CN101496239A - 具有改良绝缘设计的小直径/长距离火花塞 - Google Patents

Abstract

一火花塞(10)，具有一延伸的陶瓷绝缘体(12)，该陶瓷绝缘体(12)包括多个位于不同位置的设计特征。至少该接地电极(26)上设有一具底缘的且半球状的金属点火端(56)，该金属点火端(56)控制劣电弧(62)并通过同该接地电极(26)之间增加表面接触而改善附着技术。该火花塞(10)的不同特征之间相互结合，以至于火花塞(10)的物理尺寸可被减小以满足当前新的发动机的需求，同时不牺牲火花塞的机械强度或性能。

Description

具有改良绝缘设计的小直径/长距离火花塞

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2006年6月19日，名称为“X长距为12mm的火花塞”的第60/814,818号美国临时申请的优先权。

发明领域

本发明涉及用于内燃机、熔炉等的火花塞，特别是涉及具有改善的机械和绝缘强度的火花塞。

背景技术

火花塞是一种延伸进内燃机、熔炉等的燃烧室并产生火花来点燃空气和燃料混合物的装置。近来，发动机技术向减少发动机排放量的方向发展。同时，增大进气和出气阀来提高效率。这些改变会侵占为火花塞保留的物理空间。燃烧效率同样也要求提高点火系统的电压需求量。这些因素以及其他因素会促使火花塞的结构尺寸向更小的范围发展，同时要求火花塞具有更好的性能。当前工业上需要10-12mm范围内的高性能火花塞，并期望这些尺寸能够进一步减小。

在尝试缩小火花塞尺寸时特别需要考虑陶瓷绝缘件在薄部的介电常数的降低。一般绝缘强度定义为可应用于该材料而不会导致击穿或电击穿的最大电场。因此，陶瓷绝缘件的薄截面会导致带电中心电极和接地壳体之间产生介电击穿。

在尝试缩小火花塞尺寸时需要考虑的另一点是，较薄的横截面，特别是位于陶瓷绝缘件部分，所导致的机械强度的减小。机械强度减小的区域所导致的问题在火花塞加工过程中已经被证实，其会在元件上产生较大的轴向负载和机械应力。例如，在绝缘件内设置阻燃密封装置时，以及令壳体向绝缘件的外部产生卷曲时，陶瓷材料处于大应力和压缩负载的状况下。各种在先使用的方式，包括将具有高扭矩的火花塞安装于汽缸盖之中的步骤，使得作用于现代火花塞上的机械应力趋向于其屈服极限。用于发动机应用中时，通过发动机振动、燃力以及热梯度，火花塞进一步受限于机械应力。在这些因素的影响下，火花塞尺寸的减小会将其元件的应力承受极限推向失效点。

因此，需要一种改良的火花塞，能够解决在现有规格的、长、以及特长火花塞设计中受尺寸减小的影响所存在的机械和绝缘强度限制问题。

发明内容

本发明提供用于火花点火内燃机的火花塞。该火花塞包括延长的陶瓷绝缘件，该绝缘件包括上末端、下突出端以及在该上末端和下突出端之间纵向延伸的中心通道。所述绝缘件具有外表面，该外表面在接近所述末端处呈现出大致圆形的大肩部，以及在最靠近所述突出端处呈现出大致圆形的小肩部。所述大肩部的直径大于所述小肩部的直径。所述绝缘件进一步包括圆角过渡段和经过渡长度与该圆角过渡段隔开的倒角过渡段。该圆角过渡段和倒角过渡段均纵向设于直径完全不同的所述大肩部和所述小肩部之间。导电壳体围绕所述绝缘件至少一部分。该壳体包括至少一个接地电极。导电中心电极设于所述中心通道中，并具有最接近所述接地电极的、暴露在外的点火端。所述圆形过渡段具有大直径D2，所述倒角过渡段具有小直径D1。大直径D2和小直径D1之间以及与过渡长度之间的空间关系根据下列公式建立：

$0.5\≤\frac{(D2-D1)}{L\left(\mathrm{transition}\right)}\≤3.5.$

上述确定的几何关系描述了对于提高适用于具有大阀门和小孔径的现有发动机的火花塞的性能非常有利的特征。这些特定几何关系能够使火花塞具有足够的机械强度以承受装配和运行期间作用于其上的应力，避免损害其电性能。

