CN201219174Y - 火星塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种火星塞，包含导电壳体、陶瓷绝缘体及衬套。导电壳体包围形成内孔，陶瓷绝缘体则包覆中心电极。陶瓷绝缘体容纳于内孔中，并与导电壳体保持间隙。衬套提供套设相对于内孔开口的导电壳体内壁上。导电壳体相对内孔开口的端面高度高于中心电极的端面高度，且中心电极的端面高度也高于陶瓷绝缘体的端面高度，使本实用新型避免在重踩油门瞬间，造成行驶中的车辆发生停顿的现象。

Description

火星塞

技术领域

本实用新型关于一种火星塞，且特别是有关一种可以保护电弧火花的火星塞。

背景技术

汽机车的引擎上均设有火星塞，主要供点燃混合油气而产生动力的零组件之一。一般而言，当火星塞通电产生高压电弧火花后，汽油引擎会先使空气经过进气岐管(Intake Manifold)，将汽油和空气的混合气带入汽缸中，再经由电弧火花点燃混合油气而产生动力。然而根据不同引擎的设计，火星塞的规格也有不同。

习知火星塞10，如图1所示。火星塞10包含外壳12、绝缘陶瓷14、中心电极16、绝缘体20及接头22。外壳12分别包覆有绝缘陶瓷14及中心电极16。外壳12一侧端部延伸形成有接地电极18，接地电极18与中心电极16垂直并存有间隙24。间隙24供形成高压电弧火花(图未绘示)。此外，火星塞10另一端包覆有绝缘体20，供防止高压电短路或漏电。绝缘体20更连接接头22。绝缘陶瓷14装有氧化铝、二氧化硅等密封材料，且与壳体12组合时，绝缘陶瓷14会与壳体12间完全密合，以防止引擎压力泄漏。

如图2所示，习知火星塞10设置于引擎30时，电弧火花26形成于中心电极16与接地电极18间。当混合燃油40进入燃烧室32时，由于电弧火花26直接暴露于引擎30的燃烧室32中。因此混合燃油40会直接与电弧火花26形成点火燃烧，并推动引擎30的活塞34，以产生动力。然而在瞬间重踩油门或其它情况时，大量且高压的混合燃油40，会迅速的进入燃烧室32并直接冲击外露的电弧火花26，造成电弧火花26瞬间熄灭或变小，而影响混合燃油40的点燃，以致于在行驶中的车辆发生加速度间断或延迟的现象。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种火星塞，避免行驶中的车辆发生加速度停顿的现象。

本实用新型的另一目的在于提供一种延长使用寿命的火星塞。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有保护电弧火花的火星塞。

本实用新型的另一目的在于提供一种不受混合油气直接冲击电弧火花的火星塞。

本实用新型提供一种火星塞，包含导电壳体、陶瓷绝缘体及衬套。导电壳体包围形成内孔，陶瓷绝缘体则包覆中心电极。陶瓷绝缘体容纳于内孔中，并与导电壳体保持一间隙。衬套套设于相对于内孔开口的导电壳体内壁上。导电壳体相对内孔开口的端面高度高于中心电极的端面高度，且中心电极的端面高度也高于陶瓷绝缘体的端面高度。

换言之，导电壳体相对内孔开口的外侧壁凸出于中心电极的端面，且中心电极的端面也凸出于陶瓷绝缘体的端面。以另一角度而言，中心电极的端面高度低于相对内孔开口的导电壳体端面高度，且陶瓷绝缘体的端面高度也低于中心电极的端面高度。

在较佳实施例中，导电壳体相对于内孔开口更具有凸出部。凸出部的高度高于中心电极的端面高度，且凸出部形成的内径小于内孔的内径。导电壳体端部外侧更设有一倾斜的斜面，该斜面具有顶端面。凸出部具有平面，其与顶端面连接，且平面平行于中心电极的中心轴线。衬套具有弯折部，弯折部抵触于顶端面上，供定位于凸出部的内侧壁面上。此外，导电壳体更包含至少一孔洞。孔洞从导电壳体的外侧壁水平连通至间隙，且孔洞的高度低于陶瓷绝缘体的端面高度。

