CN209266848U - 一种用于安装在发动机上的火花塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于安装在发动机上的火花塞，包括具有安装腔体的壳体、绝缘套筒和中心电极；绝缘套筒至少部分位于安装腔体内；中心电极包括中心电极主体、中心电极安装部和中心电极点火端；中心电极点火端伸出于绝缘套筒的外侧；在壳体上设置有侧电极；在侧电极上设置有侧电极点火端，在侧电极点火端与中心电极点火端之间具有预设点火间隙；在中心电极安装部与绝缘套筒之间形成有第一环形凹槽，第一环形凹槽的槽口朝向中心电极点火端；中心电极主体至少部分与孔壁密封接触。本实用新型公开的火花塞，其结构简单、便于使用，其能抑制因积碳而引起的发火不良问题，提高绝缘套筒的绝缘性，保证火花塞的点火性能，从而提高发动机的燃烧稳定性。

Description

一种用于安装在发动机上的火花塞

技术领域

本实用新型涉及点火技术领域，尤其涉及一种用于安装在发动机上的火花塞。

背景技术

目前市面上，传统火花塞在发动机运行于低温冷启动或者小负荷工况下容易形成积碳，附着在火花塞陶瓷体头部。这些附着在陶瓷体头部的积碳量较大时，会造成陶瓷体绝缘性下降，从而引起火花塞发火不良。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于安装在发动机上的火花塞，其能够有效抑制积碳积累而引起的发火不良问题，从而提高绝缘套筒的绝缘性，保证火花塞的点火性能。

本实用新型技术方案提供的一种用于安装在发动机上的火花塞，包括具有安装腔体的壳体、具有安装通孔的绝缘套筒和插设在所述安装通孔中的中心电极；

所述绝缘套筒至少部分位于所述安装腔体内；

所述中心电极包括中心电极主体、与所述中心电极主体连接的中心电极安装部和安装在所述中心电极安装部上的中心电极点火端；

所述中心电极点火端伸出于所述绝缘套筒的外侧；

在所述壳体上靠近所述中心电极点火端的一端设置有侧电极；

在所述侧电极上设置有侧电极点火端，在所述侧电极点火端与所述中心电极点火端之间具有预设点火间隙；

在所述中心电极安装部与所述绝缘套筒之间形成有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽的槽口朝向所述中心电极点火端；

所述中心电极主体至少部分与所述安装通孔的孔壁密封接触。

进一步地，所述第一环形凹槽的槽口的宽度大于其槽底的宽度。

进一步地，所述安装通孔为圆形通孔，所述中心电极主体呈圆柱状，所述中心电极安装部也呈圆柱状，所述中心电极主体的直径大于所述中心电极安装部的直径；

所述中心电极安装部通过倾斜面与所述中心电极主体连接。

进一步地，所述壳体上靠近所述中心电极点火端的前端与所述绝缘套筒上靠近所述中心电极点火端的前端平齐。

进一步地，在所述中心电极点火端上固定设置有朝向所述侧电极点火端延伸的第一贵金属针。

进一步地，所述侧电极包括侧电极主体；

所述侧电极主体的一端与所述壳体连接，其另一端朝向所述壳体的前方延伸，并与所述侧电极点火端连接；

在所述侧电极点火端上设置有朝向所述第一贵金属针延伸的第二贵金属针；

所述预设点火间隙形成在所述第一贵金属针的尖端与所述第二贵金属针的尖端之间。

进一步地，所述侧电极主体具有折弯部，所述折弯部位于所述壳体与所述侧电极点火端之间；

所述侧电极点火端位于所述壳体的前方，且所述第二贵金属针位于所述第一贵金属针的正前方。

进一步地，所述安装通孔的孔壁朝向所述第一环形凹槽侧的表面为光滑曲面。

进一步地，所述中心电极安装部上面向所述第一环形凹槽侧的表面为光滑曲面。

进一步地，在所述壳体与所述绝缘套筒之间形成有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽的槽口朝向所述中心电极点火端；

所述第二环形凹槽的槽口的宽度大于其槽底的宽度。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本实用新型提供的火花塞，主要由壳体、绝缘套筒、中心电极和侧电极组成，绝缘套筒至少部分位于壳体的安装腔体内，中心电极插设在绝缘套筒的安装通孔中，侧电极设置在壳体上，绝缘套筒位于中心电极与壳体之间，起到隔离和绝缘的作用，中心电极主体至少部分与安装通孔的孔壁密封接触，有效减少可燃混合物进入中心电极，有利于防止氧化。预设点火间隙设置在中心电极点火端与侧电极点火端之间，用于产生电火花，引燃气缸内的可燃混合气。第一环形凹槽能够有效抑制积碳在火花塞上累积而导致点火不良的问题。

本实用新型提供的火花塞，其结构简单、便于安装和使用，其能够有效抑制因积碳积累而引起绝缘套筒的绝缘性能下降和火花塞发火不良等问题，从而提高绝缘套筒的绝缘性，保证火花塞的点火性能，进而提高发动机的燃烧稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的火花塞的示意图；

