CN1265236A - 火花塞 - Google Patents

Abstract

一种独特的通用双向点火火花塞包括一个一端带有电接头(14)的长形或非长形本体(12)。一个绝对空气动力学半球形拱顶电极(22)固定在本体的另一端。至少一个绝对空气动力学半圆形电极(28)邻近于拱顶电极或球形电极固定在本体上,使半球形电极的内表面与拱顶或球形表面等距离间隔开来。电极可用各种金属和/或合金制成。本发明的替代实施例包括两个、三个、四个或五个半圆形电极,它们都具有一表面,该表面沿其全长与空气动力学半球形拱顶或球电极等距离间隔开来。

Description

火花塞

本发明一般涉及用于所有内燃机的双向点火火花塞。

现在已有许多种用在内燃机中的公知的火花塞。这些火花塞一般包括一个长形体，其一端具有电接头。在另一端设有一对间距可变的电极，电极之一电连接于上述电接头。

在许多这种公知的火花塞中，电极之一是由圆柱构成的，而第二电极基本呈L形，具有一个压盖在圆柱一端上的部分。因此，当向圆柱施加电压时，在圆柱端部和另一个L形电极的上述压盖部分之间就形成一个火花。当然，火花是用于点燃内燃机燃烧室中的燃油的。

大家知道，在圆柱和另一电极之间的电火花将在两电极之间最短距离的位置上出现。因此，使用这些公知的火花塞时，在火花塞工作期间，火花反复地在两电极上的相同的两个表面之间触发或延伸，这具有许多缺点。

一个缺点在于，由于火花反复触击两电极上的相同区域，因而电极的一部分反复被火花烧蚀，这可能引起火花塞过早地失效。

另一个缺点是传统L形电线使进入的空气燃油受阻并转向，引起闷烧，从而使火焰前锋闪亮、淬熄、再闪亮。

但是，这些公知火花塞的一个更为严重的缺点在于，由于在火花塞工作过程中火花塞引起的电离作用，在内燃机工作过程中，火花塞由小表面点火区而反复缺火。对于火花塞每次缺火来说，燃烧室中的燃油未被点燃，却被排入大气中。这不仅对发动机效率有负面影响，而且会引起火花塞积碳，增加对大气的有毒气体和污染物的排放，引起烟雾。而且由于与从火花塞点火内燃机的允许排放水平有关的政府法规和对环境的关注日益提高，这一缺点尤为严重。

本发明提供用于所有火花塞点火内燃机的独特的通用双向点火低有害物排放火花塞，它可以克服公知火花塞的上述缺点。

简单来说，本发明的火花塞包括一个长形或非长形本体，它一端具有一电接头。一个空气动力学半球形拱顶电极固定在上述本体的另一端，电接头和空气动力学半球形拱顶电极电连接在一起。

至少一个球形或半圆形电极也固定在本体上，使半圆形电极的内表面与空气动力学半球形拱顶电极的外表面等距地间隔开来。半圆形电极的横截面形状可以是圆形、椭圆形、矩形、带倒圆边缘的矩形、方形、带倒圆边缘的方形、梯形、带倒圆边缘的梯形和/或弓形，使半圆形电极的内表面与拱顶电极表面等距地间隔开来。因此，在火花塞工作期间，半球形和半圆形电极之间的火花沿着半圆形电极的长度连续地来回运行，这样，火花恒定地从以前产生的电离区移开，从而完全消除了缺火现象。电极可以用各种金属、合金和/或贵金属制成，也可以涂以各种金属、合金和/或贵金属。

在本发明的替代实施例中，两个、三个、四个或更多半圆形电极固定在火花塞本体上。这些复式半圆形电极，每个的内表面与空气动力学半球形拱顶电极等距地间隔开来，因而半球形拱顶电极和半圆形电极之间的火花沿多个半圆形电极运行。

