CN203796450U - 一种新型电加热塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型电加热塞，包括：壳体、发热体、接线螺杆、接线接头及端子插头；壳体通过过盈配合包在发热体和接线螺杆外部；发热体的前端裸露在壳体外部，发热体头部的形状是与发动机缸盖内腔对应的圆锥形状，发热体内密封有三螺旋并行串联电加热丝，发热体外壳是金属材料；接线螺杆设在发热体尾部，与电加热丝在发热体尾部的一端连接，电加热丝在发热体头部的一端与发热体外壳连接，构成闭合回路；接线螺杆与接线接头螺旋连接，端子插头与接线接头对插连接。本实用新型的新型电加热塞在辅助燃油等发动机在低温下起动性能，并优化缸内燃烧的基础上，提供一种寿命更长、安装拆卸方便、安全性更强、低温启动速度更快的新型电加热塞产品。

Description

一种新型电加热塞

技术领域

本实用新型涉及柴油发动机低温启动系统技术领域，具体为辅助柴油发动机在极度严寒的低温情况下使用的发动机缸内电加热点燃式产品。

背景技术

随着中国的汽车和发动机产业迅猛发展，柴油发动机技术却在很多方面相对落后于其他国家，在改善柴油发动机低温起动性能的电热塞技术方面，在电热塞的使用过程中就遇到了很多的问题及挑战，如：电加热塞的使用寿命，电加热塞的快速升温以有利于减少发动机的启动等待时间，电加热塞的安全使用性，电加热塞在失效后的有效减少物资损失及便捷拆卸更换等问题，都对目前使用的电热塞产品造成了很到的挑战。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对柴油机低温起动及优化缸内燃烧的问题提供一种寿命更长、安装拆卸方便、安全性更强、低温启动速度更快的的一种新型电加热塞产品。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下方案：一种新型电加热塞，包括：壳体、发热体、接线螺杆、接线接头及端子插头；所述壳体通过过盈配合包在发热体和接线螺杆外部；发热体的前端裸露在壳体外部，发热体头部的形状是与发动机缸盖内腔对应的圆锥形状，发热体内密封有三螺旋并行串联电加热丝，所述电加热丝包括的2根补偿线圈和1根加热线圈；发热体外壳是金属材料；所述接线螺杆设在发热体尾部，与补偿线圈在发热体尾部的一端连接，加热线圈在发热体头部的的一端与发热体外壳连接，构成闭合回路；接线螺杆与接线接头螺旋连接，端子插头与接线接头对插连接。

所述发热体呈圆柱形筒状，内设有空腔，空腔一端开口，另一端封头，开口一端在发热体的尾部，封头一端在发热体头部，封头的一端在中间留有小孔，加热线圈插入小孔内与发热体外壳焊接在一起；空腔内充满氧化镁粉，氧化镁粉把加热线圈和补偿线圈密封在空腔内。

所述接线螺杆尾部设有螺纹，依次套有绝缘垫圈和绝缘环，并通过螺母压紧，再与接线接头螺旋连接。

所述壳体与发热体过盈配合的内腔形状呈0～0.5°的锥形。

所述端子插头内设置有高温断电保护装置。

所述加热线圈与补偿线圈之间采用点焊方式连接，补偿线圈与接线螺杆之间为焊接。

所述接线螺杆、加热线圈、补偿线圈和发热体外壳是同轴度的。

所述加热线圈采用铁、铬合金或铝合金材料制成；所述补偿线圈采用是镍合金、铁合金或钴镍合金材料制成，接线螺杆采用不锈钢材料制成。

加热线圈与补偿线圈为不同材料构成，都以螺旋结构分布在发热体空腔内，且加热线圈与补偿线圈以相互不接触的方式并行串联在发热体的前端的腔内，这样的结构及连接方式比普通非并行连接的加热线圈和补偿线圈的电加热塞有三个优点：（1）减少节省空间，从而降低对发动机缸盖安装空间的要求；（2）可以并行发热，发热速度可以提升10%～40%，从而提升发动机低温快速启动的目的；（3）由于升温速度快，这样可以使补偿线圈及时起到补偿作用，从而减少能量损失，又可提高产品寿命。

补偿线圈一端与接线螺杆连接，另一端与加热线圈连接，加热线圈的另一端与发热体外壳的端头中心部位连接，所有连接处均采用点焊的方式，以避免接线螺杆在压铆过程中产生损伤，导致连接不牢靠，局部电阻变大，从而在电热塞工作时在连接处产生局部过热，最终导致接线螺杆在连接处被烧蚀的现象，电热塞失效。所述发热体内设有空腔，空腔一端开口，另一端封头，开口一端在发热体的尾部，封头一端在发热体头部；空腔内充满氧化镁粉，氧化镁粉把加热线圈和补偿线圈密封在空腔内。

