專利名稱：一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于微波應用技術領域，涉及汽車發(fā)動機點火裝置。
背景技術：
目前，汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。點火系統(tǒng)將電源的低電壓變成高電壓，再按照發(fā)動機點火順序輪流送至各氣缸，點燃壓縮混合氣。然而，在上述燃燒過程中有很多潛在能量未被利用，燃料燃燒的熱能大約只有35 40%用于實際行駛，混合氣燃燒不充分又產生了大量的有害物質，如一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物等，加劇了環(huán)境污染。最近的研究表明，微波等離子體點火可使燃燒更迅速、更充分，大大提高燃燒效率1。同時，針對當前一些改進汽油機燃油經濟性的新技術，諸如汽油機稀薄燃燒技術，微波等離子體點火較火花塞點火具有明顯的優(yōu)勢2。當前微波等離子體點火系統(tǒng)可分為兩大類，一類直接將微波輸入發(fā)動機氣缸，但此時需要輸入極高的微波功率方可達到點火條件; 另一類更為實用的微波點火技術則需要利用專門的微波等離子體點火器將微波饋入燃燒室，產生等離子體，此時僅需較低的輸入功率即可完成點火任務。本實用新型采用第二類微波點火的實現(xiàn)方案。作為關鍵技術之一的微波等離子體點火器，不僅需要滿足和適應微波等離子體點火系統(tǒng)的指標要求和工作條件，也需要具有與現(xiàn)有的火花塞一致的外形，以便直接替代或升級。現(xiàn)有的微波等離子體點火器通常由若干子部件拼裝而成，各部件單獨加工，一致性較差，設計指標與實測結果相差較大，穩(wěn)定性較低，需人工調試，很難大批量生產。
發(fā)明內容本實用新型提供一系列適用于微波等離子體汽車點火系統(tǒng)的縫隙耦合點火器，共計三種，均由四個子部分一體化設計加工而成四分之一波長同軸諧振腔、縫隙耦合結構、 階梯同軸匹配結構、N型射頻同軸連接器。此類點火器的外觀與現(xiàn)有火花塞類似，可與常規(guī)汽車發(fā)動機氣缸匹配，在不改變發(fā)動機氣缸結構的基礎上直接替代現(xiàn)有火花塞。本實用新型技術方案為—種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，包括內導體和外導體；所述外導體由外導體外輪廓和外導體內輪廓封閉構成；所述外導體的外輪廓至少包括一個與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋21和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面23 ；所述外導體的內輪廓為不同半徑的圓柱面結構，包括分別與內導體尖端5相對應的外導體內輪廓一 31、與內導體一 41相對應的外導體內輪廓二 32、與內導體二 42相對應的外導體內輪廓三33、與內導體三43相對應的外導體內輪廓四34、與內導體三43相對應的外導體內輪廓四34、與內導體四44相對應的外導體內輪廓五35 ；所述內導體由內導體一 41、內導體二 42、內導體三 43、內導體四44、內導體尖端5構成；內導體一 41、內導體二 42、內導體三43、內導體四44為共軸的圓柱體結構，內導體尖端5為圓錐體，圓錐體頂部為半球體；內導體尖端5與內導體一 41相連，內導體一 41和內導體二 42之間有耦合縫隙6，內導體二 42、內導體三43和內導體四44順序相連，三者的半徑逐漸增加；內導體一 41靠近耦合縫隙6的側面通過圓柱體水平連接導體7與外導體直接相連，圓柱體水平連接導體7的軸線與內導體一 41的軸線相垂直；內導體與外導體之間除內導體尖端5與外導體內輪廓一 31之間的區(qū)域以及內導體四44與外導體內輪廓五35之間的區(qū)域以外的其他區(qū)域均填充絕緣介質8 ；外導體內輪廓五35與內導體四44構成微波輸入端口 1，其尺寸與標準N型射頻同軸連接器一致。