本发明涉及一种汽油发动机点火装置。 点火装置是汽油发动机的重要组成部分,它利用高压电火花将发动机气缸内的混合气体点燃、使之膨胀并通过气缸活塞推动曲轴转动。汽油发动机点火装置主要包括点火线圈、分电器和火花塞三大部分。点火线圈是产生高压电流的装置,它主要由分别缠绕于同一变压器的原边和副边的低压线圈和高压线圈组成。火花塞是在气缸内产生高压电火花以点燃气缸内混合气体的装置,其个数与发动机气缸数相等,其主要组成部分是用于产生高压电火花的中心电极和相应的接地旁极,火花塞通过一钢外套安装在发动机气缸盖上并使中心电极和旁极伸入气缸内顶部。分电器主要由分火芯和配电盘构成,配电盘上带有与发动机气缸数相等的承电片,分火芯则带有与配电盘承电片互相配合的放电片并可由分电器轴驱动在配电盘内旋转而使放电片依次与各承电片相联接,分电器的作用即是通过放电片和承电片将高压线圈中的高压电流依次分配到各气缸火花塞的中心电极。
现有技术中的汽油机点火装置是一种单火花型的点火装置,即火花塞中只包括一对中心电极和接地旁极,每次点火时只产生一个高压电火花。这种单火花型的点火装置的突出缺陷是电火花能量低,并由此而引起一系列其它问题。首先,由于电火花能量小,气缸内混合气燃烧时的初始焰核也很小,混合气由初燃到燃烧结束所需的时间较长,燃烧过程中燃气所能达到的最高温度偏低,燃气所产生的最高压力偏小,最终使发动机输出功率降低。其次,由于混合气燃烧缓慢,要想使燃气最高压力产生于曲轴到达上止点后10-15°角时,就势必要加大点火提前角。但是,在曲轴到达上止点前,混合气的燃烧过程又只能为曲扭提供负扭矩,也就是说,有一部分正扭矩将被负扭矩抵消而造成功的浪费,最终也会使发动机输出功率降低。第三,由于汽油机的额定转速很高,单缸内混合气的允许燃烧时间十分短暂,而实际燃烧过程又很缓慢,因而势必造成混合气燃烧不充分,未燃尽的可燃气体随废气一起排入大气,不仅造成燃料的浪费,还会造成对大气环境地污染。如果含有可燃气体的废气在排气管路中继续燃烧,则还可能导致汽油机排气背压增大、排气噪声增强,不仅会带来噪声危害,还会影响下一次进气过程而降低发动机的输出功率。此外,单火花型点火装置的工作可靠性较差,尤其是在低温潮湿状态下更难于使汽油机点火启动。
本发明的目的即在于获得一种电火花能量高的汽油机点火装置,以提高点火装置的工作可靠性,并最终提高发动机的输出功率,降低燃料消耗。
为了实现上述目的,本发明在同一气缸火花塞内设置两对以上互相独立的中心电极和接地旁极,以获得一种多点火花塞;与此同时,在点火线圈中设置相同数量的同绕向、同匝数高压线圈,并通过多点分电器将各高压线圈中产生的高压电流分别引入多点火花塞的各中心电极,使各对中心电极和旁极之间同时产生多个高压电火花。所谓多点分电器即分电器分火芯和配电盘上带有组数与高压线圈个数相等的多组放电片和承电片,当分火芯在分电器轴驱动下在配电盘内旋转时,多组放电片和承电片分别相联接,各高压线圈中产生的高压电流分别经各组放电片和承电片流入同一气缸火花塞各中心电极。从提高电火花能量的观点来看,火花塞中电火花的点数越多越好,但是,电火花的点数过多时,将使火花塞的结构变得很复杂,火花塞的体积也会相应加大,气缸盖上的火花塞旋孔也势必加大。为了在不改变现有发动机气缸盖结构的情况下用多点火花塞替换单火花型火花塞,选择火花点数为3点是适宜的。以下即以汽油机三点同步点火装置为例对本发明汽油机多点同步点火装置的技术特征作进一步的详细说明。
附图1为汽油机三点同步点火装置的电原理图;
附图2、3、4分别为三点火花塞的正视图、俯视图和仰视图;
附图5、6分别为三点分电器的A-A剖视图和俯视图。
参考附图1,汽油机三点同步点火装置主要由点火线圈、三点分电器F和三点火花塞H组成。点火线圈包括1个低压线圈L和3个高压线圈L1、L2、L3,分别缠绕在同一变压器T的原边和副边。3个高压线圈L1、L2和L3绕向相同、匝数相等,因此各高压线圈中产生的高压电流的大小和相位均相同(同步)。
参考附图2-4,三点火花塞主要由绝缘瓷体、钢外套和3个中心电极构成。绝缘瓷体1为圆柱形,由绝缘瓷材制成,其中央带有3个成“品”字形分布的通孔,顶端带有“Y”形挡墙2并将各通孔分隔开,中部带有与钢外套互相配合的台肩3,底端为正三瓣柱形。钢外套4近似圆筒形,两端开口,套装在绝缘瓷体1中部外侧并与绝缘瓷体1密封,其上部为正六方螺帽形,下部带有与发动机气缸盖互相配合的阳螺纹5,底端带有3个沿套端圆周均匀分布的接地旁极6。3个中心电极7分别安装固定在绝缘瓷体1中央的3个通孔中,每个中心电极的顶端均带有一接线柱8,其底端伸出绝缘瓷体1外,分别与3个接地旁极6相对应并保持一定间隙。
参考附图5、6,三点分电器主要由配电盘和分火芯构成,分火芯9近似圆柱形,由绝缘材料制成,安装固定在分电器轴10的顶端并可由分电器轴10驱动旋转,其顶面装有3个同心的输电环11,一侧不同高度处装有3个突出的放电片12,各放电片通过压注于分火芯内的导线分别与3个输电环11相联接,配电盘13近似圆筒形,由绝缘材料制成,扣罩在分火芯9上,其内顶面与分火芯顶面间保持一定间隙,其顶部带有3个用于联接高压导线并分别与分火芯3个输电环11相对应的插孔14,插孔内嵌有导电铜套15,铜套15内装有与铜套15互相配合并用于调整插孔与输电环间隙量的导电螺钉16。配电盘顶部四周均匀分布有个数与发动机气缸数相等的高压导线插座17,插座17内壁不同高度处分别装有3个插座导电片18,插座17正下方的配电盘内壁上不同高度处分别装有3个与分火芯3个放电片互相配合的承电片19,3个承电片通过压注于配电盘内的导线分别与3个插座导电片18相联接。当三点分电器分火芯由分电器轴驱动在配电盘内旋转时,3组放电片和承电片分别相联接,3个高压线圈L1、L2、L3中产生的3个高压电流分别经插孔、输电环、放电片、承电片和插座流入同一个三点火花塞中的3个中心电极并同时在3对中心电极和旁极之间产生3个高压电火花。
本发明汽油机多点同步点火装置的电火花能量高,可大大提高点火装置的工作可靠性,并最终提高发动机的输出功率,降低燃料的消耗和减少环境污染。因此,本发明可广泛用作各种汽油发动机的点火装置。