CN101868890A - 火花塞 - Google Patents

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理查德·E·卡拉汉
爱伦·M·海维力
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Federal Mogul LLC
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    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
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Abstract

本发明公开了一种用于点燃内燃机中的空气-燃料混合物的火花塞。该火花塞包括电极端子延长针、点火电极、接地电极、套管绝缘体，以及上部绝缘体和下部绝缘体。点火电极和延长针轴向对齐并连接。接地电极靠近点火电极，以在点火电极和接地电极的第一末端之间界定出一个火花间隙。套管绝缘体围绕着延长针。上部绝缘体围绕着延长针的上部，并与套管绝缘体接触。下部绝缘体围绕着延长针的下部，并与套管绝缘体接触。

Description

火花塞
相关申请的交叉引用
无。
技术领域
本发明涉及用于点燃内燃机燃烧室中的燃气的火花塞。
背景技术
火花塞被用于各种应用，并与其他附属部分一起成形，以适应给定的环境。例如，在特殊应用中，发动机内孔的深度可能需要使用一个分离的火花塞伸长部，以将火花塞连接至火花塞线。尽管具有附属部件的设计满足其预期目的，但是还存在许多问题。例如，具有多个部件的火花塞设计需要复杂的训练，并导致后勤问题。进一步地，更复杂的设计需要改型说明。而且，这种具有多个部件的设计要求现场装配，从而降低了可靠性。
因此，需要减少在给定环境中安装火花塞所必须的部件的数量，以降低装配复杂度。而且，该新的改良设计应提供更可靠的火花塞。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于点燃内燃机中的空气-燃料混合物的火花塞。该火花塞包括点火针、点火电极、接地电极、套管、上部绝缘体、下部绝缘体和导管。点火电极和点火针轴向对齐并连接。接地电极靠近点火针，以在点火针和接地电极的第一末端之间界定出一个火花间隙。套管绝缘体围绕着点火电极。上部绝缘体围绕着点火电极的上部，并与套管绝缘体接触。下部绝缘体围绕着点火电极的下部，并与套管绝缘体接触。导管用来容纳并固定这些部件。
根据本发明的另一个方面，该火花塞包括一个与点火电极轴向对齐并接触的电极接触按钮。
根据本发明的另一个方面，该火花塞包括一个布置在金属电极接触按钮和点火电极之间的垫圈。
根据本发明的另一个方面，该火花塞的金属电极接触按钮包括与点火电极上的螺纹啮合的螺纹。
根据本发明的另一个方面，该火花塞包括一个围绕着上部绝缘体和下部绝缘体的金属导管。
根据本发明的另一个方面，该火花塞包括一个被固定在外壳末端的末端衬套(end bushing)，以将一个导电体连接至金属电极接触按钮。
根据本发明的另一个方面，上部绝缘体具有多个直径不同的部分。
根据本发明的另一个方面，下部绝缘体具有多个直径不同的部分。
根据本发明的另一个方面，上部绝缘体包括一个用来容纳套管绝缘体的第一末端的腔。
根据本发明的另一个方面，下部绝缘体包括一个用来容纳套管绝缘体的第二末端的腔。
附图说明
结合下面的详细说明和附图，本发明的这些和其他特点和优点将得以更好地理解，其中：
图1是贯穿根据本发明的实施例的火花塞的剖面图；
图2a是根据本发明的实施例的火花塞的一个内部部分的剖面图；
图2b是根据本发明的实施例的火花塞的端视图；以及
图3是根据本发明的实施例的火花塞的绝缘体的剖面图。
具体实施方式
现在参考图1，示出了根据本发明的实施例的工业火花塞10的剖面图。工业火花塞10包括一个金属导管12。容纳在金属导管12内的是一个下部组件14和一个上部组件16。下部组件14和上部组件16通过电极端子延长针20(electrode terminal extension pin，ETEP)电连接。ETEP 20被一套管绝缘体外壳22围绕。金属导管12由金属材料制成，例如不锈钢或一些类似的钢合金。外壳22由不导电的材料制成，例如硅橡胶或聚合物。
通过焊接或其他连接手段，衬套18在其第一衬套末端24处连接至金属导管12。在衬套18的另一末端26处，具有多个螺纹28。螺纹28用于将衬套18连接至火花塞线(图未示)。如常规所知，火花塞线被连接至一电源，以向火花塞提供电压。
ETEP 20包括具有多个螺纹的第一末端29和具有多个螺纹的第二末端30。ETEP 20的第一末端29被拧入接线螺柱32，而第二末端30则被拧入电极接触按钮34。接线螺柱32和电极接触按钮34一般由铝-镍合金制成。接线螺柱32和电极接触按钮34防止燃气进入并通过金属导管12。
现在参考图2a和2b，下部组件14将根据本发明的一个实施例更详细地描述。组件14是火花塞10的点火端。换句话说，一个施加的高压脉冲被传送到子组件14上。子组件14包括一个下部绝缘体50，该下部绝缘体50用于防止提供给火花塞10的高压脉冲在ETEP 20和导管12之间泄漏。下部绝缘体50典型地由氧化铝或类似材料制成。下部绝缘体50被容纳在下部外壳52之内。下部外壳52具有包括多个螺纹的第一末端54，该螺纹与发动机汽缸体(图未示)内的一个孔啮合。下部绝缘体50置于下部外壳52内，并具有一个被压在外壳52内的基座55上的下部肩部53。下部外壳52的第二末端56在绝缘体50的上部肩部58处与下部绝缘体50啮合，以锁住该绝缘体。更具体地，通过将第二末端56弯在肩部58上而得以将绝缘体50保持在下部外壳52内。外壳52上布置有一个环状凹槽57，以确定一个窄化壁部59。窄化壁部59被加热，向外壳52的末端施加压力以使壁59坍缩并向外扩展。坍缩的壁部59导致外壳52减小长度。外壳52减小的长度在下部绝缘体50上产生一个预定的压力，该压力将绝缘体牢固地保持在外壳52内。
靠近外壳52的第一末端54，布置有一个点火电极60。通过一个弹簧和抑制器(射频)64，ETEP 20被连接至点火电极60，并向其提供电压。一个接地板66围绕着点火电极60，并被焊接或以其他方式连接至外壳52的末端54。正如下文将描述的，点火电极60和接地板66之间的余隙确定了一个火花间隙。
图2b示出了点火电极60和接地板66的端视图。如图2b所示，接地板66包括多个朝点火电极60向内延伸的叉形物70(prongs)。向内延伸的各叉形物70的末端和点火电极60形成火花间隙，火花就是在该火花间隙上产生的。
现在参考图3，进一步示出了根据本发明的一个实施例的上部绝缘体组件16。上部绝缘体组件16包括一个具有第一末端92的上部绝缘体90。靠近第一末端92，有一个环状凹槽94。环状凹槽94被成形来容纳一个密封垫圈(图未示)。该密封垫圈密封着上部绝缘体90，并将它定位在导管12内。靠近上部绝缘体90的另一末端96，有一系列具有渐小直径的阶梯向下部分(stepped-down portions)。更具体地，上部绝缘体90包括一个第一直径部分98、一个第二直径部分100、一个第三直径部分102和一个第四直径部分104。部分100、102和104的内径相同，部分98的内径大于部分100、102和104的内径。进一步地，上部绝缘体90包括一个过渡区或基座106，该过渡区或基座106被成形来容纳一个对抵靠着它的基座和套管22进行密封的密封垫圈(图未示)。
装配时，上部绝缘体90被置于导管12内，并朝下部组件14移动，直到套管22接触基座106。套管22和基座106的接触防止上部绝缘体90进一步移向下部绝缘体50。然后，衬套18被置于导管12内，直到衬套18的内壁在末端96处接触绝缘体90的外壁。然后，衬套18被焊接或以其他方式机械地固定至导管12，以将上部绝缘体90固定在导管12内。
前述发明的描述符合相关法定标准，所以本说明书本质上是示范性的，而不是限制性的。对所公开的实施例而作的变更和修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且落入本发明的范围。因此，本发明的法律保护范围只能通过研究所附权利要求才能得以确定。