一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，包括內導體和外導體；所述外導體由外導體外輪廓和外導體內輪廓封閉構成；所述外導體的外輪廓至少包括一個與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋21和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面23 ；所述外導體的內輪廓為不同半徑的圓柱面結構，包括分別與內導體尖端5相對應的外導體內輪廓一 31、與內導體一 41相對應的外導體內輪廓二 32、與內導體二 42相對應的外導體內輪廓三33、與內導體三43相對應的外導體內輪廓四34、與內導體三43相對應的外導體內輪廓四34、與內導體四44相對應的外導體內輪廓五35 ；所述內導體由內導體一 41、內導體二 42、內導體三 43、內導體四44、內導體尖端5構成；內導體一 41、內導體二 42、內導體三43、內導體四44 為共軸的圓柱體結構，內導體尖端5為圓錐體，圓錐體頂部為半球體；內導體尖端5與內導體一 41相連，內導體一 41和內導體二 42之間有耦合縫隙6，內導體二 42、內導體三43和內導體四44順序相連，三者的半徑逐漸增加；內導體一 41靠近耦合縫隙6的側面依次通過圓柱體水平連接導體71和圓柱體垂直連接導體72與外導體相連，圓柱體水平連接導體71 的軸線與內導體一 41的軸線垂直，圓柱體垂直連接導體72的軸線與內導體一 41的軸線平行；內導體與外導體之間除內導體尖端5與外導體內輪廓一 31之間的區(qū)域以及內導體四 44與外導體內輪廓五35之間的區(qū)域以外的其他區(qū)域均填充絕緣介質8 ；外導體內輪廓五 35與內導體四44構成微波輸入端口 1，其尺寸與標準N型射頻同軸連接器一致。一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，包括內導體和外導體；所述外導體由外導體外輪廓和外導體內輪廓封閉構成；所述外導體的外輪廓至少包括一個與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋21和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面23 ；所述外導體的內輪廓為不同半徑的圓柱面結構，包括分別與內導體尖端5相對應的外導體內輪廓一 31、與內導體一 41相對應的外導體內輪廓二 32、與內導體二 42相對應的外導體內輪廓三33和外導體內輪廓四34、與內導體三43相對應的外導體內輪廓五35 ；所述內導體由內導體一 41、內導體二 42、內導體三43、內導體尖端5構成；內導體一 41、內導體二 42、內導體三43為圓柱體結構，內導體尖端5為圓錐體，圓錐體頂部為半球體；內導體二 42和內導體三43共軸；內導體尖端5與內導體一 41相連，內導體一 41的底部與外導體直接相連；內導體一 41靠近底部的側面依次通過耦合縫隙6和圓柱體水平連接導體7與內導體二 42相連，內導體二 42和內導體三43相連，兩者的半徑逐漸增加；圓柱體水平連接導體7的軸線與內導體一 41的軸線垂直；內導體與外導體之間除內導體尖端5與外導體內輪廓一 31之間的區(qū)域以及內導體三43與外導體內輪廓五35之間的區(qū)域之外的其他區(qū)域填充絕緣介質8，外導體內輪廓五 35與內導體三43構成微波輸入端口 1，其尺寸與標準N型射頻同軸連接器一致。在設計過程中，合理設定四分之一波長同軸諧振腔的內外半徑可以有效地控制點火器的品質因數(shù)，高品質因數(shù)的點火器在輸入功率相同情況下能產生更大的電場，更好地激發(fā)等離子體，節(jié)約能源。本專利所述之縫隙耦合結構為一種電耦合方式，在將微波功率輸入四分之一波長同軸諧振腔的同時，保證同軸諧振腔的品質因數(shù)受外部電路的影響較小。 本專利中，三種點火器均采用了縫隙耦合的實現(xiàn)方式，但具體電路形式不同。總體而言，耦合縫隙的形狀和間距決定了耦合系數(shù)的大小；連接導體的直徑和位置對耦合系數(shù)也有影響；同時，這些參數(shù)對點火器的駐波比也有明顯的影響。磁控管等大功率微波器件輸出的微波功率通過同軸電纜、N型射頻同軸連接器等微波器件輸入點火器，這要求點火器的輸入端與標準N型射頻同軸連接器的結構尺寸一致。為了一體化集成設計，點火器內部就需要額外的過渡匹配結構，具有不同內外徑的多級同軸線可以實現(xiàn)良好匹配。為了使用方便，點火器的微波輸入端口均設計在點火器底部。三種縫隙耦合微波等離子體點火器均包含外導體和內導體，外導體與內導體之間的相應區(qū)域填充陶瓷材料，阻隔燃油與點火系統(tǒng)的直接接觸，減小腐蝕。這些點火器的工作原理一致，都利用了四分之一波長同軸諧振腔的結構特點和高品質因數(shù)的電氣特點，可在點火器內導體的末端形成極高的電場強度，而內導體末端的尖端結構可進一步增強電場強度。輸入功率為500W時，點火器內導體尖端的平均電場強度就可高于2. 25*107V/m，此時能在10個標準大氣壓下?lián)舸﹥葘w尖端周圍的油氣混合物并產生等離子體，實現(xiàn)點火。