燃烧点火系统
阅读：464发布：2020-05-12
专利汇可以提供燃烧点火系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了在内燃 发动机 中使用 电阻 加热元件开始燃烧的 点火系统 、设备和方法。在一个 实施例 中，点火系统包括具有布置成 定位 在该内燃发动机的 燃烧室 内部的部分的导电构件，且其包括由低电阻部分分隔的至少两个高电阻部分，该高电阻部分布置成达到足够在该发动机内引起点火的 温度 。在一些情况下，定位在燃烧室内且布置成点燃空气/ 燃料 混合物的导电构件部分包括内部分和外部分，该内部分包括布置成从该外部分移除足够防止预先点火的热量的热量移除部分。公开了其他实施例。，下面是燃烧点火系统专利的具体信息内容。
1.一种用于内燃发动机的点火装置，包括：
电力供给，其在所述内燃发动机的燃烧室外侧；
导电构件，其具有布置成定位在所述燃烧室内部的部分；
所述导电构件包括由低电阻部分分隔的至少两个高电阻部分，该低电阻部分将所述两个高电阻部分在所述燃烧室内分隔开；以及
所述导电构件通过导体连接到所述电力供给，该导体布置成从所述高电阻部分中的一个穿过到该燃烧室的外侧的点。
2.如权利要求1所述的点火装置，其中，所述高电阻部分包括金属，其主要部分包括由铬、铱、铁、钼、镍、钯、铂、铑和钛构成的组中的一种或多种元素。
3.如权利要求1所述的点火装置，其中，所述高电阻部分包括具有至少1×10-5 H/m的最大导磁率的材料。
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4.如权利要求3所述的点火装置，其中，所述高电阻部分包括具有至少1×10 H/m的最大导磁率的材料。
5.如权利要求1所述的点火装置，其中，所述低电阻部分包括金属，其主要部分包括选自铜、铝、钢和不锈钢构成的组的元素。
6.如权利要求1所述的点火装置，其中，所述低电阻部分包括具有至少10W /（mK）的导热率的材料。
7.如权利要求1所述的点火装置，其中，所述低电阻部分包括具有至少100 W /（mK）的导热率的材料。
8.如权利要求1所述的点火装置，其中，所述高电阻部分的至少一个包括具有比所述低电阻部分的最小外尺寸小的最小外尺寸的所述导电构件的部分。
9.如权利要求8所述的点火装置，其中，所述高电阻部分的至少一个具有最小外尺寸，该最小外尺寸小于所述低电阻部分的最小外尺寸的1/3。
10.如权利要求8所述的点火装置，其中，所述高电阻部分的至少一个具有小于0.04英寸的最小外尺寸。
11.如权利要求1所述的点火装置，其中，所述导电构件包括由低电阻部分分隔的至少三个高电阻部分。
12.如权利要求1所述的点火装置，其中，所述导电构件包括由低电阻部分分隔的至少四个高电阻部分。
13.如权利要求12所述的点火装置，其中，所述高电阻部分串联布置。
14.如权利要求1所述的点火装置，其中，所述电力供给被构造和布置成供给交流电。
15.如权利要求14所述的点火装置，其中，所述电力供给被构造和布置成在高于100kHz的频率下提供电力。
16.如权利要求15所述的点火装置，其中，所述电力供给被构造和布置成在低于200 MHz的频率下提供电力。
17.一种内燃发动机，包括：
内燃发动机，其具有由缸体和盖形成的至少一个汽缸，
电力供给，其在所述汽缸外侧并且被构造和布置成在高于100kHz的频率周期地提供电力；
第一导电构件和与所述第一导电构件单独地间隔的分隔的第二导电构件，并且所述第一导电构件和所述第二导电构件的每个包括定位在所述内燃发动机的同一汽缸内的高电阻部分；以及
所述导电构件通过导体电连接到所述电力供给。
18.如权利要求17所述的发动机，其中，所述第一和第二导电构件能够单独地插入并从能够该发送机移除，而不从所述发动机的所述缸体移除所述发动机的所述盖。
19.如权利要求17所述的发动机，其中，所述第一和第二导电构件在所述发动机的所述盖内凹进。
20.如权利要求17所述的发动机，其中，至少一个所述第一或第二导电构件还包括通过低电阻部分与所述第一高电阻部分分隔的第二所述高电阻部分。
21.一种内燃发动机，包括：
导电构件，其具有定位在该内燃发动机的燃烧室内部且布置成提供燃料的点火的部分；以及
电力供给，其在所述燃烧室外侧且通过导体电连接至所述导电构件并且构造和布置成在高于100kHz的频率下将电力周期地提供到所述导电构件的部分，所述电力足够提高所述导电构件的部分的外表面的温度高于所述燃料的点火温度；以及
控制单元，响应于选自导电构件温度传 感器和点火传感器构成的组的至少一个发动机传感器，自动地调节所述电力供给。
22.如权利要求21所述的发动机，其中，所述至少一个发动机传感器是选自电感、电容、电阻、压电、霍尔效应、和光学传感器构成的组的点火传感器。
23.如权利要求22所述的发动机，其中，所述点火传感器是压电传感器，用于自动调节到所述导电构件的电力。
24.如权利要求21所述的发动机，其中，所述至少一个发动机传感器是选自电压、电流、热电偶、或光学传感器构成的组的导电构件温度传感器。
25.如权利要求24所述的发动机，其中，所述导电构件温度传感器是电流传感器，其通过测量流动经过所述导电构件部分的电流推理地确定温度，用于自动调节到所述导电构件的电力。
26.一种内燃发动机，包括：
导电构件部分，其定位在所述内燃发动机的燃烧室内部以提供空气/燃料混合物的点火并且包括内部分和外部分；
所述内部分包括导热体，其热联接到所述外部分和布置成从所述外部分移除热量；以及
电力供给，其在所述燃烧室外侧且通过导体电连接至导电构件并且构造和布置成在高于100kHz的频率下将以足够量的电力周期地提供到所述导电构件部分来提高所述外部分的温度而足够用于点火。
27.如权利要求26所述的发动机，其中，所述内部分包括具有至少10W /（mK）的导热率的材料。
28.如权利要求26所述的发动机，其中，所述内部分包括具有至少100 W /（mK）的导热率的材料。
29.如权利要求26所述的发动机，其中，所述导热体包括流体。
燃烧点火系统
技术领域
背景技术
[0002] 在内燃发动机、尤其是往复类型的内燃发动机领域中，测定量的燃料和空气被点火源或压缩热压缩和点燃。发动机（在其中空气/燃料混合物被压缩热点燃的）通常称为柴油发动机。它利用了系统，其中，用于燃烧的空气被压缩至足够高的提高的温度以点燃从燃料喷射源提供的燃料。这样的燃料喷射源通常是喷射器，其具有暴露于所述燃烧室的尖部且其在离散流中喷射燃料。所述燃料喷射器在自中心位置以放射的样式或在给定的方向上喷射燃料以促进由所述燃烧室空气的旋流混合。然而，在任一种情况下，燃料喷射和所产生的燃烧开始基本上开始于最大活塞行程的点处或邻近其。