附图说明

为便于理解本发明的上述和其他特征及优点，以下结合附图对本发明进行详细描述。其中：

图1是根据本发明的火花塞的剖视图；

图2是火花隙区域的放大片段图，展现了固定于接地电极上的具底缘的半球状金属点火端；

图3是与图2一样的图示，但展示了另一可选实施例，其中中心电极同样设有凸起有圆顶的第二金属点火端；

图4A-B展示了现有技术的各种具有接地和中心电极特征的火花隙结构，这些接地和中心电极特征具有或不具贵金属点火端设计；

图5是与图2一样的图示，举例说明了从中心电极的贵金属端延伸至接地电极的具底缘的半球状金属点火端的圆锥点火区；

图6是与图3一样的图示，描述了在从中心和接地电极的相对具底缘的半球状点火端之间延伸的大致线形或柱形点火区；

图7是大致沿图2中7-7线的放大的写实剖视图，采用虚线举例描绘了可选激光焊接机；

图8是根据本发明的设有具底缘的半球状金属点火端的接地电极的片段立体图；

图9是穿过根据本发明的火花塞的陶瓷绝缘件的纵向剖视图，确定对本发明的一些方面有影响力的各种尺寸关系；

图9A是绝缘过渡面的放大片段图，突出了圆角过渡段和倒角过渡段之间测量过渡长度L(transition)的参考点；

图10是陶瓷绝缘件下半部的片段剖视图，进一步确定对本发明的一些特征有影响力的各种尺寸关系；

图11是大致沿图10中11-11线的剖视图；以及

图12是火花塞下点火端的放大、片段剖视图。

具体实施例

参照附图，其中相似的数字指代附图中相似或相应的部件，本发明火花塞10大致如图1所示。该火花塞10包括管状陶瓷绝缘件12，该陶瓷绝缘件12优选由氧化铝或其他具有指定绝缘强度、高机械强度、高导热系数和极好的抗热冲击性能的适合材料制成。该绝缘件12在极限压力下模压干燥，然后在炉中高温烧至玻璃化。绝缘件12具有外表面，该外表面设有部分暴露在外的上杆部14，橡胶火花塞护套(图未示)包围并夹紧该上杆部14以保持与点火系统的连接。暴露在外的杆部14可包括一系列肋16，来提供附加的防火花或次电压击穿保护，并改进与橡胶火花塞护套的紧密配合，或者该杆部14可为平滑的，如图9所示。绝缘件12为大致管状结构，包括中心通道18，该中心通道18在上末端20和下突出端22之间纵向延伸。中心通道18具有变化的横截面积，通常在末端20处或邻近末端20处的横截面积最大，管口端22或邻近突出端22处的横截面积最小。

导电的、优选金属制成的壳体用24来标识。该壳体24围绕绝缘件12的下部区域，并包括至少一个接地电极26。当接地电极26为传统单L形时，基于火花塞10的预期应用领域，该接地电极可采用直的或者弯曲的多接地电极来替代。

壳体24在本体部分大致呈管状，该壳体24包括适于与绝缘件12的小下肩部68挤压接触的内部下压缩凸缘28。壳体24进一步包括上压缩凸缘30，该上压缩凸缘30于组装过程中卷曲或成形，以便与绝缘件12的大上肩部66挤压接触。上压缩凸缘30成形过程中或者成形之后，扣接区域32在其无法承受的压缩力作用下被压扁，从而将壳体24固定在相对于绝缘件12固定的位置。可在绝缘件12和壳体24之间设置垫圈、粘结剂或其他密封化合物来优化气密性密封，提高组装后的火花塞10的结构完整性。

壳体24具有工具接收六边形34结构，以便于拆除和安装。该六边形尺寸符合相关应用领域的工业标准。当然，一些应用中可要求采用非六边形的工具接收界面，例如已知的比赛用火花塞应用中或其他环境中。金属壳体24的下部设有螺纹部36，该螺纹部36直接位于座部38下方。该座部38与一垫圈39配合以提供火花塞10位于汽缸盖内适当的界面。可选地，该座部38设计有一锥度，以便进行为这类火花塞所设计的汽缸盖内的自密封安装。

导电末端螺栓40部分设于绝缘件12的中心通道18内，从暴露在外的顶柱纵向向下延伸至部分嵌入中心通道18的底端。顶柱连接点火线(图未示)并接收点燃火花塞10所需的高压电的定时放电。

