本申请要求享有于2015年9月24日提交的美国临时专利申请(序列号)no.62/232,085以及于2016年9月21日提交的美国实用专利申请no.15/271,874的权益，这两项专利申请的全部内容通过引用完全地结合于本申请中。发明背景1.
技术领域：
本发明一般涉及电晕点火组件，以及制造电晕点火组件的方法。2.相关技术电晕放电点火系统包括电晕点火器组件，该电晕点火器组件典型地具有彼此附接并且插入发动机的燃烧室中的点火端组件和点火线圈组件。点火端组件包括中心电极，其被充电至高射频电压电势，在燃烧室中产生强射频电场。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电介质击穿，促进燃料-空气混合物的燃烧。电场被优选地控制为使得燃料-空气混合物保持介电性质并发生电晕放电，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，其然后变为自维系的并燃烧燃料-空气混合物的其余部分。电场也优选被控制为使得燃料-空气混合物不会失去所有介电性质，这将在电极与接地的气缸壁、活塞或点火器其它部分之间产生热等离子体和电弧。理想情况下，电场也受到控制，使电晕放电只在点火端形成，而不沿着电晕点火器组件的其它部分形成。但是，这种控制往往难以实现。技术实现要素：本发明的一个方面提供了一种电晕点火器组件，其包括点火线圈组件、点火端组件，以及被压缩在点火线圈组件与点火端组件之间以在其间提供气密密封(hermeticseal)的介电柔性构件。点火线圈组件包括由绝缘材料形成的高压绝缘体，点火端组件包括由陶瓷材料形成的陶瓷绝缘体。介电柔性构件从与高压绝缘体接合的上表面延伸到与陶瓷绝缘体接合的底面。介电柔性构件的上表面是圆化的，这可以改善高压绝缘体和陶瓷绝缘体之间的气密密封。本发明的另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，以及被压缩在点火线圈组件和点火端组件之间的介电柔性构件。点火线圈组件包括由绝缘材料形成的高压绝缘体，并且点火端组件包括由陶瓷材料形成的陶瓷绝缘体。介电柔性构件被压缩在高压绝缘体的下表面与陶瓷绝缘体的上表面之间，以在其间提供气密密封。在该实施例中，高压绝缘体的下表面是圆化的，这可以改善高压绝缘体和陶瓷绝缘体之间的气密密封。本发明的又一方面提供了一种制造电晕点火器组件的方法。该方法包括，在由绝缘材料形成的高压绝缘体和由陶瓷材料形成的陶瓷绝缘体之间压缩介电柔性构件。介电柔性构件从与高压绝缘体接合的上表面延伸到与陶瓷绝缘体接合的底面，并且介电柔性构件的上表面是圆化的。压缩介电柔性构件的步骤包括，在高压绝缘体和陶瓷绝缘体之间形成气密密封。本发明的另一方面提供了一种制造电晕点火器组件的方法，该方法包括，在由绝缘材料形成的高压绝缘体的下表面和由陶瓷材料形成的陶瓷绝缘体的上表面之间压缩介电柔性构件。在该实施例中，高压绝缘体的下表面是圆化的。压缩介电柔性构件的步骤包括，在高压绝缘体和陶瓷绝缘体之间形成气密密封。当在点火线圈组件和点火端组件之间压缩介电柔性构件时，介电柔性构件将捕获的空气推出电晕点火器组件。压缩的介电柔性构件还可以填充点火线圈组件和点火端组件之间的气隙。因此，介电柔性构件可以防止在这些气隙中形成不希望的电晕放电，其可能在高电压和频率电场使被捕获的空气电离时发生。防止不希望的电晕放电允许能量被引导至在点火端组件的点火端形成的电晕放电，这又改进了电晕点火器组件的性能。