CN106785925A - 一种火花塞及内燃机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种火花塞及内燃机，涉及内燃机技术领域，可同时满足不同燃料内燃机对火花塞间隙的需求，提高火花塞的适用性。其中，火花塞包括：绝缘体及金属壳体，设置于绝缘体外壁与金属壳体内壁之间的至少一个伸缩机构；每个伸缩机构包括固定于绝缘体外壁上的第一凸起，固定于金属壳体内壁上的第二凸起，设置于第一凸起与第二凸起之间的伸缩件，伸缩件的一端固定连接于第一凸起朝向第二凸起的侧面，伸缩件的另一端固定连接于第二凸起朝向第一凸起的侧面，伸缩件能够沿绝缘体的轴向伸缩，带动绝缘体与金属壳体沿绝缘体的轴向发生相对移动。上述火花塞用于同时满足不同燃料内燃机对火花塞间隙的需求。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种火花塞及内燃机。
背景技术
火花塞是内燃机中的一个重要元件，其包括有绝缘体，绝缘体外套设有金属壳体，绝缘体的中央孔腔的下部设有中心电极，金属壳体的下端设有侧电极，中心电极与侧电极间的最小间隙距离叫做火花塞间隙。火花塞用于使高压导线送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞的中心电极与侧电极间的空气，产生电火花，以此引燃内燃机气缸内的混合气体。
火花塞间隙的大小，决定了中心电极与侧电极之间打火时所产生的电火花的温度。火花塞间隙小时，容易产生电火花，但产生的电火花温度不高。选用间隙较小的火花塞有利于内燃机的启动点火、内燃机响应速度的增快以及低转速扭矩的增大，但弊端是容易积碳，当内燃机高转速时会因电火花温度不足而断火。火花塞间隙大时，产生的电火花温度高。选用间隙较大的火花塞有利于高转速下混合气的充分燃烧、高转速下内燃机的油门响应速度的增快以及持续加速能力的增强，但弊端是需要更强的电压来产生电火花，这就必然加重了点火线圈的负荷，导致点火线圈过早损坏。
近年来，汽油天然气两用内燃机以及汽油甲醇两用内燃机的应用明显增多。当内燃机燃用天然气时，为保证可靠点火，就需要令火花塞的间隙较小；当内燃机燃用汽油时，为减小积碳，则需要令火花塞的间隙较大。但是，由于现有火花塞的火花塞间隙固定，因此一种火花塞并不能同时满足上述不同的需求，造成火花塞的适用性较低。
发明内容
本发明提供了一种火花塞及内燃机，可同时满足不同燃料内燃机对火花塞间隙的需求，提高了火花塞的适用性。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供了一种火花塞，包括绝缘体及套设在所述绝缘体外部的金属壳体，所述火花塞还包括设置于所述绝缘体外壁与所述金属壳体内壁之间的至少一个伸缩机构，每个所述伸缩机构包括：固定安装于所述绝缘体外壁上的第一凸起；固定安装于所述金属壳体内壁上的第二凸起，所述第一凸起与所述第二凸起相对且二者之间相隔一定的距离；设置于所述第一凸起与所述第二凸起之间的伸缩件，所述伸缩件的一端固定连接于所述第一凸起朝向所述第二凸起的侧面，所述伸缩件的另一端固定连接于所述第二凸起朝向所述第一凸起的侧面，所述伸缩件能够沿所述绝缘体的轴向伸缩，带动所述绝缘体与所述金属壳体沿所述绝缘体的轴向发生相对移动。
利用本发明所提供的火花塞，通过伸缩机构中的伸缩件，可带动绝缘体与金属壳体沿绝缘体的轴向发生相对移动。由于绝缘体的中央孔腔的下部设有中心电极，金属壳体的下端设有侧电极，因而，绝缘体与金属壳体相对位置的移动会带动中心电极与侧电极发生相对移动，即改变了火花塞间隙。这样一来，一种火花塞可应用于燃用不同燃料的内燃机中，提高了火花塞的适用性。
本发明的第二方面提供了一种内燃机，所述内燃机包括如本发明的第一方面所述的火花塞。
本发明所提供的内燃机与本发明的第一方面所提供的火花塞的有益效果相同，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一所提供的火花塞的结构示意图。