图1举例说明的实例中，末端螺栓40的底端嵌在导电玻璃密封装置42中，形成合成的抑制-密封包的顶层。导电玻璃密封装置42起到将末端螺栓40的底端密封至电阻层44的作用。该电阻层44包括3层抑制-密封包的中间层，能够由任何已知的能够降低电磁干扰(electromagnetic interference，“EMI”)的合适合成物制成。|基于推荐采用的安装方式以及所采用的点火系统的类型，可以设计这种电阻层44，使其起到更为传统的电阻型-干扰抑制器的作用，或者，可选地，起到电感型-干扰抑制器的作用。另一导电玻璃密封装置46直接设于电阻层44下方，建立起抑制-密封包的底或下层。因此，点火系统的电流经末端螺栓40的底端流至顶层导电玻璃密封装置42，经电阻层44，进入下导电玻璃密封装置层46。

导电中心电极48部分设于中心通道18中，从其包围于下玻璃密封装置层46中的头部纵向延伸至其与接地电极26最接近的、暴露在外的点火末端50。中心电极48的头部位于中心通道18收缩成颈状的部分中。抑制-密封包将末端螺栓40和中心电极48相互电性连接，同时，将中心通道18密封，以防止燃烧气体泄漏，而且还抑制火花塞10发出射频噪声。然而，根据预期应用领域的不同需求，可采用其他被动或主动元件来替换抑制-密封包。如图所示，中心电极48优选为在其头部和点火末端50之间连续不间断延伸的单片结构。然而，也可采用其他设计安排。

第二金属点火端52位于中心电极48的点火末端50。(为避免任何混淆，注意：后续将结合接地电极26来介绍和描述“第一”金属点火端。)第二金属点火端52为越过火花隙54的电子发射提供点火面。可根据任何已知技术制造中心电极48的第二金属点火端52，包括任何已知贵金属或高性能合金的线状或铆钉状结构的活块成形以及后续的分离，这些贵金属或高性能合金包括，但不限于，铂、钨、铑、钇、铱及其合金。其他的合金元素还可包括，但不限于，镍、铬、铁、碳、锰、硅、铜、铝、钴、铼等等。事实上，任何在燃烧环境下可提供良好的耐侵蚀和腐蚀性能的材料均可适用于构成第二金属点火端52的材料组成中。

该接地电极26从与壳体24邻近的锚固端延伸至与火花隙54邻近的末梢端。该接地电极26可具有典型的矩形横截面，包括一围绕铜芯的铁基合金套。

可能最好如图2所示，一(第一)金属点火端56附于接地电极26的末梢端，并与中心电极48的点火末端50相对。也就是说，金属点火端56位于火花隙54的正对面。金属点火端56有意设计为具底缘的半球状结构，以便其呈现出由底缘60围绕的凸起圆顶58。如图2中的形状所示，金属点火端56的形状可比作一个煎蛋，其凸起圆顶部58代表类似鸡蛋的蛋黄，底缘部60代表蛋白。优选地，底缘60具有大致环形的结构，尽管其也可能采用非环形的结构。理想状态下，虽然不必要，但凸起圆顶部58和底缘60大致沿与火花隙54中部相交的想象中的中心轴彼此对准。

与第二金属点火端52类似，接地电极26的(第一)金属点火端56可根据任何已知技术制成，包括成形为任何按钮状结构的活块，该活块由已知贵金属或高性能合金制成，这些贵金属或高性能合金包括，但不限于，铂、钨、铑、钇、铱及其合金。其他的合金元素还可包括，但不限于，镍、铬、铁、碳、锰、硅、铜、铝、钴、铼等等。事实上，任何在燃烧环境下可提供良好的耐侵蚀和腐蚀性能的材料均可适用于构成金属点火端56的材料。

图3展示了本发明的一可选实施例，其中中心电极48安装有具底缘的半球状结构的第二金属点火端52’，该第二金属点火端52’的结构与附于接地电极26的(第一)金属点火端56的结构充分类似。

图4A-D展示了现有技术的接地和中心电极之间的火花隙54的各种结构。在现有技术的各实例中，接地电极用字母“GE”代表，而中心电极用字母“CE”代表。图4A举例说明了典型的火花隙54结构，其中中心电极CE和接地电极GE均不具有金属点火端。在该结构中，中心电极的电势能形成电弧穿过火花隙54的“区域”到达接地电极的基材，该基材典型地包括具耐久性的镍基合金，为了到达热传输的目的，该合金常常设有铜芯。换句话说，所有从中心电极CE到达接地电极GE的电弧均产生于火花隙54中。

