CN114846708B - 火花塞 - Google Patents

Abstract

火花塞具备将中心电极和接地电极的端部从前端侧覆盖的帽部。在包含轴线的剖面中，在将主体配件的阳螺纹的螺距设为X(mm)，将阳螺纹中的完全螺纹部的后端的螺纹牙的顶与主体配件直接或经由其他构件而接触的绝缘体的接触部的后端之间的轴线方向上的距离设为A(mm)，将接触部的后端与绝缘体的前端之间的轴线方向上的距离设为B(mm)，将接触部的后端与主体配件的座面之间的轴线方向上的距离设为C(mm)时，满足0<A<4X、B≤15且C≤3.6。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及在发动机的燃烧室设置副室的火花塞。

背景技术

已知有在发动机的燃烧室设置副室的火花塞(例如专利文献1)。在这种火花塞中，可燃混合气通过创造副室的帽部的贯通孔而从燃烧室向副室流入。火花塞对到达了火花间隙的可燃混合气进行点火，通过因可燃混合气的燃烧而产生的膨胀压力，将包含火焰的气流从贯通孔向燃烧室喷射。通过该火焰的喷流而燃烧室内的可燃混合气燃烧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-144648号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述以往的技术中，可能会在副室中发生提前点火。

本发明为了解决该问题点而完成，其目的在于提供能够抑制在副室中发生的提前点火的火花塞。

用于解决课题的手段

为了达成该目的，本发明的火花塞具备：筒状的绝缘体，形成有沿着轴线延伸的轴孔，在外周具备向径向外侧突出的台阶部；中心电极，配置于轴孔；筒状的主体配件，具备在内周向径向内侧突出的架部、形成于外周的阳螺纹及位于阳螺纹的后端侧的包含座面的凸缘部，配置于绝缘体的外周，架部从前端侧将台阶部直接或经由其他构件而卡定，形成架部或其他构件与台阶部相接的接触部；接地电极，与主体配件电连接，在中心电极与自身的端部之间形成火花间隙；及帽部，在主体配件的前端侧将中心电极和接地电极的端部从前端侧覆盖并且形成有贯通孔。在包含轴线的剖面中，在将阳螺纹的螺距设为X(mm)，将阳螺纹中的完全螺纹部的后端的螺纹牙的顶与接触部的后端之间的轴线方向上的距离设为A(mm)，将接触部的后端与绝缘体的前端之间的轴线方向上的距离设为B(mm)，将接触部的后端与座面之间的轴线方向上的距离设为C(mm)时，满足0<A<4X、B≤15且C≤3.6。

发明效果

根据第一方案，由于B≤15mm，所以能够减小绝缘体中的位于比接触部的后端靠前端侧处的部位的表面积。由此，能够抑制副室中的绝缘体的过热。而且，由于在阳螺纹的轴力大的从完全螺纹部的后端的螺纹牙的顶起的4X的范围存在接触部的后端，且C≤3.6mm，所以绝缘体的热容易通过主体配件而向发动机逃散。由此，能够抑制绝缘体的过热，因此能够抑制在副室中发生的提前点火。

根据第二方案，由于副室的前端与接触部的后端之间的轴线方向上的距离D长达距离C以上，所以接触部的温度上升被抑制。由此，绝缘体的热容易通过主体配件而向发动机进一步逃散，因此在第一方案的效果的基础上，更能够抑制提前点火。

根据第三方案，由于满足1.5C≤D，所以在第二方案的效果的基础上，更能够抑制提前点火。

根据第四方案，由于满足B≤12，所以在第一～第三方案的任一者的效果的基础上，更能够抑制提前点火。

附图说明

图1是一实施方式中的火花塞的单侧剖视图。

图2是将图1的II所示的部分放大的火花塞的单侧剖视图。

图3是将图2的III所示的部分放大的火花塞的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。图1是一实施方式中的火花塞10的以轴线O为界的单侧剖视图。图2是将图1的II所示的部分放大的火花塞10的以轴线O为界的单侧剖视图。图3是将图2的III所示的部分放大的火花塞10的包含轴线O的剖视图。在图1～图3中，将纸面下侧称作火花塞10的前端侧，将纸面上侧称作火花塞10的后端侧。如图1所示，火花塞10具备绝缘体11、中心电极15、主体配件20、接地电极40及帽部50。

