CN107317221B - 一种具有流量放大套件的火花塞 - Google Patents
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Abstract
一种具有流量放大套件的火花塞，包括：绝缘体；中心电极；壳体；接地电极，其与所述壳体连接并设置在所述中心电极附近，与所述中心电极形成点火间隙空间，点火时在所述点火间隙空间内形成火焰核；还包括流量放大套件，所述流量放大套件为中空柱体，其两端为开放端，其一端朝向所述点火间隙空间，为进气端，另一端朝向燃烧室，为出气端；所述流量放大套件的中部至出气端之间的侧壁为密封结构，不设置任何通孔。本发明的火花塞，通过使火花点燃的燃烧气流穿过流量放大套件，由于喷射的燃烧气流的流速较高，在其内部形成负压，混合气体迅速从流量放大套件的进气端或吸气孔进入，大大增加了混合气体流量，进而增大了点火能量。
Description
技术领域
本发明涉及一种火花塞，尤其涉及一种具有流量放大套件的火花塞。
背景技术
申请号为CN2015201614852的中国专利文件中公开了一种具有点火单元的火花塞，请参阅图1，其包括绝缘体02，其具有沿轴线方向延伸的轴孔；中心电极01，其插入贯穿所述绝缘体的轴孔并露出端部；壳体03，其为中空柱状，该壳体套设在所述绝缘体表面，且所述中心电极的端部位于所述壳体的内腔；其特征在于：还包括固定于壳体内部的点火单元05，所述点火单元设有一燃爆腔，其包括：主体部053，其为中空柱体，中空部分为燃爆腔；接地电极051，该接地电极设置在所述主体部靠近中心电极的一端，其上设有通孔；所述中心电极与所述通孔相对，并与所述接地电极形成点火间隙；挡板052，该挡板设置在所述主体部远离中心电极的一端，其上设置有通孔。该方案通过设置一具有接地电极和挡板的点火单元，在靠近中心电极处形成一个相对封闭的燃爆腔，由于集聚作用，中心电极和接地电极跳火时，将在此空间内瞬间形成压力产生爆炸快速释放喷射的燃烧气流，克服了现有技术中释放火种较慢的缺点。
该方案设置了一个相对封闭的空间，其目的是提高点火速度，但相对封闭的空间会带来混合气体流量减少的弊端，混合气体流量减少会降低点火能量，即该方案以提高点火速度的代价降低了点火能量，并未能解决提高混合气体流量，进而提高点火能量的问题。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种增加混合气体流量，提高点火能量的火花塞。
本发明所采用的技术方案是：
一种具有流量放大套件的火花塞，包括：
绝缘体，其具有沿轴线方向延伸的轴孔；
中心电极，其插入贯穿所述绝缘体的轴孔并露出端部；
壳体，其为中空柱状，该壳体套设在所述绝缘体表面；
接地电极，其与所述壳体连接并设置在所述中心电极附近，与所述中心电极形成点火间隙空间，点火时在所述点火间隙空间内形成火焰核；
还包括流量放大套件，所述流量放大套件为中空柱体，其两端为开放端，其一端朝向所述点火间隙空间，为进气端，另一端朝向燃烧室，为出气端；所述流量放大套件的中部至出气端之间的侧壁为密封结构，不设置任何通孔。
本发明的火花塞，通过使火花点燃的燃烧气流穿过流量放大套件，由于喷射的燃烧气流的流速较高，在其内部形成负压，混合气体迅速从流量放大套件的进气端或吸气孔进入，大大增加了混合气体流量，进而增大了点火能量。
进一步地，所述流量放大套件的中部至进气端之间的侧壁上设有吸气孔。
进一步地，还包括一点火件，所述点火件为中空柱体，其两端为开放端，分别为第一端和第二端，所述点火件固设在所述点火间隙空间附近，使点火时的火焰核位于所述点火件内、所述点火件的第一端端面处或点火件的第一端外，其第二端朝向所述流量放大套件，所述第二端位于所述流量放大套件的进气端内、进气端端面处或进气端外；所述点火件的第一端位于所述壳体内、壳体外或所述壳体端面上。
进一步地，所述点火件的第二端的端面位于所述流量放大套件的进气端至中部所之间的空间内，所述流量放大套件的侧壁上设有吸气孔，所述吸气孔位于所述点火件的第二端的端面所在的平面与所述流量放大套件的进气端端面之间的侧壁上；所述点火件的第二端的端面所在的平面与所述流量放大套件的出气端端面之间的侧壁上不设置任何通孔。
进一步地，所述流量放大套件的最小横截面积大于所述点火件的最小横截面积；所述流量放大套件为圆柱形、圆台形、双漏斗形或上述形状的结合。
