CN106549303B - 一种火花塞 - Google Patents
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Abstract
一种火花塞，包括绝缘体、中心电极、壳体、导流插件和接地电极。所述绝缘体有沿轴线方向延伸的轴孔；所述中心电极插入贯穿所述绝缘体的轴孔并露出端部；所述壳体为中空柱状，壳体套设在所述绝缘体的表面；所述导流插件固定设置在壳体内，其前端与中心电极正对，其后端位于壳体的开口端，其中心具有贯穿其前后端面的喷火孔，喷火孔前端的孔径大于后端的孔径，所述导流插件的前端通过至少两个连接杆与壳体内壁连接，所述相邻连接杆之间镂空；所述接地电极设置在喷火孔前端部，与中心电极的端部之间形成具有火花放电间隙的点火端部。本发明避免了中心电极出现沉积物及被腐蚀，导流插件能够提高火花塞的点火效率，提高了内燃机的燃烧效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种内燃机的点火领域，尤其涉及一种火花塞。
背景技术
内燃机是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入气缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力，是将热能转化为机械能的一种热机。火花塞是安装到内燃机上，用于燃烧室内的混合气体的点火装置。
请参阅图1，其是现有技术中火花塞的结构示意图。该火花塞包括一中心电极132、绝缘体134、壳体13和接地电极138。该绝缘体134为陶瓷绝缘体，具有沿轴线方向延伸的轴孔，该中心电极132插入贯穿该绝缘体134的轴孔。该壳体13设置在该绝缘体134的外周。该接地电极138与该壳体13的端部连接，并弯曲延伸与中心电极132相对，与中心电极132之间形成火花放电的间隙。该中心电极132与接地电极138之间通过脉冲电力的作用产生电弧，进而产生电火花点燃电极周围的混合气体，达到自动点火的目的。
由于火花塞的工作环境极端恶劣，该中心电极132和接地电极138在燃烧室内高温高压条件下需要点火无数次，而该电极上会出现沉积物并导致其腐蚀，导致火花塞的情况恶化。为了减缓火花塞的恶化速度，技术人员对火花塞进行了各种改进。如通过提高电极材料的抗腐蚀性能或增加电极数量来克服电极的腐蚀问题。但是，提高电极材料的抗腐蚀性能需要提出新的电极材料，在采用现有电极材料的情况下无法改变电极的腐蚀问题；对于同时设置多个电极，由于该多个电极同样曝露在燃烧室中，将会同时受到侵蚀，并不能从根本上解决电极的抗腐蚀问题。
又或者将中心电极和接地电极设置在壳体的空腔内。请参阅图2，其是现有技术中另一火花塞的结构示意图。该火花塞包括外壳和固定安装于外壳内的绝缘瓷芯；该绝缘瓷芯内装有中心电极21；该中心电极的上端伸出绝缘瓷芯形成一个放电末端211；该外壳具有一个喷火腔11，该放电末端211处于喷火腔内；该喷火腔11内设置有接近放电末端的接地电极23。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11内，先点燃喷火腔11内的混合燃气，再利用喷火腔11喷出的火焰点燃内燃机燃烧室的混合气体，创造了一个高效的点火环境，并降低电极上沉积物的沉积速度。但是，对于将中心电极和接地电极设置在壳体的空腔内，会使两电极产生的火花进入燃烧室的路程增加，进而使燃烧室的混合气体的点燃时间产生延迟，由于内燃机运转的压缩冲程和膨胀冲程的时间为固定时间，则混合气体的燃烧时间缩短，在一定程度上降低了内燃机的燃烧效率，不利于节能环保。且该接地电极23和中心电极的放电末端211之间的点火间隙25极其重要，必须在一定距离以内以利于其放电，但该点火间隙25过小并不利于在进气冲程时混合气体进入该放电间隙，一定程度上也降低了火花塞的点火效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种点火效率高且抗腐蚀的火花塞。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种火花塞，包括绝缘体、中心电极、壳体、导流插件、接地电极。