半球形电极最好构成正极，而半圆形电极最好构成负极。取决于火花塞安装在何种点火系统中，半球形拱顶电极也可以是负极，而半圆形电极则构成正极。

对照以下附图阅读下面的详细说明可以更好地理解本发明，在附图中相同的标号表示相同的零件。

图1的立体图表示本发明的一个推荐实施例；

图2的示意图表示本发明推荐实施例的工作情形；

图3的立体图表示本发明第二推荐实施例的一部分；

图4的立体图表示本发明第三推荐实施例的一部分；

图5的立体图表示本发明第四推荐实施例的一部分；

图6的立体图表示本发明第五推荐实施例的一部分；

图7的立体图表示本发明第六推荐实施例的一部分；

图8的立体图表示本发明第七推荐实施例的一部分；

图9的立体图表示本发明的第八推荐实施例。

图10的立体图表示本发明第九推荐实施例的一部分；

图11的立体图表示本发明第十推荐实施例的一部分；

图12的立体图表示本发明第十一推荐实施例的一部分；

图13的立体图表示本发明第十二推荐实施例的一部分；

图14的立体图表示本发明第十三推荐实施例的一部分；

图15的立体图表示本发明第十四推荐实施例的一部分；

图16的立体图表示本发明第十五推荐实施例的一部分；

图17的立体图表示本发明第十六推荐实施例的一部分；

图18的立体图表示本发明第十七推荐实施例的一部分；

图19的立体图表示本发明第十八推荐实施例的一部分；

图20的立体图表示本发明第十九推荐实施例的一部分；

图21和22的侧视图表示电极的替代实施例。

现在参阅图1，如图所示，按照本发明的火花塞10的第一推荐实施例包括一个长形本体12，该长形本体可以具有多种不同形状，一般是用金属/合金或其它导电材料制成的；以及一个不同化学组成的绝缘体。一个电接头14连接于本体的一端，而在本体12的相对端设有一个电极组件16。不同尺寸的一个外螺纹金属凸台18也固定在本体12上，相邻于电极组件16，用于将火花塞10安装在内燃机20(只示意地画出)上。

现在具体参阅图1和2，更详细地表示出电极组件16包括一个空气动力学半球形拱顶电极22和一个半圆形电极28。空气动力学半球形拱顶电极22与火花塞本体12共轴，从火花塞本体12的一个端部24向外伸出。任何传统的装置26(图1)用于将电接头14连接于半球形电极22。

电极组件16还包括一个半圆形电极28，它具有面对空气动力学半球形拱顶电极22的内表面30。另外，半圆形电极28固定在火花塞本体12上，使其内表面沿其长度与半球形电极22的外表面等距离地间隔开来。另外，半圆形电极28电连接于金属凸台18，因而电连接于内燃机20。

现在参阅图2，该图表示本发明的火花塞10的第一推荐实施例的工作情形。在工作中，施加在连至电接头14(图1)的火花点火电线(未画出)上的电压传至半球形电极22。因此，半球形电极22和半圆形电极28之间的电压引起一火花34，在电极22和电极28之间延伸。火花34以传统方式点燃发动机燃烧室中的燃油。

仍参阅图2，与公知的火花塞不同的是，由于空气动力学半球形拱顶电极22的外表面与半圆形电极28的内表面30等距离间隔开来，因而火花塞10的反复打火使火花34沿这两个电极的相邻表面“移走”，因此，火花34并不象公知火花塞中那样总是在电极22和28上的相同点之间延伸。这样，本发明的火花塞10不仅延长了寿命，而且也消除了火花塞的缺火现象，显著降低了从发动机的有毒物排放。

一般来说，正电压施加在电接头14上，因而施加在空气动力学半球形拱顶电极22上，而半圆形电极保持在内燃机20的接地上。因此，空气动力学半球形拱顶电极构成正极，而半圆形电极28构成负极。但是，电极22和28的极性可以颠倒，这也在本发明的范围内。

现在参阅图3，图中表示本发明的第二推荐实施例，其中，与前述相同，电极组件16包括一个空气动力学半球形拱顶电极22和一个半圆形电极28。但是，该电极组件16还包括一个第二半圆形电极40，它具有内表面42，该内表面沿其长度与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。象电极28那样，第二半圆形电极40电连接于金属凸台18及第一半圆形电极28。

仍参阅图3，第二半圆形电极40最好基本垂直地与第一半圆形电极28相交叉。另外，半圆形电极28和40最好是整体式结构。在图3所示的火花塞工作期间，空气动力学半球形拱顶电极22和半圆形电极28及40之间的火花在电极22和电极28及40之间连续“移走”。

现在参阅图4，图中表示电极组件16的另一个实施例，象图3所示实施例那样，电极组件包括空气动力学半球形拱顶电极22，以及两个半圆形电极28和40。但是，与图3的实施例不同的是，半圆形电极28和40是在其端部以各种角度相交的。但是，与前述情形一样，电极40的内表面及电极28的内表面30与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图5，该图表示电极组件16的另一实施例，该实施例与图4所示实施例一样，包括空气动力学半球形拱顶电极22及两个半圆形电极28和40，这两个半圆形电极在其端部以各种角度相交。与图4的实施例不同，该实施例包括一个附加电极43，该附加电极在其端部与电极28和40相交。但是，与前述情形一样，三个电极28，40和43的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来，而且与前述情形一样，在其端部以各种角度相交。