进一步地，所述点火件为圆柱形、圆台形、双漏斗形或上述形状的结合；所述点火件的第一端的边缘朝周向延伸，形成凸缘；所述点火件的侧壁上设有通气孔。
进一步地，所述接地电极设置在所述点火件的第一端处，所述接地电极为设有至少一个通孔的片状结构，所述中心电极设置在所述接地电极外并与所述接地电极正对，或所述中心电极插入所述接地电极的至少一个通孔中。
进一步地，所述点火件设置在所述壳体内或壳体外，其直接固定或通过连接杆固定在所述壳体的端部上；所述流量放大套件直接固定或通过连接杆固定在所述点火件或所述壳体的端部上；所述点火件为具有中部收窄处的中空柱体，所述中心电极靠近所述中部收窄处固定，与所述中部收窄处的内壁形成点火间隙；所述中部收窄处的内壁上设有凸点，所述凸点与所述中心电极形成点火间隙。
进一步地，还包括点火挡板，所述点火挡板固定在所述流量放大套件的进气端处，所述点火挡板上设有至少一个点火孔，所述点火挡板形成所述接地电极；所述点火挡板与所述中心电极正对，或所述中心电极插入所述点火孔中，形成点火间隙。
进一步地，所述点火挡板上还设有延伸管道，所述延伸管道的一端固定在所述点火挡板的点火孔上并与其连通，其另一端朝向所述流量放大套件的内部；所述点火挡板的边缘向外延伸，形成弧形延伸部。
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为现有技术的火花塞的结构示意图；
图2为本发明实施例一的火花塞的结构示意图；
图3为本发明的圆台形、双漏斗形的点火件的结构示意图；
图4为本发明的设有凸缘的点火件的结构示意图；
图5为本发明的实施例二的火花塞的结构示意图；
图6为本发明的实施例三的火花塞的结构示意图；
图7为本发明的实施例三的设有延伸管道的点火挡板的结构示意图；
图8为本发明的实施例三的设有弧形延伸部的点火挡板的结构示意图；
图9为本发明的实施例四的火花塞的结构示意图；
图10为本发明的实施例五的火花塞的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
请参阅图2，其为本发明实施例一的火花塞的结构示意图。本实施例一的火花塞包括绝缘体、中心电极、壳体3、接地电极42、点火件4、流量放大套件5、第一连接杆61和第二连接杆62。绝缘体，其具有沿轴线方向延伸的轴孔。中心电极，其插入贯穿所述绝缘体的轴孔并露出端部。壳体3，其为中空柱状，该壳体3套设在所述绝缘体表面，且中心电极的端部露出壳体3端部外。
该点火件4为中空圆柱体，其两端为开放端，分别为第一端41和第二端43，所述点火件4通过所述第一连接杆61与壳体3端部固定连接，并套设在所述中心电极的端部上。点火件4的第一端41的端面上固设有接地电极42，接地电极42具体为一环形片，中间设有通孔，中心电极的端部设置在该通孔中，中心电极与该接地电极42形成点火间隙，点火时产生的火焰核位于该点火间隙处。在其他实施方式中，接地电极42上可设置多个通孔。点火件4的第二端43端面上固设有端面挡板44，其中间设有一通孔。在其他实施方式中，端面挡板44上也可设置多个通孔。该点火件4通过两端的接地电极42和端面挡板44，形成一个相对封闭的燃爆腔，由于集聚作用，中心电极和接地电极42跳火时，将在此空间内瞬间形成压力产生爆炸快速释放喷射的燃烧气流，图中的粗线箭头即表示快速火花点燃的燃烧气流。
流量放大套件5为中空圆柱体，其通过第二连接杆62与点火件4固定，其两端为开放端，其横截面积大于点火件4的横截面积。流量放大套件5的一端套设在所述点火件4的第二端43上，为进气端51，另一端朝向燃烧室固定，为出气端52。所述流量放大套件5的中部至出气端52的侧壁为密封结构，即不设置任何通孔，进一步地，所述点火件的第二端43的端面所在的平面(图中虚线处)与所述流量放大套件的出气端52的端面之间的侧壁上不设置任何通孔。而流量放大套件5的中部至进气端51的侧壁上设有吸气孔53。点火时，火花点燃的燃烧气流在流量放大套件5中快速穿过，流量放大套件5内部的气体处于较高流速，因此形成低压，流量放大套件5外的气流由于压差的原因，迅速从进气端51以及吸气孔53进入，如图中的细线箭头所示，能够为火花点燃的燃烧气流不断补充新混合气体，增加点火能量。由于流量放大套件5的中部至出气端52的区域为燃烧气流释放区域，该区域所对应的侧壁为密封结构，更有利于流量放大套件5内形成负压，增加流量放大套件5内外的压差。进一步地，所述吸气孔53位于所述点火件4的第二端43的端面所在的平面(图中虚线处)与所述流量放大套件5的进气端51端面之间，这种优化设置，既能防止通过吸气孔53流入的混合气体直接对火花点燃的燃烧气流造成扰乱、降低燃烧气流释放所形成的压差效果，又能增加混合气体流量。