附图说明

图1为习知火星塞的示意图；

图2为习知火星塞设置于引擎的示意图；

图3为本实用新型火星塞的第一实施例图；

图4为本实用新型火星塞的第二实施例图；

图5为本实用新型油气从火星塞孔洞进入的示意图；

图6为本实用新型火星塞产生电弧火花的示意图；

图7为本实用新型衬套组装于火星塞的示意图；

图8a为本实用新型加压衬套的第一动作图；

图8b为本实用新型加压衬套的第二动作图；

图8c为本实用新型拆离治具，再组装陶瓷绝缘体的示意图；及

图9为本实用新型火星塞设置于引擎的实施例图。

符号说明

100火星塞

102导电壳体

104斜面

105外侧壁

106顶端面

108外螺纹

110内孔

120陶瓷绝缘体

130中心电极

132间隙

150孔洞

160凸出部

162平面

164倾斜面

170、170a、170b电弧火花

180连续面

200引擎

210燃烧室

230混合油气

300衬套

310弯折部

500加压装置

600治具

具体实施方式

本实用新型提供一种在引擎运作时，对突然/瞬间产生的大量油气仍能顺利点火燃烧的火星塞。换言之，在重踩油门的瞬间(例如加速或爬坡等)，大量的油气/燃油并不会被冲熄(冲击熄灭)而无法点燃油气，以致突然发生停顿的现象。在较佳实施例中，火星塞除可应用于汽机车外，也可应用于其它不同的燃料用车或内燃机(internal combustion engines)中，例如：机动车、农业机械的引擎等。以下即进一步说明本实用新型的各实施例及其实施方式。

如图3所示，本实用新型的火星塞100包含导电壳体102、陶瓷绝缘体120及衬套300。导电壳体102呈中空壳状并包围形成内孔110。陶瓷绝缘体120则包覆中心电极130后，共同容纳于内孔110中。在本实施例中，导电壳体102外侧壁具有斜面104及外螺纹108。斜面104与水平线夹角较佳是夹60度角。然而在其它不同的实施例中，斜面104与水平线间的夹角包含45～60度，且斜面104形状也可为弧状或其它形状。外螺纹108则与斜面104连接，供锁固于引擎(图未绘示)中。中心电极130较佳是呈笔直的棒状。然而在其它不同的实施例中，中心电极130也可在其顶端设成锥状或其它形状。陶瓷绝缘体120与导电壳体102间保持有间隙132。间隙132具有一定高度地分布于陶瓷绝缘体120与导电壳体102之间。

导电壳体102相对内孔110开口的端面高度较佳是高于中心电极130的端面高度，且中心电极130的端面高度较佳也高于陶瓷绝缘体120的端面高度。换言之，导电壳体102相对内孔110开口的外侧壁105凸出于中心电极130的端面，且中心电极130的端面也凸出于陶瓷绝缘体120的端面。在本实施例中，导电壳体102的外侧壁105凸出中心电极130的端面高度差包含5～20公厘(mm)。以另一角度而言，中心电极130的端面高度低于相对内孔110开口的导电壳体102端面高度，且陶瓷绝缘体120的端面高度也低于中心电极130的端面高度。因此，当火星塞100导通形成回路时，产生的电弧火花(图未绘示)将形成于内孔110中。换言之，所形成的电弧火花将藏匿于火星塞100内。

图4为本实用新型另一实施例图。在本实施例中，导电壳体102更可设置至少一孔洞150。然而在如图5所示的实施例中，导电壳体102也可设置多个孔洞150。孔洞150从导电壳体102的外侧壁105水平连通至间隙132，且孔洞150的高度低于陶瓷绝缘体120的端面高度。然而在其它不同的实施例中，孔洞150的高度也可等于陶瓷绝缘体120的端面高度。在如图4所示的实施例中，孔洞150的孔径范围较佳为2～14公厘(mm)。