介电柔性构件上的圆化的表面或介电柔性构件与点火线圈组件之间的界面处的高压绝缘体可有助于改进密封并因此改善电晕点火器组件的性能。附图的简要说明本发明的其它优点将变得更容易理解，因为通过参考连同附图一起考虑的以下详细描述，可以更好地理解所述优点，在附图中：图1是根据本发明的示例实施例的处于自由状态的电晕点火器组件的点火线圈延伸部、点火端组件和介电柔性构件的截面图；图1a是图1的介电柔性构件和点火线圈延伸部的界面的放大图；图2是组装后的图1所示电晕点火器组件的截面图；图2a是图2的介电柔性构件和点火线圈延伸部的界面的放大图；图3是图1的介电柔性构件的放大图；图4是图1的介电柔性构件的另一放大视图，标识了介电柔性构件上的圆化的上表面的半径和高度；图5是根据一示例实施例的组装的电晕点火器组件的透视图；图6是图5的电晕点火器组件的介电柔性构件的透视图；图7是根据一示例实施例的介电柔性构件与点火线圈延伸部之间的接头(joint)的x射线图像；图8是包括具有圆锥形形状且没有圆化的表面的介电柔性构件的比较例的电晕点火器的截面图；和图9示出了将介电柔性构件机械地附接到图8的点火端组件的金属壳的过程。示例实施例的详细描述如图1和图2所示，本发明的一个方面提供了用于内燃机的电晕点火器组件20。电晕点火器组件20包括点火线圈组件，该点火线圈组件包括产生高射频和高电压电场的点火线圈延伸部22以及将电场分布在燃烧室中用于燃料点火的点火端组件24。点火端组件24包括设置在包括高压电极28和中心电极30的中心导体与金属壳32之间的陶瓷绝缘体26。当从点火线圈延伸部22移动到点火端组件24的输出端时，该电场加载和卸载在中心导体和金属壳32之间的电容，其径向地移动穿过所述部件的一部分。这种行为意味着组件中所有的材料与系统电气性能的相互作用。金属壳32和在电气连接界面处的高压绝缘问题使得在一个部件内采用不同的材料非常复杂。具体而言，利用具有不同电特性的绝缘材料会产生电场不一致的情况，并且如果在界面处形成空腔的话，则会出现静电荷集中和不希望的电晕泄漏。电场集中在绝缘层内的任何气隙中，因此增加了达到电晕起始水平的可能性。电晕泄漏导致材料劣化并可能最终导致部件因放电而失效。在环境温度范围(-40℃至150℃)下工作时，材料蠕变也会产生气隙。另外，当在环境温度范围内工作时，材料的非常不相似的热膨胀系数会导致气隙。在这些气隙中可能形成不希望的电晕放电，这降低了点火端电晕放电的强度。另一方面，在电晕点火器组件20内采用不同的绝缘材料是提供改良性能(包括现场中的部件的效率和鲁棒性)的关键成功因素。为了在使用不同的绝缘材料的同时填充点火线圈延伸部22和点火端组件24之间的不需要的气隙，将介电柔性部件34(也称为盖端)压缩在点火线圈延伸部22和点火端组件24之间。换言之，介电柔性构件34允许在现场组装的界面处于不同材料之间。优选地，介电柔性构件34永久地附接到陶瓷绝缘体26，并且配合表面的形状被设计为使得在每次安装时可以可靠地获得无空隙/无空气的接头。现在将更详细地描述电晕点火器组件20的构成部件。点火线圈延伸部22包括从电源(未示出)接收能量并产生高射频和高电压电场的多个绕组。点火线圈延伸部22沿着中心轴线延伸，并且包括线圈输出构件36，用于将能量传递到高压电极28并且最终传递到点火端组件24。在该示例实施例中，高压电极28被高压绝缘体38包围。高压绝缘体38由与点火端组件24的陶瓷绝缘体26不同并且与介电柔性构件34不同的绝缘材料(例如橡胶或塑料材料)形成。典型地，高压电极28纵向地延伸穿过高压绝缘体38的孔、介电柔性构件34和陶瓷绝缘体36的孔的上部。