CN102361220A - 一种改进的火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机零部件，尤其涉及一种改进的火花塞。一种改进的火花塞，包括外壳和固定安装于外壳内的绝缘瓷芯；所述绝缘瓷芯内装有中心电极；所述中心电极的上端伸出绝缘瓷芯形成一个放电末端；所述外壳具有一个喷火腔；所述喷火腔具有一个逐渐合拢的开口；所述放电末端处于喷火腔内；所述喷火腔内设置有接近放电末端的接地电极。将中心电极和接地电极构成的放电点火装置设置于喷火腔内，喷火腔具有一个逐渐合拢的开口，这样的结构创造了一个高效的点火环境，一方面点火效率高，另一方面显著降低了电极上沉积物的沉积速度，延长了火花塞的使用寿命。

Description

一种改进的火花塞

技术领域

本发明涉及一种内燃机零部件，尤其涉及一种改进的火花塞。

背景技术

火花点火发动机通过火花塞点燃燃烧室内的空气燃料混合气体。火花塞的性能直接影响到发动机的性能，如果火花塞不能正确的点燃燃烧室内的空气燃料混合气体，燃烧室内至少会有部分的燃料不能燃烧，这将导致发动机动力的损失，燃油燃烧效率的降低以及碳氢化合物排量的增加。

火花塞工作的环境极端恶劣，在燃烧室内高温高压条件下需要点火无数次，火花塞的恶化是难免的，多表现在火花塞电极上出现沉积物，并导致电极的腐蚀。

为了减缓火花塞恶化速度，技术人员对火花塞进行了各种改进。部分改进通过提高电极制造材料的坚韧度或者增加电极的数量来克服电极的腐蚀问题。另一种改进是表面放电火花塞，这种火花塞的金属外壳是一个环形的接地电极，其中心同轴的布置一个阳性电极。这些技术每一个都包含有对传统火花塞复杂的重设计，而这会带来制造成本的明显提高。

发明内容

本发明提供了一种点火效率高并且使用寿命长的改进的火花塞。为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术手段：

一种改进的火花塞，包括外壳和固定安装于外壳内的绝缘瓷芯；所述绝缘瓷芯内装有中心电极；所述中心电极的上端伸出绝缘瓷芯形成一个放电末端；所述外壳具有一个喷火腔；所述喷火腔具有一个逐渐合拢的开口；所述放电末端处于喷火腔内；所述喷火腔内设置有接近放电末端的接地电极。

所述喷火腔内部为圆柱形腔体，开口从内至外逐渐收拢呈截头圆锥状；所述放电末端位于喷火腔的中心；

所述接地电极为圆环状；所述放电末端位于接地电极的环心；

所述接地电极同轴的固定在喷火腔的内壁上；

所述外壳为金属外壳，与接地电极一体成型；

所述圆环状的接地电极从外沿到内沿逐渐变薄，呈刀刃状；

所述接地电极的上表面呈内凹的碗状；

所述接地电极的下表面呈截头圆锥状；

所述接地电极位于喷火腔的中部，将喷火腔分隔成喷火上腔和喷火下腔两个腔室，所述绝缘瓷芯延伸进喷火下腔内；

所述外壳的上端外壁上设置有螺纹。

本发明的有益效果在于：将中心电极和接地电极构成的放电点火装置设置于喷火腔内，喷火腔具有一个逐渐合拢的开口，这样的结构创造了一个高效的点火环境，一方面点火效率高，另一方面显著降低了电极上沉积物的沉积速度，延长了火花塞的使用寿命；接地电极为圆环状，中心电极位于接地电极的环心，使得放电火花更大，混合燃气点火更充分；喷火腔被接地电极分隔成上下两个腔室，增大了混合燃气的点火空间，进一步提高了点火效率。

附图说明

图1为本发明一种改进的火花塞的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明一种改进的火花塞的优选实施方式作出详细的描述：

图1示出的是本发明一种改进的火花塞的结构示意图。跟常规火花塞一样，本改进的火花塞安装于内燃机的汽缸盖上使用。本改进的火花塞主要包括外壳1和绝缘瓷芯2。外壳1为钢质的，如图2所示，外壳1的上端为圆柱状，圆柱外壁设有螺纹14，用以将火花塞密封安装在汽缸盖上，如图3所示，外壳1的下端有一个六边形尾部15，用以适应管钳的扭转。

外壳1内部为上下贯通的空腔，空腔的上半部分为喷火腔11，下半部分密封内嵌安装绝缘瓷芯2。喷火腔11大体上呈与外壳1同心的圆柱状，喷火腔11的腰部内壁向内凸出，形成一个圆环状的壁架，也就是火花塞的接地电极12，接地电极12从圆环外沿到圆环内沿逐渐变薄，呈刀刃状，圆环的上表面呈内凹的碗状，圆环的下表面呈截头圆锥状，从而将喷火腔11分隔成相互连通的喷火上腔111和喷火下腔112两个腔室，喷火上腔111带有一个碗状的底部，喷火下腔112带有一个截头圆锥状的顶部。

喷火腔11的上端具有一个逐渐向内合拢的开口16，开口16具体呈截头圆锥状，其入口圆直径为D1，喷火腔11的圆柱直径为D2。开口16由一个圆环形的刀刃状唇缘限定出来，该唇缘部分挡住通往喷火腔11的通道，以使得开口16的入口面积S1只有喷火腔11的圆柱截面面积S2的25%[D1:D2=1：2]。

