用于电晕点火线圈的高压连接密封方法
【专利说明】用于电晕点火线圈的高压连接密封方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年3月15日提交的第61/787，406号的美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本发明主要涉及电晕点火组件，以及制造电晕点火组件的方法。
【背景技术】
[0004]电晕放电点火系统包括电晕点火器组件，该组件典型地具有相互连接成单个部件的点火端组件和点火线圈组件。点火端组件包括中心电极，该中心电极被充电至高射频电压电势，并且在燃烧室内产生很强的射频电场。该电场使得燃烧室中的燃料和空气混合物的一部分电离并且开始介质击穿，从而促进燃料-空气混合物的燃烧。优选地，通过控制该电场可以使得燃料-空气混合物保持介电特性并且发生电晕放电(也被称作非热等离子体)。燃料-空气混合物的电离的部分形成火焰前锋，该火焰前锋随后将自我维持，并且燃烧燃料空气混合物的剩余部分。优选地，通过控制该电场也可以使得燃料-空气混合物不会失去所有介电特性，如果失去所有的介电特性将会导致在电极与接地的缸壁、活塞或者点火器的其它部分之间产生热等离子体和电弧。理想地，通过控制该电场还可以使得电晕放电只在点火端处形成并且不会沿着电晕点火器组件的其它部分形成。然而，这样的控制常常是很难实现的。
【发明内容】
[0005]本发明的一方面提供一种电晕点火器组件，其包括点火线圈组件、点火端组件、金属管和橡胶护套。点火线圈组件接收射频电压，以及点火端组件从点火线圈组件接收能量。点火端组件包括电晕点火器并且例如在内燃机的燃烧室中散布射频电场。金属管包括连接至点火线圈组件的第一管端和连接至点火端组件的第二管端。金属管还包括外表面和背对的内表面，该内表面包围点火线圈组件的至少一部分和点火端组件的至少一部分。金属管的内表面在第一管端与第二管端之间形成管容积。该管容积包括未被点火线圈组件和点火端组件占据的空间。金属管还包括至少一个孔，该至少一个孔延伸穿过内表面和外表面以允许空气离开管容积。橡胶护套填充管容积并且提供点火线圈组件与点火端组件之间的气密密封。
[0006]本发明的另一方面提供一种制造电晕点火器组件的方法。该方法包括以下步骤:提供点火线圈组件和点火端组件；以及将橡胶护套设置在点火线圈组件与点火端组件之间。该方法还包括将包括至少一个孔的金属管的第一管端连接至点火线圈组件，并且将金属管的第二管端连接至点火端组件。金属管被设置成包围橡胶护套、包围点火线圈组件的至少一部分，以及包围点火端组件的至少一部分。金属管的内表面在第一管端与第二管端之间形成管容积，并且该管容积包括未被点火线圈组件和点火端组件占据的空间。该方法接下来包括将橡胶护套压缩在点火线圈组件与点火端组件之间，从而橡胶护套填充管容积并且提供点火线圈组件与点火端组件之间的气密密封。
[0007]当橡胶护套被压缩在点火线圈组件与点火端组件之间时，橡胶护套将被困在金属管中、以及在点火线圈组件和点火端组件的各部件之间的任何空气挤压通过金属管的孔并且离开电晕点火器组件。被压缩的橡胶护套也密封了各部件之间的连接并且填充了由装配公差引起的任何气隙。因此，橡胶护套防止了在点火端组件和点火线圈组件之间形成不想要的电晕放电，如果高压和高频电场使得被困在各部件之间的空气电离，就会发生这种情况。通过防止这种不想要的电晕放电，可允许能量被引向在点火端形成的电晕放电，这又提高了电晕点火器组件的性能。
【附图说明】
[0008]请参阅下述详细说明并结合附图进行考虑，本发明的其它优点将更加容易领会和理解，其中:
[0009]图1是根据本发明的一种示例性实施方式的电晕点火器组件在已装配状态下的立体图，该电晕点火器组件包括点火线圈组件和点火端组件；