典型地，高压绝缘体38具有比陶瓷绝缘体26的热膨胀系数(clte)更大的热膨胀系数(clte)。这种绝缘材料具有保持电容低并提供良好效率的电性能。表1列出了高压绝缘体38的优选的介电强度、介电常数和耗散因数范围；表2列出了高压绝缘体38的优选的热导率和热膨胀系数(clte)范围。在一个示例实施例中，高压绝缘体38由诸如聚四氟乙烯(ptfe)的含氟聚合物形成。作为替代，高压绝缘体38可以由具有在表1的范围内的电性能和在表2的范围内的热性质的其它材料形成。表1参数数值度量单位测试条件介电强度>30kv/mm-40℃，+150℃介电常数≤2.51mhz；-40℃，+150℃耗散因数<0.0011mhz-40℃，+150℃表2热导率>0.8w/mk25℃clte<35ppm/k-40℃，+150℃点火端组件24包括中心电极30，用于接收来自高压电极28的能量并将射频电场分布在燃烧室中。在图1和图2所示的示例实施例中，中心电极30在点火端包括冠部(crown)40。冠部40包括相对于中心轴线径向地向外延伸的多个分支，用于分布射频电场并形成坚实的电晕放电。点火端组件24的绝缘体26典型地由陶瓷材料形成，并且沿着中心轴线从绝缘体端壁42延伸到邻近冠部40的绝缘体点火端44。陶瓷绝缘体26承受燃烧室中的操作条件，但具有非常高的电容，其驱动系统的功率需求，因此应该保持尽可能小。陶瓷绝缘体26包括接收中心电极30的绝缘体孔，并且冠部40布置在绝缘体激发端44的外部。点火端组件24还包括容纳在陶瓷绝缘体26的孔中并从中心电极30朝向高压电极28延伸的电气端子46。点火端组件24的金属壳32围绕中心电极30和陶瓷绝缘体26。典型地，黄铜包(brasspack)48设置在陶瓷绝缘体26的孔中，以电连接高压电极28和电气端子46。另外，高压电极28优选地能够沿着高压绝缘体38的孔浮动，并且补偿在安装点火线圈延伸部22时的组装可变性。由于插头内部的hv连接点是固定的，所以需要活动的(轴向柔性的)连接方案，使得高压电极28可以浮动。在该示例实施例中，弹簧50或另一轴向柔性构件设置在黄铜包48和高压电极28之间。或者作为替代，虽然未示出，但弹簧50或另一浮动连接方案也可位于高压电极28和线圈输出构件36之间。点火端组件24还包括围绕弹簧50和高压电极28的半导电套筒52。半导电套筒52设置在陶瓷绝缘体26的孔中。半导电套筒52从线圈输出构件36沿着高压绝缘体38、介电柔性构件34和陶瓷绝缘体26之间的界面，而连续不间断地延伸到黄铜包48。半导电套筒52典型地由半导电的且具柔性的材料形成，其不同于在电晕点火器组件20中使用的其它半导电的且具柔性的材料。半导电套筒52的柔性特性允许半导电套筒52填充可沿着高压电极28、绝缘体26,38和介电柔性构件34定位的气隙。在该示例实施例中，半导电套筒52由半导电橡胶材料形成，例如硅橡胶。半导电套筒52包括一些导电材料，例如导电填料，以实现部分导电的性能。在一个实施例中，导电填料是石墨或碳基材料，但也可以使用其它导电的或部分导电的材料。用于形成半导电套筒52的材料也可以称为是部分导电的，弱导电的或部分电阻的。半导电套筒52的高电压和高频(hv-hf)特性表现得像导体。半导电套筒52的电阻率或直流电导率可以从0.5欧姆/毫米变化到100欧姆/毫米，而不会明显地改变电晕点火器组件20的表现。在该示例实施例中，半导电套筒52具有1欧姆/毫米的直流电导率。如图1和图2所示，介电柔性构件34被压缩在点火线圈延伸部22的高压绝缘体38与点火端组件24的陶瓷绝缘体26之间。