CN109638651A - 一种电阻型火花塞 - Google Patents
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Abstract
一种电阻型火花塞,主要由主体配件、绝缘体、侧电极、中心电极、阻尼电阻、弹簧和端子电极等构成。绝缘体上端部外表面自上而下至少一部分覆盖绝缘体隔热层。主体配件密封面和绝缘体密封面之间夹有弹性密封垫片。主体配件内壁粗糙化并发黑。绝缘体凹槽内涂有吸波涂层。主体配件下口与绝缘体间夹有弹性减震垫圈。中心电极外壁设置中心电极螺旋槽，中心电极上套有绝缘套筒。阻尼电阻的端帽电极是用双金属材料制作的，电阻上端帽电极与中心电极的下端对焊。阻尼电阻周围缝隙填充绝缘密封胶。端子电极上段设置有端子电极环凸，弹簧下端与端子电极上端对焊。弹簧和端子电极周围填充吸波密封胶。本发明的有益效果是使用寿命长且可以冷装配。
Description
技术领域
本发明涉及一种电点火装置，尤其是使用寿命长且可以冷装配的一种电阻型火花塞。
背景技术
在附图1中，目前普遍使用的电阻型火花塞，主要由主体配件1、绝缘体2、侧电极3、中心电极4、阻尼电阻5和端子电极6等构成；其还存在以下不足：（1）氧化铝陶瓷绝缘体2的导热系数约为31W/(m·K)而比较大，从而绝缘体2上端部表面自洁净所需要的最低温度约为500℃而比较高，进而导致发动机低速时绝缘体2上端部达不到最低的自洁净温度而容易积碳。（2）主体配件1与绝缘体2之间的密封是通过密封铜垫7而硬密封，硬密封易高压漏气。铆压的主体配件1下口部与绝缘体2之间为硬接触。所述的硬密封和硬接触加剧了发动机的震动通过主体配件1向绝缘体2的传递，进而增加了绝缘体2上端部因老化机械强度下降而断裂的可能性。（3）主体配件1安装螺纹部分内部从绝缘体2的支撑台阶1A往下的绝缘体因处于最强的电场和比较高的温度之中而易绝缘老化，进而易先被高电压击穿。（4）电镀的主体配件1内壁易反射电磁辐射，从而导致主体配件1内部电磁场的强化，进而加剧绝缘体2的老化。（5）铁的端子电极6上段粗细一致，故其对铁的主体配件1下口的磁阻比较大，进而对减少电磁辐射不利。（6）因镍包铜的中心电极比较短且外壁光滑及突变电流的趋肤效应，中心电极外表层的轴向电阻对高频电磁辐射的抑制作用很有限。另外，在发明授权公告号为CN 107248698 B的一种电阻型火花塞中，所述限流电阻的端帽电极在常温下铆压而在高温下使用，故其有可能因热胀而与电阻厚膜接触不良。
发明内容
为了克服目前公知的电阻型火花塞的上述不足，本发明提供一种电阻型火花塞，其使用寿命长且能实现冷装配。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 本发明主要由主体配件、绝缘体、侧电极、中心电极、阻尼电阻、弹簧、端子电极和绝缘套筒等构成。本发明的打火端垂直向上时，氧化铝绝缘体暴露在汽缸中的外表面自上而下至少一部分覆盖绝缘体隔热层。所述绝缘体隔热层，一般是用以氧化铝空心微珠为基体的涂料涂覆而成，或者是用氧化铝泡沫陶瓷制作而成；其导热系数最好小于5W/(m·K)。由于绝缘体隔热层的导热系数远小于氧化铝绝缘体的31W/(m·K)，从而绝缘体隔热层外表面的最低自洁净温度能降到500℃以下，也即本发明对发动机的低速运转有更好的适应能力。同时，绝缘体隔热层之下的氧化铝绝缘体的温度得到降低，从而氧化铝绝缘体的绝缘电阻得到增大老化得到延缓，也即本发明的使用寿命能得到进一步延长。
主体配件压紧螺帽位置的内壁设置有主体配件密封面，与主体配件密封面对应的绝缘体外壁设置有绝缘体密封面；主体配件密封面和绝缘体密封面之间的缝隙自下而上逐渐变大。主体配件密封面和绝缘体密封面最好都是具有一定锥度的面而利于加工，且绝缘体密封面的锥度稍大于主体配件密封面的。主体配件密封面与绝缘体密封面之间夹有被压缩的弹性密封垫片，弹性密封垫片一般是由耐高温的纤维和弹性材料复合而成的。由上述结构设置可知，弹性密封垫片在汽缸内冲击力的作用下能做到很好的自密封。另外，主体配件内壁粗糙化并发黑而利于减小电磁波的反射。
