CN201629492U - 汽油发动机喷火燃烧式火花塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型汽油发动机喷火燃烧式火花塞，包括外壳，外壳内装有瓷绝缘体，瓷绝缘体内有中心电极，其特征是装有接线螺帽的直螺杆一端伸入瓷绝缘体中与中心电极连接为一体，中心电极伸出瓷绝缘体的一端固连有喷火帽，喷火帽上的平面上的尖锐边缘与外壳相对应端面的尖锐边缘间形成环形点火隙，喷火帽上的平面与外壳相对应端面间的距离小于1毫米，外壳与瓷绝缘体间有热容积喷火腔。本实用新型能够实现可靠，均匀而迅速地完成全部瞬间燃烧过程。从根本上消除汽车排气污染的基础条件，同时能够大幅度降低耗油，提高汽车的各种性能，并延长发动机的使用寿命。

Description

汽油发动机喷火燃烧式火花塞

技术领域：

本实用新型与发动机燃烧系统有关，特别与汽油发动机喷火燃烧式火花塞有关。

背景技术：

现有普通式火花塞只能起点火作用，当高压线路中送来高电压后在火花塞正负极之间产生电火花，电火花将混合气击燃，击燃的混合气火焰向四周传播，传播完100毫米直径的发动机活塞大约需要30毫秒左右。活塞从上止点0度受高温高压的挤压推动活塞下行，下行到大约4-6度左右高温高压突然降低，待剩余物质尚未完全燃烧就被迫排出体外就成了废气污染物。发动机活塞在上止点0度高温高压情况下只要有一点火星，就能将所有的高温高压混合气点燃。但是电火花产生了之后能不能完全燃烧就成了这种发动机性能上的要害问题；点火，着火，传播到产生高温高压这一过程需要时间30毫秒。而发动机活塞的运行速度，发动机做功从上止点0度到下行4-6度为做功期，做功期也只占0.004毫秒左右，火焰传播完燃烧室容积内的时间越30毫秒，活塞运行速度比火焰传播速度快了29.996毫秒。不得不设计点火离心提前角大于12度和真空提前角12度，提前角越大消耗的氧分子越多，当活塞到上止点正是要做功的时候确严重缺乏氧分子，只剩下高温和高压无法着火的碳氢化合物，尽管高温高压仍在做功，但是已经是有气无力了，同时也是制造一氧化碳的时间。点火提前角为12度“有称无效做功期”，做功期为4度“称有效做功期”无效做功期占了有效做功期的四分之三。

再就是混合比；混合比是指空气与燃料比统称为“空燃比”，现在发动机受火花塞点火点的限制使用的空燃比也只能是14.7∶1，过去发动机使用的空燃比是12∶1，通过30多年的改造空燃比提高了2.7，最佳混合比是指最佳的火焰传播速度，开始着火速度非常快，慢慢的因为氧分子減少火焰燃烧速度減慢，然后活塞到上止点后突然下行高温高压压力降低使火焰熄灭，再就是火焰达到高温高压因为缺氧分子熄灭。无论是那种原因火焰熄灭，高温高压突然降低是形成一氧化碳，碳氢化合物的根本原因。在点火角16度中就有12度是无效做功期，燃料燃烧热膨胀过程就由12度白白的被浪费掉。

再就是中心电极；中心电极分为上下两节中间是导体玻璃密封剂，也有的加了(R)代电阻的。无论是导体玻璃密封剂还是代电阻的，经过高温后都产生了氧化，导体玻璃密封剂变质后增大了电阻，电火花就会击穿瓷绝缘体和瓷绝缘体容易断裂与外壳形成短路跳火，再加上电阻阻力增大电流通过能力差，高压电不得不在高压线路中击穿跳火。这种电火花一但遇到可燃气体就会自燃。