此外，导电壳体102的斜面104更连接顶端面106。顶端部106为平行水平线的平面。导电壳体102相对于内孔110开口更具有凸出部160。凸出部160的高度高于中心电极130的端面高度，且凸出部160形成的内径小于内孔110的内径。在本实施例中，凸出部160更具有平面162及倾斜面164。平面162与顶端面106连接，且较佳是垂直于顶端面106。倾斜面164进一步与平面162连结。然而在其它不同的实施例中，平面162可为不垂直水平面的平面，且倾斜面164也可为平行水平面的平面。衬套300的端部更具有弯折部310。弯折部310抵触于顶端面106上，以便固定于导电壳体102的内侧壁上。

在此所述的衬套300较佳是指铆钉(Rivet)，而其材质较佳为可导电材质的镍(Nickel)、镍合金(Nickel alloy)、镍铜合金(Nickel Copper alloy)、钛合金(Titanium alloy)、钇合金(Yttrium alloy)、铬合金(Chromium alloy)或铂(Platinum)。

当火星塞100导通并放电时，由于高压电的电流有尖端放电的特性，并且会优先选择在最低电阻处形成电路回路。然而在其它不同的情况下，电流也有可能会选择在最短/近的距离处导通而形成电流回路（即电弧火花)。如图5所示，当火星塞100导通形成回路时，电弧火花170a有可能形成在衬套300端部与中心电极130端面之间，亦即弯折部310与相对于平面162的衬套300壁面间的点与中心电极130端面之间形成电弧火花170a。然而在其它不同的实施例中，电弧火花170a也有可能产生在衬套300与平面162贴平的内壁面任意点与中心电极130端面间形成。

电弧火花170b则可能产生在中心电极130端面与衬套300的最近距离的点间形成。在如图5所示的实施例中，电弧火花170b较佳是产生在衬套300形成弯折点与中心电极130端面间。在此所述的衬套300弯折点即相对应凸出部160的平面162及倾斜面164连接的点。

此外，在本实施例中，较佳是设有多个孔洞150，且孔洞150的高度皆低于陶瓷绝缘体120的端面高度。当大量的混合油气(即燃油及气体的混合体)充满在火星塞100周围时，混合油气230有可能从内孔110开口进入，也有可能从孔洞150进入。当混合油气230从孔洞150进入时，会先冲击陶瓷绝缘体120的侧壁，而不会直接冲击或干扰已形成于中心电极130端面与衬套300内侧壁间或中心电极130端面与衬套300弯折部间的电弧火花170a、170b。此外，孔洞150的设置也有利于混合油气230进入内孔110中，助于点燃混合油气230，以增加点火机率。再者，孔洞150的设置也有助于残留于间隙132内的油垢或杂质从孔洞150溢出，而不致于影响电弧火花170的形成。

当混合油气230欲从内孔110开口进入时，混合油气230实际上会先冲击斜面104再间接进入内孔110，再与已形成的电弧火花170燃烧点燃。因此并不会直接冲击电弧火花170。再者，导电壳体102的凸出部160向内孔110凸伸，增加混合油气230移动的距离。换言之，凸出部160的设计也有增加保护电弧火花170不受突增的大量油气冲击而熄灭的干扰，而使引擎继续顺利运作。

如图6所示，电弧火花170较佳是在衬套300内侧壁面与中心电极130端面间形成倾斜的连续面180。在此所言的连续面180较佳是指在内孔110相对360度的任一范围的角度内皆可形成电弧火花170。实际上，随高压电流大小的不同、衬套300材质密度或其它因素等均可能造成电阻值的不同。因此在其它不同的实施例中，电弧火花170也可能形成部分或片段的连续面180。