[0004] 迄今为止在道路上的最常见的发动机类型是火花点火汽油发动机。汽油发动机最初在19世纪下半叶被开发且由于其相对安静的操作和起动简便，此后广泛地使用于给客车提供动力。随着增长的能源价格和客户需求的出现，火花点火发动机被要求做的比前些年大幅增加。汽油发动机的改进多半集中在将最大流量的空气高效地运送到燃烧室和在燃烧事件发生后排出燃烧产物。诸如多个气门、调节进气系统、可变几何形状进气系统和通过涡轮增压器或增压器对进气进行主动增压的改进是用于试图改进空气流量的常用途径。
[0005] 相应地，燃料系统通过使用喷射器已经发展和改进。所述喷射器已受到电控制以改变数量和定时以产生燃料成为用于燃烧的混合物的高度灵活的喷射。另外的建议已经做出的是，将燃料机电地喷射直接进入燃烧室，类似于在早期的奔驰跑车上机械地实施的系统。
[0006] 最近，生物燃料已被提出，其使用来自粮食作物、多细胞纤维或植物物质的各种形式的乙醇或甲醇，从而提供可再生资源。这样的燃料提供高辛烷值的优点，使得更高的压缩比可在燃烧室中容易处理。它们还允许排放显著减少。然而，采用这种类型的燃料的一个缺点是火焰前锋的缓慢传播，使得点火正时有必要远远预先于上止点（TDC）以确保所有的混合物被及时燃烧。这种早期点火又降低效率，因为燃烧在一个方向上推靠活塞，其在活塞朝 TDC 移动的相反方向移动。
[0007] 所述火花塞是用于使在火花点火发动机中燃料空气混合物开始燃烧的常用点火器。这些年来的各种开发已经增加了穿过火花间隙的能量，从而更有效地促进燃烧。另外，一些发明人已经建议通过使得火花间隙经受电磁力来促进点火，以有效地扩宽起始燃烧的区域。
[0008] 然而，大多数这些方法仍然受制于其需要高压产生火花，其相关联的涉及到安全性、射频干扰、可靠性、电绝缘和对于高压产生设备和开关的要求。1946年，属于Korman的美国专利2,403,290概述了火花塞的许多限制。该专利公开了火花塞替代物-超高频点火装置，其在绝缘支撑件上使用单个导线或薄导电膜，其由超高频点火发生器供能以加热到点火温度。科曼的单经加热导线或导电膜包覆的绝缘体结合期望的“趋肤效应”表面加热，但科曼的公开具有无法理解的缺陷以致其结构、实施和应用严重限制了它的实用性。另一个问题存在涉及柴油发动机及它们无法在寒冷的天气启动。如上所述，柴油发动机利用压缩热在燃烧室中点燃空气/燃料混合物。然而，当汽缸盖和汽缸体是冷的时候，它们作为散热片，吸收由压缩所产生的热量的一部分。目前，电热塞被用来加热所述发动机缸体和周围的汽缸。由于电热塞本质上是电阻负载，当电流流过其时其发出热量，预加热过程可能需要一些时间：多达20秒。因此，存在需要一种更快和更有效的加热，其足够允许用于在寒冷的天气条件下柴油发动机的点火。
发明内容
[0009] 在电导体中，高频电流趋于分布成使得电流密度在接近导体的表面处最大，称为“趋肤效应”。许多电流流过的深度（即“趋肤深度”）可以由以下公式近似：
[0010] （1）
[0011] 其中，
[0012] 是导体的电阻率
[0014] 是导体的绝对导磁率（其可以由 得出;其中， 是自由空间的导磁率且 是材料的相对磁导率）。
[0015] 在导体的表面的电流浓度可导致导体的表面的快速加热，而其内部没有相当的快速加热。此外，特别是在展示出最显著的趋肤效应的材料中，由于减少了导体的有效截面面积，导体的有效电阻在更高的频率下大体上更大。
[0016] 本公开的一些实施例教导了设备和方法，其使用和趋肤效应相关联的导体的局部加热以点燃在内燃发动机中的空气/燃料混合物。替代地或另外地，本公开教导了用于预先加热燃烧室的设备和方法使得在室内的空气和/或空气/燃料混合物的压缩将达到足够引起点火的温度。在一些实施例中，本公开提供了布置，其中，导电构件具有相对低的电阻率和相对高的导磁率。
[0017] 另外，在一些情况下，本公开描述了用于内燃发动机的点火系统，其能够产生热源，其不受传统的单点点火原理的限制。点火系统可以包括具有多个单独的、离散的加热部分的导电构件，其增加在这些部分的趋肤效应且从而有效地提供多个同时的热源。这部分可以在燃烧室中被排列以便允许多个火焰前锋从室内的多个点火源或位置进行传播。有利地，这可以允许在燃烧室内的燃料比常规单点点火系统的燃料燃烧更短的时间段，从而允许点火更接近上止点而发生，从而提高了效率。
[0018] 在一些实施例中，本公开提供了用于内燃发动机的点火装置，包括电力供给和导电构件，其具有布置成定位在所述内燃发动机的燃烧室内部的部分且包括由低电阻部分分隔的至少两个高电阻部分；且所述导电构件通过导体电连接到所述电力供给。在一些情况下，所述高电阻部分中的至少一个包括具有比所述低电阻部分的最小外尺寸更小的最小外尺寸的导电构件的部分。另外地或替代地，在一些实施例中，电力供给被构造和布置成在高于100kHz的频率下提供电力。优选地，所述频率在200兆赫以下。
[0019] 本公开还教导了一种布置成燃烧空气/燃料混合物的内燃发动机，其包括导电构件和电力供给，其具有定位在所述内燃发动机的燃烧室内部、布置成提供所述空气/燃料混合物的点火的部分且包括内部分和外部分；所述电力供给构造且布置成在某些情况下在200 MHz以下的频率周期地提供电力到所述导电构件部分，其足够提高所述外部分的温度到高于所述空气/燃料混合物的点燃温度；所述内部分包括热联接到所述外部分且布置成从所述外部分移除热量的热移除部分。在一些情况下，所述内燃发动机是两冲程发动机并且在某些情况下，燃料具有400℃以上的燃点。所述燃料优选地是天然气。另外地或替代地，所述导电构件可以构造且布置成在小于40毫秒内且更优选地在小于20毫秒内，以及最优选地在小于10毫秒内冷却所述外部分至少80℃。
[0020] 在一些实施例中，本公开提供了一种内燃发动机，其包括：电力供给、第一导电构件以及第二导电构件，第一导电构件以及第二导电构件每个包括定位在所述内燃发动机的同一汽缸内的至少两个高电阻部分，所述第一和第二导电构件的所述高电阻部分通过低电阻部分分隔，并且所述导电构件电连接到所述电力供给。在一些情况下，所述第一和第二导电构件可单独插入且可从所述发动机移除，而不移除所述发动机的盖。另外地或替代地，所述导电构件在燃烧室的盖内凹进。
附图说明
[0022] 图1示出了发动机中示例性点火系统的示意图。
[0023] 图2示出了导电构件的一个实施例的透视图。
[0024] 图3示出了带有安装件和连接器的图2的导电构件实施例的透视图。
[0025] 图4示出了在盖中安装的图2和3的导电构件的一个布置的透视图。
[0026] 图5示出了在内燃发动机的汽缸内安装导电构件的一个实施例的截面图。
[0027] 图6示出了在内燃发动机的汽缸内安装导电构件的另一个实施例的截面图。