燃烧室容积；是发动机性能的关键部位，燃烧室容积大了三大指标降低。燃烧室容积小了容易诱发暴震，这是点式点火火花塞制约发动机发展的重要因素。

点火方式；点火面积小，燃烧速度慢，在提前点火无效做功期内，要浪费大量的燃料，消耗大量的氧分子。氧分子不足会使发动机做功时混合气无法完全燃烧，造成排气严重的污染源。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了克服以上不足，提供一种喷火燃烧面积大、燃烧速度快，能减少燃料消耗，节能减排的喷火燃烧式火花塞。

本实用新型的目的是这样来实现：

本实用新型汽油发动机喷火燃烧式火花塞，包括外壳，外壳内装有瓷绝缘体，瓷绝缘体内有中心电极，其特征是装有接线螺帽的直螺杆一端伸入瓷绝缘体中与中心电极连接为一体，中心电极伸出瓷绝缘体的一端固连有喷火帽，喷火帽上的平面上的尖锐边缘与外壳相对应端面尖锐边缘间形成环形点火隙，喷火帽上的平面与外壳相对应端面间的距离小于1毫米，外壳与瓷绝缘体间有热容积喷火腔，用金属材料制成的金属外壳，点火隙可由喷火帽平面尖锐边缘与外壳相对应端面尖锐边缘间形成360度大圆环点火隙，以确保电火花不受氧化物热电阻的影响，准确无误滑动跳火的电火花，喷火帽与中心电极可采用焊接连接，喷火帽下平面尖锐边缘与外壳相对应的尖锐边缘形成尖角放电，确保电火花有效不会失火，外壳与瓷绝缘体之间形成的高温热熔积喷火腔，确保有效的喷火压力。

上述的中心电极与瓷绝缘体间有装有导体玻璃密封散热剂的密封散热腔，可取消电阻，防止发动机自燃式防止直螺杆脱落损伤发动机。

本实用新型具有如下优点：

(1)缩小或取消点火离心提前角损耗的氧分子和燃料，改变着火方式，消除暴震，缩小燃烧室容积，提高动力減少燃料消耗。

(2)小容积的热容积喷火腔内的混合气着火后点燃大容积气缸内的混合气使燃料点燃更有效，減少启动和冷启动时排放的废气污染和燃料浪费。

(3)利用腔室小压力大的特点提高喷火燃烧效率。

(4)不依靠发动机温度促使混合气蒸发燃烧过程，消除发动机温度造成的温室气体排放。

(5)喷火帽与外壳形成的圆环型点火隙使热容积喷火腔内的混合气在燃烧高压下呈伞状向气缸内喷出，大大提高了喷火燃烧效率。同时点火隙也使点火更有效不会失火。

(6)喷火帽与外壳间形成点火隙，而不是原火花塞上同时有点火的两极，大大延长喷火嘴的使用寿命。

(7)导体玻璃密封散热剂包围中心电极散热。

(8)用一根同样的金属材料制成，无須增加电阻确保电火花的稳定性，同时也可以防止中心电极脱落。

综上所述，本实用具有电火花点火，喷火，加温助燃等功能，喷火燃烧面积大，燃烧速度快，能够实现可靠，均匀而迅速地完成瞬间燃烧过程。本实用新型是从根本上消除汽车排气污染的基础条件，同时能够大幅度降低耗油，提高汽车的各种性能，并延长发动机的使用寿命。

附图说明：

图1是本实用新型结构示意图；

具体实施方式：

参见图1、图2，本实施例汽油发动机喷火燃烧式火花塞，外壳1内装有瓷绝缘体2，瓷绝缘体内有中心电极3。装有接线螺帽4的直螺杆5一端伸入瓷绝缘体中与中心电极连接为一体。中心电极伸出瓷绝缘体的一端焊接有喷火帽6。喷火帽上的平面7上的尖锐边缘8与外壳相对应端面9的尖锐边缘10间形成环形点火隙11。喷火帽上的平面与外壳相对应端面的距离小于1毫米。外壳与瓷绝缘体间有热容积喷火腔12。中心电极与瓷绝缘体间有装有导体玻璃密封散热剂13的密封散热腔14。热容积喷火腔的容积大于2毫升。