所述绝缘体具有沿轴线方向延伸的轴孔；所述中心电极插入贯穿所述绝缘体的轴孔并露出端部；所述壳体为中空柱状，所述壳体套设在所述绝缘体的表面；所述导流插件为圆台结构，其固定设置在所述壳体内，其前端与中心电极正对，其后端位于壳体的开口端，其中心具有贯穿其前后端面的喷火孔，且喷火孔前端的孔径大于后端的孔径，所述导流插件与所述壳体之间形成环形导流通道，所述导流插件的前端通过至少两个连接杆与所述壳体内壁连接，所述相邻连接杆之间镂空；所述接地电极设置在所述喷火孔前端部，与中心电极的端部之间形成具有火花放电间隙的点火端部。
相对于现有技术，本发明提供的火花塞将中心电极和接地电极设置在壳体的点火腔内，使其具有抗腐蚀性能，并且避免了部分燃料残留在火花塞壳体外部形成炭黑渍，更充分的利用燃料，提高了燃料的利用率。进一步，所述导流插件的结构能够在进气冲程迅速地将燃气引进至点火端部，提高内燃机的燃烧效率。
进一步，所述导流插件后端与所述壳体不相连。
或者，所述导流插件后端与所述壳体端口内壁通过至少两个连接单元固接，相邻两连接单元之间镂空。
或者所述导流插件后端与所述壳体内壁之间设置有一挡板，所述挡板一端与所述壳体内壁端口相连，另一端与所述导流插件后端相连，所述挡板上设置有至少一个通孔。所述壳体内部被导流插件分割为多个连通的空间，有助于燃气的循环流通以及燃料气体快速到达点火端部，提高点火效率。
进一步，所述导流插件后端延伸突出于所述壳体的开口端。在点火阶段，燃气能够快速通过突出于壳体的喷火孔的端口进入点火端部，并且在火花释放阶段，能够准确通过该喷火孔的端口进入内燃机的缸体。
进一步，所述接地电极为圆环或者多边形，所述接地电极连接于所述导流插件前端喷火孔的内壁。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是现有技术中的一种火花塞的结构示意图。
图2是现有技术中另一种火花塞的结构示意图。
图3是本发明的火花塞结构示意图。
图4是图3所示的导流插件与接地电极的结构示意图。
图5是本发明的另一种变形火花塞的结构示意图。
图6是本发明的第二种变形火花塞的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图3，其是本发明的火花塞的结构示意图。该火花塞300包括绝缘体310、中心电极320、壳体340、导流插件360和接地电极380。所述绝缘体310为陶瓷绝缘体，其具有沿轴线方向延伸的轴孔。所述中心电极320插入贯穿所述绝缘体310的轴孔并露出端部322。所述壳体340为中空结构，并套设在所述绝缘体310的表面。
请同时参阅图4，其是图3所示火花塞300的导流插件360和接地电极380的结构示意图。所述导流插件360为中空圆台结构，其中轴上设置有贯穿其前后端面的喷火孔362，所述导流插件360的喷火孔362的前端362a的孔径大于所述喷火孔362的后端362b的孔径。所述导流插件360的前端位于壳体340内部，后端位于壳体340的开口端或延伸突出于壳体340的开口端；所述导流插件360前端通过至少两个连接杆(图未示)与所述壳体340内壁连接并固定设置在壳体340内，所述相邻连接杆之间镂空。所述导流插件360的前端正对中心电极320端部322，所述中心电极320的端部322设置于所述导流插件360的喷火孔362的上方或者延伸至所述导流插件360的喷火孔362内。在所述导流插件360的外侧与壳体内壁之间形成一个环形导流通道A。所述导流通道A通过在导流插件360前端与壳体340之间的间隙与喷火孔362连通，以保证燃气可以在环形导流通道A和喷火孔362之间循环流动。
所述接地电极380设置在所述导流插件360喷火孔的前端部，所述接地电极为圆环或者多边形。在本实施例中，所述接地电极380为圆环，并通过连杆382连接于所述导流插件360前端喷火孔的内壁，所述接地电极380与所述中心电极320的端部322之间形成具有火花放电的间隙的点火端部。