[0028] 图7示出了沿线7-7截取的图6的盖的剖面图。
[0029] 图8示出了在内燃发动机的汽缸内安装导电构件的另一个实施例的截面图。
[0030] 图9示出了沿线9-9截取的图8的盖的剖面图。
[0031] 图10示出了导电构件的一个实施例的一部分的正视图。
[0032] 图11示出了导电构件的一个实施例的截面图。
[0033] 图12为示出用于控制点火系统的系统的流程图。
具体实施方式
[0034] 为促进对本发明的原理的理解的目的，现在将参考在附图中示出的实施例并且专用语言将被用来描述实施例。然而可以理解的是，并非旨在限制本发明的范围。在所述实施例中的任何变型和进一步的修改、以及如本文所述的本发明的原理的任何进一步应用对本发明相关的所属领域的技术人员来说通常是明显的。
[0035] 对于本说明书和权利要求书，应当注意的是，单数形式“一（a）”、“一（an）”，“一（the）”等包括复数指示物，除非另有论述。作为例述，提到的“一设备”或“设备”包括一个或多个这样的设备及其等同方案。因此，还应当注意的是，方向术语如“上”、“下”、“顶部”、“底部”等用在本文仅为了方便读者以便于帮助读者理解所示的实施例，且不旨在以任何方式使用这些方向术语限制所描述的、例述的、和/或要求保护的特征到具体的方向和/或取向。
[0036] 公开的实施例及其变型可被用于在内燃发动机的汽缸内点燃燃料混合物。一些部分将论述具体参照例如两冲程或四冲程柴油或火花点火发动机的特定发动机的示例性的布置和/或方法；然而，并不旨在将本发明限制于此。
[0037] 图1示出的内燃发动机1000的点火系统100的示意图，点火系统100具有内部分104，其位于内燃发动机1000的燃烧室内。
[0038] 点火系统包括电力供给106，其可以被构造为通过电导体108、109以交流电（AC）或直流电脉冲（DC）的形式将电能输送到内部分104。电力供给106通过响应于传感器130的控制单元122来控制，且因此可以设置成提供处于一频率、电压和电流的AC或DC电能以便引起点火，所述AC或DC电能足够加热内部分104的一部分到高于燃烧室内的空气/燃料混合物的燃烧温度的温度。传感器130包括适当的传感器，如对于输入到控制系统可能需要的或希望的（还参见以下图12），该传感器可包括例如但不限于——曲柄转角传感器、活塞位置传感器、冷却剂温度、燃料温度、燃料压力、燃料流速、爆震传感器、燃烧传感器、空气温度、空气压力、车辆速度、车辆加速度、空气流量、氧浓度、凸轮轴角度、供电电压、供电电流、供电频率、油门位置、燃料类型、燃料喷射器状态等。在一些情况下，传感器130可以包括用于检测在燃烧室内的空气/燃料混合物的点火的点火传感器131、用于测量导电构件温度（下面将论述）的导电构件温度传感器132和/或其他传感器133-139。
[0039] 在一些情况下，内部分104包括导电构件110，其具有一部分，其布置成电阻加热到超过在燃烧室内的空气/燃料混合物的燃烧温度的温度以便点燃空气/燃料混合物且此后快速冷却至低于燃烧温度的温度以便防止在下一个周期期间的预先点火。如将在下面描述，导电构件110可包括任何数目的布置。在一些情况下，导电构件110包括由低电阻部分114分隔的第一高电阻部分112和第二高电阻部分116。替代地或另外地，导电构件110可包括内部分和外部分，其中，内部分包括导热体。
[0040] 如可理解的是，下面公开的点火系统100和实施例可用于各种不同类型的内燃发动机1000。例如，点火系统100可以用于带有任何数量汽缸的两冲程和四冲程发动机。同样地，点火系统100可用于往复运动发动机和非往复运动发动机两者。例如，点火系统100可用于汪克尔（Wankel）（又名“旋转”）发动机。
[0041] 有利的是，点火系统100可用于点燃多种燃料。在汽车中发现的内燃发动机通常燃烧汽油、柴油、或E85（乙醇和汽油混合）。点火系统100不仅适于这些燃料而且适于具有更高的点火温度的燃料。例如，点火系统100可用于点燃来自燃料供给101的乙醇、丙烷和/或天然气。当与空气在内燃发动机中使用时，这些燃料的点火温度可在下面的表1中找到。
[0043] 表1燃料的点火温度。
[0044] 一般地，内燃发动机采用更高的压缩比更有效地操作。然而，其中燃料在接近压缩冲程的顶部之前被引入，较高压缩的发动机有预先点火的风险。因此，使用具有较高的燃点的燃料允许用于将燃料在接近压缩冲程的顶部之前被引入到空气的设计的更高的压缩比。因此，采用较高燃点的燃料的这样的系统可以更简单且更有效，避免不希望的预先点火的“爆缸”问题，该问题降低效率和发动机寿命。申请人的发明非常适合于使用这样的高燃点燃料与相应地优化发动机设计。随着内燃发动机在接近压缩冲程的顶部时引入燃料，可能出现关于在燃烧之前或燃烧期间燃料是否适当地与空气混合的问题。
[0045] 不同于火花点火系统，点火系统100不要求使用高压部件，诸如点火线圈，其相关联的考虑到安全性、射频干扰、可靠性、电绝缘和用于高压产生设备和开关（switching）的要求。与此不同，点火系统100可以采用明显小于30千伏的电压、采用最小风险的安全性、射频干扰、可靠性、电绝缘而简易地操作。例如，在一些情况下，点火系统100采用大约50伏操作。点火系统100的较低的工作电压也有助于消除射频噪声（该射频噪声可以干扰与发动机相关联的其他电子组件）和在高压点火系统上操作的健康风险。电力供给106被构造和布置成通过电导体108和/或109周期地供给电能到诸如导电构件110的内部分104。在几个实施例中，电力供给106被构造和布置成以高于100kHz的频率周期地提供电能。另外，在一些情况下，电力供给106以低于200MHz的频率提供电能。
[0046] 电力供给106可以被布置为提供交流电（AC）、直流电（DC）或两者。例如，电力供给106可被布置成采用50％的占空比以高于100kHz的频率提供多个DC脉冲。如所理解的是，电力供给106可以被布置成提供特定的频率、电压和/或一系列的电流或频率、电压、和/或电流。提供DC的电力供给106还可以布置成提供特定占空比或一系列占空比。
[0047] 电导体108、109可以是对本领域技术人员而言明显的任何导体，其适于高频电能的传输。例如，电导体108、109可以是由例如铜的常用的导电材料制成的同轴传输线。在一些情况下，发动机或车辆的现有部分，例如发动机缸体或盖，可以用作电导体108、109中的一个。
[0048] 电阻加热还发现具有优于火花点火的几个益处。电阻加热元件与火花塞不同地退化且不会产生有害的电晕，其加速各种材料的退化。另外，电阻加热元件可将多个高电阻部分与连接到电力供给的单个导体相关联，而具有每个汽缸多个火花塞的发动机需要多个高电压导线和/或点火线圈。同样地，采用在单个电阻加热元件上的多个高电阻部分，多个燃点可以通过在汽缸壁中的单个开口定位在汽缸内，而使用多于一个的火花塞的系统通常需要在汽缸壁中的多个开口以接纳所述塞。
