一种防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置。包括蓄电池、互感变压线圈、次级高压线圈、电极安装部、放电极、接地极、接地电路、高压导线、高压电能控制器，所述的蓄电池的正极通过高压电能控制器连接互感变压线圈，互感变压线圈的次级高压线圈通过高压导线连接到电极安装部，所述电极安装部上设有放电极和接地极，所述的放电极通过高压导线连接到次级高压线圈，所述的接地极通过接地电路连接到蓄电池的负极。有益效果是：通过消除接地极到电池的电阻，使得接地负极电荷在极短的放电时间内，快速移动到接地极表面，有足够的数量的接地电荷接应高压电荷，就完全能够有效避免对电极材质的损伤，使电极保持长周期良好工作状态。
【专利说明】一种防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发动机动力领域的电火花设备，特别涉及一种防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置。
【背景技术】
[0002]现有高压脉冲点火设计是，点火线圈产生的高压势能电荷，组成的高压电流，经过高压导线到达火花塞高压放电极上，并在积累到一定能量时，高压点火电荷击穿放电极与接地极之间的空间，与接地电极点火电荷结合形成电火花，完成放电过程。依据这个理论:现有设计中，增加点火能量的时候就会加快电极烧蚀损害，想要提高点火能量就要提高电极的材质耐受性，以应对更加严重的电火花损害。而高额的电极材质材料成本和加工成本以及电极材质的耐受性是一个无法逾越的障碍。阻碍火花塞的点火能量的有效提高，成为提高发动机性能的设计上瓶颈。
[0003]如果解决了高压脉冲点火损伤点火电极材质的问题，加上现有的高压大能量点火成熟技术设备支持，发动机的燃烧就会有突破性的发展，超强的点火能量可以单独作为动力使用，又可以燃烧现在不可以燃烧的物质，极大扩展能源的使用范围和品种，对解决能源短缺将有巨大的意义，对现有的发动机格局产生质的变革。
[0004]本人申请的中国实用新型专利《火花塞接地装置》(专利号:CN201020661865.X)专利中采用的低电阻接地电路，使得接地电阻产生微小的下降，同时，设计的单独接地电路使用含量99.9%以上，截面积在4平方毫米的金属铜的导体结构，保证了火花塞接地点火电荷快速移动。三年多时间，三百多台发动机实践中，发现了有悖现于现有发动机点火理论的现象。1、出现发动机点火系火花塞全部泡在水里，高压电路导线直接接触水，严重漏电的情况下，而发动机仍可以正常启动，并保持一定的动力驱动车辆行驶。2、使用造价廉价的火花塞，材质为一般金属物质，点火电极间隙调整到1.1毫米，火花塞点火能量明显加强(发动机表现动力提升5%，燃油消耗下降6%)。火花塞使用寿命大幅度延长，使用的火花塞超过厂家规定期限10倍，点火能量长期保持稳定，察觉不到变化；电火花接触电极的材质表面，经过车辆10万公里的时间使用，未见明显烧蚀损伤。
[0005]分析两个现象:使用实用新型《火花塞接地装置(专利号申请号:CN201020661865X)》专利的火花塞产生的现象:1泡在通常饮用的自来水下的火花塞，高压电导线同时裸露浸泡在水里的情况下，依然可以正常的启动车辆。依据现有的高压放电理论，放电过程中高压电荷受到两个电极空间电路断路阻碍，会迅速的通过电阻更低的自来水迅速释放，使得电压迅速降低，快速消失，不能形成放电极点火的电能，火花塞电极间不能形成电火花，不能启动发动机，更不要说发动机保持行驶动力。2使用的廉价的火花塞，电极随点火能量加强，烧蚀损害反而减轻，超过厂家规定期限10—20倍。依据现有的理论，高压点火能量的增力口，会加重发动机火花塞电极的损害，减少使用寿命。怎么会反而损害减轻，使用寿命延长呢？这两个实例明显有悖于常理，而实践数据和现象表明，是现有高压点火理论无法解释的。这些现象两年前就引起了本人的注意，反复的查找原因，寻找发动机点火理论新的支撑点，从那开始怀疑现有发动机点火理论是否正确。而发动机点火系全部泡在水里，依然正常启动发动机现象的发现，更坚定本人的判断。使用实用新型《火花塞接地装置(专利号申请号:CN201020661865X)》专利的火花塞产生的两个实例，足以证明现有发动机点火设计理论一定存在问题，以上的实践完全推翻了现有发动机高压点火设计的指导原则。也为寻找新的点火理论找到了突破口，为新的点火设计方案提供了依据，为解决电极材质的烧蚀损害提供新的方向。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置。
[0007]—种防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置，包括蓄电池、互感变压线圈、次级高压线圈、电极安装部、放电极、接地极、接地电路、高压导线、高压电能控制器，所述的蓄电池的正极通过高压电能控制器连接互感变压线圈，互感变压线圈的次级高压线圈通过高压导线连接到电极安装部，所述电极安装部上设有一个或一个以上的放电极和一个或一个以上的接地极，所述的放电极通过高压导线连接到次级高压线圈，所述的接地极通过接地电路连接到蓄电池的负极。