参见图1，本实用新型中心电极和瓷绝缘体部位安装在热容积喷火腔内一个小腔室里并暴露在空间，整个热容积喷火腔内吸取大量的热能，吸热多散热少形成高温炽热区，当雾化后的燃油推进喷火嘴中心与外壳形成的“高温热腔室”时，燃油在炽热区就会突然升温，升温后的燃油就会变成雾化状气体。雾化状气体遇到进气门进来的高速旋流气流，气流层夹杂着雾化状气体高速度随活塞下行到下止点，当活塞上行快到上止点时有将旋转着的气流层压缩成层状体。此时喷火嘴中心电极頂端的喷火帽与外壳之间，由高压线路送来的高压电在点火隙中就会产生高压电火花，电火花击着正在高速旋转着的层状混合气。混合气着火前分为两个阶段；1、将燃油推入高温热腔室后，由活塞下行吸走了绝大部分燃油，留在高温热腔室内壁上的剩余燃油等待活塞上行时推入第二次旋转着的层状体气流。层状体气流进入高温热腔室内的混合气，在喷火嘴中心陶瓷管的高温帮助下升温速度非常快，与气缸内的混合气温度相混合。此时，高温热腔室内的可燃气体，在小腔室内的混合气，二次推入层状体部分相加是最佳着火的混合比，这些混合气已经达到高压高温着火临界温度。2、气缸内的气流形成，活塞下行吸动旋转气流挟持着高温热腔室内的临界温度绞拌成层状体气流。当活塞上行时有给层状体气流加压，压到活塞上止点时层状体气流就被压成像千层饼式层状体气流层。当本实用新型中心电极得到高压线路中传来的高压电，在本实用新型中心电极的顶端安装有喷火帽，喷火帽边沿高出外壳边沿，形成360度圆周25度斜角处产生电火花，电火花一边是12-14；1的高温浓混合气，另一边是层状体18-22；1的低温超稀混合气，当高温浓混合气遇到电火花迅速升温升压，高温热容积喷火腔容积约2毫升左右，容积小起火快。将火焰直接喷入层状体气流饼4分之一处一周，火焰分为里外两个方向传播燃烧，促使在同一容器内的混合气同时着火燃烧，燃火速度快燃烧完全瞬间产生的压力不低于压燃式发动机的做功率。这种燃烧过程可使用在在用汽车发动机的技术改造上，重点还是要使用在新型发动机制造上。

本实用新型喷火燃烧式火花塞，改变了发动机设计理念，提高了发动机的经济性，动力性，环保性，能从根本上改变发动机的燃烧方式，不依靠发动机温度和进气温度；混合气的燃烧温度完全由本实用新型中心电极吸热多散热少的特点为混合气加温；喷火帽内平面尖锐边缘与外壳端面尖锐边缘间可形成25度夹角，将喷出火焰改变成伞状，伞状火焰射在活塞半径的二分之一处从外向里卷着燃烧，这种燃烧方式能消除爆震。高温热腔室容积约2毫升，与喷火帽周围的空腔3毫升相加为5毫升。将混合气压缩到5毫升的小聚燃室里，其爆发能力可与压燃式发动机媲美。其活塞受力是在活塞的正中心，活塞不会受偏压达到減少活塞与缸套的磨擦阻力。以达到减少燃料消耗，避免大量消耗氧分子，减少发动机的尾气排放污染。

Claims (2)

1.汽油发动机喷火燃烧式火花塞，包括外壳，外壳内装有瓷绝缘体，瓷绝缘体内有中心电极，其特征在于装有接线螺帽的直螺杆一端伸入瓷绝缘体中与中心电极连接为一体，中心电极伸出瓷绝缘体的一端固连有喷火帽，喷火帽上的平面上的尖锐边缘与外壳相对应端面的尖锐边缘间形成环形点火隙，喷火帽上的平面与外壳相对应端面间的距离小于1毫米，外壳与瓷绝缘体间有热容积喷火腔。

2.如权利要求1所述的汽油发动机喷火燃烧式火花塞，其特征在于中心电极与瓷绝缘体间有装有导体玻璃密封散热剂的密封散热腔。

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