电加热塞发热体前端为圆锥形形状，这样的结构比普通圆柱形结构的优点在于：（1）便于装配，因为发热体前端是插入装配到发动机缸盖的小孔里面的，并且发热体无论是在正常工作或失效的情况下，在实际使用过程中都容易使发热体前端越来越粗，这样导致在电热塞装配或拆卸时，不容易被安装和拿出来，如果变成前端圆锥形就可在一定程度上避免在实际使用中的这些问题；（2）如果前端变为圆锥形发热丝与发热壳体的距离就会短，这样就会容易使热量及时散发出来，使发热体快速发热，从而起到快速发热及时启动的目的。

发热体外壳与发热体连接方式为，有0.5°左右的角度进行锥度配合，但仍为过盈配合，这样可以防止电热塞在发动机上长期工作的情况下发热体串处的现象，发热体从电加热塞的壳体中脱落的现象在很多发动机实际使用过程中都出现过。

接线端为插头连接方式，并且插头处有高温断电保护装置，内装有高温温控器，当接线端子处温度超过一定的设置温度的时候，连接插头与电热塞的电路会被高温温控器断开，避免电热塞因出现问题（如：短路、断路或电热塞受潮异常等因素）时被烧坏的现象。同时又可在电热塞需要更换时接线端子和插头都可以重复使用，从而减少物资损失。

本实用新型使用时候是安装于柴油等发动机的缸体上方，发热体头部深入到发动机缸体内，在发动机起动前、起动时及工作过程中它利用发热体通电产生热量，直接提高发动机缸体内的燃油温度，从而提高发动机的低温起动性能和优化柴油机缸内的燃烧情况。

本实用新型的新型电加热塞在辅助燃油等发动机在低温下起动性能，并优化缸内燃烧的基础上，提供一种寿命更长、安装拆卸方便、安全性更强、低温启动速度更快的的一种新型电加热塞产品。

附图说明

图1电加热塞的结构示意图。

图2发热体结构示意图。

附图标记：1-壳体；2-发热体；3-密封垫圈；4-绝缘环；5-接线接头；6-接线螺杆；7-加热线圈；8-补偿线圈；9-氧化镁粉；10-发热体10外壳；a-补偿线圈与接线螺杆焊接处； b-补偿线圈与加热线圈点焊处；c-加热线圈与发热体外壳焊接处；d-电加热塞深入柴油机缸体内的位置；e-过赢配合处。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明。

一种电加热塞，包括壳体1、发热体2、接线螺杆6和接线接头5。壳体1包在发热体2和接线螺杆6外，发热体2的头部露在壳体1外；发热体2头部的形状是与发动机活塞的内腔对应的圆锥形状；发热体内密封有三螺旋并行串联的电加热丝，电加热丝包括的2根补偿线圈8和1根加热线圈7；发热体外壳10是金属材料。

接线螺杆6设在发热体尾部，与补偿线圈8在发热体尾部的一端连接，电热丝7在发热体头部的的一端与发热体外壳10连接，构成闭合回路。

加热线圈7是螺旋形状，与加热线圈的并行螺旋的双螺旋形状的是补偿线圈8。发热体2内设有空腔，空腔一端开口，另一端封头，开口一端在发热体2的尾部，封头一端在发热体2头部，封头的一端在中间留有小孔，加热线圈插入小孔内与发热体外壳焊接在一起；空腔内充满氧化镁粉9，氧化镁粉9把加热线圈和补偿线圈密封在空腔内。

发热体的尾部设有接线螺杆6；补偿线圈8与接线螺杆6头部焊接；接线螺杆6的尾部与接线接头5螺纹连接。

电加热塞的加热线圈7采用电阻率较高、电阻温度系数小、使用铁、铬合金或铝合金材料，密绕成螺旋状；补偿线圈8采用镍合金、铁合金或钴镍合金材料制成；加热线圈7与补偿线圈8之间采用点焊方式连接，根据电加热塞不同发热速度与功率的的要求，可通过调节加热线圈7与补偿线圈8的材料、规格、长度的参数来达到不同的使用要求。

接线螺杆6采用抗氧化性较强的不锈钢材料或焊接性能良好的合金材料，补偿线圈8一端与加热线圈7点焊连接，另一端与接线螺杆焊接。发热体外壳10呈圆柱形筒状，一端开口；另一端封头，封头的一端在中间留有小孔，以方便电加热丝插入小孔内与发热体外壳焊接在一起，小孔大小根据加热丝直径而设定。