附图标记说明：
1-绝缘体； 2-金属壳体；
3-伸缩机构； 31-第一凸起；
32-第二凸起； 33-伸缩件；
4-中心电极； 5-侧电极；
6-接线杆； 7-密封剂。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
需要说明的是，以下实施例结合的附图中所示出的伸缩机构的具体数量仅仅为示意说明，并不构成对其实际数量的限定。
实施例一
如图1所示，本实施例提供了一种火花塞，包括绝缘体1及套设在绝缘体1外部的金属壳体2。绝缘体1需具有良好的绝缘性、导热性以及较高的机械强度，能够耐受高温热冲击和化学腐蚀。金属壳体2下端部具有螺纹结构，用于将火花塞旋拧固定在内燃机的燃烧室内。
火花塞还包括设置于绝缘体1外壁与金属壳体2内壁之间的至少一个伸缩机构3。
其中，每个伸缩机构3包括第一凸起31、第二凸起32以及伸缩件33。
第一凸起31固定安装于绝缘体1的外壁上，第二凸起32固定安装于金属壳体2的内壁上，第一凸起31与第二凸起32相对且二者之间相隔一定的距离。
伸缩件33设置于第一凸起31与第二凸起32之间，伸缩件33的一端固定连接于第一凸起31朝向第二凸起32的侧面，伸缩件33的另一端固定连接于第二凸起32朝向第一凸起31的侧面，伸缩件33能够沿绝缘体1的轴向伸缩，带动绝缘体1与金属壳体2沿绝缘体1的轴向发生相对移动。
利用本实施例所提供的火花塞，通过伸缩机构3中的伸缩件33，可带动绝缘体1与金属壳体2沿绝缘体1的轴向发生相对移动。由于绝缘体1的中央孔腔的下部设有中心电极4，金属壳体2的下端设有侧电极5，因而，绝缘体1与金属壳体2相对位置的移动会带动中心电极4与侧电极5发生相对移动，即改变了火花塞间隙。这样一来，一种火花塞可应用于采用不同燃料的内燃机中，提高了火花塞的适用性。
并且，采用本实施例所提供的火花塞，还可以在内燃机运行时根据发动机的转速，对火花塞间隙进行自动调节，来满足不同转速下内燃机对火花塞间隙的要求，提高发动机的综合性能，例如提高内燃机的启动性能、增大内燃机低速运行时的扭矩、确保内燃机运行的高可靠性。
此外，由于火花塞的间隙可通过伸缩机构3中的伸缩件33自动调节，因此，也就无需人工对火花塞进行调节和更换，进而避免了人工操作过程中对火花塞中的陶瓷电阻体的损伤。
需要说明的是，随着内燃机的运行时间的增长，火花塞的电极会逐步烧损，火花塞的间隙总是在不停的变大，当火花塞间隙过大时会出现发动机启动困难、低速扭矩小、内燃机抖动、点火线圈寿命缩短等现象。采用本实施例所提供的火花塞，可在火花塞电极烧损导致火花塞电极之间的间隙过大时，自动缩短火花塞间隙，为内燃机提供一个合适的火花塞间隙，使火花塞能够继续使用，延长了火花塞的使用寿命。
可选的，伸缩机构3中的第一凸起31可以为固定安装在绝缘体1外壁上的独立结构，也可以与绝缘体1为一体结构。同样的，第二凸起32可以为固定安装在金属壳体2内壁上的独立结构，也可以与金属壳体2为一体结构。
优选的，第一凸起31位于绝缘体的中间部分，第二凸起32位于金属壳体的顶部。
根据驱动方式不同，伸缩机构3中伸缩件33具体可包括不同的结构。
当通过施加电场的方式对伸缩件33进行驱动时，伸缩件33可包括若干压电陶瓷片。压电陶瓷片在压电效应的作用下进行伸缩，进而带动绝缘体1与金属壳体2沿绝缘体1的轴向发生相对移动。
当通过电力的方式对伸缩件33进行驱动时，伸缩件33可包括电机和电驱动装置，电机用于向电驱动装置提供驱动力，电驱动装置用于在驱动力的驱动下进行伸缩，进而带动绝缘体1与金属壳体2沿绝缘体1的轴向发生相对移动。
当通过液压的方式对伸缩件33进行驱动时，伸缩件33可包括液压组件，液压组件用于在油液压力的作用下进行伸缩，进而带动绝缘体1与金属壳体2沿绝缘体1的轴向发生相对移动。
火花塞中的伸缩机构3可包括一个或多个。