[0010]图1A是图1的电晕点火器组件的部分放大图，其示出了被压缩的橡胶护套延伸穿过该组件的金属管的孔；
[0011]图2是图1的电晕点火器组件的部分放大剖视图，其示出了电气端子将点火线圈组件连接至点火端组件；
[0012]图3是图1的电晕点火器组件的部分放大剖视图；
[0013]图4是可被用于将点火端组件连接至金属管的锁紧螺母的立体图；
[0014]图5是也可被用于将点火端组件连接至金属管的固定螺母的立体图；
[0015]图6是根据本发明的一种示例性实施方式的橡胶护套的剖视图；
[0016]图7是根据本发明的另一种示例性实施方式的电晕点火器组件在将橡胶护套压缩在点火线圈组件与点火端组件之间之前的剖视图；
[0017]图8是被设置在点火线圈组件与点火端组件之间的橡胶护套在被压缩之前的剖视图；
[0018]图9是图1的电晕点火器组件在将橡胶护套压缩在点火线圈组件与点火端组件之间之前的立体图；
[0019]图9A是图9的电晕点火器组件的部分放大剖视图，其中，橡胶护套没有延伸穿过金属管的孔；以及
[0020]图10是图9的电晕点火器组件在压缩橡胶护套之前的放大剖视图。
【具体实施方式】
[0021]在图1中主要示出了电晕点火器组件20，其用于接收高射频电压并且在容纳燃料和气体混合物的燃烧室中散布射频电场以提供电晕放电。电晕点火器组件20包括点火线圈组件22、点火端组件24、包围并连接点火线圈组件22和点火端组件24的金属管26，以及橡胶护套28，该橡胶护套28被压缩在点火线圈组件22与点火端组件24之间，以填充各部件之间的任何气隙并且因此防止在那些气隙中形成不想要的电晕放电。
[0022]点火线圈组件22典型地包括用于从电源接收高射频电压并储存能量的多个绕组。点火线圈组件22沿着中心轴线A延伸，并且包括用于将能量传递到点火端组件24的线圈输出元件30。如在图2中所示，线圈输出元件30具有圆锥形状的第一侧壁32，该第一侧壁朝着中心轴线A逐渐变细至第一端壁34。第一侧壁32还沿沿着中心轴线A朝着点火端组件24纵向延伸。第一侧壁32典型地关于中心轴线A是对称的，并且第一端壁34垂直于中心轴线A延伸。也如在图2中所示，第一侧壁32被设置成相对于第一端壁34成第一顶角α第一端壁34具有第一预定形状(比如圆形)，并且具有第一预定面积。
[0023]最佳如在图2和3中所示，点火端组件24包括电晕点火器36，该电晕点火器用于从点火线圈组件22接收能量并且在燃烧室中散布射频电场。电晕点火器36包括电极38、金属壳体40、以及将电极38与金属壳体40隔开的绝缘体42。电极38沿着中心轴线A从终端43纵向延伸至点火端44。在示例性实施方式中，电极38在点火端44处包括冠部46。冠部46包括多个分支48，这些分支相对于中心轴线A径向向外延伸以散布射频电场并且形成稳定的电晕放电。
[0024]绝缘体24典型地由陶瓷材料形成，并且沿着中心轴线A从第二端壁50延伸至与冠部46相邻的绝缘体点火端52。在示例性实施方式中，冠部46被设置在绝缘体点火端52的外面，并且绝缘体42包括用于容纳电极38的绝缘体孔54。如在图2中所示，绝缘体42具有第二端壁50和圆锥形状的第二侧壁56，这优选地反映了线圈输出元件30的第一端壁34和第一侧壁32的大小和形状。在该实施方式中，第二侧壁56具有朝着中心轴线A逐渐变细至第二端壁50的圆锥形状。第二侧壁56也沿着中心轴线A朝着点火线圈组件22纵向延伸。第二侧壁56典型地关于中心轴线A是对称的，并且第二端壁50垂直于中心轴线A延伸。也如在图2中所示，第二侧壁56被设置成相对于第二端壁50成第二顶角α?。第二端壁50具有第二预定形状(比如圆形)和第二预定面积。优选