介电柔性构件34提供轴向柔性，其补偿了在陶瓷绝缘体26与高压绝缘体38之间或在陶瓷绝缘体26与点火线圈延伸部22的另一塑料或橡胶材料之间的热膨胀系数的差异。施加到介电柔性构件34的压缩力通过设计被设定在所选材料的弹性范围内。通常，介电柔性构件34由橡胶或硅化合物形成，例如硅膏或注射模制的硅。如图3和图4所示，介电柔性构件34包括平坦且永久地附接到陶瓷绝缘体26的绝缘体端壁42上的底面54。这个陶瓷与橡胶对接的较低界面，可以用机械模压工艺压缩。介电柔性构件34和陶瓷绝缘体26之间的密封可以通过压缩和化学粘合来保证。例如，可以沿着介电柔性构件34和陶瓷绝缘体26的界面施加胶56。因此，当压缩通过材料的热膨胀和蠕变而形成空隙时，胶56保持界面无空隙(void-free)且防止形成电晕跟踪。也可以沿着电晕点火器组件20的其它界面来施加胶56。胶56通常以液体形式施加，使得其沿着界面流入所有的缝隙和气隙中。在该示例实施例中，胶水56被施加到0.05毫米至4毫米范围内的厚度，但是，其它厚度也是可能的。胶56在制造过程中被固化，因此是固态或半固态(非液态)的，以在成品电晕点火器组件20中沿着界面提供一些柔性。胶56由电绝缘材料形成，因此能够承受一些电晕形成。在内燃机的电晕点火器组件20的使用期间，胶56还能够存留由高频、高电压场所产生的电离环境。在一个示例实施例中，胶56由硅形成并且具有如表4中列出的性质。然而，可以使用具有与表4的性质相类似的性质的其它材料来形成胶56。表4介电柔性构件34还包括具有预定高度和半径的圆化的上表面58，其在图4中标出。介电柔性构件34的上表面58的形状与点火线圈延伸部22的高压绝缘体38的下表面60相匹配，并且被设计为使得安装(由客户在现场操作)导致无空气/无空隙的接头。介电柔性构件34的上表面58可以具有从平面到球面的任何半径，例如从略微弯曲到球面，并且其关键功能是在组装期间向外推空气，同时保持零件几何形状和可制造性简单，从而可以获得无空气/无空隙的接头。可选的是，介电柔性构件34的上表面58的圆化的形状可以被复制在高压绝缘体38的下表面60上，以作为介电柔性构件34的上表面58的附加或代替。圆化的表面也可以存在于电晕点火器组件20中的任何其它两个配合表面之间的界面上，以提供改进的密封并防止不希望的电晕放电。在组装包括圆化的上表面58的电晕点火器组件示例的过程中，高压绝缘体38的下表面60的中心和介电柔性构件34的上表面58的中心首先配合，并且当部件被压在一起时，接触点从中心向外径向地移动，推出空气。另外，如图1所示，连接器62可以布置在高压绝缘体38和介电柔性构件34之间的界面周围。电晕点火器组件20还可以包括额外的金属屏蔽件64，以将点火端组件24的金属壳32联接到点火线圈延伸部22。图5是在将点火线圈延伸部22按压到介电柔性构件34上之后的电晕点火器组件20的透视图。图6是图5的电晕点火器组件20的介电柔性构件34的透视图，并且图7是介电柔性构件34与点火线圈延伸部22的高压绝缘体38之间的接头的x射线图像。与图8和图9所示的具有渐缩形或具有圆锥形的介电柔性构件相比，本发明的包括圆化的上表面58的介电柔性构件34更易于复制，并且可以在点火线圈延伸部22和点火端组件24之间提供更好的密封。显然，根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的，并且可以在本发明的范围内以与具体描述不同的方式来实施。当前第1页12