CN104364513B - 火花塞延伸部 - Google Patents

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Abstract

以下的发明涉及一种用于包括点火线圈的点火系统的点火线圈组件，其中所述组件具有主轴线并且被构造成插入到与内燃机相关联的凹部中且/或从所述凹部中拆卸，其中所述组件包括柔性材料制成的细长的延伸本体，所述延伸本体包括上端部分和下端部分，其中所述延伸本体被构造成相对于所述主轴线可横向弯曲，使得所述上端部分和下端部分相对于彼此可采取一角度(α)。

Description

火花塞延伸部
技术领域
本发明涉及一种用于火花点燃式内燃机的点火线圈组件，该内燃机包括点火线圈，在此所述组件具有主轴线，并且被构造成插入到火花塞凹部内。
背景技术
内燃机包括用于触发驱动发动机活塞的燃烧的火花塞并且需要火花点燃压缩的燃料。传统上，点火线圈将电池的低压转变成在火花塞中产生电火花以点燃燃料所需的高压。对于所有火花塞来说，共同的是它们布置成配装在汽缸盖上的凹部内，该凹部刺穿燃烧室的侧壁，使得点火终端与燃烧气缸的内部相接触。点火线圈直接安装在每个火花塞之上的直接点燃系统已知是优越的，这是因为它们消除了火花塞引线的需要并减少了漏电流，并且它使得点火定时控制更容易。这种系统在EP0987435中公开。这些直接点火系统通常被构成为整体组件，该整体组件包括火花塞以及点火线圈，由此火花塞通过互连延伸本体连接到线圈。延伸本体的尺寸(长度)又取决于马达的尺寸。火花点燃式发动机有时设计成在发动机缸盖和内部燃烧气缸之间具有较远的距离(通常至少150mm，有时500mm那么大)，使得为了点火终端到达气缸，需要较大的火花塞构造。(在一些情况下，这是因为火花点燃式发动机源自于改造的柴油机。由于柴油机没有火花塞，因此，火花塞没有被设计成提供服务，并因此发动机通常未被改进来促进容易接近任何火花塞。尽管如此，将柴油机改进成火花点燃式发动机呈现出快速增长的领域，部分是由于不断提高的环境意识以及改造柴油机的能力导致将已经使用的车辆(例如，重型卡车、城市公交车等)改造成例如可燃气兼容的可能性。
US5357233公开了一种用于内燃机的点火设备，用于通过可弯曲的延伸装置从点火线圈向火花塞提供峰值高电压的电流，该可弯曲的延伸装置包括从点火线圈延伸的第一部分、适于连接到火花塞的第二部分以及将第一元件连接到第二元件上使得第一元件相对于第二元件可弹性移动的弹性元件。
但是，在发动机罩下方的可用空间非常有限，甚至非常狭窄，并且空间的缺乏会导致在从马达拆卸点火线圈组件且/或将点火线圈组件引入到马达中时非常困难。这个问题导致了延伸部的高成本设计(例如，将其分成几个零件)的需求。
发明内容
本发明的目的是解决或至少最大程度简化上面提及的问题，提供一种将点火线圈组件从发动机汽缸盖拆卸/将点火线圈组件引入到发动机汽缸盖的容易并且快速的方式。这是通过如所附的权利要求1中所述的点火线圈组件来实现的，其中，所述组件包括细长且柔性的延伸本体，该延伸本体包括上端部分和下端部分，且其中，所述延伸本体布置成相对于主轴线可横向弯曲，使得所述延伸本体的上端部和下端部可以相对于彼此采取0至360°之间的角度。
在一个实施方式中，延伸本体将火花塞接收端部和点火线圈彼此互连。得益于延伸本体关于主轴线可横向弯曲，所述组件的火花塞接收端部和点火线圈可以被构造成相对于彼此采取一角度。
在本发明的优选方面中，延伸本体由柔性材料，如橡胶制成。要理解的是，术语“柔性的”应解释为能够弯曲而不断裂。
得益于本发明，提供了一种组件，该组件非常容易操纵并且可以被构造成配合具有各种尺寸凹部的各种发动机类型。得益于延伸本体，所述组件能够在长度上适应特定的凹部，并且由于延伸本体的柔性特性，点火线圈组件甚至能够被设计成配合深的凹部(即，需要长的延伸本体)，而在拆卸/引入组件时，不会由于发动机舱内侧的有限空间而陷入实施困难。在非常长的组件的情况下，这通常将在狭窄的发动机舱内出现问题，根据本发明的组件本体可以简单地弯曲(例如，在组件的拆卸过程中)，并由此能够适应在车辆的发动机罩之下的凹部周围可用的空间。此外，这有利于提供紧凑的发动机舱。
