CN106654862B - 一种变压型环状喷射式火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械零部件领域，尤其是一种变压型环状喷射式火花塞。它包括一金属壳体，在金属壳体上部的空腔内固定插装一瓷芯，一中心电极的下端伸至瓷芯空腔内，在上部的瓷芯空腔内固连一变压电阻件，在变压电阻件顶部固连一中间电极，在瓷芯空腔内设有一绝缘体，在瓷芯的空腔内固连一下部电阻，在瓷芯空腔内密封固连一导电玻璃，一导电螺杆插装在导电玻璃内，导电螺杆的底部穿出瓷芯，在导电螺杆外侧壁上螺纹连接一导电螺母，在瓷芯外侧的金属壳体顶部设有一侧电极组。它结构简单，设计合理，操作简单，采用特有的多火焰核起燃，有效的消除了“消焰作用”；点火起燃时火花能量大，更有效地满足人们的需求，解决了现有技术中存在的问题。

Description

一种变压型环状喷射式火花塞

技术领域：

本发明涉及机械零部件领域，尤其是一种变压型环状喷射式火花塞。

背景技术：

火花塞是汽车或燃气车系统中将高压电流引入气缸产生电火花以点燃可燃混合气体的部件，是将进入发动机燃烧的汽油和空气混合气体加以点燃的装置,工作于高温、高压的恶劣条件下，是汽油或燃气车发动机的易损件之一。它在发动机的运转中有着重要作用，其性能的好坏不仅决定着汽车、燃气车是否省油、省气，也决定着车辆的运转是否平稳。因此如何保证火花塞的使用效果与使用寿命，在维护整个车辆的过程中是不可缺少的一个环节。但是现有的火花塞在使用的过程中存在诸多问题，目前的火花塞在点火部位通常采用的是在中心电极外侧上方设置一侧电极用于进行点火引燃，但是这种单一的火焰核结构设计，在一些气温寒冷的情况下或者是高寒高压等较为恶劣的环境中，进行点火启动的过程中通常会导致其点火成功率较低，点火困难；这种中心电极与侧电极的结构设计因其考虑到启动电压等因素的影响，传统的火花塞在进行制造时必须考虑电极间的间隙对火花塞的工作的影响。电极间隙过小，则会导致火花塞火花微弱；电极间隙过大时所需击穿电压增高，结合火花塞单一火焰核结构的特点又会导致发动机不易启动，导致其电极间隙不能过大；而火焰核单一，电极间隙小的结构特点在火花塞引燃发动机缸体内的可燃物体进行燃烧的过程中又会导致其火花长度短、火花强度小；火花塞的侧电极向中心电极上方突出较多，不仅遮挡了中心电极而且同时也吸走了较多的热量，从而会抑制火焰核的增大，导致“消焰作用”明显，最终使火花能量小、瞬间燃烧不充分。这样不仅会大量的浪费发动机内的燃料、影响发动机动力，而且未经过完全燃烧的燃料和气体经车辆排出后又会造成尾气超标，碳氢化合物等气体含量高，严重污染车内外环境；另外，当电极间隙较小时，火花塞在工作的过程中其中心电极与侧电极之间易受积碳、积油、积铅、氧化烧损等影响。最终会导致火花塞在使用一段时间后间隙尺寸和跳火性能发生变化，使用过程中工况不稳定，冷车启动时不易打火、打火成功率不断降低、失火率逐渐增高，最终导致其无法正常点火，显然现有的火花塞无法更有效地满足人们的需求。