隨后，通過等離子體的電子在燃燒室內的快速運動，從而極快地實現(xiàn)整個燃燒室的體燃燒和對油氣混合物的充分燃燒。有益效果本實用新型具有以下優(yōu)點1、相較普通火花塞，該點火器可點燃非常稀薄的油氣混合物12；2、相較普通火花塞，該點火器的點火效率更高3；3、該點火器無陰極結構，可避免傳統(tǒng)火花塞兩個電極間產生的熱點荷載3；4、點火器從底部輸入微波，其外形與現(xiàn)有火花塞的外形一致，與常規(guī)汽車發(fā)動機氣缸相匹配；5、點火器中的縫隙耦合結構可降低外部電路對點火器品質因數(shù)的影響；6、可一體化設計加工，無需調試，適于大批量生產；7、可以方便的移植到其他等離子體點火系統(tǒng)中使用。

圖1是本實用新型提供的第一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器的剖視圖。圖2是本實用新型提供的第一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器的俯視圖。圖3是本實用新型提供的第二種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器的剖視圖。圖4是本實用新型提供的第二種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器的俯視圖。圖5是本實用新型提供的第三種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器的剖視圖。[0027]圖6是本實用新型提供的第三種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器的俯視圖。
具體實施方式
實施例1一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，包括內導體和外導體；所述外導體由外導體外輪廓和外導體內輪廓封閉構成；所述外導體的外輪廓至少包括一個與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋21和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面23 ；所述外導體的內輪廓為不同半徑的圓柱面結構，包括分別與內導體尖端5相對應的外導體內輪廓一 31、與內導體一 41相對應的外導體內輪廓二 32、與內導體二 42相對應的外導體內輪廓三33、與內導體三43相對應的外導體內輪廓四34、與內導體三43相對應的外導體內輪廓四34、與內導體四44相對應的外導體內輪廓五35 ；所述內導體由內導體一 41、內導體二 42、內導體三 43、內導體四44、內導體尖端5構成；內導體一 41、內導體二 42、內導體三43、內導體四44 為共軸的圓柱體結構，內導體尖端5為圓錐體，圓錐體頂部為半球體；內導體尖端5與內導體一 41相連，內導體一 41和內導體二 42之間有耦合縫隙6，內導體二 42、內導體三43和內導體四44順序相連，三者的半徑逐漸增加；內導體一 41靠近耦合縫隙6的側面通過圓柱體水平連接導體7與外導體直接相連，圓柱體水平連接導體7的軸線與內導體一 41的軸線相垂直；內導體與外導體之間除內導體尖端5與外導體內輪廓一 31之間的區(qū)域以及內導體四44與外導體內輪廓五35之間的區(qū)域以外的其他區(qū)域均填充絕緣介質8 ；外導體內輪廓五35與內導體四44構成微波輸入端口 1，其尺寸與標準N型射頻同軸連接器一致。上述方案中，所述外導體的外輪廓還包括一個圓柱形過渡面22，所述圓柱形過渡面22位于與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋21和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面23 之間。上述方案中，所述內導體尖端5的材料選用鉬金，其余內導體和外導體的材料選用抗高溫、防炭化、防氧化的金屬，所述絕緣介質8為陶瓷介質。