[0049] 图2示出了示例性导电构件200，其包括由低电阻部分204隔开的多个高电阻部分202。在一些情况下，一个或多个低电阻部分204定位在两个或更多个高电阻部分202之间。
如图2所示，高电阻部分202和低电阻部分204可串联连接。然而，如本领域技术人员可理解的是，一个或多个低电阻部分204可并联连接两个或多个高电阻部分202。有利地，并联连接至少两个高电阻部分202可提供耐故障设备以允许高电阻部分202的故障，而至少一个其他的高电阻部分202通过导电构件200保持电连续性。在一些情况下，至少一个高电阻部分202与第二高电阻部分串联连接且与第三高电阻部分并联。
如图2所示，高电阻部分202和低电阻部分204可串联连接。然而，如本领域技术人员可理解的是，一个或多个低电阻部分204可并联连接两个或多个高电阻部分202。有利地，并联连接至少两个高电阻部分202可提供耐故障设备以允许高电阻部分202的故障，而至少一个其他的高电阻部分202通过导电构件200保持电连续性。在一些情况下，至少一个高电阻部分202与第二高电阻部分串联连接且与第三高电阻部分并联。
[0050] 在一些情况下，导电构件200包括由至少一个低电阻部分204分隔的至少两个高电阻部分202。在一些实施例中，导电构件200包括每个均由低电阻部分204分隔四个或更多个高电阻部分202。此外，高电阻部分202可以沿着导电构件200的长度隔开或仅沿导电构件200的一部分定位。例如，，在一些布置中，高电阻部分202可沿导电构件200的长度均匀地隔开或铺展开。在其他实施例中，高电阻部分202可以更接近于一个高电阻部分202而远离另一个。在一些情况下，低电阻部分204的长度可以变化以便沿导电构件200的长度不均匀地隔开高电阻部分202。
[0051] 如所理解的是，导电构件200可形成任何各种形状。如图2所示，导电构件可形成具有沿着周向定位的高电阻部分202的大体圆形布置。然而，可以设想导电构件200可以形成为其他形状，例如线性、多边形、或曲线形状，只是举几个非限制性例子。此外，高电阻部分202可沿着由导电构件200所限定的区域的周向、在由导电构件200所限定的区域的周向内或沿着由导电构件200所限定的区域的周向和在由导电构件200所限定的区域的周向内两者而定位。
[0052] 图3示出了带有一个或多个安装件206和连接器208的示例性的导电构件200。安装件206可被布置成将导电构件200的一个或多个部分附接到内燃发动机的汽缸内的表面。例如，安装件206可以被布置成将低电阻部分204安装到盖的板上。在一些实施例中，安装件206大体上环绕导电构件200的部分，例如低电阻部分204。优选地是，安装件206是电绝缘体并且阻止电流从导电构件200通过安装件206流入发动机缸体中，或反之亦然。
[0053] 安装件206还可以被布置为导热的。例如，安装件206可包括具有高的导热率的材料和/或布置成将热从导电构件200传递到发动机缸体。然而，同样可以想到的是，安装件206可以包括例如陶瓷的热绝缘体，以便阻止在导电构件200和发动机缸体之间的热传递。
[0054] 在一些情况下，至少一个连接器208被联接到导电构件200。例如，如图3所示，导电构件200可以具有第一端部210和第二端部212，一个或多个连接器208定位在其上。连接器208可以被布置成将导电构件200电连接到点火系统100的其他部分，例如连接到电力供给的电导体108、109。
[0055] 连接器208可以是本领域技术人员会理解为合适的任何类型。在一些情况下，导电构件200的第一和第二端部210、212可通过单个连接器208连接到电导体108、109。例如，连接器208可以类似于带有提供连接到电导体108的柱和提供连接到电导体109（例如，发动机缸体）的螺纹部分的火花塞。
[0056] 图4示出了定位在发动机1000的盖400上的图2和3的导电构件200的一个实施例。在一些情况下，导电构件200可定位在由板404限定的凹槽402内。连接器208将导电构件200的端部210和212联接到电导体108和109，其延伸到汽缸的外侧的位置。在一些实施例中，电导体108和109通过绝缘元件410分隔，该绝缘元件防止电流在电导体108和109之间通过。同样地，电导体108和109可以各自绝缘和/或同轴布置地定位。从如图4所示可以看出，导电构件200、安装件206、和/或连接器208可以被布置成驻留在凹槽402内使得导电构件200的部分、安装件206、和/或连接器208不延伸超过板404。
[0057] 如所理解的是，导电构件200和相关联的部件（例如，安装件206和连接器208）可定位在许多不同的发动机构型内。例如，导电构件200可以定位在两冲程和/或四冲程发动机内。导电构件200也可以定位在具有各种气门布置的发动机内。例如，导电构件200可用在具有顶置气门开口、旁路气门开口（例如，平头发动机（flathead engine））的发动机中、和/或用在气门开口定位在汽缸的侧壁内或气门开口的发动机中，例如由活塞覆盖和暴露的套筒气门或气门开口，只是举几个非限制性实例。
[0058] 在一些情况下，盖400限定气门开口420，其布置成接纳诸如排气门或进气门的气门，该气门允许选择性的开启和闭合汽缸的一个端部。另外，在一些实施例中，凹槽402和/或导电构件200被布置为围绕气门开口420的一部分延伸。例如，如图4中所示，凹槽402和导电构件200可以围绕气门开口420延伸。
[0059] 有利的是，导电构件200可穿过盖的宽的区域来定位高电阻部分202。这允许多个火焰前锋传播穿过盖400的板404，其可导致在汽缸内的空气/燃料混合物更快的燃烧。不同于当前的点火正时系统，如引起火花在上止点（TDC）之前良好发生的火花点火系统，由点火系统100（包括导电构件200）更快的燃烧空气/燃料混合物允许待开始的燃烧更接近上止点，从而提高工作效率。
[0060] 图5示出了包括汽缸壁502的内燃发动机的一部分，所述汽缸壁具有限定燃烧室506的内表面504，活塞510在燃烧室506内定位并且具有向上面向燃烧室506的且闭合汽缸燃烧室506的底端部的活塞面512。
[0061] 闭合燃烧室506的顶端部是汽缸盖400。汽缸盖400包括板404，其面向燃烧室506且在一些情况下限定气门开口420，其流体连接到进/排气转轮（runner）524。进/排气转轮524和气门开口420布置成允许空气/燃料混合物流入到燃烧室506中和/或用于废气从燃烧室506流动。汽缸盖400还限定气门导管526和气门座528，其布置成接纳用于选择性的开启和闭合气门开口420的提升气门530，用于空气/燃料混合物的进气和/或从燃烧室506 排气。