根据本发明的另一方面，所述点火线圈在所述延伸本体的上端部分处可拆卸地布置在第一连接部分中。
根据本发明的再另一方面，所述火花塞可拆卸地布置在可拆卸的火花塞护套内，该火花塞护套可拆卸地安装在延伸本体的下端部处。优选地，所述火花塞护套由柔性且耐热材料制成，该材料如硅橡胶，该火花塞护套被布置成紧密围绕火花塞，以提供隔离层并且防止高电压电流泄漏。在优选的实施方式中，火花塞护套被布置成配合在适配器单元(火花塞护套适配器)中，该适配器单元又在延伸本体的下端部分处附连到第二连接部分上。适配器单元由耐热且绝缘的材料制成，如陶瓷或高压塑料，由此在火花塞和组件的第二最下部连接部分之间实现有效绝缘体。得益于这个方面，实现了如下益处：组件的柔软和热敏感部件(如延伸本体经常由柔韧材料，如橡胶制成)得以保护免受火花塞的热量并因此防止被损坏。否则，过热的橡胶部件会导致组件破裂，这会导致在组件的拆卸或部件更换过程中的困难，且/或导致电流泄漏。优选地是，火花塞护套易于从火花塞适配器上拆卸，并同时，相对于其直径尺寸确定为允许火花塞扳手触及火花塞。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的组件的透视图，其中以虚线示出了弯曲构型；
图2是根据图1中的线II的组件的横截面图；
图3a是引入到汽缸盖的凹部内的组件的透视图；
图3b是引入到汽缸盖的凹部内的组件的横截面图；
图4是根据图2中的圈起来的IV的特写图；
图5是根据本发明的一个实施方式的组件的分解图；
图6是根据本发明的一个实施方式的组件的另一分解图。
具体实施方式
下面，参照附图更详细描述本发明。下面的描述应被认为仅作为优选的形式，而非在限制意义上的决定性的。
在图1至6中，点火线圈组件大致标示为1。在图1中，示出根据本发明的组件1的实施方式的透视图，而图2示出根据图1的线II的组件的横截面。组件1的主要部件包括火花塞接收端部10、点火线圈3和细长的延伸本体6。组件1被构造成插入与内燃机相关联的汽缸盖9的凹部90(见图3a-3b)中。火花塞接收端部10和线圈3借助于细长的延伸本体6彼此连接，该延伸本体6包括：内部大致圆柱形通孔60，例如柔性导体装置形式的互连元件通过该通孔60布置，该互连元件如一个或若干电缆64或者连接弹簧，其电连接插入到火花塞接收端部10内的火花塞2；和所述线圈3。能够使用任何可购得的点火电缆。在电缆64的每个端部处，优选地布置接头，该接头用于保持上部22和下部24接触弹簧。根据本发明，在一个实施方式中，提供了在电缆64和线圈3之间的上部接触弹簧22以及在电缆64和定位在火花塞接收端部10处的火花塞2之间的下部接触弹簧24。所述接触弹簧22、24保护点火线圈3和火花塞2之间的电连接。要理解的是接触弹簧22、24和电缆64可以由连接火花塞和线圈的一个延伸的接触弹簧来替代。进一步理解的是互连元件64是适当类型的柔性互连导体，其不局限于电缆或弹簧。
在优选的实施方式中，组件1为大致圆柱形并具有主轴线A，并且所述细长的延伸本体6被布置成相对于主轴线A可横向弯曲，使得火花塞接收端部10和点火线圈3可以被构造成相对彼此采取一角度α。图1中借助于虚线示出处于弯曲构型的组件1，在该位置，延伸本体6已弯曲，使得其上端部62和其下端部65相对于彼此已经采取一角度α。理论上，所述角度α可以在0至360°之间，但是更有可能的是它处于90°至180°之间。弯曲是借助于柔性、弹性材料制成的所述延伸本体6来实现的，这允许例如弯曲组件1而不使之断裂。一种用于所述延伸本体的适当材料可以是橡胶。