绝缘体11是形成有沿着轴线O的轴孔12的大致圆筒状的构件，由机械特性、高温下的绝缘性优异的氧化铝等陶瓷形成。在绝缘体11的外周形成有向径向的外侧突出的台阶部13(参照图2)。在台阶部13形成有朝向前端侧的面。

在绝缘体11的轴孔12的前端侧配置有中心电极15。中心电极15比绝缘体11的前端14(参照图2)向前端侧突出。中心电极15在轴孔12内与端子配件16电连接。端子配件16是与高压电缆(未图示)连接的棒状的构件，由具有导电性的金属材料(例如低碳钢等)形成。端子配件16固定于绝缘体11的后端。

主体配件20是由具有导电性的金属材料(例如低碳钢等)形成的大致圆筒状的构件。主体配件20配置于绝缘体11的外周。在主体配件20的前端部21，在外周形成有阳螺纹22。通过主体配件20的阳螺纹22向发动机(未图示)的螺纹孔螺合，火花塞10安装于发动机。阳螺纹22(参照图3)包含完全螺纹部23及不完全螺纹部24。

主体配件20在阳螺纹22的后端侧设置有凸缘部26。在凸缘部26形成有接受阳螺纹22的轴力的座面27。在本实施方式中，座面27是与轴线O大致垂直的圆环状的面。在阳螺纹22与凸缘部26之间配置使发动机与座面27之间的气密性提高的垫圈(未图示)。

主体配件20在前端部21的内周设置有向径向的内侧突出的架部28。在架部28形成有朝向后端侧的面。在本实施方式中，在径向上贯通前端部21的孔29形成于主体配件20。孔29位于比架部28靠前端侧处。在孔29处，阳螺纹22的牙及底被切除。

主体配件20的架部28位于比绝缘体11的台阶部13靠前端侧处。在架部28与台阶部13之间夹设有垫片30(参照图3)。垫片30是由比构成主体配件20的金属材料软质的铁、钢等金属材料形成的圆环状的板材。架部28经由垫片30而将台阶部13卡定。垫片30紧贴于台阶部13，形成垫片30与台阶部13相接的接触部31。

接地电极40是由以Pt等为主成分的金属材料形成的棒状的构件。在本实施方式中，接地电极40压入于形成于主体配件20的孔29，贯通前端部21而向前端部21的内侧突出。接地电极40(参照图2)的端部41隔着火花间隙42而与中心电极15对向。需要说明的是，接地电极40的主成分元素不限于Pt，当然能够以其他元素为主成分。作为其他元素，例如可举出Ni、Ir。

在主体配件20的前端部21，在阳螺纹22的前端侧连接有帽部50。由主体配件20和帽部50包围而出现副室52。在火花塞10安装于发动机(未图示)的状态下，帽部50向发动机的燃烧室露出。帽部50由以Fe等为主成分的金属材料形成。需要说明的是，帽部50的主成分元素不限于此，当然能够以其他元素为主成分。作为其他元素，例如可举出Ni、Cu。

帽部50将中心电极15及接地电极40的端部41从前端侧覆盖。在本实施方式中，帽部50焊接于主体配件20。在帽部50形成有贯通孔51。贯通孔51将副室52与燃烧室连通。

对于安装于发动机(未图示)的火花塞10，通过发动机的气门操作，可燃混合气从发动机的燃烧室通过贯通孔51而向帽部50的内侧的副室52流入。火花塞10通过中心电极15与接地电极40之间的放电而在火花间隙42产生火焰核。当火焰核生长后，对副室52的可燃混合气点火而可燃混合气燃烧。通过因该燃烧而产生的膨胀压力，火花塞10将包含火焰的气流从贯通孔51向燃烧室喷射。通过该火焰的喷流而燃烧室内的可燃混合气燃烧。

在火花塞10中，由于帽部50堵住主体配件20的前端部21而形成了副室52，所以可能会在副室52中发生提前点火。尤其担心露出到副室52的绝缘体11的过热。于是，为了抑制副室52内的提前点火，火花塞10以满足以下这样的条件的方式制作。