绝缘体中部外壁设置有绝缘体凹槽，绝缘体凹槽内涂覆有吸波涂层。所述吸波涂层是由含有吸波材料（能吸收电磁波的材料）的涂料涂覆而成；所述吸波材料最好是纳米氧化铁粉末，因为纳米氧化铁粉末能够几乎完全吸收电磁辐射。铆压的主体配件下口部内壁与绝缘体外壁之间夹有被压缩的弹性减震垫圈，弹性减震垫圈和前述的弹性密封垫片能比较好地减小发动机震动通过主体配件向绝缘体的传递，进而降低了一体的绝缘体和绝缘体隔热层上端部断裂的可能性。
一体的绝缘体和绝缘体隔热层上端部的小内径等于中心电极的直径，再往下至中心电极下端面的绝缘体的中内径大于中心电极的直径。中心电极上套有绝缘套筒，绝缘套筒的内径、外径和高度分别等于中心电极的直径、绝缘体的中内径和绝缘体中内径孔的高度。绝缘套筒一般是石英玻璃的，最好是由纯度大于99.99％的高纯石英玻璃的，所述高纯石英玻璃最好是透明的高纯石英玻璃。因为石英玻璃是很好的高温绝缘材料，故石英玻璃的绝缘套筒能弥补此段氧化铝绝缘体的绝缘因高温强电场而老化的不足。由于绝缘套筒所选用石英玻璃的导热系数只有约2W/(m·K)，所以中心电极应选用镍包铜的而以利向下导热。中心电极的外壁设置螺旋状的中心电极螺旋槽；从而螺旋状的中心电极外表层对高压打火的高频电磁辐射有比较好的抑制作用。绝缘体、中心电极和绝缘套筒三者之间的缝隙灌注耐高温的密封胶。
绝缘套筒下端平面以下的绝缘体的大内径不小于绝缘套筒的外径。阻尼电阻选用厚膜电阻，所述厚膜电阻最好选用玻璃釉膜电阻。阻尼电阻圆柱体的外壁至少带有一圈电阻伞裙而以防阻尼电阻的两个端帽电极间沿面放电。阻尼电阻的两个端帽电极都是用双金属材料制作的，且其内层金属的热胀冷缩系数小于外层金属的；从而可使两个电阻端帽电极高温时仍能与电阻厚膜良好接触。所述阻尼电阻，其电阻上端帽电极与中心电极的下端对焊在一起，其与绝缘体内壁之间的缝隙填充绝缘密封胶。
在端子电极与主体配件下口相同的水平位置设置端子电极环凸，也即端子电极上段的中心剖面呈“十”字形；端子电极环凸的直径稍小于绝缘体的大内径。端子电极环凸与绝缘体内壁之间的缝隙以利下述吸波密封胶的溢出。弹簧的下端套焊在端子电极的上端，弹簧的上端靠弹力而与阻尼电阻的电阻下端帽电极电连接。弹簧和端子电极的周围空间填充能固化的吸波密封胶，所述吸波密封胶含有吸波材料，所述吸波材料最好是纳米氧化铁粉末。由上述设置可知：在中心电极和端子电极之间串联了阻尼电阻和具有一定电感的弹簧，弹簧能抑制高频的电磁辐射，从而可适当减小阻尼电阻的阻值来抑制低频的电磁辐射。铁的端子电极环凸与铁的主体配件下口的磁阻比未设置端子电极环凸时小了很多，从而端子电极上端部、端子电极环凸和主体配件在串联的阻尼电阻和弹簧的周围空间形成磁阻较小的磁路。加之吸波涂层和吸波密封胶的设置以及主体配件内部粗糙化并发黑，这些因素降低了主体配件内部的电磁场强度，进而减缓了绝缘体的老化和减少了电磁辐射。
本发明的有益效果是使用寿命长且可以冷装配。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图1是目前普遍使用的电阻型火花塞的中心剖视图。
附图2是本发明实施例的中心剖视图。
附图3是图2中绝缘体和绝缘体隔热层的中心剖视图。
附图4是图2中Ⅰ部分的放大图。
附图5是图2中的中心电极上段的放大视图。
图中：1.主体配件，1A.支撑台阶，1B.压紧螺帽，2.绝缘体，2C.绝缘体凹槽，3.侧电极，4.中心电极，4A. 中心电极镍层,4B. 中心电极铜芯，4C, 中心电极螺旋槽，5.阻尼电阻，5A.电阻伞裙，5B.电阻上端帽电极，5C.电阻下端帽电极，6.端子电极，6A.端子电极环凸，7.密封铜垫，8.弹簧，9.绝缘体隔热层，10.绝缘套筒，11.弹性密封垫片，12.吸波涂层，13.绝缘密封胶，14.弹性减震垫圈，15. 吸波密封胶，A1. 主体配件密封面，A2. 绝缘体密封面。
具体实施方式