[0062] 在一些情况下，活塞面510具有轮廓514。轮廓514被布置成促进定位在燃烧室506内的空气/燃料混合物的旋转和/或混合以促进在燃烧室506内的所有燃料的燃烧。另外地或替代地，轮廓514可布置成以便促进清除废的空气/燃料混合物（例如，排气）。
[0063] 在一些情况下，活塞面510的轮廓514限定了凹槽516。凹槽516可以被布置成接纳气门530的部分和/或改变在燃烧室506内的空气/燃料混合物和/或气体的流动。在一些实施例，凹槽516被布置成接纳点火系统100的内部分504的一部分，例如将在下面更详细地论述的导电构件510。
[0064] 如在图5和6中可以看出，点火系统100包括电力供给106，其优选地定位在燃烧室506的外部，电导体108和109（未示出）将电力供给106电连接到定位在燃烧室506内的内部分104。在一些情况下，电导体108和/或109延伸穿过汽缸盖400的部分。例如，电导体108和/或109可延伸穿过进/排气转轮524和/或穿过在汽缸盖400中的专用腔。在一些布置中，电导体108和/或109可以延伸贯穿汽缸壁502。另外地或替代地，发动机缸体的一部分（例如盖
400）可以作为电导体108、109中的一个。
400）可以作为电导体108、109中的一个。
[0065] 电导体108、109中的至少一个由绝缘体540围绕以便一个或多个电导体108、109与另一个电导体且与周围材料电绝缘。同样地，点火系统100的内部分104（例如导电构件110、200）可具有绝缘体540，该绝缘体将内部分104与汽缸盖400和/或汽缸壁502分隔，例如安装件206。
[0066] 在图5中，点火系统100的内部分104，诸如导电构件200，保持在由汽缸盖400的板404限定的凹槽内，例如上文图4中。定位在由汽缸盖400的板504限定的凹槽402内的高电阻部分202和低电阻部分204与燃烧室506连通。在这种布置中，当电能施加到内部分104时，高电阻部分202的外表面可加热至高于在燃烧室506中的空气/燃料混合物的燃烧温度的温度以便引起点火。
[0067] 图6示出的用于内燃发动机的点火系统100的另一个实施例。如图所示，一个或多个可插入构件600可延伸穿过盖400和/或汽缸壁502到燃烧室506中。例如导电构件200的导电构件可定位在暴露于燃烧室506的可插入构件600的部分上，使得当空气/燃料混合物在燃烧室506内压缩时，导电构件200的部分可以可选择地被加热以便点燃与其接触的空气/燃料混合物且产生传播穿过燃烧室506的火焰中心。
[0068] 在一些实施例中，可插入构件600可插入通过盖400，类似于火花塞如何可插入到使用火花点火的发动机中，以便允许移除和维修而不移除盖400。例如，每个可插入构件600可具有可与盖400的螺纹表面配合的螺纹外表面。可以理解的是，可插入构件600可从任何数量的位置或角度朝燃烧室506延伸，以便避开发动机的其他必要部件，如进气门或排气门。图7示出了当沿着6的线7-7观察时的盖400的仰视图。如可以看出的是，可插入构件600在盖400上间隔开且在燃烧室506内。在具有在盖400中的进气门702和/或排气门704的发动机中，可插入构件600的导电构件200可远离气门开口而定位在盖400的部分。如所理解的是，一个或多个可插入构件600可被插入到燃烧室506中，且每个可插入构件600可具有例如导电构件200的导电构件，该导电构件具有由一个或多个低电阻部分204分隔的多个高电阻部分202。
[0069] 图8示出了具有导电构件802的可插入构件800的另一个实施例，该导电构件通过其一侧（诸如通过汽缸壁502和/或通过盖400）可插入到燃烧室506中。在一些情况下，导电构件802沿横向方向插入到汽缸盖400的板404中的凹槽402中。有利地，导电构件802可以被定位在凹槽402中且与燃烧室506连通，使得高电阻部分804在各侧上可通过用于点火开始的包含在燃烧室506内的空气/燃料混合物而大体接近。在具有足够的间隙以容纳导电构件802的发动机中，导电构件802可以进一步朝燃烧室506的中心定位，其可以改善火焰中心的形成且通过燃烧室506的整体加快传播，从而允许更快且更高效的燃烧。
[0070] 在某些情况下，由活塞面512的轮廓514限定的凹槽516被布置成接纳点火系统100的内部分104的一部分，如导电构件802，使得当活塞510处于上止点位置时，内部分104不接触活塞510的部分。例如，凹槽516可以为与内部分104的一部分（如导电构件802）大致相同的形状。替代地或另外地，由轮廓514限定的凹槽516可布置成提供空气/燃料混合物的湍流和/或旋流，但仍然能够接纳导电构件802。在一些情况下，导电构件200可以被布置为位于凹槽516内。
[0071] 图9示出了当沿图8的线9-9观察时的盖400和可插入构件800的仰视图。在一些实施例中，导电构件802布置成通过在汽缸壁502中的开口而插入和/或移除。例如，在一些情况下，导电构件802形成细长布置，该细长布置大体穿过燃烧室506的宽度而延伸。导电构件802可以是线性的和/或曲线的。另外地或替代地，导电构件802可以被布置为围绕用于发动机的进气门702和/或排气门704而延伸，所述发动机在盖400中具有这样气门开口。
[0072] 如图9中所示，导电构件802可以在进气门702和/或排气门704的任一侧上定位。在端部900处，可插入构件800可具有绝缘体902，其布置成将插入的导电构件802与汽缸壁502和/或盖400电绝缘。在一些情况下，绝缘体902包括布置成与汽缸壁502和/或盖400的螺纹接合的螺纹部分，以便将导电构件802在燃烧室506内保持就位。
[0073] 可插入构件800的端部900还可以包括布置成用于将导电构件802电连接到电力供给106的连接器904。电路可以利用连接到汽缸壁502和/或盖400的相对端部906、设置接地来完成，和/或通过未示出的永久安装的绝缘联接导体而彼此连接的相对端部906来完成。有利的是，此布置可以提供间隔宽的热点以用于快速点火，同时提供用于导电构件802的维护或检查的简易接近。
[0074] 在一些实施例中，诸如上文描述的导电构件110、200、和/或802的导电构件沿一路径延伸，该路径在燃烧室中和/或围绕其而铺展导电构件的高电阻部分。例如，在一些实施例中，导电构件将高电阻部分大体定位在燃烧室的中心处以及将至少一个高电阻部分定位成沿着燃烧室的周向。另外地或替代地，导电构件在燃烧室中心和汽缸壁的内表面之间可定位两个或更多的高电阻部分和/或导电构件可沿着燃烧室的周向定位两个或更多个高电阻部分。