发明内容：

本发明提供了一种变压型环状喷射式火花塞，它结构简单，设计合理，操作简单，采用特有的多火焰核起燃，有效的消除了“消焰作用”；点火起燃时火花能量大；电极间隙相对加大，火花塞打火时可以使发动机内的燃料瞬间燃烧快且充分，在同等燃油的情况下可大幅度的增强发动机动力输出功率，同时可以起到节油节气的作用，动力充足后可使车辆百公里时速加速平均用时减少、可将车辆时速平均提升，同等油量的情况下汽车行驶里程增多；另外，燃料燃烧充分后再经车辆排气系统排除后，有效的改善了尾气质量；明显改善发动机综合性能，更有效地满足了人们的需求，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种变压型环状喷射式火花塞，包括一竖直中空设置金属壳体，在金属壳体上部的空腔内固定插装一外侧壁与金属壳体的空腔内侧壁相抵接且顶部高出金属壳体顶部的、底部穿出金属壳体、且中空设置的瓷芯，一与瓷芯同轴设置的中心电极的上端穿出瓷芯空腔顶部、下端伸至瓷芯空腔内，在上部的瓷芯空腔内固连一内端与中心电极外侧壁抵接固连、外端与瓷芯空腔侧壁相抵接的变压电阻件，在变压电阻件顶部固连一外侧壁与瓷芯空腔侧壁相抵接的中间电极，在中间电极与中心电极之间的瓷芯空腔内设有一绝缘体，绝缘体的底部固定粘附在变压电阻件顶部，并且绝缘体的内侧侧壁与中心电极外侧壁相抵接固连、绝缘体的外侧侧壁与中间电极内侧壁相抵接固连，所述绝缘体的顶部低于瓷芯空腔的顶部，在变压电阻件底部的瓷芯的空腔内固连一上部固定包覆在中心电极下部外侧、且顶部与变压电阻件底部相固连的下部电阻，在下部电阻底部的瓷芯空腔内密封固连一底部与瓷芯底部相平齐的导电玻璃，一竖直设置的导电螺杆的顶部固定插装在导电玻璃底部的凹腔内，导电螺杆的底部固定穿出瓷芯底部，在瓷芯底部的导电螺杆外侧壁上螺纹连接一底部与导电螺杆底部相平齐的导电螺母，在瓷芯外侧的金属壳体顶部设有一侧电极组，所述中心电极的外侧壁与变压电阻件的内端相固连，所述中间电极的底端与变压电阻件的外端顶部相固连。

所述中间电极包括若干个沿瓷芯轴线圆周均匀且竖直设置的、底部固连在变压电阻件外端顶部的呈栅环分布的中间电极杆。

所述变压电阻件包括若干个对应设置在各中间电极杆下方且各自内端与中心电极外侧壁抵接固连、各自外端与瓷芯空腔侧壁相抵接的变压电阻，所述各变压电阻的外端顶部分别与其对应位置上的中间电极杆的底部相固连，各变压电阻的内端分别与中心电极的外侧壁相固连。

所述侧电极组包括若干个固连在瓷芯外侧的金属壳体顶部且绕金属壳体圆周分布的侧电极。

所述各侧电极分别沿金属壳体的竖直向轴线均匀间隔且呈圆周分布。

所述侧电极的上端向金属壳体的中心靠拢。

所述侧电极的顶部低于中间电极的顶部。

所述侧电极数量与中间电极杆数量相同，各中间电极杆与其相对应的侧电极的连线均经过中心电极的竖直向的轴线。

本发明所具有的有益效果是，结构简单，设计合理，操作简单，通过设置的多个中间电极杆与多侧电极的结构设计，采用特有的多火焰核起燃，有效的消除了“消焰作用”；点火起燃时火花能量大；多火焰核启动可适当的使电极间隙进行相对加大，火花塞打火时可以使发动机内的燃料瞬间燃烧快且充分，在同等燃油的情况下可大幅度的增强发动机动力输出功率，同时可以起到节油节气的作用，动力充足后可使车辆百公里时速加速平均用时减少、可将车辆时速平均提升，同等油量的情况下汽车行驶里程增多；另外，燃料燃烧充分后再经车辆排气系统排除后，有效的改善了尾气质量；明显改善发动机综合性能，更有效地满足人们的需求。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明局部内部结构示意图。。

图中，1、金属壳体；2、瓷芯；3、中心电极；4、绝缘体；5、下部电阻；6、导电玻璃；7、导电螺杆；8、导电螺母；9、中间电极杆；10、变压电阻；11、侧电极。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

如图1-2中所示，一种变压型环状喷射式火花塞，包括一竖直中空设置金属壳体1，在金属壳体1上部的空腔内固定插装一外侧壁与金属壳体1的空腔内侧壁相抵接且顶部高出金属壳体1顶部的、底部穿出金属壳体1、且中空设置的瓷芯2，一与瓷芯2同轴设置的中心电极3的上端穿出瓷芯2空腔顶部、下端伸至瓷芯2空腔内，在上部的瓷芯2空腔内固连一内端与中心电极3外侧壁抵接固连、外端与瓷芯2空腔侧壁相抵接的变压电阻件，在变压电阻件顶部固连一外侧壁与瓷芯2空腔侧壁相抵接的中间电极，在中间电极与中心电极3之间的瓷芯2空腔内设有一绝缘体4，绝缘体4的底部固定粘附在变压电阻件10顶部，并且绝缘体4的内侧侧壁与中心电极3外侧壁相抵接固连、绝缘体4的外侧侧壁与中间电极内侧壁相抵接固连，所述绝缘体4的顶部低于瓷芯2空腔的顶部，在变压电阻件底部的瓷芯2的空腔内固连一上部固定包覆在中心电极3下部外侧、且顶部与变压电阻件底部相固连的下部电阻5，在下部电阻5底部的瓷芯2空腔内密封固连一底部与瓷芯2底部相平齐的导电玻璃6，一竖直设置的导电螺杆7的顶部固定插装在导电玻璃6底部的凹腔内，导电螺杆7的底部固定穿出瓷芯2底部，在瓷芯2底部的导电螺杆7外侧壁上螺纹连接一底部与导电螺杆7底部相平齐的导电螺母8，在瓷芯2外侧的金属壳体1顶部设有一侧电极组，所述中心电极3的外侧壁与变压电阻件的内端相固连，所述中间电极的底端与变压电阻件的外端顶部相固连。