图4B-D展示了各种现有技术的结构，其中接地电极GE设有相对结构宽大或者窄小的金属点火端。中心电极CE上的相对金属火花端在尺寸上是否匹配归因于接地电极GE上的金属点火端。在所有这些情况下，通常电弧越过点火端的贵金属垫，直接落在接地电极GE的基材上。这一点通过劣电弧62来举例说明。劣电弧62在燃烧环境下很常见，其会导致燃烧不一致，燃烧效率出现可测量出的下降。点火事件中产生的这种系统循环变化将导致汽车司机感觉到发动机运转不平稳和/或其性能不协调。因此，劣电弧62是非常不受欢迎的。

图5和图6举例描绘了设于接地电极26的具底缘的半球状金属点火端26。无论第二金属点火端52是采用传统设计还是采用改进后的设计，这些图均举例描绘了采用凸起圆顶几何形状时，半球形状是如何促使火花隙54中正常火花形成电弧的区域在系统循环过程中处于更为一致的位置。当然，由于电弧位置越一致，燃烧也就越一致，所以当然希望电弧位置更为一致。在性能方面，点火事件中较小的系统循环变化提高了发动机平稳性和运行一致性。通过扁平、凸缘状底缘60的劣电弧62被明显控制住。由于底缘60延伸的外周呈现出拐角形状，劣电弧62更易被吸引至金属点火端56的贵金属上，极少倾向于越过贵金属垫。此外，这也使得系统循环基础上的燃烧更为一致。|

图7是沿图2中7-7线直接穿过金属点火端56和接地电极26的充分放大剖视图。该剖视图举例说明了底缘60的另一优点。明确地说，底缘60产生与接地电极26直接接触的额外的表面积。其结果是，可实现金属点火端56更好的附着或固定。本领域中的普通技术人员很容易知晓将该金属点火端56附着于接地电极26的各种不同方法。在图7中，金属点火端56的底部和接地电极26的上表面之间的弹坑状界面使人联想到一种电阻焊接型操作。电阻焊接是通过增加金属点火端56和接地电极26之间的面面接触面积来改进的多种可能技术中的一种。虚线举例说明了激光焊接装置64。底缘60特征具有增加金属点火端56的外周面积的附加优点，因此，在执行激光封顶操作的情况下，存在较大的焊接界面。通过采用高温粘结剂、机械扣接结构等可获得类似的好处。

图8以立体形式展示了金属点火端56。该金属点火端56的独特形状可采用许多方法来制成，在此仅提及少数可能的方法。作为一个实例，可从线轴上切下一段贵金属线，将其加热并热镦成特有的煎蛋状。可选地，采用碾压操作、铸造操作或任何其他合意方法将熔融贵金属成形。

在此，可以将绝缘件12的各种结构和几何形状配置结合使用，也可以将其彼此独立地使用，来提高所实现的火花塞设计的机械和绝缘强度。除了绝缘件12几何设计和形状的变化之外，壳体24也可进行各种设计变化，特别是，绝缘件12的下部突出区可进一步为本发明的改进作贡献。例如，可以确认通过形成直接位于绝缘件12大上肩部66之下的相对浅的过渡锥角可具有特定优点。该相对浅的角度减小了压缩应力，降低了弯矩载荷。

图9和图9A展示了具有特别优点的绝缘件12几何结构，以便传统的绝缘件材料(例如，陶瓷)被制成小型、相对易碎的尺寸后仍然能够承受安装和运行过程中施加于绝缘件的应力。特别是，所示绝缘件12的外表面，在最接近末端20处呈现出大致圆形的大上肩部66，在最靠近突出端22处呈现出大致圆形的小肩部68。在安装于壳体24中的过程中，小肩部68紧靠下压缩凸缘28设置，同时大肩部66被壳体24的上压缩凸缘30挤压。因此将很大的压缩力强加至绝缘件12于大、小肩部66、68之间的区域。就机械结构而言，当火花塞10的尺寸减小到适合设于小孔或紧配合于发动机空间中时，绝缘件12就很难被稳固安装于壳体24中。例如，10-12毫米或更小范围内的火花塞需要将绝缘件12的物理尺寸缩小至一定限度，以至于材料的立柱强度完全不能承受建立和保持壳体24内的气密性密封所需的压缩载荷。