[0075] 导电构件可围绕板的部分而一致，诸如限定气门开口的那些部分。例如，导电构件可围绕进气门702和/或排气门704而一致。这可能是希望的，以便导电构件不干涉气门的操作。在一些实施例中，导电构件可大体沿进气门、排气门的周向的一部分延伸，和/或大体沿汽缸壁的内表面的一部分延伸。
[0076] 一个或多个导电构件的各种布置可以穿过燃烧室的宽的区域来定位高电阻部分。有利的是，此布置可以提供用于包含在燃烧室内的空气/燃料混合物的多点点火以便产生和传播多个火焰中心。这可以允许与单点点火系统（诸如许多火花点火系统）相比在燃烧室内的可燃材料在较短的时间内大体完全点燃。
[0077] 如本领域的技术人员所理解的是，一个或多个导电构件的高电阻部分可以布置成以便通过在特定构型中的燃烧室来促进火焰中心形成和传播。例如，一个或多个导电构件可定位高电阻部分使得多个火焰中心在燃烧室的中心处形成且朝周向传播（例如，朝向汽缸壁）和/或反之亦然。在一些情况下，一个或多个导电构件可以被布置以从燃烧室的一侧朝向燃烧室的另一侧形成和/或传播火焰中心。而一些实施例中，一个或多个导电构件可布置成在旋流和/或舀取（scooping）方向上形成和/或传播火焰中心。例如，一个或多个导电构件可以被布置以沿着围绕燃烧室的路径（例如沿汽缸壁）形成多个火焰中心，（例如，在围绕燃烧室的顺时针或逆时针方向上）。
[0078] 在一些情况下，在期望的构型中构造一个或多个导电构件以形成和/或传播火焰中心可能是有利于改善在燃烧室内所有的或基本上所有的可燃材料的点火。替代地或另外地，一个或多个导电构件可以被布置以增加可燃材料的点火率的百分比（例如，90％）。在某些情况下，可能有利的是，改善来自燃烧室的气体的排出和/或排除，诸如在两冲程发动机中。而在一些实施例中，一个或多个导电构件可以被布置以减少和/或消除在燃烧室内的不期望的压力波，该压力波可延迟和/或抑制火焰中心的形成和传播和/或潜在地损坏发动机。
[0079] 在一些实施例中，一个或多个导电构件的部分可以被布置以由电力供给提供的不同的电压、电流、和/或电能的频率形成和/或传播火焰中心。例如，在一些情况下，导电构件可以被布置使得导电构件的第一高电阻部分被布置成达到空气/燃料混合物的燃烧温度（在第二高电阻部分被布置成达到此燃烧温度之后）。这可以允许多点点火，其中一个点在另一个点稍微之前点燃空气/燃料混合物。换句话说，一个或多个导电构件可以布置成使得分隔的火焰中心沿着导电构件的长度在不同时间下被产生。如从下文的讨论中明显看出的，这可以通过沿着导电构件的具有不同布置（诸如不同的形状、尺寸和/或材料）的高电阻部分来实现。
[0080] 在一些情况下，一个或多个导电构件可设置成使火焰中心开始的部分（例如高电阻部分）比导电构件的其他部分(例如低电阻部分)以更快的速度冷却。例如，导电构件可以布置成使得在点火发生且电能被停止施加到导电构件后，导电构件的某些部分可能比其他部分的温度下降的更快。有利地，这可以允许一个或多个导电构件的最热部分下降到足够防止或阻止预先点火的温度。
[0081] 在一些实施例中，一个或多个导电构件和电力供给被构造成和布置成在小于约2毫秒内提高一个或多个导电构件的表面温度至少40℃。另外地或替代地，电力供给和/或一个或多个导电构件可被构造且布置成允许一个或多个导电构件的表面在小于约40毫秒内，或在一些情况下，在小于约20毫秒内，且最优选在小于约10毫秒内冷却至少80℃。
[0082] 本领域的技术人员将会理解的是，一个导电构件或多个导电构件可以被用于在燃烧室内多个位置处定位高电阻部分。另外地或替代地，导电构件可串联地或并联地定位开始点火部分，例如高电阻部分。同样地，多个导电构件可以串联地和/或并联地布置，其中每个导电构件具有串联和/或并联的至少一个高电阻部分或多个高电阻部分。
[0083] 图10示出了导电部件的一部分的一个实施例。例如，图10的导电构件200包括导线1010，其具有包括减小部分1012的高电阻部分202和包括大尺寸部分1014的低电阻部分
204。在某些情况下，减小部分1012和大尺寸部分1014由第一过渡部1016和/或第二过渡部
1018联接。
204。在某些情况下，减小部分1012和大尺寸部分1014由第一过渡部1016和/或第二过渡部
1018联接。
[0084] 如将被本领域的技术人员所理解的是，高电阻部分202可以被布置为期望的电阻。例如，为了增加高电阻部分202的电阻，在第一过渡部1016和第二过渡部1018之间延伸的减小部分1012的长度可以增加。替代地或另外地，第一和/或第二过渡部1016、1018的长度可以被设置为特定的电阻。
[0085] 高电阻部分202的电阻也可以通过设置减小部分1012、第一过渡部1016和/或第二过渡部1018的最小外尺寸来构造。例如，减小部分1012可以被布置为具有较小的最小外尺寸以便增加高电阻部分202的电阻。
[0086] 高电阻部分202的电阻可以布置成，利用特定的电力供给，高电阻部分202可快速加热至高于空气/燃料混合物的燃烧温度的温度且可以在未点燃的空气/燃料混合物的下一次完全压缩之前冷却至低于燃烧温度的温度以避免预先点火。这对在较高的旋转速度（例如，RPM）下操作的发动机是特别关键的且因此在周期之间具有较短的时间段。
[0087] 如将要理解的是，导电构件的部分（例如减小部分1012）可以具有各种形状和尺寸。例如，第一过渡部1016和/或第二过渡部1018可以限定从大尺寸部分104到减小部分1012的大体线性过渡。在一些实施例中，第一过渡部1016和/或第二过渡部1018彼此邻近以便形成“u”和/或“v”形布置。同样地，第一过渡部1016和/或第二过渡部1018可以限定导线
1010的凹形外表面。
1010的凹形外表面。
[0088] 同样可在本发明中设想导电构件的部分的各种截面形状和尺寸。在几个实施例中，导电构件的部分具有圆形的截面。然而，在一些情况下，导电构件的部分可具有类似于多边形或其他封闭轮廓的截面形状。例如，在一些实施例中，导电构件的低电阻部分可具有矩形形状以便配合用于附接到发动机盖的特定的安装件。同样地，高电阻部分可以包括非圆形的截面，诸如矩形截面或细长截面，其在每个端部上指出并且具有弯曲侧，诸如柳叶形尖拱，只是举几个非限制性的例子。
[0089] 如所属领域普通技术人员可以理解的是，材料的选择可能会影响导电构件的部分的截面形状，反之亦然。例如，导电构件的高电阻部分的某些截面形状可被期望为某些材料。特别地，具有圆形截面形状的高电阻部分可优选地用于磁性材料，而在细长的截面形状可优选地用于非磁性的材料。类似地，某些形状可以优选地用于展示对结垢抵抗高的材料，而其他形状优选地用于展示对结垢抵抗低的材料。
