流体绝缘的注射点火器的制造方法
【专利说明】流体绝缘的注射点火器
[0001] 相关申请的交互参照
[0002] 本申请要求2013年3月12日提交的美国专利申请No. 13/797, 776,和2012年10 月11日提交的美国临时专利申请No. 61/712, 758的优先权，其全部内容被纳入此处作为参 考。
[0003] 发明背景
[0004] 检测装置、火花塞、网格发送线缆基准距、其他电子组件和系统长期存在的问题是 控制和保护高电压，传递范围从信号强度至千伏或兆伏量级的高功率电平的能量。例如，高 压电源线绝缘体必须自导体提供关键的防护距离，支撑绝缘体来防止电弧放电穿过含有雨 水、湿表面、冰，和雪的大气，并伴随可能来自电解质的污染凝聚物。类似地，火花塞通常包 括关键瓷维度，于中央电极和外导体之间，类似典型的螺纹金属安装配件，来防止沿环境空 气和含有盐水喷雾、润滑剂副产物的烟气中的界面弧放电，并排出围绕燃烧室中火花塞的 凝聚物。
[0005] 当内燃机变得更复杂和紧凑时，须减少引擎气缸盖中绝缘体（例如，陶瓷或瓷）所 占用的空间体积。在许多情况下高压绝缘被用于复杂的点火系统组件，绝缘体必须适合特 定的应用，增加最终组件的成本。此外，当绝缘体材料足够厚来提供所需的介电强度时通常 易碎且体积大，其大大地限制系统设计。因此，需要更空间高效的电绝缘体。进一步需要为 了空间高效的电绝缘体来提供设计灵活度，使其适合用于复杂、紧凑的点火和燃料系统组 件。
[0006] 附图简要说明
[0007] 以下参照附图，对装置、系统和方法的非限制性及非尽述数实施例，包括优选实施 例进行详细说明。除非另有规定，其中相似的附图符号表示自不同角度的相同的部件。
[0008] 图1是根据示例性实施例的包含流体介电质的注射点火器的横截面示图。
[0009] 图2是根据示例性实施例的点火装置的横截面示图。
[0010] 图3是根据示例性实施例的感应器的横截面示图。
[0011] 图4A是根据另一个示例性实施例的注射点火器的正面横截面示图。
[0012] 图4B是图4A中示出的注射点火器的放大的部分横截面示图。
[0013] 图5是示出各种厚度的材料的介电强度的图表。
[0014] 图6是根据示例性实施例的处理系统的示图。
[0015] 图7是根据示例性实施例的压电发电机系统的示图。
[0016] 图8A是示出随时间的洛伦兹和电晕放电活动的图表。
[0017] 图8B是示出随时间的燃料流活动的图表。
[0018] 图8C是示出随时间的电流放电的图表。
[0019] 图9是根据又另一个示例性实施例的注射点火器的正面横截面示图。
[0020] 图10是根据进一步的示例性实施例的注射点火器的正面横截面示图。
[0021] 图11是根据示例性实施例的使用燃料作为介电质的方法的流程图。
[0022] 发明的具体说明
[0023] 在此公开一种用于点燃燃料的点火系统和用于转移和点燃流体燃料的系统。在实 施例中，系统包括：电压潜在生成工具；导电工具，传输由所述电压潜在生成工具所生成的 电压；固体介电工具和流体介电工具的组合，用来隔离所述导电工具。传递工具，传递所述 电压来引起所述燃料的点火。在公开技术的一个方面，所述流体介电工具，包括至少一个惰 性介电质和所述燃料。在一些实施例中，系统进一步包括：流体处理工具，用来从所述流体 介电工具中去除流体杂质，其中，所述流体处理工具包括流体杂质收集工具，来收集所述流 体杂质，以后使用。在该技术的其他方面，所述流体处理工具包括将所述流体介电工具冷却 至低温。在一个实施例中，系统进一步包括传感器工具，用来传感所述流体介电工具中的杂 质。
[0024] 此外，在此公开一种用于转移和点燃流体燃料的系统。在示例性实施例中，系统包 括：电压潜在生成工具；传导工具，传输由所述电压潜在生成工具所生成的电压；固体介电 工具和流体介电工具的组合，用来隔离所述传导工具；转移工具，转移所述流体燃料；传递 工具，传递所述电压来引起所述燃料的点火。在该技术的一个方面，系统可进一步包括自适 应定时工具，用来重复所述流体燃料的传递；和电离工具，用来电离所述燃料。