补偿线圈8与发热体外壳10在小孔处焊接牢固，此时要保证接线螺杆6、加热线圈7、补偿线圈8、发热体外壳10的同轴度，以免在生产过程中造成短路和发热体发热不均匀的现象。此时在发热体内填充氧化镁粉9，氧化镁粉9既有良好的热传导作用，又有高绝缘性能，满足了产品的使用要求，在氧化镁粉9填满发热体内腔后，用绝缘的工艺塞把口部封堵，再用缩管机把发热体外壳10的直径缩小，使氧化镁粉9在发热体外壳10内更加致密，并可防止腔体内气体的存在而导致电加热丝氧化，从而达到更有效的导热和绝缘效果。

在完成发热体部分2的制作之后，把发热体以0.5°左右的角度进行锥度过盈配合的方式压入壳体1内，发热体外壳与壳体配合的部分本身存在0.5°左右的角度，见图2部分，壳体与发热体过盈配合的内腔形状成为0～0.5°的锥形，锥度方向与发热体外壳的方向同向配合。在接线螺杆6的一端把绝缘垫圈3和绝缘环4依次套入接线螺杆6，用螺纹连接方式把其压紧，以达到密封绝缘的效果，接线螺杆与接线接头螺旋连接，端子插头与接线接头对插连接。所述螺纹连接方式，即是在接线螺杆尾部设有螺纹通过旋转螺母把绝缘垫圈3和绝缘环4压紧，再旋上与该螺纹对应的接线接头5。

本新型电加热塞应用于柴油机时，柴油机每个缸体内安装一个电加热塞，在低温条件下他利用电加热塞通电使深入到缸体内的发热体部分温度迅速升高到850℃～1200℃，直接对发动机缸体内的燃油进行预热，而提高柴油机的低温起动的性能。在柴油机工作时可优化柴油机的燃烧工况，从而降低有害物质的排放。本新型电加热塞通过结构的优化比普通电加热塞的优点在于寿命更长、安装拆卸方便、安全性更强、低温启动速度更快。

接线接线接头处有专用的连接插头与其对插，并且插头处有高温断电保护装置，内装有高温温控器，当接线端子处温度超过一定的设置温度的时候，连接插头与电热塞的电路会被高温温控器断开，避免电热塞因出现问题（如：短路、断路或电热塞受潮异常等因素）时被烧坏的现象。同时又可在电热塞需要更换时接线端子和插头都可以重复使用，从而减少物资损失。

该连接插头与柴油机ECU之间有专门与之匹配的进行信息交换的预热控制器，由ECU（ Engine Control Unit，发动机控制单元）发出工作命令给预热控制器，预热控制器得到信号后接通电热塞电路，此时各个缸体内的电热塞开始投入预热，电加热塞的预热时间由ECU通过水温传感器所得到的温度和相关信息进行控制设定。预热控制器对电加热塞的断路、短路、过电流和电路的断开和接通都有信号检测功能。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (8)

1.一种新型电加热塞，其特征在于包括：壳体、发热体、接线螺杆、接线接头及端子插头；所述壳体通过过盈配合包在发热体和接线螺杆外部；发热体的前端裸露在壳体外部，发热体头部的形状是与发动机缸盖内腔对应的圆锥形状，发热体内密封有三螺旋并行串联电加热丝，所述电加热丝包括的2根补偿线圈和1根加热线圈；发热体外壳是金属材料；所述接线螺杆设在发热体尾部，与补偿线圈在发热体尾部的一端连接，加热线圈在发热体头部的的一端与发热体外壳连接，构成闭合回路；接线螺杆与接线接头螺旋连接，端子插头与接线接头对插连接。

2.根据权利要求1所述的新型电加热塞，其特征在于：所述发热体呈圆柱形筒状，内设有空腔，空腔一端开口，另一端封头，开口一端在发热体的尾部，封头一端在发热体头部，封头的一端在中间留有小孔，加热线圈插入小孔内与发热体外壳焊接在一起；空腔内充满氧化镁粉，氧化镁粉把加热线圈和补偿线圈密封在空腔内。

3.根据权利要求1所述的新型电加热塞，其特征在于：所述接线螺杆尾部设有螺纹，依次套有绝缘垫圈和绝缘环，并通过螺母压紧，再与接线接头螺旋连接。

4.根据权利要求1所述的新型电加热塞，其特征在于：所述壳体与发热体过盈配合的内腔形状呈0～0.5°的锥形。

5.根据权利要求1所述的新型电加热塞，其特征在于：所述端子插头内设置有高温断电保护装置。

6.根据权利要求1所述的新型电加热塞，其特征在于：所述加热线圈与补偿线圈之间采用点焊方式连接，补偿线圈与接线螺杆之间为焊接。

7.根据权利要求1所述的新型电加热塞，其特征在于：所述接线螺杆、加热线圈、补偿线圈和发热体外壳是同轴度的。

8.根据权利要求1所述的新型电加热塞，其特征在于：所述加热线圈采用铁、铬合金或铝合金材料制成；所述补偿线圈采用镍合金、铁合金或钴镍合金材料制成，接线螺杆采用不锈钢材料制成。