阳螺纹22(参照图3)中的完全螺纹部23的后端的螺纹牙的顶25与接触部31的后端32之间的轴线方向的距离A(mm)及阳螺纹22的螺距X(mm)满足0<A<4X的关系。在本实施方式中，接触部31的后端32位于比螺纹牙的顶25靠前端侧处。接触部31是从绝缘体11向主体配件20的热传导的路径。阳螺纹22是从主体配件20向发动机的热传导的路径。在从螺纹牙的顶25到4X为止的部位中，阳螺纹22的轴力尤其大。由于在该部位的径向的内侧存在接触部31的后端32，所以通过热传导而绝缘体11的热容易通过接触部31及阳螺纹22而向发动机逃散。

绝缘体11中的比接触部31靠前端侧的部位配置于副室52。接触部31的后端32与绝缘体11的前端14之间的轴线方向的距离B为15mm以下，更优选为12mm以下。由此，能够减小存在于副室52的绝缘体11的表面积。绝缘体11的表面积越小，则绝缘体11越难以接受副室52的热，因此能够抑制绝缘体11的过热。需要说明的是，为了防止在架部28与中心电极15之间产生的放电，距离B优选为2mm以上。

座面27是从主体配件20向发动机的热传导的路径。在本实施方式中，座面27位于比接触部31的后端32靠后端侧处。接触部31的后端32与座面27之间的轴线方向的距离C为3.6mm以下。由此，绝缘体11的热容易通过热传导而通过接触部31及座面27而向发动机逃散。需要说明的是，为了在阳螺纹22的径向的内侧配置接触部31的后端32，距离C优选为1.5mm以上。

由于火花塞10满足0<A<4X、B≤15mm及C≤3.6mm的关系，所以绝缘体11的热容易通过主体配件20而向发动机逃散。由此，能够抑制由绝缘体11的过热引起的提前点火。

火花塞10的副室52的前端53与接触部31的后端32之间的轴线方向的距离D(mm)为距离C以上。通过满足C≤D的关系，接触部31的温度上升被抑制。由此，绝缘体11的热容易通过主体配件20而向发动机进一步逃散，因此更能够抑制提前点火。需要说明的是，若1.5C≤D，则效果更显著，因此优选。

【实施例】

通过实施例来进一步详细说明本发明，但本发明不限定于该实施例。

制作了距离A、B、C及D不同的各种火花塞10的样本No.1-10。各样本的阳螺纹22的螺距X设为了1.25mm。在直列4缸1.3升的无增压发动机安装各样本，使发动机以6000rpm、WOT(进气节气门全开)的条件进行了运转。在该条件下，反复进行了以下操作：固定为某点火正时而使发动机运转1分钟，若在此期间不发生提前点火则使点火正时提前2°。由此，测定了发生了提前点火的点火正时，即以上止点为基准的曲轴的作用角。

在表1中示出了样本No.1-10的距离A、B、C及D、发生了提前点火的上止点前的作用角(°)。在表1中也记载了阳螺纹22的螺距X的4倍的值(4X)及距离C的1.5倍的值(1.5C)。

【表1】

如表1所示，样本No.8-10在比上止点向近前提前之前发生了提前点火。猜想为：由于样本No.8的距离A为4X以上且距离C比3.6mm大，所以从绝缘体11向主体配件20的热传导差，没能抑制提前点火的发生。猜想为：由于No.9的距离A为4X以上，No.10的距离B比15mm大，所以与No.8同样地从绝缘体11向主体配件20的热传导差，没能抑制提前点火的发生。

相对于此，样本No.1-7能够比上止点向近前提前。猜想为：由于No.1-7满足0mm<A<4X(mm)、B≤15mm且C≤3.6mm的关系，所以通过从绝缘体11向主体配件20的热传导，能够抑制由绝缘体11的过热引起的提前点火。

尤其是，No.1-6能够将点火正时设定为上止点前10°以上。猜想为：由于No.1-6满足0mm<A<4X(mm)、B≤15mm且C≤3.6mm的关系，而且满足C≤D的关系，所以能够使从绝缘体11向主体配件20的热传导更好。

No.1-4能够将点火正时设定为上止点前20°以上。猜想为：由于No.1-4满足0mm<A<4X(mm)、B≤12mm、C≤3.6mm且C≤D的关系，所以能够使从绝缘体11向主体配件20的热传导更好。