包括芯部31和线圈32的点火线圈3可拆卸地布置在位于延伸本体6的上端部62处的第一连接部分63内，并有利地定位在点火线圈壳体30内侧。点火线圈壳体30被布置成借助于耦接套筒34附连到第一连接部分63上，该耦接套筒34为螺纹的，或以任何其他适当的方式分别附连到延伸本体6和线圈壳体30的外部，以连接和保持两个部件。从而，在一个实施方式中，所述点火线圈壳体30设置有外螺纹，该外螺纹匹配耦接套筒34的内螺纹。
组件1被示出设置有图3a至3b中的火花塞2，其中，所述火花塞2可释放地插入到组件1的火花塞接收端部10内。火花塞2可拆卸地布置在火花塞护套23之内，该火花塞护套23可拆卸地安装到在延伸本体6的下端部65处的第二连接部分66。在一个实施方式中，所述火花塞护套23定位在适配器单元20(也称为“火花塞壳体”或“护套适配器”)内，该适配器单元20又附连到细长的延伸本体6的第二连接部分66上。所述护套适配器由耐热并优选地在高温和高湿条件下都为电绝缘体的材料制成。适当的材料的示例可以包括陶瓷或热塑性塑料，如聚苯硫醚(PPS)。火花塞护套23优选地与组件1可拆卸，优选地借助于卡扣机构，并由此在需要时容易更换。根据一个实施方式，火花塞护套23借助于卡扣机构附连到护套适配器20上，使得火花塞护套23能够从适配器20上拆卸，而无论火花塞是否已经粘到其上：随着时间，硅酮橡胶会与火花塞的硅陶瓷粘结，将护套和火花塞熔接到一起，使得火花塞被粘住。
要理解的是本发明也涉及点火线圈3直接定位在火花塞附近的实施方式，并且所述细长的延伸本体6连接到点火线圈，以形成组件1的延伸部，以促进点火线圈组件容易地从马达上拆卸且/或将点火线圈组件引入到马达中。
优选地是，所述火花塞护套23的直径小于火花塞扳手的直径，使得在火花塞粘住的情况下它仍可以去除/更换火花塞。从而，例如，可以利用传统的火花塞扳手去除火花塞2。在一个实施方式中，火花塞护套23布置成与火花塞一起被拆下并丢弃。优选地是，火花塞护套23尺寸确定成既容易从适配器单元20上拆卸，且允许扳手正确触及火花塞2。优选地是，所述火花塞护套23由柔性耐热且绝缘的材料制成，如硅酮橡胶，由此在火花塞2和延伸本体6的第二连接部分66之间实现有效绝缘体。火花塞护套23尺寸确定成紧密围绕火花塞，由此产生有效的隔离层并且防止高电压电流泄漏。得益于火花塞护套23，也实现了如下优点，即：由于火花塞护套23产生了保护层，该保护层使得火花塞护套23容易拆下，因此防止火花塞2被粘到适配器单元20。
现在描述根据一个方面的组件1的功能。如图1至6所示，提供了根据本发明的直接点燃组件1，且火花塞2配合在组件1的下端部65处的火花塞护套23中。火花塞2的配合到位导致经由所述互连元件64(例如，电缆和/或弹簧)与设置在火花塞2之上的线圈3电连接。组件1被引入到汽缸盖9的凹部90中，使得火花塞终端与燃烧室的内部相接触。这个操作借助于弹性和柔性的所述延伸本体6得以明显改善，这是因为在包括火花塞终端2的下端部分65被带到正确位置以用于进入凹部90的过程中，该延伸本体6允许组件1弯曲。作为一个示例，如果特定车辆的发动机罩之下可用的空间非常狭窄，并且同时凹部90较长，将传统的刚性点火线圈组件引入将是非常麻烦的。但是，根据本发明的组件1将允许容易和快速的引入，即使在凹部90较深并且组装本体相应地是细长的情况下。延伸本体6的弯曲允许首先引入火花塞端部10，同时在线圈3的位置处的上端部62可以被迫使相对于主轴线A并相对于火花塞接收端部10的对齐位置采取一角度α。根据本发明的组件1由此能够被引入到凹部90中，而不会遇到发动机罩阻挡点火线圈组件进入凹部的问题：如果发动机罩挡路，则延伸本体6简单地弯曲，使得引入操作可以进行。
一旦整个组件本体1处于凹部90内侧的位置处，在组件1的最上端部处的线圈壳体4被布置成将组件固定到气缸盖9上，使得凹部90和燃烧室适当密封。线圈壳体4借助于紧固装置40，如螺钉或任何其他传统/适当的替代装置附连到气缸盖9上。线圈壳体4包括连接器主体5，用于电连接线圈3的初级终端。
