流體絕緣的注射點火器的制造方法
【專利說明】流體絕緣的注射點火器
[0001] 相關(guān)申請的交互參照
[0002] 本申請要求2013年3月12日提交的美國專利申請No. 13/797, 776,和2012年10 月11日提交的美國臨時專利申請No. 61/712, 758的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容被納入此處作為參 考。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 檢測裝置、火花塞、網(wǎng)格發(fā)送線纜基準距、其他電子組件和系統(tǒng)長期存在的問題是 控制和保護高電壓，傳遞范圍從信號強度至千伏或兆伏量級的高功率電平的能量。例如，高 壓電源線絕緣體必須自導體提供關(guān)鍵的防護距離，支撐絕緣體來防止電弧放電穿過含有雨 水、濕表面、冰，和雪的大氣，并伴隨可能來自電解質(zhì)的污染凝聚物。類似地，火花塞通常包 括關(guān)鍵瓷維度，于中央電極和外導體之間，類似典型的螺紋金屬安裝配件，來防止沿環(huán)境空 氣和含有鹽水噴霧、潤滑劑副產(chǎn)物的煙氣中的界面弧放電，并排出圍繞燃燒室中火花塞的 凝聚物。
[0005] 當內(nèi)燃機變得更復雜和緊湊時，須減少引擎氣缸蓋中絕緣體（例如，陶瓷或瓷）所 占用的空間體積。在許多情況下高壓絕緣被用于復雜的點火系統(tǒng)組件，絕緣體必須適合特 定的應用，增加最終組件的成本。此外，當絕緣體材料足夠厚來提供所需的介電強度時通常 易碎且體積大，其大大地限制系統(tǒng)設(shè)計。因此，需要更空間高效的電絕緣體。進一步需要為 了空間高效的電絕緣體來提供設(shè)計靈活度，使其適合用于復雜、緊湊的點火和燃料系統(tǒng)組 件。
[0006] 附圖簡要說明
[0007] 以下參照附圖，對裝置、系統(tǒng)和方法的非限制性及非盡述數(shù)實施例，包括優(yōu)選實施 例進行詳細說明。除非另有規(guī)定，其中相似的附圖符號表示自不同角度的相同的部件。
[0008] 圖1是根據(jù)示例性實施例的包含流體介電質(zhì)的注射點火器的橫截面示圖。
[0009] 圖2是根據(jù)示例性實施例的點火裝置的橫截面示圖。
[0010] 圖3是根據(jù)示例性實施例的感應器的橫截面示圖。
[0011] 圖4A是根據(jù)另一個示例性實施例的注射點火器的正面橫截面示圖。
[0012] 圖4B是圖4A中示出的注射點火器的放大的部分橫截面示圖。
[0013] 圖5是示出各種厚度的材料的介電強度的圖表。
[0014] 圖6是根據(jù)示例性實施例的處理系統(tǒng)的示圖。
[0015] 圖7是根據(jù)示例性實施例的壓電發(fā)電機系統(tǒng)的示圖。
[0016] 圖8A是示出隨時間的洛倫茲和電暈放電活動的圖表。
[0017] 圖8B是示出隨時間的燃料流活動的圖表。
[0018] 圖8C是示出隨時間的電流放電的圖表。
[0019] 圖9是根據(jù)又另一個示例性實施例的注射點火器的正面橫截面示圖。
[0020] 圖10是根據(jù)進一步的示例性實施例的注射點火器的正面橫截面示圖。
[0021] 圖11是根據(jù)示例性實施例的使用燃料作為介電質(zhì)的方法的流程圖。
[0022] 發(fā)明的具體說明
[0023] 在此公開一種用于點燃燃料的點火系統(tǒng)和用于轉(zhuǎn)移和點燃流體燃料的系統(tǒng)。在實 施例中，系統(tǒng)包括：電壓潛在生成工具；導電工具，傳輸由所述電壓潛在生成工具所生成的 電壓；固體介電工具和流體介電工具的組合，用來隔離所述導電工具。傳遞工具，傳遞所述 電壓來引起所述燃料的點火。在公開技術(shù)的一個方面，所述流體介電工具，包括至少一個惰 性介電質(zhì)和所述燃料。在一些實施例中，系統(tǒng)進一步包括：流體處理工具，用來從所述流體 介電工具中去除流體雜質(zhì)，其中，所述流體處理工具包括流體雜質(zhì)收集工具，來收集所述流 體雜質(zhì)，以后使用。在該技術(shù)的其他方面，所述流體處理工具包括將所述流體介電工具冷卻 至低溫。在一個實施例中，系統(tǒng)進一步包括傳感器工具，用來傳感所述流體介電工具中的雜 質(zhì)。
[0024] 此外，在此公開一種用于轉(zhuǎn)移和點燃流體燃料的系統(tǒng)。在示例性實施例中，系統(tǒng)包 括：電壓潛在生成工具；傳導工具，傳輸由所述電壓潛在生成工具所生成的電壓；固體介電 工具和流體介電工具的組合，用來隔離所述傳導工具；轉(zhuǎn)移工具，轉(zhuǎn)移所述流體燃料；傳遞 工具，傳遞所述電壓來引起所述燃料的點火。在該技術(shù)的一個方面，系統(tǒng)可進一步包括自適 應定時工具，用來重復所述流體燃料的傳遞；和電離工具，用來電離所述燃料。