實施例2一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，包括內導體和外導體；所述外導體由外導體外輪廓和外導體內輪廓封閉構成；所述外導體的外輪廓至少包括一個與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋21和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面23 ；所述外導體的內輪廓為不同半徑的圓柱面結構，包括分別與內導體尖端5相對應的外導體內輪廓一 31、與內導體一 41相對應的外導體內輪廓二 32、與內導體二 42相對應的外導體內輪廓三33、與內導體三43相對應的外導體內輪廓四34、與內導體三43相對應的外導體內輪廓四34、與內導體四44相對應的外導體內輪廓五35 ；所述內導體由內導體一 41、內導體二 42、內導體三 43、內導體四44、內導體尖端5構成；內導體一 41、內導體二 42、內導體三43、內導體四44 為共軸的圓柱體結構，內導體尖端5為圓錐體，圓錐體頂部為半球體；內導體尖端5與內導體一 41相連，內導體一 41和內導體二 42之間有耦合縫隙6，內導體二 42、內導體三43和內導體四44順序相連，三者的半徑逐漸增加；內導體一 41靠近耦合縫隙6的側面依次通過圓柱體水平連接導體71和圓柱體垂直連接導體72與外導體相連，圓柱體水平連接導體71 的軸線與內導體一 41的軸線垂直，圓柱體垂直連接導體72的軸線與內導體一 41的軸線平行；內導體與外導體之間除內導體尖端5與外導體內輪廓一 31之間的區(qū)域以及內導體四 44與外導體內輪廓五35之間的區(qū)域以外的其他區(qū)域均填充絕緣介質8 ；外導體內輪廓五 35與內導體四44構成微波輸入端口 1，其尺寸與標準N型射頻同軸連接器一致。上述方案中，所述外導體的外輪廓還包括一個圓柱形過渡面22，所述圓柱形過渡面22位于與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋21和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面23 之間。上述方案中，所述內導體尖端5的材料選用鉬金，其余內導體和外導體的材料選用抗高溫、防炭化、防氧化的金屬，所述絕緣介質8為陶瓷介質。實施例3—種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，包括內導體和外導體；所述外導體由外導體外輪廓和外導體內輪廓封閉構成；所述外導體的外輪廓至少包括一個與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋21和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面23 ；所述外導體的內輪廓為不同半徑的圓柱面結構，包括分別與內導體尖端5相對應的外導體內輪廓一 31、與內導體一 41相對應的外導體內輪廓二 32、與內導體二 42相對應的外導體內輪廓三33和外導體內輪廓四；34、與內導體三43相對應的外導體內輪廓五35 ；所述內導體由內導體一 41、 內導體二 42、內導體三43、內導體尖端5構成；內導體一 41、內導體二 42、內導體三43為圓柱體結構，內導體尖端5為圓錐體，圓錐體頂部為半球體；內導體二 42和內導體三43共軸； 內導體尖端5與內導體一 41相連，內導體一 41的底部與外導體直接相連；內導體一 41靠近底部的側面依次通過耦合縫隙6和圓柱體水平連接導體7與內導體二 42相連，內導體二 42和內導體三43相連，兩者的半徑逐漸增加；圓柱體水平連接導體7的軸線與內導體一 41 的軸線垂直；內導體與外導體之間除內導體尖端5與外導體內輪廓一 31之間的區(qū)域以及內導體三43與外導體內輪廓五35之間的區(qū)域之外的其他區(qū)域填充絕緣介質8，外導體內輪廓五35與內導體三43構成微波輸入端口 1，其尺寸與標準N型射頻同軸連接器一致。上述方案中，所述外導體的外輪廓還包括一個圓柱形過渡面22，所述圓柱形過渡面22位于與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋21和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面23 之間。上述方案中，所述內導體尖端5的材料選用鉬金，其余內導體和外導體的材料選用抗高溫、防炭化、防氧化的金屬，所述絕緣介質8為陶瓷介質。以上實施方案所述任一縫隙耦合微波等離子體點火器，其特征在于點火器的外觀均與現(xiàn)有的火花塞一致，便于替代或升級。這一系列的點火器均可以看作由四分之一波長同軸諧振腔、縫隙耦合結構、階梯同軸匹配結構、N型射頻同軸連接器組合而成。理論上講，四分之一波長同軸諧振腔的長度應為介質填充同軸線波長的四分之一，但是實際設計時受到內導體尖端5、不同耦合結構的影響略有不同；結合實際應用需求和電路設計需要，四分之一波長同軸諧振腔的內外徑也有所不同，以滿足高品質因數(shù)和電路可實現(xiàn)性的雙重要求；根據(jù)不同四分之一波長同軸諧振腔、耦合縫隙的結構特點和電氣性能，需設計相應的過渡結構，實現(xiàn)與N型射頻同軸連接器的匹配；該過渡結構由階梯同軸匹配結構實現(xiàn)。