当火花塞中包括一个伸缩机构3时，伸缩机构3可环绕绝缘体1。具体的，伸缩机构3中的第一凸起31可为固定于绝缘体1外壁的环状结构，第二凸起32可为固定于金属壳体2内壁的环状结构，伸缩件33连接于第一凸起31与第二凸起32之间。
当火花塞中包括多个伸缩机构3时，伸缩机构3可沿绝缘体1周向均匀分布。具体的，各伸缩机构3中的第一凸起31可为固定于绝缘体1外壁的块状结构，第二凸起32可为固定于金属壳体2内壁的块状结构，伸缩件33连接于第一凸起31与第二凸起32之间。
此外，火花塞还包括与伸缩件33相连的控制器，控制器用于根据对火花塞间隙的需求，控制伸缩件33伸长或缩短。
火花塞具体还包括设置于绝缘体1中央孔腔中的接线杆6以及用于连接接线杆6和中央电极4的密封剂7。
接线杆6用于与外部高压导线高可靠性的连接，密封剂7用于保证接线杆6和中央电极4之间的密封性，密封剂7既要能够导电，同时也要能承受混合气燃烧的高压。
实施例二
本实施例提供了一种内燃机，该内燃机中包括如实施例一所述的火花塞。
由于本实施例所提供的内燃机包含有上述的火花塞，因此，该内燃机在燃用不同燃料时以及运行在不同的转速时，都能够保证对应有合适的火花塞间隙，保证内燃机在安全的状态下运行，并能够提高内燃机运行时的综合性能。此外，由于该内燃机可避免由火花塞间隙不合适所导致的不安全运行，因此降低了内燃机的损伤，进而可减少内燃机的保养次数，降低人工保养成本。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种火花塞，包括绝缘体及套设在所述绝缘体外部的金属壳体，其特征在于，所述火花塞还包括设置于所述绝缘体的外壁与所述金属壳体的内壁之间的至少一个伸缩机构，每个所述伸缩机构包括：
固定安装于所述绝缘体的外壁上的第一凸起；
固定安装于所述金属壳体的内壁上的第二凸起，所述第一凸起与所述第二凸起相对且二者之间相隔一定的距离；
设置于所述第一凸起与所述第二凸起之间的伸缩件，所述伸缩件的一端固定连接于所述第一凸起朝向所述第二凸起的侧面，所述伸缩件的另一端固定连接于所述第二凸起朝向所述第一凸起的侧面，所述伸缩件能够沿所述绝缘体的轴向伸缩，带动所述绝缘体与所述金属壳体沿所述绝缘体的轴向发生相对移动。
2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述第一凸起与所述绝缘体为一体结构。
3.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述第二凸起与所述金属壳体为一体结构。
4.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述伸缩件包括若干压电陶瓷片。
5.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述伸缩件包括电机和电驱动装置，所述电机用于向所述电驱动装置提供驱动力，所述电驱动装置用于在所述驱动力的驱动下进行伸缩。
6.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述伸缩件包括液压组件，所述液晶组件用于在油液压力的作用下进行伸缩。
7.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述伸缩机构的数量为一个，环绕所述绝缘体。
8.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述伸缩机构的数量为多个，沿所述绝缘体的周向均匀布置。
9.根据权利要求1～8任一项所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞还包括与所述伸缩件相连的控制器，所述控制器用于根据对火花塞间隙的需求，控制所述伸缩件伸长或缩短。
10.一种内燃机，其特征在于，所述内燃机包括如权利要求1～9任一项所述的火花塞。
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