[0025] 在另一個實施例中，一種用于轉(zhuǎn)移和點燃燃料的系統(tǒng)，包括燃料供應器，和低溫燃 料處理器，被連接至所述燃料供應器，并操作從供應的燃料中去除雜質(zhì)。該系統(tǒng)進一步包括 電源供應器和注射點火器。所述注射點火器包括：注射器殼體，被連接至所述電源供應器并 具有被連接至所所述燃料處理器的燃料入口。致動器主體，配置在所述殼體中且導體套管 被連接至所述電源供應器，并被支撐在所述致動器主體和所述注射器殼體之間，所述注射 器殼體和所述導體套管之間具有第一環(huán)形間隙。此外第二環(huán)形間隙位于所述致動器主體和 所述導體套管之間，其中，所述第一和第二環(huán)形間隙通過所述燃料入口流體連通，由此，燃 料在所述導體套管和所述注射器殼體之間提供介電質(zhì)。此外，第二環(huán)形間隙位于所述致動 器主體和所述導體套管之間，其中，所述第一和第二環(huán)形間隙通過所述燃料入口流體連通， 由此，燃料在所述導體套管和所述注射器殼體之間提供介電質(zhì)。第一電極被電連接至所述 導體套管，且第二電極被電連接至所述殼體。
[0026] 在此公開的是根據(jù)本技術(shù)的燃料注射點火器。在示例性實施例中，燃料注射點火 器包括：注射器殼體；致動器主體，配置在所述殼體中；導體套管，被支撐在所述致動器主 體和所述注射器殼體之間，所述注射器殼體和所述導體套管之間具有第一環(huán)形間隙；和第 二環(huán)形間隙，位于所述致動器主體和所述導體套管之間。其中，所述第一和第二環(huán)形間隙通 過燃料入口流體連通，由此，燃料在所述導體套管和所述注射器殼體之間提供介電質(zhì)。在一 些實施例中，所述注射點火器進一步包括向外開口閥。在其他實施例中，所述注射點火器進 一步包括壓電致動器和液壓沖程放大器，配置在所述致動器主體中，并被操作地連接至所 述向外開口閥。在公開的技術(shù)的一個方面，燃料在所述導體套管和所述致動器主體之間提 供介電質(zhì)。在公開的技術(shù)的其他方面，所述注射點火器適合使用壓縮天然氣。在一個實施 例中，所述注射點火器進一步包括：被電連接至所述導體套管的第一電極；和被電連接至 所述殼體的第二電極。
[0027] 以下，參照圖1-11對本技術(shù)的一些實施例進行詳細說明。有關(guān)已知的燃料系統(tǒng)和 點火組件，例如燃料泵，調(diào)節(jié)器等，下面說明中沒有被陳述，以避免使本技術(shù)的多個實施例 的說明變得模糊不清。許多細節(jié)、尺寸、角度，和圖中示出的其他特征僅用于說明本技術(shù)的 特別實施例。相應地，在不脫離本技術(shù)的精神范圍的情況下其他實施例可具有其他細節(jié)、尺 寸、角，和特征。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應理解，本技術(shù)的其他實施例中可添加元件，或是 本技術(shù)的其他實施例可以不具有如圖1-11中所示出的一些特征。
[0028] 以下所述的本技術(shù)的一些方面可采取或利用計算機執(zhí)行指令，包括由可編程序計 算機執(zhí)行例行程序。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應理解本技術(shù)除了以下所示的和說明的，可在電 腦系統(tǒng)上被執(zhí)行。本技術(shù)可在專用計算機或數(shù)據(jù)處理機中被實施，例如發(fā)動機控制裝置 (E⑶)，發(fā)動機控制模塊（ECM)，燃料系統(tǒng)控制器等，被特別地編程序，配置或構(gòu)造，來執(zhí)行與 如下所述的技術(shù)相一致的一個或多個計算機可執(zhí)行指令。相應地，術(shù)語〃計算機"，〃處理 器〃，或〃控制器〃如通常使用的，在此涉及任何數(shù)據(jù)處理機，并可包括E⑶s，ECMs，和模塊， 以及因特網(wǎng)工具和手提式裝置（包括掌上電腦、可穿佩計算機，蜂窩或移動電話、多處理器 系統(tǒng)、基于處理器或程控的民用電子、網(wǎng)絡(luò)計算機、迷你電腦等）。由這些計算機處理的信息 可顯示在任何合適的媒體，包括CRT顯示器，IXD，或?qū)Ｓ蔑@示裝置或機構(gòu)（例如計量器）。
[0029] 本技術(shù)也能在分布式環(huán)境中被實施，其中任務(wù)或模塊通過遠程處理裝置執(zhí)行，其 通過通信網(wǎng)絡(luò)被連接。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊或子程序可位于本地和遠程存儲器 儲存設(shè)備。如下說明的技術(shù)方面可被存儲或分發(fā)在計算機可讀介質(zhì)或，包括磁性或光學可 讀或可移動計算機磁盤，以及在網(wǎng)絡(luò)上電子地分發(fā)。例如，該網(wǎng)絡(luò)可包括控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (CAN)，局域互連網(wǎng)絡(luò)（LIN)等，但不局限于此。在特別的實施例中，本技術(shù)特定方面的數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)輸送也被包括在本技術(shù)范圍內(nèi)。
[0030] 圖