尤其是，No.1-3能够将点火正时设定为上止点前30°以上。猜想为：由于No.1-3满足0mm<A<4X(mm)、B≤12mm、C≤3.6mm且1.5C≤D的关系，所以能够使从绝缘体11向主体配件20的热传导更好。

以上，虽然基于实施方式说明了本发明，但本发明丝毫不限定于上述实施方式，能够容易地猜想：能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良变形。例如，帽部50的形状、贯通孔51的数量、形状、大小、副室52的形状等能够适当设定。

在实施方式中，虽然对在主体配件20的架部28与绝缘体11的台阶部13之间夹设垫片30(其他构件)的情况进行了说明，但未必限定于此。当然能够省略垫片30，使主体配件20的架部28与绝缘体11的台阶部13直接接触，形成主体配件20的架部28与绝缘体11的台阶部13相接的接触部31。在该情况下，热从绝缘体11的接触部31向主体配件20的架部28传递，因此也能够得到与本实施方式同样的作用效果。

在实施方式中，虽然对在阳螺纹22与凸缘部26之间夹设垫圈(未图示)的情况进行了说明，但未必限定于此。当然能够使凸缘部26的座面27成为锥面，设为省略了垫圈的所谓锥座型的火花塞10。在该情况下，热从主体配件20的座面向发动机传递，因此也能够得到与本实施方式同样的作用效果。

在实施方式中，虽然对将贯通主体配件20的前端部21的接地电极40设置于阳螺纹22的位置的情况进行了说明，但未必限定于此。例如，当然能够以使主体配件20的前端部21的前端面露出的方式配置帽部，对前端部21的前端面连接接地电极。接地电极的形状可以是直线状也可以弯折。也可以对帽部接合接地电极。

在实施方式中，虽然对接地电极40的端部41配置于中心电极15的前端侧且在中心电极15的前端侧形成火花间隙42的情况进行了说明，但未必限定于此。例如，当然能够以与中心电极15的侧面隔离的方式配置接地电极40的端部41，在中心电极15的侧面与接地电极40的端部41之间形成火花间隙42。另外，当然能够配置多个接地电极40且设置多个火花间隙42。

标号说明

10  火花塞

11  绝缘体

12  轴孔

13  台阶部

14  绝缘体的前端

15  中心电极

20  主体配件

22  阳螺纹

23  完全螺纹部

25  完全螺纹部的后端的螺纹牙的顶

26  凸缘部

27  座面

28  架部

30  垫片(其他构件)

31  接触部

32  接触部的后端

40  接地电极

41  接地电极的端部

42  火花间隙

50  帽部

51  贯通孔

52  副室

53  副室的前端

O   轴线

Claims (4)

1.一种火花塞，具备：

筒状的绝缘体，形成有沿着轴线延伸的轴孔，在外周具备向径向外侧突出的台阶部；

中心电极，配置于所述轴孔；

筒状的主体配件，具备在内周向径向内侧突出的架部、形成于外周的阳螺纹及位于所述阳螺纹的后端侧的包含座面的凸缘部，配置于所述绝缘体的外周，所述架部从前端侧将所述台阶部直接或经由其他构件而卡定，形成所述架部或所述其他构件与所述台阶部相接的接触部；

接地电极，与所述主体配件电连接，在所述中心电极与自身的端部之间形成火花间隙；及

帽部，在所述主体配件的前端侧将所述中心电极和所述接地电极的端部从前端侧覆盖并且形成有贯通孔，其中，

在包含所述轴线的剖面中，

在将所述阳螺纹的螺距设为Xmm，

将所述阳螺纹中的完全螺纹部的后端的螺纹牙的顶与所述接触部的后端之间的轴线方向上的距离设为Amm，

将所述接触部的后端与所述绝缘体的前端之间的轴线方向上的距离设为Bmm，

将所述接触部的后端与所述座面之间的轴线方向上的距离设为Cmm时，

满足0<A<4X、B≤15且C≤3.6。

2.根据权利要求1所述的火花塞，

在包含所述轴线的剖面中，

在将由所述帽部形成的副室的前端与所述接触部的后端之间的轴线方向上的距离设为Dmm时，满足C≤D。

3.根据权利要求2所述的火花塞，

满足1.5C≤D。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的火花塞，

满足B≤12。

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