图7为本实用新型衬套组装于火星塞的示意图。衬套300组装于火星塞的步骤：首先将衬套300从外壳102的内孔110底部由上组装，直到组装于导电壳体102的凸出部160上。如图8a及图8b所示，再将外壳102套设于治具600上，辅以一加压装置500加压于衬套300的上端，令衬套300的上端形成弯折部310，并定位于导电壳体102的内侧壁面上，如图8b所示。如图8c所示，待完成加压步骤后，即可组装陶瓷绝缘体120及中心电极130等组件。

图9为本实用新型火星塞设置于引擎的实施例图。火星塞100利用导电壳体102的外螺纹108锁固于引擎200的汽缸中。当混合油气230进入燃烧室210时，具有某角度的斜面104，会引导并增加雾化的燃油气体快速分布，进而加速与已经点火形成的电弧火花170接触、燃烧。特别是，当重踩油门时，高压所形成大量的混合油气230会迅速进入燃烧室210，因着导电外壳102的凸出部160的保护，使隐藏在衬套300内侧壁与中心电极130间形成的电弧火花170，不会直接被加速的混合油气230冲击，甚而熄灭。

当然大量的混合油气230也有可能会从孔洞150迅速进入内孔132，因着陶瓷绝缘体120的阻挡而缓和了大量混合油气230的冲击，然后再与已经点火的电弧火花170接触、燃烧。换言之，火星塞100在此高压且速度快的燃油环境下，依然能顺利点火、燃烧，使引擎200顺利运转以继续产生动力。

Claims (10)

1、一种火星塞，其特征在于，包含：

一导电壳体，包围形成一内孔；

一陶瓷绝缘体，包覆一中心电极，陶瓷绝缘体容纳于内孔中，陶瓷绝缘体与导电壳体保持一间隙；以及

一衬套，供套设于相对于内孔开口的导电壳体内壁上，其中导电壳体相对内孔开口的端面高度高于中心电极的端面高度，且中心电极的端面高度也高于陶瓷绝缘体的端面高度。

2、如权利要求1所述的火星塞，其特征在于导电壳体相对于内孔开口更具有一凸出部，该凸出部的高度高于中心电极的端面高度，且凸出部形成的内径小于内孔的内径。

3、如权利要求1所述的火星塞，其特征在于导电壳体端部外侧更设有一向外倾斜的斜面，该斜面具有一顶端面。

4、如权利要求3所述的火星塞，其特征在于衬套更具有一弯折部，弯折部抵触于顶端面上。

5、如权利要求1所述的火星塞，其特征在于导电壳体更包含至少一孔洞，孔洞从导电壳体的一外侧壁水平连通至该间隙。

6、一种火星塞，其特征在于，包含：

一导电壳体，包围形成一内孔；

一陶瓷绝缘体，包覆一中心电极，陶瓷绝缘体容纳于内孔中，陶瓷绝缘体与导电壳体保持一间隙；以及

一衬套，供套设于相对于内孔开口的导电壳体内壁上，其中导电壳体相对内孔开口的外侧壁凸出于中心电极的端面，且中心电极的端面也凸出于陶瓷绝缘体的端面。

7、如权利要求6所述的火星塞，其特征在于导电壳体相对于内孔开口更具有一凸出部，凸出部的高度高于中心电极的端面高度，且凸出部形成的内径小于内孔的内径。

8、如权利要求6所述的火星塞，其特征在于导电壳体更包含至少一孔洞，孔洞从导电壳体的一外侧壁水平连通至该间隙。

9、一种火星塞，其特征在于，包含：

一导电壳体，包围形成一内孔；

一陶瓷绝缘体，包覆一中心电极，陶瓷绝缘体容纳于内孔中，陶瓷绝缘体与导电壳体保持一间隙；以及

一衬套，供套设于相对于内孔开口的导电壳体内壁上，其中中心电极的端面高度低于相对内孔开口的导电壳体端面高度，且陶瓷绝缘体的端面高度也低于中心电极的端面高度。

10、如权利要求9所述的火星塞，其特征在于衬套为一铆钉。

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