CN202840240U

CN202840240U - 高能等离子火花塞

Info

Publication number: CN202840240U
Application number: CN 201220404797
Authority: CN
Inventors: 黄志民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2012-08-15
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-08-15

Abstract

本实用新型涉及一种高能等离子火花塞，包括中心电极、拱形电极，以及绝缘体，所述拱形电极以中心电极为主轴线围绕所述中心电极端部，所述绝缘体包覆所述中心电极，并电性隔离所述中心电极和拱形电极。该高能等离子火花塞在点火过程中能够保持有效的火花塞点火间距，产生持久的高能等离子点火能量。

Description

高能等离子火花塞

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机，尤其是涉及一种单缸及多缸内燃机使用的高能等离子火花塞。

背景技术

传统汽车发动机点火装置的基本原理是：一次线圈储能，通过脉冲变压器转化为二次能量，再在火花塞间释放出来。然而已经认识到这种方式消耗的能量很高，而火花塞所获得的能量却很低，无法产生足够能量的电弧来点火，造成汽车耗油量大，燃烧不充分等问题。

为解决这些问题，现有技术提出了主要两种改进方式，一种被称为电容放电点火（CDI）的方式，例如美国专利号4122816的技术，该专利提出把常规高压点火电压和储存在电容器中的高能电荷叠加用于发动机点火。电容内储存的电能由点火开关启动。当电信号施加于点火开关时，电容内的电能就会进入点火线圈。当电信号停止时，点火线圈的电流会断开，这时点火线圈就会产生自耦高压电。试验证明，这种方式在60W功率下，可以获得50mJ的电弧能量。

另一种被称为多脉冲放电（MSD）方式，例如中国专利公开号CN1388315A所公开的汽车等离子弧高能点火器，其依靠多脉冲的多次点火来产生电弧。试验证明，这种方式在120W功率下，可以获得185mJ的电弧能量。

上述这些改进的点火装置都致力于提供一个替代传统点火装置的全新结构，但是对存量的传统点火装置无能为力。另外，上述两种方式的点火装置在能量转换效率上都还是非常低。

申请人的实用新型专利CN 201020535279改善了上述两种点火方式的不足，把低压直流高频脉冲通过点火脉冲电压合成及分配模块，经高速门电路阵列的复合和分配后输出给相应的火花塞并在火花塞上产生复合放大的等离子光电弧。该实用新型专利的单脉冲能转换效率高，可达13mJ/（瓦~每个电弧）以上的等离子光电弧效率。静态时消耗不到25毫瓦，转速达每分钟6000转时，功耗不到30瓦。但是，传统的火花塞不能满足高能等离子点火的要求，表现在火花塞中心电极和外围电极在高能等离子光电弧的作用下，电极材料损耗大，从而导致火花塞间距增大，电弧放电不足，达不到专利设计的目标。

申请人的实用新型专利CN201120411527基本满足了CN 201020535279的设计要求。但是，由于电极材料在等离子燃烧条件下容易变形，叶片电极与中心电极之间的间距容易拉大，不能长久保持火花塞两个电极之间的有效放电间距。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于高能等离子点火装置的高能等离子火花塞。

本实用新型所提出的高能等离子火花塞，包括中心电极、拱形电极、以及绝缘体，所述拱形电极以中心电极为主轴线且围绕所述中心电极端部，所述绝缘体包覆所述中心电极，并电性隔离所述中心电极和拱形电极。

在本实用新型的一实施例中，所述中心电极和所述拱形电极的材料为钨合金。

在本实用新型的一实施例中，所述拱形电极具有成门形或半圆形的拱形支架。

在本实用新型的一实施例中，所述拱形电极具有一个圆柱形凸起，与中心电极端部间隔相对。

在本实用新型的一实施例中，所述拱形电极的底部较顶部宽。

在本实用新型的一实施例中，所述拱形电极包括为一环形的连接部。

在本实用新型的一实施例中，所述火花塞还包括金属连接体和用于输入点火信号的输入电极，所述金属连接体连接所述中心电极和所述输入电极。

在本实用新型的一实施例中，火花塞还包括一壳体，设置在所述绝缘体的外部。

在本实用新型的一实施例中，火花塞还包括一壳体，设置在所述绝缘体的外部，所述壳体具有延伸到所述连接部内的柱形台阶。

在本实用新型的一实施例中，所述连接部与所述柱形台阶之间焊接连接。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，通过设置一个中心电极和与中心电极电性隔离并以中心电极为主轴线分布的拱形电极，使得在点火发生在电极和拱形电极之间的圆柱形凸起上，拱形电极的设计能够固定电极材料的位置，长久保持有效的火花塞点火间距，产生持久的高能等离子点火能量。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出本实用新型一实施例的高能等离子火花塞剖面结构。