在附图2中，本发明实施例的制作可分以下四步：（一）预先制作氧化铝泡沫陶瓷的绝缘体隔热层9坯体和氧化铝绝缘体2坯体，再将绝缘体隔热层9坯体粘结在绝缘体2坯体的上端部，然后烧结一体的绝缘体2和绝缘体隔热层9。绝缘体2中部外壁的绝缘体凹槽2C内用含有尽可能多的纳米氧化铁粉末的涂料涂覆吸波涂层12。主体配件1内壁粗糙化并发黑。（二）阻尼电阻5选用玻璃釉膜电阻，阻尼电阻5外壁带有2圈电阻伞裙5A。阻尼电阻5的电阻上端帽电极5B与中心电极4的下端对焊在一起，中心电极4外壁涂覆密封胶。将绝缘套筒10套在中心电极4上，绝缘套筒10外壁再涂覆密封胶后，把一体的中心电极4、绝缘套筒10和阻尼电阻5塞入绝缘体2内孔，最后往阻尼电阻5与绝缘体2内壁之间的缝隙注入绝缘密封胶13。（三）端子电极6上设置有端子电极环凸6A。弹簧8的下端套焊在端子电极6的上端，往绝缘体2的内孔里灌入适量的吸波密封胶15，将一体的端子电极6和弹簧8插入绝缘体2内孔，再从端子电极6与绝缘体2之间的缝隙灌入适量的吸波密封胶15，最后把一体的端子电极6和弹簧8完全压入绝缘体2内孔并待吸波密封胶15完全固化。（四）将弹性密封垫片11套在绝缘体2的绝缘体密封面A1处，把绝缘体2等插入主体配件1内，后在主体配件1下口部与绝缘体2之间放入弹性减震垫圈14，最后铆压主体配件1下口部。
在附图3中，ø2A为一体的绝缘体2和绝缘体隔热层9的小内径，ø2B为绝缘体2的中内径，ø2C为绝缘体2的大内径。
在附图4中，主体配件1压紧螺帽1B位置的内壁设置锥度的主体配件密封面A1，与主体配件密封面A1对应的绝缘体2外壁设置锥度的绝缘体密封面A2，绝缘体密封面A2的锥度稍大于主体配件密封面A1的。主体配件密封面A1与绝缘体密封面A2之间夹有弹性密封垫片11。
在附图5中，中心电极4的外壁设置中心电极螺旋槽4C，中心电极螺旋槽4C把中心电极4原来的圆柱面分隔成螺旋面。中心电极螺旋槽4C的深度小于中心电极镍层4A的径向厚度。中心电极铜芯4B的导热系数大而利于降低中心电极4放电端的温度。
Claims (9)
1.一种电阻型火花塞，主要由主体配件、绝缘体、侧电极、中心电极、阻尼电阻、弹簧和端子电极等构成；主体配件压紧螺帽位置的内壁设置有主体配件密封面，与主体配件密封面对应的绝缘体外壁设置有绝缘体密封面；中心电极是镍包铜的；其特征是：
绝缘体暴露在汽缸中的外表面自上而下至少一部分覆盖绝缘体隔热层；主体配件密封面和绝缘体密封面之间的缝隙自下而上逐渐变大，主体配件密封面和绝缘体密封面之间夹有弹性密封垫片；绝缘体中部外壁设置有绝缘体凹槽，绝缘体凹槽内涂覆有吸波涂层；主体配件下口部与绝缘体之间夹有弹性减震垫圈；主体配件内壁发黑；
中心电极的外壁设置有中心电极螺旋槽；中心电极上套有绝缘套筒，绝缘套筒的内径、外径和高度分别等于中心电极的直径、绝缘体的中内径和绝缘体中内径孔的高度；阻尼电阻至少带有一圈电阻伞裙，阻尼电阻的两个电阻端帽电极都是用双金属材料制作的，两个电阻端帽电极的内层金属的热胀冷缩系数小于其外层金属的，阻尼电阻的电阻上端帽电极与中心电极的下端对焊在一起；阻尼电阻与绝缘体内壁之间的缝隙填充绝缘密封胶；弹簧的下端套焊在端子电极的上端，弹簧的上端与电阻下端帽电极电连接；端子电极与主体配件下口相同的水平位置设置有端子电极环凸，弹簧和端子电极周围空间填充吸波密封胶。
2.根据权利要求1所述的一种电阻型火花塞，其特征是：所述绝缘体隔热层是用以氧化铝空心微珠为基体的涂料涂覆而成，或者是用氧化铝泡沫陶瓷制作而成。
3.根据权利要求1所述的一种电阻型火花塞，其特征是：所述绝缘体隔热层的导热系数小于5W/(m·K)。
4.根据权利要求1所述的一种电阻型火花塞，其特征是：所述主体配件密封面和绝缘体密封面都是锥度的面，且绝缘体密封面的锥度大于主体配件密封面的。
5.根据权利要求1所述的一种电阻型火花塞，其特征是：所述吸波涂层和吸波密封胶都含有吸波材料。
6.根据权利要求1所述的一种电阻型火花塞，其特征是：所述绝缘套筒是用石英玻璃制作的。
7.根据权利要求5所述的一种电阻型火花塞，其特征是：所述吸波材料是纳米氧化铁粉末。
8.根据权利要求6所述的一种电阻型火花塞，其特征是：所述石英玻璃是纯度大于99.99％的高纯石英玻璃。
9.根据权利要求8所述的一种电阻型火花塞，其特征是：所述高纯石英玻璃是透明的高纯石英玻璃。
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