[0008]优选的，上述电极安装部上设有多个放电极和一个接地极，所述的接地极设置在中间，多个放电极以接地极为中心，分别设置在接地极的外围。
[0009]优选的，上述电极安装部上设有多个放电极和多个接地极，每个接地极的周围设有多个放电极。
[0010]优选的，上述放电极设有十六个，接地极设有五个，电极安装部的中心安设一个中心接地极，中心接地极的外围设有四个辅助接地极，所述的辅助接地极的外围分别设有四个放电极。
[0011]优选的，上述电极安装部上设有多只独立的放电极围绕环形的接地极的放电组合体，所述的接地极为环形结构，环形结构上设有多个放电极。
[0012]本实用新型的有益效果是:通过消除接地极到电池的电阻，使得接地负极电荷在极短的放电时间内，快速移动到接地极表面，有足够的数量的接地电荷接应高压电荷，就完全能够有效避免对电极材质的损伤，使电极保持长周期良好工作状态。同时，放电的实际时间缩短，放电电路的负荷下降，放电整个线路的效率提高；本实用新型解决了火花塞电极烧损问题，可以使电火花的能量得到极大的提高，同时，点火电能变量控制，适应电路电能需求变化，实现电火花成为全新的发动机动力源。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]附图1是本实用新型的高压放电电路示意图；
[0014]附图2是本实用新型的第一种实施例的结构示意图；
[0015]附图3是本实用新型的第一种实施例的俯视图；
[0016]附图4是本实用新型的第二种实施例的俯视图；
[0017]附图5是本实用新型的第三种实施例的结构示意图；
[0018]附图6是本实用新型的第三种实施例的俯视图；
[0019]附图7是本实用新型的陶瓷柱体多放电极火花塞的结构图；
[0020]上图中:蓄电池1、互感变压线圈2、次级高压线圈3、电极安装部4、放电极5、接地极6、接地电路7、高压导线8、高压电能控制器9、陶瓷柱体多放电极火花塞1。
【具体实施方式】
[0021]结合附图1-7，对本实用新型作进一步的描述:
[0022]参照附图1，本实用新型包括蓄电池1、互感变压线圈2、次级高压线圈3、电极安装部4、放电极5、接地极6、接地电路7、高压导线8、高压电能控制器9，所述的蓄电池I的正极通过高压电能控制器9连接互感变压线圈2，互感变压线圈2的次级高压线圈3通过高压导线8连接到电极安装部4，所述电极安装部4上设有一个或一个以上的放电极5和一个或一个以上的接地极6，所述的放电极5通过高压导线8连接到次级高压线圈3，所述的接地极6通过接地电路7连接到蓄电池I的负极。
[0023]参照附图2和3，上述电极安装部4上设有多个放电极5和一个接地极6，所述的接地极6设置在中间，多个放电极5以接地极6为中心，分别设置在接地极6的外围。当然，本实用新型不仅仅限于几何对称，依据电极安装部4的实际结构实现安装，也可以是接地极6和放电极5实际安装数量不对称和几何位置的不对称。
[0024]参照附图4，上述电极安装部4上设有多个放电极5和多个接地极6，每个接地极6的周围设有多个放电极5，其中，放电极5设有十六个，接地极6设有五个，电极安装部4的中心安设一个中心接地极6.1，中心接地极6.1的外围设有四个辅助接地极6.2，所述的辅助接地极6.2的外围分别设有四个放电极5。
[0025]参照附图5-6，上述电极安装部4上设有多只独立的放电极5围绕环形的接地极6的放电组合体，所述的接地极6为环形结构，环形结构上设有多个放电极5，所述的不仅限于图4中接地极6是环形，结构，依据实际的安装表面位置，可以是环形断开的结构，也适用其他异性结构，实现接地极部分的延长。
[0026]参照附图7，为陶瓷柱体多放电极火花塞10的整体结构，不仅限于图7中在现有火花塞瓷柱内芯内分布着包括2条数量以上的放电电极电路导线。
[0027]其中，不仅限于使用大容量、大截面的金属金、银、铜，包括相关的低电阻的合金材料，制作成的导线，连接电池接地极到放电接地极，将放电接地极到电池的电路的电阻降至趋近于零，实现电池负电荷最小阻碍的快速向放电接地极端部移动集中，实现接地极负极电荷完成产生电火花的数量等于放电极正极电荷的数量，实现电极材质损害的最小化控制。
[0028]本实用新型防止电极电火花损伤电极材质的工作过程是:
[0029]由高压电能控制器控制释放的互感变压线圈产生的高电压，高压电电荷(正极)通过高压导线，将电荷传送到电火花放电极上，同时，接地电路输送一定量的对应电荷输送到电火花接地极上，在高压电势能量影响下，正负极性不同的电荷相互吸引，在最终脱离电极载体在电极之间的空间相遇并产生超强电火花，完成高压电路放电工作。依据最新的研究发现的点火试验的实际，努力消除电池到电火花接地极的接地电阻，是该电路的核心关键。利用现有的电路连接技术，将负极电路中输送到电火花接地极电荷数量，尽可能与互感变压线圈产生的高电压的电荷数量的接近。实际应用导线采用导电性能良好的金银铜材质作为选择目标材质，并在选择结构设计上使用较大截面积，保证接地的负极电荷有良好的流动性。