所述中间电极包括若干个沿瓷芯2轴线圆周均匀且竖直设置的、底部固连在变压电阻件外端顶部的呈栅环分布的中间电极杆9。

所述变压电阻件包括若干个对应设置在各中间电极杆9下方且各自内端与中心电极3外侧壁抵接固连、各自外端与瓷芯2空腔侧壁相抵接的变压电阻10，所述各变压电阻10的外端顶部分别与其对应位置上的中间电极杆9的底部相固连，各变压电阻10的内端分别与中心电极3的外侧壁相固连。

设置多个中间电极杆9之后，各中间电极杆9通过变压电阻10与中心电极3相连，当车辆上的供电设备对本装置进行供电时，电压会从本装置的导电螺母8流经导电螺杆7、导电玻璃6、下部电阻5后再在经中心电极3与各变压电阻10接触的部位后使电压会下降并得到一个该接触点处的电压值V1,因本装置中所使用的各中间电极杆9、中心电极3所采用的材质相同且其本身电阻值相对于各变压电阻10的阻值而言相对很小，因此此时中心电极3顶部的电压可以近似看作V1；当与各变压电阻10接触的部位的中心电极3继续经四周的各个变压电阻10后会得到一个新的电压值V2，此处V2＜V1，可以近似认为各中间电极杆9上的电压均为V2，此时各中间电极杆9与中心电极3之间就形成了电压差。在此处各变压电阻10的阻值可以相同也可以不同，当各变压电阻10的阻值不同时其对应的中间电极杆9余中心电极3的电压差也不相同，且各中间电极杆之间也会形成电压差，在后期也会形成火焰核，从而可以增加火焰核的数量，在后期打火时点火成功率更高。

所述侧电极组包括若干个固连在瓷芯2外侧的金属壳体1顶部且绕金属壳体1圆周分布的侧电极11。

各侧电极11通过金属壳体1与外部可以接触，并与地面接触后相当于本身做接地处理，因此电压可以看作近似为零，此时侧电极11与各中间电极杆9之间形成近似为V2的电压差。

所述各侧电极11分别沿金属壳体1的竖直向轴线均匀间隔且呈圆周分布。

增加侧电极11的数量可以增加后期打火过程中可形成火焰的火焰核的数量。

所述侧电极11的上端向金属壳体1的中心靠拢。

侧电极11与金属壳体1之间有靠拢趋势可以增加瞬间放电时点火成功率。

所述侧电极11的顶部低于中间电极的顶部。

在缸内燃料燃烧时可以有效的防止侧电极11与中间电极杆9之间的间隙形成积碳、积油、积铅等问题。

所述侧电极11数量与中间电极杆9数量相同，各中间电极杆9与其相对应的侧电极11的连线均经过中心电极3的竖直向的轴线。

各中间电极杆9、侧电极11与中心电极3的竖直向的轴线共线的一对中间电极杆9与侧电极11在瞬间放电时概率更大。

使用时，将本装置通过导电螺母8与发动机上的部件连接后会与外部部件并与电源启动设备连接。当接通电源进行点火启动时，因本装置中的中心电极3与各中间电极杆9、各中间电极杆9与其对应的侧电极11以及各相邻的中间电极杆9之间都会存在电压差。在点火启动的瞬间当两者之间存在电压差时会形成瞬间电火花，电火花出现的大小以及出现的个数会直接影响其与缸内燃料的接触后打火成功率。本装置设置多个中间电极杆9，在打火时电流会选择最短、阻碍最小的路线流动，因此中心电极3可能会与各中间电极杆9中的任何一个进行点火形成火焰核，组合的方式和数量相对较多，因此可以增加点火成功的概率。本装置设置多个中间电极杆9与各侧电极11之间也存在电压差，当进行点火启动时各中间电极杆9与各侧电极11之间都有形成火焰核、出现火花的可能性，因此也可以增加点火成功的概率。各相邻的中间电极杆9之间也会形成火焰核，进而增加点火成功率。当在进行一次启动的情况下，电流会自动选择最容易打火的位置进行打火，而且当中心电极3与其中一个中间电极杆9完成点火的前提下，其它各中间电极杆9与各侧电极11之间也会形成多个点火位置，这样形成的火焰核的个数相对成倍增加，当多个位置均打火成功后会充分对燃料进行引燃，最终会使燃料进行充分的燃烧，本装置独特的多火焰核设计在进行打火启动时能够保证点火成功率，大幅度降低启动时的失火率。通过本火花塞引燃后，可以使内部燃料进行充分的燃烧，从而不仅可以可以减少各电极之间积碳、积油、积铅形成的概率、延长装置的使用寿命；而且可以有效的保证排出气体的质量、降低污染。