作为对本实施例的进一步改进，请参阅图5和图6，在所述导流插件360的后端与壳体340内壁之间设置挡板368，所述挡板368一端连接于所述壳体340端口内壁，并与所述壳体340内壁垂直或形成一定角度，所述挡板上设置至少一个通孔368a。或者在所述导流插件360的后端与壳体340内壁之间设置至少两个连接单元，所述连接单元一端与所述壳体340端口内壁连接，另一端连接于所述导流插件360外壁，并与所述壳体340内壁垂直或形成一定角度，用于连接导流插件360与壳体340。
在内燃机的进气冲程时，燃料和空气形成的混合气体同时充满燃烧室的缸体，由于缸体内的压强远大于火花塞点火端部的压强，混合气体通过所述导流插件360的喷火孔362及导流通道A被迅速推进至火花塞并充满点火端部周围。
而在火花塞的脉冲点火时，所述火花塞的喷火孔362内的点火端部周围充满了混合气体，所述中心电极320和所述接地电极380之间放电引燃电极周围的混合气体，此时喷火孔362内的气体被引燃并迅速膨胀，火花塞内压力迅速增大，进而推动火花向缸体方向释放。进一步，由于导流插件360与壳体340之间形成的环形导流通道A在进气冲程时储存了大量混合气体，并且导流通道A与喷火孔362相连，在火花塞300的点火端部点火瞬间，该导流通道A内大量的混合气体同时瞬间被引燃，可形成更大的迅速膨胀的气流，推动火花迅速向内燃机缸体释放。
在脉冲点火的火花释放时，点火端部的压强迅速减小，此时，导流通道A作为回流通道，加速缸体内混合气体的回流。在点火时缸体内燃料迅速大量聚集在点火端部，又能在释放火花时使点燃的气体火花迅速到达缸体，实现了气体在火花塞腔体内以及缸体内的加速回流，从而提高了内燃机的燃烧效率。
相对于现有技术，本发明的火花塞300的中心电极320前端设置有导流插件360，避免在中心电极320上出现沉积物并导致其腐蚀的情况，提高了其使用寿命。其次，在传统的工艺中，需要在壳体内焊接设置多个挡片以形成导流槽和喷火孔，工艺复杂不易实现。而本发明的导流插件360与壳体340采用分别加工在套合固定的加工方法，容易实现。进一步，该导流插件360的喷火孔362的前端362a的孔径大于所述喷火孔362的后端362b的孔径，使得点火时的燃料及喷火时的火花在通过后端362b时的流速增大，从而更高效的将火花引导至内燃机的缸体内。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。
Claims (5)
1.一种火花塞，其特征在于：包括绝缘体、中心电极、壳体、导流插件和接地电极；所述绝缘体具有沿轴线方向延伸的轴孔；所述中心电极插入贯穿所述绝缘体的轴孔并露出端部；所述壳体为中空柱状，所述壳体套设在所述绝缘体的表面；所述导流插件为圆台结构，其固定设置在所述壳体内，其前端与中心电极正对，其后端位于壳体的开口端，其中心具有贯穿其前后端面的喷火孔，且喷火孔前端的孔径大于后端的孔径，所述导流插件与所述壳体之间形成环形导流通道，所述导流插件的前端通过至少两个连接杆与所述壳体内壁连接，相邻的两个连接杆之间镂空，所述导流插件后端延伸突出于所述壳体的开口端；所述接地电极设置在所述喷火孔前端部，与中心电极的端部之间形成具有火花放电间隙的点火端部。
2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于：所述导流插件后端与所述壳体不相连。
3.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于：所述导流插件后端与所述壳体端口内壁通过至少两个连接单元固接，相邻两连接单元之间镂空。
4.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于：所述导流插件后端与所述壳体内壁之间设置有一挡板，所述挡板一端与所述壳体内壁端口相连，另一端与所述导流插件后端相连，所述挡板上设置有至少一个通孔。
5.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于：所述接地电极为圆环或者多边形，所述接地电极连接于所述导流插件前端喷火孔的内壁。
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