本实施例一的火花塞，设置在点火间隙附近的点火件形成了一个相对封闭的空间，在点火时，点火件内形成瞬间形成压力产生爆炸，快速释放燃烧气流，且在点火件的第二端处套设有流量放大套件，使火花点燃的燃烧气流穿过流量放大套件，由于燃烧气流的流速较高，在其内部形成负压，混合气体迅速从流量放大套件的进气端或吸气孔进入，大大增加了混合气体流量，进而增加了燃烧气流的流量，解决了单一设置点火件时产生的燃烧气流流量不足问题，进而增大了点火能量。
在其他实施方式中，中心电极也可以设置在点火件的第一端外或第一端端面处。接地电极可以采用其他形状，如针状的贵金属，其一端固定在点火件的第一端的内壁上，另一端朝向中心电极，或接地电极用其他方式固定在中心电极附近，如通过连接杆固定。点火件的第二端也可以设置在流量放大套件的进气端外或进气端端面处，此时，点火件与流量放大套件的外壁直径可以相同，点火件和流量放大套件也可以一体制造成形。如图3所示，该点火件的形状也可以是圆台形点火件401、双漏斗形点火件402等，并采用弧面，其收窄处更有利于点火瞬间的压力的提高，当其形状不规则时，则优选流量放大套件的最小横截面积大于点火件的最小横截面积，以保证燃烧气流的释放空间。另外，点火件402的第一端的边缘也可以朝周向延伸，形成凸缘4021，如图4所示，更有利于收集火焰核附近的气流。该流量放大套件也可以是圆台形、双漏斗形等形状，也可采用弧面。接地电极也可以采用其他形状，如杆状等，其一端固定在中心电极附近。该中心电极也可以设置在壳体的内腔中，点火件则固定在壳体的端部。另外，点火件的端部也可以直接固定在壳体端部处，流量放大套件也可固定在壳体端部上。
实施例二
请参阅图5，其为本发明的实施例二的火花塞的结构示意图。本发明的实施例二与实施例一大致相同，仅有如下不同：本实施例二的火花塞没有设置点火件。流量放大套件5通过第二连接杆63固定在壳体端部处。接地电极具体为一点火挡板7，点火挡板上可设置凸点(图中未画出)，其固定在流量放大套件的进气端处，点火挡板7上设有多个点火孔71。中心电极的端部位于点火挡板7的中央位置处的点火孔外，并与该点火孔正对，形成点火间隙。位于四周的点火孔即可以用于释放燃烧气流，也可以用于往流量放大套件内部进气，本实施例中虽然未在侧壁上设置吸气孔，但四周的点火孔可以起到与实施例一的吸气孔类似的作用。
在本实施例二中，与实施例一同理，火花点燃的燃烧气流穿过流量放大套件，由于燃烧气流的流速较高，在其内部形成负压，混合气体迅速从流量放大套件的进气端或吸气孔进入，大大增加了混合气体流量，进而增大了点火能量。
实施例三
请参阅图6，其为本发明的实施例三的火花塞的结构示意图。本实施例三与实施例二基本相同，仅有如下不同：点火挡板704(以及流量放大套件)通过第二连接杆624与壳体端部连接。该点火挡板704上设有延伸管道72，其一端固定在点火孔714上并与其连通，另一端朝向流量放大套件的内部，具体如图7所示，更有利于燃烧气流的集中释放。在延伸管道72朝向流量放大套件内部的一端的端面所在的平面(图中虚线处)与流量放大套件的进气端51端面之间的侧壁上，设有吸气孔532，其作用与实施例一中的吸气孔作用相同。另外，点火挡板703的边缘向外延伸，具体设置为弧形延伸部73，具体如图8所示，使火焰核(图中黑点)至于该弧形延伸部73内，有利于对燃烧气流的收集。在其他实施方式中，弧形延伸部也可以不将火焰核包裹在内，相对远离中心电极设置。
实施例四
请参阅图9，其为本发明的实施例四的火花塞的结构示意图。本实施例四的火花塞与实施例一基本相同，仅有如下不同：点火件的侧壁上设有通气孔45，点火件的第一端通过第三连接杆63固定在壳体303的内壁上，点火件的第二端露出壳体303的端部。流量放大套件503的进气端通过第二连接杆623与壳体303的端部连接，使混合气体可从壳体端部与流量放大套件503的进气端之间的空间进入。
实施例五