本装置结构简单，设计合理，操作简单，通过设置的多个中间电极杆9与多侧电极11的结构设计，采用特有的多火焰核起燃，有效的消除了“消焰作用”；点火起燃时火花能量大；多火焰核启动可适当的使电极间隙进行相对加大，火花塞打火时可以使发动机内的燃料瞬间燃烧快且充分，在同等燃油的情况下可大幅度的增强发动机动力输出功率，同时可以起到节油节气的作用，燃烧充分、动力充足可使车辆百公里时速加速平均用时减少、可将车辆经济平均提升，同等油量的情况下汽车行驶里程增多；另外，燃料燃烧充分后再经车辆排气系统排除后，有效的改善了尾气质量；减少汽车怠速时的振动性，明显改善发动机综合性能。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种变压型环状喷射式火花塞，其特征在于：包括一竖直中空设置金属壳体，在金属壳体上部的空腔内固定插装一外侧壁与金属壳体的空腔内侧壁相抵接且顶部高出金属壳体顶部的、底部穿出金属壳体、且中空设置的瓷芯，一与瓷芯同轴设置的中心电极的上端穿出瓷芯空腔顶部、下端伸至瓷芯空腔内，在上部的瓷芯空腔内固连一内端与中心电极外侧壁抵接固连、外端与瓷芯空腔侧壁相抵接的变压电阻件，在变压电阻件顶部固连一外侧壁与瓷芯空腔侧壁相抵接的中间电极，在中间电极与中心电极之间的瓷芯空腔内设有一绝缘体，绝缘体的底部固定粘附在变压电阻件顶部，并且绝缘体的内侧侧壁与中心电极外侧壁相抵接固连、绝缘体的外侧侧壁与中间电极内侧壁相抵接固连，所述绝缘体的顶部低于瓷芯空腔的顶部，在变压电阻件底部的瓷芯的空腔内固连一上部固定包覆在中心电极下部外侧、且顶部与变压电阻件底部相固连的下部电阻，在下部电阻底部的瓷芯空腔内密封固连一底部与瓷芯底部相平齐的导电玻璃，一竖直设置的导电螺杆的顶部固定插装在导电玻璃底部的凹腔内，导电螺杆的底部固定穿出瓷芯底部，在瓷芯底部的导电螺杆外侧壁上螺纹连接一底部与导电螺杆底部相平齐的导电螺母，在瓷芯外侧的金属壳体顶部设有一侧电极组，所述中心电极的外侧壁与变压电阻件的内端相固连，所述中间电极的底端与变压电阻件的外端顶部相固连；

所述中间电极包括若干个沿瓷芯轴线圆周均匀且竖直设置的、底部固连在变压电阻件外端顶部的呈栅环分布的中间电极杆；

所述变压电阻件包括若干个对应设置在各中间电极杆下方且各自内端与中心电极外侧壁抵接固连、各自外端与瓷芯空腔侧壁相抵接的变压电阻，所述各变压电阻的外端顶部分别与其对应位置上的中间电极杆的底部相固连，各变压电阻的内端分别与中心电极的外侧壁相固连；各变压电阻的阻值均不相同。

2.根据权利要求1所述的一种变压型环状喷射式火花塞，其特征在于：所述侧电极组包括若干个固连在瓷芯外侧的金属壳体顶部且绕金属壳体圆周分布的侧电极。

3.根据权利要求2所述的一种变压型环状喷射式火花塞，其特征在于：所述各侧电极分别沿金属壳体的竖直向轴线均匀间隔且呈圆周分布。

4.根据权利要求3所述的一种变压型环状喷射式火花塞，其特征在于：所述侧电极的上端向金属壳体的中心靠拢。

5.根据权利要求4所述的一种变压型环状喷射式火花塞，其特征在于：所述侧电极的顶部低于中间电极的顶部。

6.根据权利要求5所述的一种变压型环状喷射式火花塞，其特征在于：所述侧电极数量与中间电极杆数量相同，各中间电极杆与其相对应的侧电极的连线均经过中心电极的竖直向的轴线。