[0030]其设计依据理论是:包括高压点火电路放电过程中，互感变压线圈将放电电压提升，高压电电荷(正极)提高导线将电荷传送到高压放电极上，同时，接地电路输送一定量的对应电荷输送到接地电极上，在电势能量影响下，正负极性不同的电荷相互吸引，最终脱离电极载体在电极之间的空间相遇并产生火花，完成高压电路放电工作。高势能的正极点火电荷具有在导体内良好的通过性，并且能够轻易通过导体设置的较高电阻；关键在于接地电荷遇到微小电阻就会迟滞，产生电火花的极短的时间内时，造成接地电荷数量无法满足具有高压电势的高压电荷数量要求，没有及时得到相应的负极点火电荷的接应的高压电荷，随着电火花产生的高温的作用下，就会产生破坏电极材质的作用。因此，放电电路的放电过程中，电极的损害来自电路两端的点火电荷的不平衡，当接地电荷的数量无法满足高压电荷的数量时，电极的损害就产生了。一旦形成电火花，两端的点火电荷数量差别越大，对电极材质损害程度越强。因此努力消除接地极到电池的电阻，使得接地负极电荷在极短的放电时间内，快速移动到接地极表面，有足够的数量的接地电荷接应高压电荷，就完全能够有效避免对电极材质的损伤，使电极保持长周期良好工作状态。同时，放电的实际时间缩短，放电电路的负荷下降，放电整个线路的效率提高。
[0031]依据新理论完整解释了技术背景中提到的两个现象，I火花塞电极材质使用寿命的大幅度延长，正是实用新型专利《火花塞接地装置》(专利号申请号:CN201020661865)接地电路，从结构上保证了提供了大量移动迅速的接地电荷到接地极，由于两端电荷相遇并产生火花，随参与对接反应负极电荷数量增加，电火花能量增强。没有参与电火花反应的剩余高压电荷大幅度减少，趋近于零，使得放电极和接地极的电极材质得到有效保护。2火花塞泡水中可以正常启动车辆，发动机依然保行驶的动力。有很好通过性的高压点火电荷，在火花塞和高压线导线的交接点泡水中泄漏时，由于水中的接地电荷的移动速度慢无法满足高压电荷的数量无法有效释放，虽然有少部分高压电荷进入水中流失，但还有大部分高压电荷，越高火花塞设置电阻(设置在三千欧姆)聚集到放电极，而此时实用新型专利《火花塞接地装置》(专利号申请号:CN201020661865)极低的电阻接地电路，将负极电荷从电池负极快速移动到火花塞接地极，正负点火电荷的吸引，在电极空间仍然形成有效的点火能量，启动发动机，点火能量点燃燃料并使发动机保持一定动力，驱动车辆行驶。
【权利要求】
1.一种防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置，其特征是:包括蓄电池(I)、互感变压线圈(2)、次级高压线圈(3)、电极安装部(4)、放电极(5)、接地极(6)、接地电路(7)、高压导线(8)、高压电能控制器(9)，所述的蓄电池(I)的正极通过高压电能控制器(9)连接互感变压线圈(2)，互感变压线圈(2)的次级高压线圈(3)通过高压导线(8)连接到电极安装部(4),所述电极安装部(4)上设有一个或一个以上的放电极(5)和一个或一个以上的接地极(6)，所述的放电极(5)通过高压导线(8)连接到次级高压线圈(3)，所述的接地极(6)通过接地电路(7)连接到蓄电池(I)的负极。
2.根据权利要求1所述的防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置，其特征是:所述电极安装部(4)上设有多个放电极(5)和一个接地极(6)，所述的接地极(6)设置在中间，多个放电极(5)以接地极(6)为中心，分别设置在接地极(6)的外围。
3.根据权利要求1所述的防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置，其特征是:所述电极安装部(4 )上设有多个放电极(5 )和多个接地极(6 )，每个接地极(6 )的周围设有多个放电极(5 )。
4.根据权利要求3所述的防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置，其特征是:所述放电极(5)设有十六个，接地极(6)设有五个，电极安装部(4)的中心安设一个中心接地极(6.1)，中心接地极(6.1)的外围设有四个辅助接地极(6.2)，所述的辅助接地极(6.2)的外围分别设有四个放电极(5)。
5.根据权利要求1所述的防止电火花烧蚀损伤电极材质的装置，其特征是:所述电极安装部(4)上设有多只独立的放电极(5)围绕环形的接地极(6)的放电组合体，所述的接地极(6)为环形结构，环形结构上设有多个放电极(5)。
【文档编号】H01T13/46GK203967513SQ201420339357
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】张少华, 张凯琪, 张凯琳 申请人:张少华