现在参阅图6，该图表示电极组件16的另一实施例，该实施例与图5的实施例一样，包括空气动力学半球形拱顶电极22和三个在其端部以各种角度相交的半圆形电极28，40和43。与图5的实施例不同，该实施例包括一个附加电极44，该电极在其端部与电极28，40和43相交。但是，与前述情形一样，四个电极28，40，43和44的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来并处于各种角度。

现在参阅图7，该图表示电极组件16的另一实施例，该实施例与图4所示实施例一样，包括空气动力学半球形拱顶电极22及两个半圆形电极31和32。但是，与图4的实施例不同，半圆形电极31和32在其端部不以各种角度相交，在顶点也不相交。但是，与前述情形相同，电极31和32的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图8，该图表示电极组件16的另一实施例，该实施例与图7所示实施例相同，包括空气动力学半球形拱顶电极22及两个半圆形电极31和32。但是，与图7的实施例不同，该实施例包括第三个半圆形电极33，它不在端部以各种角度与半圆形电极31和32相交，也不在顶点与其相交。但是，与前述情形相同，电极31，32和33的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图9，该图表示电极组件的另一实施例，该实施例与图3所示实施例一样，包括空气动力学半球形拱顶电极22及两个半圆形电极34和35。但是，与图3实施例不同，电极34和35并不在顶点垂直相交。但是，与前述情形相同，电极34和35的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图10，该图表示电极组件的另一实施例，该实施例与图9所示实施例相同，包括空气动力学半球形拱顶电极22及两个半圆形电极34和35。但是，与图9的实施例不同，该实施例包括一个第三半圆形电极36，它与电极34和35在顶点相交。但是，与前述情形一样，电极34，35和36的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图11，该图表示电极组件的另一实施例，该实施例与图10所示实施例一样，包括空气动力学半球形拱顶电极22及三个半圆形电极34，35和36。但是，与图10的实施例不同，该实施例包括一个第四半圆形电极37，它在顶点与电极34，35，36和37相交。但是，与前述情形一样，电极34，35，36和37的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图12，该图表示电极组件16的另一实施例，该实施例与图4所示实施例一样，包括一个空气动力学半球形拱顶电极22及第一和第二半圆形电极28和40，这两个半圆形电极相互角度偏置并在其底部相连。但是，与图4的实施例不同，在图12中也设有一个与两半圆形电极28和40基本垂直相交的第三半圆形电极50。所有三个电极28，40和50最好是整体式结构，而所有三个电极28，40和50不仅相互电连接，而且也电连接于金属凸台18。另外，与前述情形一样，这些半圆形电极的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22的外表面等距离间隔开来。

现在参阅图13，该图表示电极组件的另一实施例，该实施例与图12所示实施例一样，包括一个空气动力学半球形拱顶电极22及三个半圆形电极28，40和50。但是，与图12的实施例不同，该实施例包括一个第四半圆形电极43。该第四半圆形电极43与半圆形电极28和40以各种角度相交，而且基本垂直地与半圆形电极50相交。但是，与前述情形一样，这些半圆形电极的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图14，该图表示电极组件的另一实施例，该实施例与图13所示实施例一样，包括一个空气动力学半球形拱顶电极22及三个半圆形电极28，40，43以及50。但是，与图13的实施例不同，该实施例包括一个第五半圆形电极44。该第五半圆形电极44与半圆形电极28，40，43在其端部以各种角度相交，并且基本垂直地与半圆形电极50相交。但是，与前述情形一样，这些半圆形电极的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图15，该图表示电极组件的另一实施例，该实施例与图12所示实施例一样，包括一个空气动力学半球形拱顶电极22及三个半圆形电极28，40和50。但是，与图12的实施例不同，该实施例包括一个第四半圆形电极51。该第四半圆形电极51基本垂直地与半圆形电极28和40相交，它不与半圆形电极50相交。但是，与前述情形一样，这些半圆形电极的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图16，该图表示电极组件的另一实施例，该实施例与图14所示实施例一样，包括一个空气动力学半球形拱顶电极22及四个半圆形电极28，40，50和51。与图15的实施例不同，第三和第四半圆形电极50和51在其底部相交。但是，与前述情形一样，这些半圆形电极的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离地间隔开来。