申请人已发现能够减小火花塞10的尺寸而不超出标准绝缘材料(例如陶瓷)的机械强度的非常有用的几何关系。这是通过控制由绝缘件12外表面上从大肩部66减小至小肩部68的绝缘件结构外部尺寸部分所确定的过渡区来实现的。再参考图9，所示绝缘件12外表面包括圆角过渡段74，该圆角过渡段74藉由过渡长度L(transition)与倒角过渡段76隔开。术语“圆角”和“倒角”来自牵伸工艺“倒角”和“圆角”中已知参考信息，也就是，分别为内角和外角。如剖面所示，圆角过渡段74和倒角过渡段76形成与必须有效减小绝缘件12外表面的直径的S形剖面类似的形状。如图9所示，圆角过渡段74由大直径D2限定，大直径D2表示与大肩部66邻近的绝缘件12的最大外径。另一方面，倒角过渡段76由小直径D1来限定，小直径D1表示绝缘件12外部导向小肩部68的那部分的直径。过渡长度L(transition)是圆角过渡段74和倒角过渡段76之间纵向距离的大小。

图9A提供了过渡长度L(transition)的放大图，其中起始测量是通过过渡面之间的理论相交处定位的。呈截头圆锥状的倾斜过渡面78在圆角过渡段74和倒角过渡段76之间延伸。虽然过渡面78优选采用呈截头圆锥状的细尖端几何体形状，但在不会牺牲本发明的重要特征情况下，也可采用其他稍弯曲形状。

已经确定了非常有用的空间关系，其为本发明绝缘件12提供了非常坚固的机械强度，以便承受安装和运行期间以及成型和点火步骤中的处理绝缘件12期间，作用于火花塞10上的压缩应力。特别是，在D1、D2和过渡长度L(transition)之间建立关系。优选地，采用下列公式来表明这种关系：

$0.5\≤\frac{(D2-D1)}{L\left(\mathrm{transition}\right)}\≤3.5$

虽然在该几何关系范围内制成的产品可实现满意的效果，但申请人已发现通过将范围缩小至下列公式可获得更优选的效果：

$0.55\≤\frac{(D2-D1)}{L\left(\mathrm{transition}\right)}\≤1.2$

对于根据车辆发动机的应用制造的火花塞，申请人甚至定义了更优选的空间关系，其中：

$0.6\≤\frac{(D2-D1)}{L\left(\mathrm{transition}\right)}\≤0.8$

通过减小绝缘件12突出部的厚度以增大突出部和壳体24之间的空气间隙，本发明可以获得其他改进。由于火花放电过程中以及开始燃烧过程中该区域存在高压气体，故所增大的空气间隙增大了运行过程中火花塞10的介电常数或绝缘强度。此外，通过减小突出部的厚度，可减小或消除产生火花轨迹的可能，并产生一次级火花区域。

通过参考图10-12可获知进一步的且有用的空间关系。在此，举例说明了绝缘件12的突出部设有根部对径d(base)，该根部对径d直接在小肩部68之下测量得到。突出部的相对端或远端具有较小的外径d(tip)。在突出部的纵向长度上，绝缘件12的壁厚从较大的根部对径d(base)尺寸渐缩至较小的外径d(tip)尺寸。已发现，通过小心控制该绝缘件突出区外径之间相对接地壳体ID(shell)内径的尺寸关系，在减小火花轨迹(也就是，沿绝缘件突出端向上移动的表面电荷)、增大为高介电燃烧气体所提供的空间方面，可获得良好的效果，其中高介电燃烧气体将电弧的运动趋势限制在小直径火花塞中。更特别的是，申请人已确定将下列空间关系作为能够提供所期望的有利火花塞性能的空间关系：

$0.5\≤\left(\frac{d\left(\mathrm{base}\right)+d\left(\mathrm{tip}\right)}{2}\right)\÷\mathrm{ID}\left(\mathrm{shell}\right)\≤0.7$

对于根据车辆发动机的应用制造的火花塞，申请人还确定了一种最优选的空间关系，其中：

$0.57\≤\left(\frac{d\left(\mathrm{base}\right)+d\left(\mathrm{tip}\right)}{2}\right)\÷\mathrm{ID}\left(\mathrm{shell}\right)\≤0.66$

