一种用于等离子体强化燃烧的缸套组件的制作方法

本实用新型属于内燃机技术领域，特别是涉及一种用于等离子体强化燃烧的缸套组件。

背景技术：

等离子体强化燃烧技术是近年来兴起的一种高效清洁燃烧技术，在外加电场作用下，通过气体放电产生带电重离子、电子和自由基等活性粒子，并通过活性粒子来提高反应活性，具有能够降低最小点火能量、提高燃烧效率、扩大稀燃极限以及降低污染排放物等一系列优势。

目前，在应用了等离子体强化燃烧技术的内燃机中，通常采用缸外电离方案，即在进气道内设置电极，将进气(空气或空气-燃料混合气)通过电极形成的电场进行电离，由于放电产生的带电重离子、电子和自由基存在的时间很短，仅为纳秒量级或微秒量级，则在进气过程中，活性粒子的数量会急速减少，从而导致强化燃烧效率大打折扣。

因此，设计一种缸内电离方案十分必要，以使混合气能够在缸内进行电离，在点火时刻能够确保缸内拥有数量足够多的活性粒子，以提高内燃机稀燃时的着火能力，进而改善内燃机的经济性和排放潜力。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种用于等离子体强化燃烧的缸套组件，可使混合气在缸内进行电离，在点火时刻能够确保缸内拥有数量足够多的活性粒子，有效提高内燃机稀燃时的着火能力，同时改善内燃机的经济性和排放潜力。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于等离子体强化燃烧的缸套组件，包括内燃机缸套和等离子体发生机构，所述等离子体发生机构安装在内燃机缸套顶端，等离子体发生机构包括正电极、导线及电源；在所述正电极外部包覆有绝缘套；在所述内燃机缸套顶端开设有正电极安装槽，包覆有绝缘套的正电极位于正电极安装槽内；在所述正电极安装槽侧向的内燃机缸套上开设有导线穿装孔，所述电源位于内燃机外部，导线一端通过导线穿装孔与绝缘套内部的正电极接触相连，导线另一端与电源相连；内燃机曲轴设为接地端，且内燃机活塞为等效接地端。

在所述绝缘套外表面设置有若干放电凸起点。

在所述内燃机活塞的顶面设置有若干引电凸起点。

所述正电极采用圆弧形结构、圆环形结构或螺旋形结构。

所述绝缘套的内径大于或等于内燃机缸套的内径。

包覆有绝缘套的正电极数量为一个或多个。

当包覆有绝缘套的正电极数量为多个时，其在内燃机缸套中采用竖直堆叠方式安装。

在所述导线外部加装有绝缘保护套管，绝缘保护套管与内燃机机体相固连。

本实用新型的有益效果：

本实用新型与现有技术相比，可使混合气在缸内进行电离，在点火时刻能够确保缸内拥有数量足够多的活性粒子，有效提高内燃机稀燃时的着火能力，同时改善内燃机的经济性和排放潜力。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于等离子体强化燃烧的缸套组件(活塞处于下止点)结构示意图；

图2为本实用新型的一种用于等离子体强化燃烧的缸套组件(活塞处于上止点)结构示意图；

图3为图1中A-A剖视图；

图中，1—内燃机缸套，2—正电极，3—导线，4—电源，5—绝缘套，6—正电极安装槽，7—导线穿装孔，8—内燃机曲轴，9—放电凸起点，10—内燃机活塞，11—引电凸起点，12—绝缘保护套管，13—内燃机机体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1～3所示，一种用于等离子体强化燃烧的缸套组件，包括内燃机缸套1和等离子体发生机构，所述等离子体发生机构安装在内燃机缸套1顶端，等离子体发生机构包括正电极2、导线3及电源4；在所述正电极2外部包覆有绝缘套5；在所述内燃机缸套1顶端开设有正电极安装槽6，包覆有绝缘套5的正电极2位于正电极安装槽6内；在所述正电极安装槽6侧向的内燃机缸套1上开设有导线穿装孔7，所述电源4位于内燃机外部，导线3一端通过导线穿装孔7与绝缘套5内部的正电极2接触相连，导线3另一端与电源4相连；内燃机曲轴8设为接地端，且内燃机活塞10为等效接地端。

在所述绝缘套5外表面设置有若干放电凸起点9。

在所述内燃机活塞10的顶面设置有若干引电凸起点11。

所述正电极2采用圆弧形结构、圆环形结构或螺旋形结构等。

所述绝缘套5的内径大于或等于内燃机缸套1的内径。

包覆有绝缘套5的正电极2数量为一个或多个。

当包覆有绝缘套5的正电极2数量为多个时，其在内燃机缸套1中采用竖直堆叠方式安装。

在所述导线3外部加装有绝缘保护套管12，绝缘保护套管12可以通过螺纹与内燃机机体13相固连，同时保证连接密封性。

下面结合附图说明本实用新型的一次使用过程：

本实施例中，正电极2采用圆环形且为单环，可采用铜或不锈钢等导电金属制成；绝缘套5随着正电极2也为圆环形，可采用导电率低且耐高温的绝缘材料，如陶瓷或石英玻璃等制成。

当正电极2通过导线3与电源4接通后，由于接地端设在内燃机曲轴8处，且由于内燃机曲轴8依次通过具有导电性的连杆和活塞销与内燃机活塞10相连，进而使内燃机活塞10等效为接地端。

在正电极2接通电源后，高压将击穿绝缘套5并开始放电，并在绝缘套5与内燃机活塞10的顶面之间形成放电电弧，由于放电凸起点9和引电凸起点11的存在，可有效增加放电电弧的密度。

通过放电过程，将混合气电离成带电重离子、电子和自由基等大量的活性粒子，随后火花塞再进行点火，使活性可燃物迅速燃烧；或者，在通电时还可以采用持续通电方式，让燃烧室里的混合气持续电离。

通过调整电源4的电流大小和频率，用以适应缸内不同压力和当量比，还可通过输入不同脉冲电流来控制放电过程，最终得到最多数量的活性粒子来参与燃烧和助燃过程。

实施例中的方案并非用以限制本实用新型的专利保护范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。