专利名称：防爆震汽油发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽油发动机，更具体地涉及汽车四冲程发动机。
现有技术中，比较典型的汽车发动机为四冲程汽油发动机，点火装置为单一点火点的火花塞，混合气燃烧过程为火花塞点火、火陷以10-35m/s的速度向远离火花塞点火区的地方传导，直至传导至最远端的未端混合气，完成所有燃烧室中混合气的燃烧。但由于点火区混合气的先燃烧，使得燃烧室内温度、压力急骤上升，使末端混合气很可能在没有火焰传导的情况下发生爆燃，爆燃的传导速度相当快，为3×103m/s，相当于爆炸速度，出现异常的压力波，会发出尖锐的金属敲击声，严重地情况下活塞断裂或烧损等。多数情况下，汽油发动机的爆燃(震)不太严重，达不到破坏发动机的程度。但既使轻微的爆燃，所产生的能量也不能正常转化为有用功。故减少或消除爆燃爆震一直是汽油发动机改进设计所遵循的原则之一。
本实用新型的目的就是克服上述现有汽车发动机存在的爆震缺馅，提供一种防爆震汽油发动机。
本实用新型是通过如下方案实现的在现有普通结构四冲程汽油发动机中，将点火装置改造为由阳极端子(1)、数级紧贴于缸盖内壁或缸体燃气室内壁的放电传导振子(2)、终端与缸体接通的阴极端子(3)，一条线间断排列构成的多级串联放电电路系统。阳极端子(1)可由普通火花塞去掉接地阴极而成。传导振子(2)由导电芯(17)、绝缘陶瓷(16)、导热良好的金属固定座(15)构成，固定座包覆陶瓷层(16)的中部，陶瓷层(16)包覆导电芯(17)，使导电芯与周围缸壁绝缘，固定座与气缸盖或燃烧室内壁通过自锁螺钉(19)或焊接联接为一体。阴极端子(3)为与缸壁或缸盖壁连通的耐高温氧化的导电触头。使电极触头与导电振子(2)的放电触头(18)之间、导电振子的放电触头(18)之间保持一定距离，一般为0.1-1.0mm，以0.6-0.7mm最好，在高电压作用下就会形成多个电火花区，由于电传导速度是3×105m/s，故这数个电火花可视为同时产生。这样，在发动机燃烧室内壁上就设计出对称分布的数个同时点火点。设计时应遵循的一个原则是阳极触头(9)和传导振子的放电触头(18)与缸壁间的绝缘间距应大于触头与触头之间的间距以避免短路放电。
有了在燃烧室内均匀对称分布的多个电火花点、就能缩短混合气燃烧时间，最大限度地避免爆震。但还应考虑到，如串联放电系统设置不当，使凸起的传导振子(2)或阴阳极端子积温太高，热量不能及时散发出去，就容易造成混合气进入燃烧室后提前自燃，故应尽量使点火系统的阴阳极端子、传导振子设计得紧贴于缸盖或缸体壁。阴阳放电端子的散热问题，较容易解决，难度较大的是传导振子的散热问题。一般地，传导振子(2)的绝缘陶瓷外围应最大限度地由传热良好的金属固定座(15)包覆，以使振子上的积温尽快地通过固定座传导给缸壁。
由于本实用新型采用了多级串联高压放电点火系统，可视为多处同时点火燃烧，因而也就使得本汽油发动机具有了如下优点①大大缩短了混合气燃烧传导时间(即缩短了每缸混合气的燃烧时间)，能有效地减少爆震；②提高了汽油发动机的动力性，使汔油能量有效转换率提高；③降低了发动机工作温度，因而也降低了发动机混合气的提前自燃机率；④较同规格普通发动机节油10％以上；⑤能使发动机汽油燃烧充分，减少汽车尾气的有害成份；⑥为设计大缸径大功率汽油发动机提供了有利条件。
以下结合附图，对本实用新型做进一步说明。附
图1为本发动机的示意图(为便于说明问题，发动机的进排气门等结构已略去)。图2为
图1中阳极端子(1)的结构图，图3、图4分别为
图1中传导振子(2)的对称轴剖面图和断面剖图。
图1中，发动机的主体结构与普通四冲程汽油发动机相同，由缸体(5)、缸盖(4)、火塞(6)等构成，所不同的是点火系统是由阳极端子(1)、数个传导振子(2)、阴极端子(3)串联而成的高压多级放电电路。阳极端子(附图2)由接线胶母(7)、绝缘体(8)、中心电极(9)、辅助环(10)、垫圈(11、13)构成。传导振子的导电芯(17、18)通过绝缘陶瓷(16)与环境绝缘开来，固定座(15)一方面起固定整个传导振子的作用，另一方面将及时把振子上吸收的热量传导给缸壁。
下面结合实例对本实用新型作进一步说明。以现有解放10吨载货汽车发动机为基础，将点火系统改造为如下的形式阳极端子(1)用现有火花塞改造而成，将其阴极接地端子去掉，如图2。传导振子(2)的导电芯(17)用导电良好的铜合金，两端的放电触头(18)用耐高温氧化，导电良好的钨合金或铂合金与导电芯(17)复合为一体。芯直径为1-2mm。触头(18)直径略大于导电芯(17)的直径以起到固定导电芯，防止串动的作用。绝缘陶瓷端部外径为5-8mm，固定座(15)用铜为基材，表面镀银或钨，固定座用自锁螺钉与缸盖(4)内壁联接。注意要先将陶瓷绝缘层(16)烧结成与缸盖内壁弧度一致的弧状管，以使传导振子(2)紧贴于缸盖内壁。阴极端子为与缸壁连通的钨合金或铂合金。放电极与触头(18)之间的间隙为0.6-0.7mm。
权利要求1.一种防爆震汽油发动机，由气缸体、气缸盖、火塞、进气门、排气门等构成，其特征在于发动机燃烧室内含有一高压多级串联放电点火系统，该系统由阳极端子(1)、数个紧贴于缸盖或缸体顶端压缩端内壁的放电传导振子(2)、终端接地(与缸体接通)的放电阴极端子(3)一条线间断排列构成，每一级放电电极间的间隙为0.1-1.0mm，传导振子的导电芯(17)及触头(18)外围有绝缘陶瓷层(16)，陶瓷层外部有起传热、固定振子作用的固定支座(15)。
2.如权利要求1所述的防爆震汽油发动机，其特征在于所述的阳极端子(1)是由普通火花塞去掉接地阴极端子而成。
3.如权利要求1所述的防爆震汽油发动机，其特征在于所述的每一级放电电极间的间隙为0.6-0.7mm。
4.如权利要求1所述防爆震汽油发动机，其特征在于所述的放电阴阳极端子的中心电极、传导振子(2)的放电触头(18)均为钨合金或铂合金。
专利摘要本实用新型公开了一种通过改善点火系统而达到防爆震目的新型汽油发动机,该发动机主体结构与普通发动机相同,其特征在于该机含有由阳极端子(1)、数级传导振子(2)、阴极端子串联成的高压放电串联电路系统,形成在发动机燃烧室内对称分布的多处点火点。本机具有防爆震、动力性好、节油、能减少尾气中的有害成份等优点。
文档编号F02B1/02GK2328799SQ9721594
公开日1999年7月14日 申请日期1997年5月21日 优先权日1997年5月21日
发明者荀洪全 申请人:荀洪全