在設計時，需首先測試所用的磁控管等大功率微波器件在脈沖高壓驅動時的輸出頻譜特性，點火器的中心頻率根據(jù)測試結果設定；結合測得的輸出頻譜特性，在滿足激發(fā)等離子體條件的前提下，確定點火器的品質因素和工作頻段；在對點火器縫隙耦合結構和階梯同軸匹配結構進行設計時，還需使工作頻段內點火器的反射系數(shù)盡可能小；當輸入微波功率為500W時，點火器內導體尖端的平均電場強度需大于2. 25*107V/m,以保證在10個標準大氣壓的氣缸內能有效地激發(fā)等離子體。經過電磁全波仿真軟件的設計，這三種縫隙耦合微波等離子體點火器在諧振頻率的反射系數(shù)均小于_20dB，尖端的平均電場強度均大于2. 25*107V/m。參考文獻1]F A Pertl,et al,Electromagnetic design of a novel microwave internal combustion engine ignition source, the quarter wave coaxial cavity igniter, Proceeding IMechE Part D J. Automobile Engineering,223，2009，1450—1474。2K Linkenheil, et al, A novel spark-plug for improved ignition in engines with gasoline direct injection (GDI), IEEE Transactions on Plasma Science,33，2005，1696—1702。3J E Smith,Integration of microwave plasma ignition into a multi-fuel engine,2009。
權利要求1.一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，包括內導體和外導體；所述外導體由外導體外輪廓和外導體內輪廓封閉構成；所述外導體的外輪廓至少包括一個與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面03)；所述外導體的內輪廓為不同半徑的圓柱面結構，包括分別與內導體尖端(5)相對應的外導體內輪廓一(31)、 與內導體一 Gl)相對應的外導體內輪廓二(32)、與內導體二 02)相對應的外導體內輪廓三(33)、與內導體三03)相對應的外導體內輪廓四(34)、與內導體三03)相對應的外導體內輪廓四034)、與內導體四04)相對應的外導體內輪廓五(35)；所述內導體由內導體一 (41)、內導體二 (4 、內導體三(4 、內導體四(44)、內導體尖端(5)構成；內導體一 (41)、 內導體二 02)、內導體三03)、內導體四04)為共軸的圓柱體結構，內導體尖端(5)為圓錐體，圓錐體頂部為半球體；內導體尖端(5)與內導體一 Gl)相連，內導體一 Gl)和內導體二 (42)之間有耦合縫隙(6)，內導體二(42)、內導體三(43)和內導體四(44)順序相連， 三者的半徑逐漸增加；內導體一 Gl)靠近耦合縫隙(6)的側面通過圓柱體水平連接導體 (7)與外導體直接相連，圓柱體水平連接導體(7)的軸線與內導體一 Gl)的軸線相垂直; 內導體與外導體之間除內導體尖端(5)與外導體內輪廓一(31)之間的區(qū)域以及內導體四 (44)與外導體內輪廓五(35)之間的區(qū)域以外的其他區(qū)域均填充絕緣介質(8)；外導體內輪廓五(3 與內導體四G4)構成微波輸入端口(1)，其尺寸與標準N型射頻同軸連接器一致。
2.一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，包括內導體和外導體；所述外導體由外導體外輪廓和外導體內輪廓封閉構成；所述外導體的外輪廓至少包括一個與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面03)；所述外導體的內輪廓為不同半徑的圓柱面結構，包括分別與內導體尖端(5)相對應的外導體內輪廓一(31)、 與內導體一 Gl)相對應的外導體內輪廓二(32)、與內導體二 02)相對應的外導體內輪廓三(33)、與內導體三03)相對應的外導體內輪廓四(34)、與內導體三03)相對應的外導體內輪廓四034)、與內導體四04)相對應的外導體內輪廓五(35)；所述內導體由內導體一 (41)、內導體二 (4 、內導體三(4 、內導體四(44)、內導體尖端(5)構成；內導體一 (41)、 內導體二 02)、內導體三03)、內導體四04)為共軸的圓柱體結構，內導體尖端(5)為圓錐體，圓錐體頂部為半球體；內導體尖端(5)與內導體一 Gl)相連，內導體一 Gl)和內導體二 (42)之間有耦合縫隙(6)，內導體二(42)、內導體三(43)和內導體四(44)順序相連， 三者的半徑逐漸增加；內導體一 Gl)靠近耦合縫隙(6)的側面依次通過圓柱體水平連接導體(71)和圓柱體垂直連接導體(72)與外導體相連，圓柱體水平連接導體(71)的軸線與內導體一 Gl)的軸線垂直，圓柱體垂直連接導體(72)的軸線與內導體一 Gl)的軸線平行； 內導體與外導體之間除內導體尖端(5)與外導體內輪廓一(31)之間的區(qū)域以及內導體四 (44)與外導體內輪廓五(35)之間的區(qū)域以外的其他區(qū)域均填充絕緣介質(8)；外導體內輪廓五(3 與內導體四G4)構成微波輸入端口(1)，其尺寸與標準N型射頻同軸連接器一致。
3.一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，包括內導體和外導體；所述外導體由外導體外輪廓和外導體內輪廓封閉構成；所述外導體的外輪廓至少包括一個與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面03)；所述外導體的內輪廓為不同半徑的圓柱面結構，包括分別與內導體尖端(5)相對應的外導體內輪廓一(31)、與內導體一 Gl)相對應的外導體內輪廓二(32)、與內導體二 02)相對應的外導體內輪廓三(33)和外導體內輪廓四(34)、與內導體三03)相對應的外導體內輪廓五(35)；所述內導體由內導體一 G1)、內導體二 02)、內導體三03)、內導體尖端(5)構成；內導體一 G1)、內導體二 G2)、內導體三03)為圓柱體結構，內導體尖端(5)為圓錐體，圓錐體頂部為半球體；內導體二 G2)和內導體三03)共軸；內導體尖端(5)與內導體一 Gl)相連， 內導體一 Gl)的底部與外導體直接相連；內導體一 Gl)靠近底部的側面依次通過耦合縫隙(6)和圓柱體水平連接導體(7)與內導體二 G2)相連，內導體二 G2)和內導體三03) 相連，兩者的半徑逐漸增加；圓柱體水平連接導體(7)的軸線與內導體一 Gl)的軸線垂直； 內導體與外導體之間除內導體尖端(5)與外導體內輪廓一(31)之間的區(qū)域以及內導體三 (43)與外導體內輪廓五(3 之間的區(qū)域之外的其他區(qū)域填充絕緣介質(8)，外導體內輪廓五(3 與內導體三構成微波輸入端口(1)，其尺寸與標準N型射頻同軸連接器一致。
4.根據(jù)權利要求1-3中所述任一內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，其特征在于，所述外導體的外輪廓還包括一個圓柱形過渡面(22)，所述圓柱形過渡面0 位于與汽車發(fā)動機氣缸連接的外螺紋和一個便于拆卸和安裝的六棱柱工作面03)之間。
5.根據(jù)權利要求1-3中所述任一內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，其特征在于，所述內導體尖端(5)的材料選用鉬金，其余內導體和外導體的材料選用抗高溫、防炭化、防氧化的金屬，所述絕緣介質(8)為陶瓷介質。
專利摘要一種內燃機用縫隙耦合微波等離子體點火器，屬于微波應用技術領域。由四分之一波長同軸諧振腔、縫隙耦合結構、階梯同軸匹配結構、N型射頻同軸連接器一體化設計加工而成。利用四分之一波長同軸諧振腔實現(xiàn)較低輸入功率下燃燒室的體燃燒和對油氣混合物的充分燃燒；縫隙耦合結構完成對四分之一波長同軸諧振腔的微波能量輸入，降低外部電路對諧振腔的影響；階梯同軸匹配結構實現(xiàn)整個電路的良好匹配；N型射頻同軸連接器作為微波輸入端口，可直接與現(xiàn)有低成本的微波源配套使用。本實用新型與現(xiàn)有火花塞具有相似的外形，可與常規(guī)內燃機氣缸匹配，在不改變氣缸結構的基礎上直接替代現(xiàn)有火花塞，具有燃燒效率高，生產成本低，加工可重復性好，易于大批量生產等優(yōu)點。
文檔編號H05H1/46GK202031756SQ20112007620
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權日2011年3月21日
發(fā)明者樊勇, 程鈺間, 鄭偉 申請人:電子科技大學