[0025] 在另一个实施例中，一种用于转移和点燃燃料的系统，包括燃料供应器，和低温燃 料处理器，被连接至所述燃料供应器，并操作从供应的燃料中去除杂质。该系统进一步包括 电源供应器和注射点火器。所述注射点火器包括：注射器壳体，被连接至所述电源供应器并 具有被连接至所所述燃料处理器的燃料入口。致动器主体，配置在所述壳体中且导体套管 被连接至所述电源供应器，并被支撑在所述致动器主体和所述注射器壳体之间，所述注射 器壳体和所述导体套管之间具有第一环形间隙。此外第二环形间隙位于所述致动器主体和 所述导体套管之间，其中，所述第一和第二环形间隙通过所述燃料入口流体连通，由此，燃 料在所述导体套管和所述注射器壳体之间提供介电质。此外，第二环形间隙位于所述致动 器主体和所述导体套管之间，其中，所述第一和第二环形间隙通过所述燃料入口流体连通， 由此，燃料在所述导体套管和所述注射器壳体之间提供介电质。第一电极被电连接至所述 导体套管，且第二电极被电连接至所述壳体。
[0026] 在此公开的是根据本技术的燃料注射点火器。在示例性实施例中，燃料注射点火 器包括：注射器壳体；致动器主体，配置在所述壳体中；导体套管，被支撑在所述致动器主 体和所述注射器壳体之间，所述注射器壳体和所述导体套管之间具有第一环形间隙；和第 二环形间隙，位于所述致动器主体和所述导体套管之间。其中，所述第一和第二环形间隙通 过燃料入口流体连通，由此，燃料在所述导体套管和所述注射器壳体之间提供介电质。在一 些实施例中，所述注射点火器进一步包括向外开口阀。在其他实施例中，所述注射点火器进 一步包括压电致动器和液压冲程放大器，配置在所述致动器主体中，并被操作地连接至所 述向外开口阀。在公开的技术的一个方面，燃料在所述导体套管和所述致动器主体之间提 供介电质。在公开的技术的其他方面，所述注射点火器适合使用压缩天然气。在一个实施 例中，所述注射点火器进一步包括：被电连接至所述导体套管的第一电极；和被电连接至 所述壳体的第二电极。
[0027] 以下，参照图1-11对本技术的一些实施例进行详细说明。有关已知的燃料系统和 点火组件，例如燃料泵，调节器等，下面说明中没有被陈述，以避免使本技术的多个实施例 的说明变得模糊不清。许多细节、尺寸、角度，和图中示出的其他特征仅用于说明本技术的 特别实施例。相应地，在不脱离本技术的精神范围的情况下其他实施例可具有其他细节、尺 寸、角，和特征。本领域中的普通技术人员应理解，本技术的其他实施例中可添加元件，或是 本技术的其他实施例可以不具有如图1-11中所示出的一些特征。
[0028] 以下所述的本技术的一些方面可采取或利用计算机执行指令，包括由可编程序计 算机执行例行程序。本领域的技术人员应理解本技术除了以下所示的和说明的，可在电 脑系统上被执行。本技术可在专用计算机或数据处理机中被实施，例如发动机控制装置 (E⑶)，发动机控制模块（ECM)，燃料系统控制器等，被特别地编程序，配置或构造，来执行与 如下所述的技术相一致的一个或多个计算机可执行指令。相应地，术语〃计算机"，〃处理 器〃，或〃控制器〃如通常使用的，在此涉及任何数据处理机，并可包括E⑶s，ECMs，和模块， 以及因特网工具和手提式装置（包括掌上电脑、可穿佩计算机，蜂窝或移动电话、多处理器 系统、基于处理器或程控的民用电子、网络计算机、迷你电脑等）。由这些计算机处理的信息 可显示在任何合适的媒体，包括CRT显示器，IXD，或专用显示装置或机构（例如计量器）。
[0029] 本技术也能在分布式环境中被实施，其中任务或模块通过远程处理装置执行，其 通过通信网络被连接。在分布式计算环境中，程序模块或子程序可位于本地和远程存储器 储存设备。如下说明的技术方面可被存储或分发在计算机可读介质或，包括磁性或光学可 读或可移动计算机磁盘，以及在网络上电子地分发。例如，该网络可包括控制器区域网络 (CAN)，局域互连网络（LIN)等，但不局限于此。在特别的实施例中，本技术特定方面的数据 结构和数据输送也被包括在本技术范围内。
[0030] 图