在图3a中，可以看到在组件1的上端部分处的线圈壳体4的示例，该组件1已经插入并固定到汽缸盖9的凹部90中。如在此看到的，线圈壳体4布置有横向突出元件41，称为安装凸耳，该安装凸耳提供了紧固结构，紧固装置40通过该安装凸耳将密封件4固定到汽缸盖9上。紧固可以由多种方式如通过螺钉或借助于铆钉耦接而实现。安装凸耳41优选地布置在抓持表面42的附近，以便于将组件1从凹部90中拆除，如现在将描述的。根据本发明的一个方面，汽缸盖9的火花塞凹部90的孔口包括提升凸轮91，该提升凸轮91布置成与密封件4的安装凸耳41协作，以有助于将组件1从凹部90中拆除。在将组件1从凹部90中拆除时，紧固装置40(如果存在的话)被首先拆下，此后，密封件4在抓持表面42的位置处被抓持，并且密封件4转动，使得安装凸耳41被促使向上滑动并且滑动到提升凸轮91上。由此，在旋转运动的同时，整个组件1在离开凹部90的方向上被提升。使得可以简单且有效地将组件1从凹部90拆除。
本发明并非被认为受到上述实施方式的限制，而是可以在所附权利要求的范围内变化。例如，延伸本体的柔性材料可以是橡胶之外的材料，并且进一步地，取决于凹部90的深度，延伸本体可以在长度上变化。
如本领域技术人员将轻易理解到的，很多其他变型都是有可能的。

Claims (9)

1.一种用于包括点火线圈(3)的点火系统的点火线圈组件，其中所述组件(1)具有主轴线(A)并且被构造成可插入与内燃机相关联的凹部(90)且/或可从所述凹部(90)移除，且所述组件(1)包括柔性材料制成的细长的延伸本体(6)，所述延伸本体(6)包括上端部分(62)和下端部分(65)，其中延伸本体(6)被布置成相对于主轴线(A)可横向弯曲，使得所述上端部分(62)和下端部分(65)可以相对于彼此采取一角度(α)，其特征在于，火花塞(2)可拆卸地布置在火花塞护套(23)中，所述火花塞护套可拆卸地安装到所述延伸本体(6)的下端部分(65)处的第二连接部分(66)上，其中，所述火花塞护套(23)具有直径，该直径被布置成允许使用火花塞扳手。
2.如权利要求1所述的组件，其中，所述细长的延伸本体(6)将火花塞接收端部(10)和点火线圈(3)彼此互连，并且布置成相对于所述主轴线(A)可横向弯曲，使得所述火花塞接收端部(10)和点火线圈(3)可以被构造成相对于彼此采取一角度。
3.如权利要求1或2所述的组件，其中，所述点火线圈(3)可拆卸地布置在所述延伸本体(6)的上端部分(62)处的第一连接部分(63)之内。
4.如权利要求1所述的组件，其中，所述延伸本体(6)由橡胶制成。
5.如权利要求1或2所述的组件，其中，所述延伸本体(6)具有在100至500mm之间的长度。
6.如权利要求1或2所述的组件，其中，所述延伸本体(6)具有至少150mm的长度。
7.如权利要求1或2所述的组件，其中，所述火花塞护套(23)可拆卸地布置在护套适配器(20)中，所述护套适配器(20)附连在所述延伸本体(6)的下端部分(65)处。
8.如权利要求1或2所述的组件，包括线圈壳体(4)，所述线圈壳体(4)布置有用于将定位在凹部(90)内侧的组件(1)连接到相应的汽缸盖(9)上的装置(40、41)，所述线圈壳体(4)还包括横向突出的安装凸耳(41)，该安装凸耳(41)布置成与汽缸盖(9)上的垂直突出的提升结构相协作，以促进将组件(1)从所述凹部(90)中容易地拆除。
9.用于将点火线圈组件(1)安装到汽缸盖(9)的凹部(90)中的方法，该方法包括如下步骤：
-在借助于相对于主轴线(A)横向弯曲延伸本体(6)而使得所述组件(1)适应在汽缸盖周围可用的空间，使得火花塞部分(65)和点火线圈(3)被构造成相对于彼此采取一角度的同时，将所述组件(1)引入所述凹部(90)之内；以及
-将所述组件(1)经线圈壳体(4)紧固到所述汽缸盖(9)上，火花塞(2)可拆卸地布置在火花塞护套(23)中，所述火花塞护套可拆卸地安装到所述延伸本体(6)的下端部分(65)处的第二连接部分(66)上，其中，所述火花塞护套(23)具有直径，该直径被布置成允许使用火花塞扳手。
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