[0090] 在一些实施例中，高电阻部分包括例如减小部分1012的部分，其具有比诸如大尺寸部分1014的低电阻部分的外尺寸小的最小外尺寸。在一些情况下，高电阻部分具有最小外尺寸，其小于所述低电阻部分的最小外尺寸的1/ 3。例如，在一些实施例中，导电构件包括具有小于约0.04英寸的最小外尺寸的减少部分1012的高电阻部分和具有约十分之一英寸的最小外尺寸的低电阻部分。
[0091] 导电构件可以由许多导电材料构造。例如，导电构件的主要部分可以包括由铝、铬、铜、铱、铁、钼、镍、钯、铂、铑和钛构成的组中的一种或多种元素。不锈钢或镍铬合金可具体地被考虑，只是举几个非限制性的示例。在一些实施例中，优选地是，导电构件的部分由布置成在某些频率下增加趋肤效应的材料构成。例如，导电构件可包括具有相对高的导磁率的材料。例如，导电构件的高电阻部分可包括具有至少1×10-5 H/m的最大导磁率的材料，或在一些情况下，至少为1×10-4H/m的最大导磁率的材料。类似地，在一些实施例中，导电构件的部分可包括具有展示低电阻率的材料，诸如具有在20℃小于1×10-6Ωm的电阻率的材料，或在一些情况下，在20℃小于1 ×10-7Ωm的电阻率的材料。
[0092] 诸如高电阻部分和低电阻部分的导电构件的部分可以包括不同的材料。例如，在一些情况下，导电构件的高电阻部分可包括具有提升趋肤效应的导电率和/或导磁率的材料，诸如例如不锈钢或镍铬合金，而低电阻部分包括具有针对给定频率的较大趋肤深度的材料，诸如例如铜或铝。例如，在一些实施例中，减少部分1012包括展示对高频AC/DC高电阻的材料和/或大尺寸部分1014包括展示对高频AC/ DC低电阻的材料。在高频AC电流流经导线1010的构型中，减小部分1012可以包括具有低电阻率和/或高绝对导磁率的材料以便降低趋肤深度和增加在高频下的减小部分1012的电阻。另外地或替代地，导线1010的大尺寸部分1014可以包括布置成从减小部分1012移除热量的材料以便降低减小部分1012的温度，诸如具有高的导热率的材料。
[0093] 在一些情况下，导电构件的部分包括具有比较高的导热率的材料。例如，在一些实施例中，导电构件的高电阻部分包括具有至少10W /（mK）的导热率的材料，或在一些情况下，至少100 W/（mK）的导热率的材料。有利的是，具有高的导热率的材料能够更快速从减小部分的肤面（skin）和/或从减小部分本身移除热量。不同部分可以在每层中采用不同的材料而分层以最优化所期望的效果。
[0094] 图11示出了导电构件的一个实施例的部分的截面图。在一些情况下，导电构件具有外部分1102和内部分1104。外部分1102可以被布置成在高频AC和/或DC电能下加热，而内部分1104布置成从外部分1102移除热量。例如，导电构件的高电阻部分可包括具有外表面1114和内表面1116的壁部分1112，可涂覆电绝缘体薄层的内表面1116限定了可布置成接纳诸如导热流体的工作流体的腔1118，用于将热量从壁部分1112的内表面1116传递到定位在腔1118内的流体，以便从壁部分1112移除热量。
[0095] 在一些情况下，在腔1118内定位的工作流体可以包括诸如液体的可流动的材料。例如，可流动的流体可以包括用于内燃发动机的冷却剂和/或单独的冷却流体。对于具体的应用，在腔1118内定位的可流动流体甚至可以包括液态金属（例如用于冷却内表面1116的液态钠），由此冷却壁部1112和又通过传导穿过壁部分112、外表面1114，当暴露于水或大气时，所提供的适当预防被考虑以解决热金属的一般活性。
[0096] 在一些实施例中，内部分1104可包括热管。例如，导电构件的高电阻部分可加热定位在腔1118内的液体，以便将液体转变成蒸气。蒸气然后可以沿导电构件的长度行进通过腔1118。当蒸气到达内表面1116的较冷部分（例如低电阻部分或燃烧室的外侧的部分）时，蒸气可以冷凝回液体，释放潜热，且液体例如通过重力流回到高电阻部分。液体然后可再次蒸发且重复该循环。如所理解的是，其他设备和系统也可以被用于从导电构件的高电阻部分（诸如热虹吸管和热二极管）传递热量，只是举几个非限制性的示例。
[0097] 在一些情况下，导电构件的部分可包括在外表面1114和/或内表面1116上的涂层。例如，低电阻部分（诸如线1010的大尺寸部分1014）可包括外涂层，其布置成减少热量从在发动机的燃烧室内的燃烧气体传递到导线1010的大尺寸部分1014。另外地或替代地，导线
1010的减小部分1012可以包括外涂层，其布置成增加热量从导线1010传递到定位在燃烧室内的空气/燃料混合物。例如在一些情况下，外涂层可以是构造成降低导线1010的减小部分
1012的电阻的金属，以便当电流在高频下流动通过导线1010时增加趋肤效应且提高减小部分1012的温度。
1010的减小部分1012可以包括外涂层，其布置成增加热量从导线1010传递到定位在燃烧室内的空气/燃料混合物。例如在一些情况下，外涂层可以是构造成降低导线1010的减小部分
1012的电阻的金属，以便当电流在高频下流动通过导线1010时增加趋肤效应且提高减小部分1012的温度。
[0098] 类似地，在一些情况下，导线1010可以包括内部涂层，其可以布置成增加和/或减少热量从壁部分1112的内表面1116传递到定位在腔1118内的工作流体。例如，导线1010的减少部分1012在内表面1116上可具有内部涂层，其布置成增加热量从壁部分1112传递到工作流体，以便从壁部1112移除热量且降低外表面1114的温度。
[0099] 在一些情况下，壁部分1112的内表面1116和/或内部涂层可布置成增加热量从壁部分1112传递到定位在腔1118内的工作流体。例如，壁部分1112的内表面1116可包括翅片（fin）和/或粗糙的表面，其布置成增加与在腔1118内的工作流体接触的壁部1112的表面面积。
[0100] 使用方法
[0101] 在例如两冲程和四冲程发动机的往复发动机中燃烧冲程之前，活塞从下止位置朝上止位置行进。随着活塞到达上止点位置，电能可以被施加到定位在发动机的燃烧室内的导电构件，以便增加诸如高电阻部分202的导电构件的部分的温度，到接近在燃烧室内待燃烧的空气/燃料混合物的燃烧温度的温度。在一些情况下，仅在活塞到达室内的上止点之前和/或当活塞到达室内的上止点时，诸如交流电或直流电脉冲的电能施加到导电构件可以被构造成增加导电构件的表面的温度到至少燃烧温度。