请参阅图10，其为本发明的实施例五的火花塞的结构示意图。本实施例五的火花塞与实施例一基本相同，仅有如下不同：该点火件405的第一端直接与壳体305的端部封闭连接。点火件405的侧壁上设有通气孔455。点火件405的形状为具有收窄处的中空柱体，该收窄处位于点火件中部(点火件中部指点火件两端之间的部分)，形成中部收窄处，中心电极的端部靠近该中部收窄处46固定，中部收窄处46的内壁形成接地电极，内壁与中心电极间的距离为点火间隙。该中部收窄处46的内壁上可进一步设置凸点(图中未画出)，所述凸点与所述中心电极形成点火间隙。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有流量放大套件的火花塞，包括：
绝缘体，其具有沿轴线方向延伸的轴孔；
中心电极，其插入贯穿所述绝缘体的轴孔并露出端部；
壳体，其为中空柱状，该壳体套设在所述绝缘体表面；
接地电极，其与所述壳体连接并设置在所述中心电极附近，与所述中心电极形成点火间隙空间，点火时在所述点火间隙空间内形成火焰核；
其特征在于：还包括流量放大套件，设置在所述壳体外部，所述流量放大套件为中空柱体，其两端为开放端，其一端朝向所述点火间隙空间，为进气端，另一端朝向燃烧室，为出气端；所述流量放大套件的进气端通过至少两连接杆与所述壳体的端部连接，使所述火花塞外部与所述流量放大套件内部之间形成一气流通道；所述流量放大套件的中部至出气端之间的侧壁为密封结构，不设置任何通孔。
2.根据权利要求1所述的具有流量放大套件的火花塞，其特征在于：所述流量放大套件的中部至进气端之间的侧壁上设有吸气孔。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的具有流量放大套件的火花塞，其特征在于：还包括一点火件，所述点火件为中空柱体，其两端为开放端，分别为第一端和第二端，所述点火件固设在所述点火间隙空间附近，使点火时的火焰核位于所述点火件内、所述点火件的第一端端面处或点火件的第一端外，其第二端朝向所述流量放大套件，所述第二端位于所述流量放大套件的进气端内、进气端端面处或进气端外；所述点火件的第一端位于所述壳体内、壳体外或所述壳体端面上。
4.根据权利要求3所述的具有流量放大套件的火花塞，其特征在于：所述点火件的第二端的端面位于所述流量放大套件的进气端至中部之间的空间内；所述流量放大套件的侧壁上设有吸气孔，所述吸气孔位于所述点火件的第二端的端面所在的平面与所述流量放大套件的进气端端面之间的侧壁上；所述点火件的第二端的端面所在的平面与所述流量放大套件的出气端端面之间的侧壁上不设置任何通孔。
5.根据权利要求3所述的具有流量放大套件的火花塞，其特征在于：所述流量放大套件的最小横截面积大于所述点火件的最小横截面积；所述流量放大套件为圆柱形、圆台形、双漏斗形或上述形状的结合。
6.根据权利要求3所述的具有流量放大套件的火花塞，其特征在于：所述点火件为圆柱形、圆台形、双漏斗形或上述形状的结合；所述点火件的第一端的边缘朝周向延伸，形成凸缘；所述点火件的侧壁上设有通气孔。
7.根据权利要求3所述的具有流量放大套件的火花塞，其特征在于：所述接地电极设置在所述点火件的第一端处，所述接地电极为设有至少一个通孔的片状结构，所述中心电极设置在所述接地电极外并与所述接地电极正对，或所述中心电极插入所述接地电极的至少一个通孔中。
8.根据权利要求3所述的具有流量放大套件的火花塞，其特征在于：所述点火件设置在所述壳体内或壳体外，其直接固定或通过连接杆固定在所述壳体的端部上；所述流量放大套件直接固定或通过连接杆固定在所述点火件或所述壳体的端部上；所述点火件为具有中部收窄处的中空柱体，所述点火件的侧壁上设有通气孔；所述中心电极靠近所述中部收窄处固定，与所述中部收窄处的内壁形成点火间隙；所述中部收窄处的内壁上设有凸点，所述凸点与所述中心电极形成点火间隙。
9.根据权利要求1或2中任一项所述的具有流量放大套件的火花塞，其特征在于：还包括点火挡板，所述点火挡板固定在所述流量放大套件的进气端处，所述点火挡板上设有至少一个点火孔，所述点火挡板形成所述接地电极；所述点火挡板与所述中心电极正对，或所述中心电极插入所述点火孔中，形成点火间隙。
10.根据权利要求9所述的具有流量放大套件的火花塞，其特征在于：所述点火挡板上还设有延伸管道，所述延伸管道的一端固定在所述点火挡板的点火孔上并与其连通，其另一端朝向所述流量放大套件的内部；所述点火挡板的边缘向外延伸，形成弧形延伸部。
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