通过将密封t(seal)包装区域的绝缘厚度调节得尽可能大，来获得另一种特别有利的关系。这就需要减小内径ID(seal)空间，为该区域提供更大的介电常数。

在图12中，壳体24的下压缩凸缘28的区域如图所示与绝缘件12的下肩部68抵接。在此，下压缩凸缘28具有内周唇缘80。该唇缘80与绝缘件12充分间隔，以便燃烧气体占据其间的空间，从而增强火花塞10的绝缘性能。更特别的是，已发现高度压缩的燃烧气体呈现出比陶瓷绝缘件12更大的介电常数。因此，通过使燃烧气体占据火花塞10的该区域，在此处接地壳体24最接近充电中心电极48，除了在火花隙54中，增加附加介电常数是非常值得的。

在此所描述的所有特征对于火花塞10都是重要且有贡献的，以便可加工该火花塞10使其具有更小的几何比例，且不会导致其机械完整性或点火性能降低。

以上所描述的如图所示的本发明解决了现有技术火花塞设计中所存在的机械和绝缘强度限制问题以及解决了新型发动机设计对于火花塞的不同需求问题。本发明火花塞减小了机械应力诱导，增加了击穿距离，并减小了电应力场以消除整个设计中的锐角转角。很明显，根据以上描述可以对本发明做各种改变和修改。因此，可以理解，除上述特定实施例外，本发明可以其他方式实施，而不限于上述说明书中所描述。

Claims (10)

1、一种用于火花点火的燃烧过程中的火花塞，该火花塞包括：

细长的陶瓷绝缘件，包括上末端、下突出端以及在该上末端和下突出端之间纵向延伸的中心通道；

所述绝缘件具有外表面，该外表面在最接近所述末端处呈现出大致圆形的大肩部，以及在最靠近所述突出端处呈现出大致圆形的小肩部，所述大肩部的直径大于所述小肩部的直径；所述外表面进一步包括圆角过渡段和经过渡长度L(transition)与该圆角过渡段隔开的倒角过渡段，该圆角过渡段和倒角过渡段均纵向设于直径完全不同的所述大肩部和所述小肩部之间；

围绕所述绝缘件至少一部分的导电壳体，该壳体包括至少一个接地电极；

设于所述中心通道中的导电中心电极，该导电中心电极具有最接近所述接地电极的、暴露在外的点火端；以及

所述圆形过渡段具有大直径D2，所述倒角过渡段具有小直径D1，其中根据下列公式建立空间关系：

$0.5\≤\frac{(D2-D1)}{L\left(\mathrm{transition}\right)}\≤3.5.$

2、根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述空间关系进一步由下列公式表示：

$0.55\≤\frac{(D2-D1)}{L\left(\mathrm{transition}\right)}\≤1.2.$

3、根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述空间关系进一步由下列公式表示：

$0.6\≤\frac{(D2-D1)}{L\left(\mathrm{transition}\right)}\≤0.8.$

4、根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述壳体包括上、下压缩凸缘，该上、下压缩凸缘分别与所述绝缘件的所述大、小肩部挤压接触，以使该绝缘件压缩于所述大、小肩部之间。

5、根据权利要求4所述的火花塞，其特征在于，所述中心电极包括头部，所述中心通道包括用于将所述头部设置于所述中心电极中的内凸部。

6、根据权利要求5所述的火花塞，其特征在于，所述内凸部纵向设置于所述小肩部和所述倒角过渡段之间。

7、根据权利要求4所述的火花塞，其特征在于，所述壳体的所述下压缩凸缘包括内周唇缘，该唇缘与所述绝缘件的所述下突出端相间隔，以便燃烧气体占据其间的空间并增强该空间的绝缘性能。

8、根据权利要求7所述的火花塞，其特征在于，所述下突出端在邻近所述小肩部处测得最大外径d(base)，在邻近所述中心电极的所述点火端处测得最小外径d(tip)。

9、根据权利要求8所述的火花塞，其特征在于，所述壳体包括围绕所述绝缘件的所述下突出端的内孔径ID(shell)，其中，根据下列公式建立空间关系：

$0.05\≤\left(\frac{d\left(\mathrm{base}\right)+d\left(\mathrm{tip}\right)}{2}\right)\÷\mathrm{ID}\left(\mathrm{shell}\right)\≤0.7.$

10、根据权利要求8所述的火花塞，其特征在于，所述壳体包括围绕所述绝缘件的所述下突出端的内孔径ID(shell)，其中，根据下列公式建立空间关系：

$0.057\≤\left(\frac{d\left(\mathrm{base}\right)+d\left(\mathrm{tip}\right)}{2}\right)\÷\mathrm{ID}\left(\mathrm{shell}\right)\≤0.66.$

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