图2示出本实用新型另一实施例的高能等离子火花塞剖面结构。

图3示出本实用新型一实施例的火花塞的拱形电极的立体图。

具体实施方式

图1示出本实用新型一实施例的高能等离子火花塞剖面结构。本实施例的高能等离子火花塞10包括一中心电极11和拱形电极12。拱形电极底部较顶部略宽。拱形电极12位于中心电极11端部，并以中心电极11为主轴线，围绕中心电极11布置。拱形电极12的特点是，由于主体12c为拱形支架，在在等离子燃烧条件下不容易变形，电极与中心电极之间的间距能够长久保持有效放电间距。图3示出本实用新型一实施例的火花塞的拱形电极的立体图。结合图1和图3所示，拱形电极12具有一个圆柱形凸起12b，位于中心电极11端部的正上方且与该端部间隔相对。圆柱形凸起12b的直径可与中心电极11的直径相同。另外，拱形电极12延伸一个环形的连接部12a与壳体相连。在本实施例中，拱形支架的剖面呈门形。

在本实施例中，火花塞10的中心电极11和拱形电极12由含钨成分的合金材料组成，这两种电极的组合能在点火过程中长期保持有效火花塞点火间距，产生持久的高能等离子点火能量。在一实施例中，钨合金的成分可包括钨、铜、镍和稀有金属等。

环形绝缘体13用以包覆中心电极11，并将中心电极11与拱形电极12电性隔离。在本实用新型的实施例中，环形绝缘体可由陶瓷等绝缘材料制成。

在环形绝缘体13内还设有金属连接体14和输入电极16。输入电极16用来输入点火信号，且通过金属连接体14连接到中心电极11。金属连接体14的材料例如为铁。

另外，呈柱形的金属壳体15设置在环形绝缘体13外部。壳体15带有延伸至拱形电极12的连接部12a的柱形台阶15a。此时，拱形电极12可以放入壳体15的台阶上，并同时采用金属焊接来连接。壳体15还可带有外螺纹以便于火花塞的安装。

图2示出本实用新型另一实施例的高能等离子火花塞剖面结构。图2中与图1相同的部件使用相同的标号。图2所示实施例与图1不同的是，拱形支架的剖面呈半圆形。

本实用新型实施例的火花塞可以在高能等离子装置点火过程中长久保持有效点火间距，产生持久的高能等离子点火能量。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种高能等离子火花塞，其特征在于包括中心电极、拱形电极以及绝缘体，所述拱形电极以中心电极为主轴线且围绕所述中心电极端部，所述绝缘体包覆所述中心电极，并电性隔离所述中心电极和拱形电极。

2.如权利要求1所述的高能等离子火花塞，其特征在于，所述中心电极及所述拱形电极由钨合金组成。

3.如权利要求1所述的高能等离子火花塞，其特征在于，所述拱形电极具有门型或半圆形的拱形支架。

4.如权利要求1所述的高能等离子火花塞，其特征在于，所述拱形电极具有一圆柱形凸起，所述圆柱形凸起与所述中心电极端部间隔相对。

5.如权利要求1所述的高能等离子火花塞，其特征在于，所述拱形电极具有一环形的连接部。

6.如权利要求1所述的高能等离子火花塞，其特征在于，所述拱形电极底部较顶部宽。

7.如权利要求1所述的高能等离子火花塞，其特征在于，还包括金属连接体和用于输入点火信号的输入电极，所述金属连接体连接所述中心电极和所述输入电极。

8.如权利要求1所述的高能等离子火花塞，其特征在于，还包括一壳体，设置在所述绝缘体的外部。

9.如权利要求5所述的高能等离子火花塞，其特征在于，还包括一壳体，设置在所述绝缘体的外部，所述壳体具有延伸到所述连接部内的柱形台阶。

10.如权利要求9所述的高能等离子火花塞，其特征在于，所述连接部与所述柱形台阶之间焊接连接。