Claims (10)

1.一种火花塞，包括：
一电极端子延长针；
一与所述电极端子延长针轴向对齐并连接的点火电极；
靠近所述点火电极的一接地电极，以在所述点火电极和所述接地电极的第一末端之间界定出一火花间隙；
围绕着所述点火电极的一套管绝缘体；
围绕着所述电极端子延长针的上部并与所述套管绝缘体接触的一上部绝缘体；以及
围绕着所述电极端子延长针的下部并与所述套管绝缘体接触的一下部绝缘体。
2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞进一步包括一个与所述点火电极轴向对齐并接触的金属接触按钮。
3.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞进一步包括一个布置在所述金属接触按钮和所述点火电极之间的垫圈。
4.根据权利要求2所述的火花塞，其特征在于，所述金属接触按钮包括与所述点火电极上的螺纹啮合的螺纹。
5.根据权利要求2所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞进一步包括一个围绕着所述上部绝缘体和下部绝缘体的金属外壳。
6.根据权利要求5所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞进一步包括一个被固定在所述金属外壳的末端的末端衬套，以将一个导电体连接至所述金属接触按钮。
7.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述上部绝缘体具有多个直径不同的部分。
8.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述下部绝缘体具有多个直径不同的部分。
9.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述上部绝缘体包括一个用来容纳所述套管绝缘体的第一末端的腔。
10.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述下部绝缘体包括一个用来容纳所述套管绝缘体的第二末端的腔。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20101020