现在参阅图17，该图表示电极组件16的另一实施例，该实施例与图7所示实施例一样，包括空气动力学半球形拱顶电极22及两个间隔开来的半圆形电极31和32。但是，与图7的实施例一样，该实施例包括一个第三半圆形电极50，它在顶点基本垂直地与半圆形电极31和32相交。但是，与前述情形一样，电极31，32和50的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图18，该图表示电极组件16的另一实施例，该实施例与图17所示实施例一样，包括空气动力学半球形拱顶电极22及两个间隔开来的半圆形电极31和32和一个第三半圆形电极50，该半圆形电极50基本垂直地与半圆形电极31和32相交。但是，与图17的实施例不同，该实施例包括一个第四半圆形电极51，它基本垂直地与半圆形电极31和32相交。另外，半圆形电极50和51间隔开来且相互平行。但是，与前述情形一样，半圆形电极31，32，50和51的内表面与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。

现在参阅图19，该图表示电极组件17的另一实施例，该实施例与图18所示实施例一样，包括空气动力学半球形拱顶电极22及两个间隔开来的半圆形电极31和32，以及另外两个间隔开来的半圆形电极50和51。半圆形电极31和32与半圆形电极50和51相交且基本垂直。但是，与图18的实施例不同，该实施例包括一个与半圆形电极31和32间隔开来的第五半圆形电极33。另外，半圆形电极50和51与半圆形电极33基本垂直地相交。但是，与前述情形一样，半圆形电极31，32，33，50和51与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。如前所述，所有半圆形电极电连接于金属凸台18，因而电连接于内燃机。

现在参阅图20，该图表示电极组件19的另一实施例，该实施例与图19所示的实施例一样，包括空气动力学半球形拱顶电极22及间隔开来的三个半圆形电极31，32和33和三个间隔开来的半圆形电极50，51和52。半圆形电极31，32和33与半圆形电极50，51和52相交且基本垂直。但是，与前述情形一样，半圆形电极31，32，33，50，51和52与空气动力学半球形拱顶电极22等距离间隔开来。如前所述，所有半圆形电极电连接于金属凸台18，因而电连接于内燃机。

现在参阅图21和22，它们表示电极组件的另一实施例，其中负电极22’呈球形而不是图1至20中的半球形负电极22。虽然只画出一个电极28(图21)或28’(图22)，但是，球形电极22’可与图1至20所示的任一种正极一起使用。另外，正电极28或28’可以如图21所示呈U形，也可以如图22所示呈半圆形，以便沿着电极28’的基本全长保持电极28’和22’之间的等距离。

综上所述，可以看出本发明提供了一种新颖的火花塞结构，它可完全克服公知火花塞结构的前述缺点。虽然已对本发明进行了描述，但是显然本专业技术人员可对其作许多改变而并不超出权利要求书范围所定义的本发明的精神。

Claims (10)

1.用于内燃机的火花塞，它包括：

一个一端具有电接头的本体、一个具有固定在所述本体第二端上的至少一个半球形表面的拱顶电极、用于将所述电接头电连接于所述拱顶电极的装置和半圆形电极，所述半圆形电极固定在所述本体上，使所述半圆形电极具有一个内表面，该内表面沿其长度的一部分与所述拱顶电极等距离间隔开来，所述部分构成所述半圆形电极的弧形表面。

2.如权利要求1所述的本发明，包括一个在权利要求1中所述的半圆形电极的轴线上垂直安装的附加半圆形电极。

3.如权利要求1所述的本发明，包括至少两个半圆形电极，它们固定在所述本体上，使每个所述半圆形电极具有圆形表面，该圆形表面的内表面沿该内表面与所述半球形电极等距离间隔开来，所述半圆形电极在半圆的顶点相互分开，但是其底部相连。

4.如权利要求1所述的本发明，具有两个或更多半圆形电极，它们固定在所述本体上，使每个所述半圆形电极具有圆形表面，该圆形表面的内表面沿该内表面与所述半球形电极等距离间隔开来，所述半圆形电极在顶点相互分开，并且在其底部并不相连。

5.如权利要求1所述的本发明，包括至少两个固定在所述本体上的半圆形电极，其中，所述半圆形电极的轴线彼此相连(即，所述半圆形电极在顶点相连，但在其底部并不相连)。

6.如权利要求3所述的本发明，包括一个附加半圆形电极，它在权利要求3的所述电极的轴线上垂直地相连。

7.如权利要求3所述的本发明，包括两个或多个附加电极，它们在权利要求3的所述电极的轴线上垂直地相连，这附加电极在其底部相连或并不相连。

8.如权利要求4所述的本发明，包括一个或多个附加电极，所述附加电极在权利要求4的所述电极的轴线上垂直地相连，所述附加电极在其底部并不相连。

9.如权利要求1所述的本发明，其中，所述拱顶电极具有半球形外表面。

10.如权利要求1所述的本发明，其中，所述拱顶电极呈球形。

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