[0102] 在某些情况下，有可能在点火之前停止施加电能到导电构件。例如，在活塞到达上止点之前，导电构件200的高电阻部分202可以加热到低于燃烧室内的空气/燃料混合物的点火温度的温度。在这种情况下，高电阻部分202加热在燃烧室内的空气和/或空气/燃料混合物的一部分达到温度，在该温度下，剩余的燃料压缩和/或喷射到汽缸会导致在燃烧室内的空气和/或空气/燃料混合物达到和/或超过足以引起点火的温度。在一些实施例中，优选的是停止和/或减少早期施加到导电构件电能的量，以便减少在下一个燃烧周期之前必须从该导电构件的高电阻部分和/或低电阻部分移除的余热。
[0103] 替代地，可能期望的是，点火开始后连续供给电能到导电构件。例如，优选的是，导电构件的表面部分保持高于定位在燃烧室内的空气/燃料混合物的燃烧温度，以在燃烧冲程期间点燃剩余的未点燃的可燃材料以及/或者达到和/或保持用于排放控制的足够高的温度。例如，实现和/或保持燃烧室内的期望温度可以被优选以减少某些有害副产品的产生。
[0104] 在往复发动机的燃烧阶段之后，活塞从下止点位置朝上止点位置移动以便排出来自燃烧室的经点燃的空气/燃料混合物和/或吸入新空气或空气/燃料混合物。在此冲程和/或后续冲程期间，优选的是，导电构件的表面温度下降到足够防止在发动机中压缩已混合的空气/燃料混合物的预先点火的温度。例如，可优选的是，导电构件200的高电阻部分202的表面温度在新的空气/燃料混合物进气之前下降到燃烧温度之下。另外地或替代地，可能优选的是，导电构件的温度下降到一温度以下，该温度在活塞完全压缩未点燃空气/燃料混合物之前足够点燃在燃烧室内的空气/燃料混合物。
[0105] 控制
[0106] 图12是示出了一个控制诸如上文所描述的点火系统的方法的流程图1200。一般地，控制系统包括控制设备1202，例如发动机控制单元（ECU）。控制设备1202被布置成提供信号到点火系统100的一部分来触发电力供给106来供应电力到点火系统100的内部分104，例如导电构件110或200。优选地，控制设备1202响应于至少一个发动机传感器（诸如从由导电构件温度传感器和/或点火传感器构成的组中选择的一个发动机传感器）自动调节电力供给（在图12中未示出）。
[0107] 控制设备1202还可以被布置成接纳多个信号且根据这些信号和其计算调节内燃发动机1000性能。例如，控制设备1202可以接纳来自定位在或发动机中或其周围的多个传感器的信号。在一些实施例中，控制设备1202可以接纳来自凸轮轴位置传感器1210、曲柄位置传感器1212、氧气传感器1214、压力传感器1216（例如歧管压力传感器）、冷却剂温度传感器1218、空气流量传感器1220、压电/爆震传感器1222、车速传感器1224的信号，和/或来自空气温度传感器1226的信号。同样地，控制设备1202可以被布置为接纳来自发动机或包括发动机的车辆的操作者的多个信号。例如，来自节气门位置传感器1230的信号和/或来自燃料类型开关1232的信号可以被提供到控制设备1202。
[0108] 控制设备1202可接纳来自点火系统的至少一个信号。例如，控制设备1202可以从点火系统100接纳电压响应信号1240、输出电流信号1242、和/或定时信号1244，这些信号可以被用于确定点火系统100的状态和/或在发动机的汽缸内的状态。例如，信号1240、1242、和/或1244可被用于计算在发动机的燃烧室内的高电阻部分202的温度。例如，控制设备可以计算点火系统的高电阻部分的有效电阻，例如通过将电压除以电流，然后在一定温度下比较有效电阻和电阻的已知值。在一些情况下，控制设备将有效电阻值与表进行比较或者它可以使电阻值进入等式来估计高电阻部分的温度。监控导电构件温度传感器的发动机传感器的示例可包括检测与导电构件相关联的电压和/或电流的传感器，以及使用邻近导电构件放置的热电偶，或者感测与温度变化相关联的红外或可见光的变化的光学传感器的使用。
[0109] 控制设备1202还可以使用信号1240、1242、和/或1244以检测点火系统100的故障。例如，控制设备1202可检测导电构件的开路状态和/或短路状态和/或电力供给。控制设备
1202也可能通过将信号1240、1242、和/或1244与已知的响应比较来检测导电构件的剩余寿命。
1202也可能通过将信号1240、1242、和/或1244与已知的响应比较来检测导电构件的剩余寿命。
[0110] 另外地或替代地，控制设备1202可以使用一个或多个信号1240、1242、和/或1244来调节由控制设备1202提供到点火系统100的信号。例如，来自点火系统100的电压响应信号1240、输出电流信号1242、和/或定时信号1244可用于计算在电能由电力供给106第一次供给之后导电构件的部分达到燃烧温度所花费的时间。然后，这个时间可以被用来调节，控制设备1202应当发送信号到点火系统100以提供电力的时间。
[0111] 控制设备1202可以使用信号1240、1242和/或1244和/或来自上文描述的传感器的一个或多个的信号来调节被提供的电力的频率、电压、电流、和/或占空比。例如，如果控制设备1202检测到不点火，例如通过压电/爆震传感器1216没有检测到表示点火的振动或通过控制设备1202检测在汽缸内异常低温，控制设备1202可以自动地增加被提供到燃烧汽缸内导电构件的电力的频率、电压、电流、和/或占空比，从而在下一个周期中实现燃烧。同样地，如果控制设备1202检测预先点火或导电构件的不希望的高的温度，则控制设备1202可以自动地降低被提供的电力的频率、电压、电流、和/或占空比，从而减少预先点火的可能性和/或导电构件的过早失效，只是是举几个例子。可以实施点火传感器的方式的各种示例包括电感、电容、电阻、压电、霍尔效应、和光学传感器，如通常用于感测振动、运动和/或声音所已知的。
[0112] 如将要理解的是，控制设备1202可以使用上文描述的信号和/或其组合以在发动机中或围绕其调节各种控制以及调节点火系统100的操作。例如，控制设备1202可以将信号发送到燃料喷射器1250和/或电子气门1252，例如发动机的汽缸的空气控制气门或进气和/或排气门。替代地或另外地，控制设备1202可以调节由电力供给106提供的电能的电压和/或频率和/或当电能被供给时的定时。
[0113] 尽管至少一个实施例已经示出并详细在附图和上文描述中，其是被认为是说明性的而不是限制性的，可以理解的是，优选实施例已经示出和描述，且落入通过以下权利要求书限定的本发明的精神范围内的所有的变化、等同方案和变型期望被保护。从本好说明书中明显的是，在一个语境或实施例中描述的方面或特征将适用在其他语境或实施例中。本说明书中引用的所有公开、专利和专利申请通过引用并入本文，如同每个单独的公开、专利或专利申请被具体地和单独地指明通过引用并入，并在本文中阐述其全文。
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