绝缘瓷芯2的上端部从下到上逐渐变细，呈锥形，内部固定安装中心电极7，中心电极7由含有铜和铬的镍合金制成，拉伸成圆柱形形状，中心电极7的上端从绝缘瓷芯2的锥形上端部延伸出去，形成一个放电末端71。

圆环状的接地电极12将喷火腔11分隔成相互连通的喷火上腔111和喷火下腔112两个腔室，绝缘瓷芯2的锥形上端部插入喷火下腔112内，如图2所示，放电末端71同心的位于接地电极12的环心，放电末端71和接地电极12相互间隔开，二者之间形成一个圆环状的放电间隙13。

绝缘瓷芯2由具有高导热率的陶瓷制成，其下半部分伸出外壳1之外，以利于散热。绝缘瓷芯2内部从上到下依次固定设置中心电极7、电阻料3和金属螺杆4，三者依次电连通。金属螺杆4的下端从绝缘瓷芯2的下端延伸出去，再配合垫圈5固定安装一个金属材质的端子6，用以以常规方式连接到汽车的点火系统。

在使用时燃油空气混合气体被压缩进喷火腔11，通过接地电极12和放电末端71之间放电的电火花点燃并燃烧。

通过对安装有本发明火花塞的汽车进行测试，如下所述，汽车性能得到了提高。在下面列表的例子中，标明了各种火花塞如下：

常用    测试汽车制造商推荐的火花塞

100%    按照附图1设计的火花塞，其入口面积S1是喷火腔11的圆柱截面面积S2的100%[D1=D2]

75%     按照附图1设计的火花塞，其入口面积S1是喷火腔11的圆柱截面面积S2的75% [D1:D2=86:100]

50%     按照附图1设计的火花塞，其入口面积S1是喷火腔11的圆柱截面面积S2的50% [D1:D2=71:100]

25%     按照附图1设计的火花塞，其入口面积S1是喷火腔11的圆柱截面面积S2的25% [D1:D2=50:100]

测试的汽车如下：

FORD    2011款福特Escape

         4缸汽油发动机

         2.5升排量

LADA    2011款Chevy Niva

         4缸汽油发动机

         1.7升排量

HEMI    2006款Dodge Ram

         8缸汽油发动机

5.7升排量

测试同时也证实汽车的排放物也有所改良。

例如：

1995款雪弗兰Cavalier，装有一个2.2升汽油发动机和常用的火花塞，用来测试汽车排放物，采用的标准是2008年安大略省的驱动清洁程序，测试结果如下：

此后将火花塞替换成100%火花塞后进行相同的测试：

从理论上可以认为本改进的火花塞的结构创造了一个有利于高效点火的环境，在相对低压缩的发动机上，该点火环境通过降低火花塞入口面积得以改善。

虽然这里只描述阐明了火花塞的两个实施方式，但是附图1示出的火花塞显然可以通过限制数值的较大值和较小值加以改进，例如，D1:D2至少可以从1:2变化到1:1。

Claims (10)

1.一种改进的火花塞，包括外壳（1）和固定安装于外壳（1）内的绝缘瓷芯（2）；所述绝缘瓷芯（2）内装有中心电极（3）；所述中心电极（3）的上端伸出绝缘瓷芯（2）形成一个放电末端（71）；其特征在于：所述外壳（1）具有一个喷火腔（11）；所述喷火腔（11）具有一个逐渐合拢的开口（16）；所述放电末端（71）处于喷火腔（11）内；所述喷火腔（11）内设置有接近放电末端（71）的接地电极（12）。

2.根据权利要求1所述的一种改进的火花塞，其特征在于：所述喷火腔（11）内部为圆柱形腔体，开口（16）从内至外逐渐收拢呈截头圆锥状；所述放电末端（71）位于喷火腔（11）的中心。

3.根据权利要求2所述的一种改进的火花塞，其特征在于：所述接地电极（12）为圆环状；所述放电末端（71）位于接地电极（12）的环心。

4.根据权利要求3所述的一种改进的火花塞，其特征在于：所述接地电极（12）同轴的固定在喷火腔（11）的内壁上。

5.根据权利要求4所述的一种改进的火花塞，其特征在于：所述外壳（1）为金属外壳，与接地电极（12）一体成型。

6.根据权利要求5所述的一种改进的火花塞，其特征在于：所述圆环状的接地电极（12）从外沿到内沿逐渐变薄，呈刀刃状。

7.根据权利要求6所述的一种改进的火花塞，其特征在于：所述接地电极（12）的上表面呈内凹的碗状。

8.根据权利要求7所述的一种改进的火花塞，其特征在于：所述接地电极（12）的下表面呈截头圆锥状。

9.根据权利要求8所述的一种改进的火花塞，其特征在于：所述接地电极（12）位于喷火腔（11）的中部，将喷火腔（11）分隔成喷火上腔（111）和喷火下腔（112）两个腔室，所述绝缘瓷芯（2）延伸进喷火下腔（112）内。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种改进的火花塞，其特征在于：所述外壳（1）的上端外壁上设置有螺纹（14）。

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