳体点火端(firing end)。壳体具有壳体内表面，其面向中心轴线、并且沿着绝缘体外表面从壳体上端延伸到壳体点火端。壳体内表面还具有壳体内径，该壳体内径经过并垂直于中心轴线延伸。