图2为图1所示的火花塞的爆炸图；

图3为图1所示的火花塞的局部视图；

图4为图3所示的火花塞在有积碳存在时的状态参考图；

图5为图3沿着A-A方向上的剖视图；

图6为图5中B区域的放大图。

附图标记对照表：

100-火花塞； 1-壳体； 11-安装腔体；

2-绝缘套筒； 21-安装通孔； 211-孔壁；

3-中心电极； 31-中心电极主体； 32-中心电极安装部；

321-倾斜面； 33-中心电极点火端； 331-第一贵金属针；

4-侧电极； 41-侧电极点火端； 411-第二贵金属针；

42-侧电极主体； 421-折弯部； 5-第一环形凹槽；

6-预设点火间隙； 7-第二环形凹槽； 8-积碳。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-6所示，本实用新型一实施例提供了一种用于安装在发动机上的火花塞100，包括具有安装腔体11的壳体1、具有安装通孔21的绝缘套筒2和插设在安装通孔21中的中心电极3。

绝缘套筒2至少部分位于安装腔体11内。

中心电极3包括中心电极主体31、与中心电极主体31连接的中心电极安装部32和安装在中心电极安装部32上的中心电极点火端33。

中心电极点火端33伸出于绝缘套筒2的外侧。

在壳体1上靠近中心电极点火端33的一端设置有侧电极4。

在侧电极4上设置有侧电极点火端41，在侧电极点火端41与中心电极点火端33之间具有预设点火间隙6。

在中心电极安装部32与绝缘套筒2之间形成有第一环形凹槽5，第一环形凹槽5的槽口朝向中心电极点火端33。

中心电极主体31至少部分与安装通孔21的孔壁211密封接触。

也即是，火花塞100主要由壳体1、绝缘套筒2、中心电极3和侧电极4组成。

其中，壳体1具有安装腔体11，绝缘套筒2至少部分位于安装腔体11内。绝缘套筒2具有安装通孔21，中心电极3插设在安装通孔21中。侧电极4设置在壳体1上。

壳体1的外表面可以设置有外螺纹，壳体1通过外螺纹安装在发动机的气缸上的螺纹孔中。壳体1也可以通过其他方式安装在发动机的气缸上。壳体1优选为金属壳体。

绝缘套筒2位于中心电极3与壳体1之间，用以隔离中心电极3与壳体1，起到隔离和绝缘的作用。绝缘套筒2优选为耐高温的绝缘套筒，比如陶瓷套筒、石英套筒或云母套筒等。

中心电极3主要由中心电极主体31、中心电极安装部32和中心电极点火端33组成。其中，中心电极主体31、中心电极安装部32和中心电极点火端33依次连接，且中心电极点火端33伸出在绝缘套筒2的外侧。

中心电极主体31至少部分与安装通孔21的孔壁211密封接触，有效减少气缸中的可燃混合物进入中心电极3，减少接触面积，降低中心电极3氧化面积，有效防止氧化，从而保证火花塞100的点火性能。

中心电极安装部32位于中心电极主体31与中心电极点火端33之间，中心电极安装部32便于安装中心电极点火端33，提高连接强度。

中心电极点火端33伸出于绝缘套筒2的外侧，侧电极4位于壳体1上靠近中心电极点火端33的一端，侧电极点火端41朝向中心电极点火端33延伸。

预设点火间隙6设置在中心电极点火端33与侧电极点火端41之间，该预设点火间隙6用于产生电火花，以引燃气缸内的可燃混合气。预设点火间隙6不为零。预设点火间隙6设置在绝缘套筒2的外侧，有利于使更多的可燃混合气能够聚集在预设点火间隙6附近，从而更容易地引燃气缸内的可燃混合气。

在中心电极安装部32与绝缘套筒2之间形成有第一环形凹槽5，第一环形凹槽5的槽口朝向中心电极点火端33。具体地，第一环形凹槽5形成在中心电极安装部32与安装通孔21的孔壁211之间。第一环形凹槽5用于抑制因积碳8在火花塞100上累积而导致绝缘套筒2的绝缘性能下降和火花塞100点火不良等问题。第一环形凹槽5包括圆环凹槽，矩形环凹槽或者不规则形状的环形凹槽等。

积碳8主要沉积在绝缘套筒2上靠近中心电极3的一端端部、绝缘套筒2与壳体1之间的间隙或者中心电极3与绝缘套筒2之间的间隙等位置。图3呈现了火花塞100在没有积碳8时的状态参考图，图4呈现了火花塞100在有积碳8时的状态参考图。如果积碳8的积累量较大时，电荷会从中心电极3向绝缘套筒2、壳体1攀爬，造成绝缘套筒2的绝缘性能下降，引起火花塞100发火不良，有时点火的位置甚至不在预设点火间隙6中，此时会影响火花塞的点火性能。

如果在某一时刻，第一环形凹槽5内产生或者积累有积碳8，在下一次火花塞100点火时，高压电流必定会经过第一环形凹槽5内的积碳8，而由于积碳8为可燃、导电物质，在高压电流的作用下，会在积碳8中产生大量热量，从而烧掉积碳8，清除掉第一环形凹槽5内的积碳8，有效防止电荷从中心电极3向绝缘套筒2攀爬，从而使中心电极3与绝缘套筒2之间始终保持一定的安全隔离距离。由此，第一环形凹槽5有效抑制因积碳8积累而引起绝缘套筒2的绝缘性能下降和火花塞100发火不良等问题，从而提高绝缘套筒2的绝缘性，保证火花塞100的点火性能。

使用前，将中心电极3与火花塞100中的接线螺杆连接，接线螺杆与点火线圈连接，中心电极3安装到绝缘套筒2的安装通孔21中，并与绝缘套筒2装配成一个整体，然后装配到壳体1上，最后，将壳体1安装在发动机的气缸上，从而将火花塞100安装到发动机上。为了获得更好的绝缘效果，优选地采用密封元件对各个连接位置处都进行密封处理。

使用时，火花塞100中的点火线圈首先产生高压电流脉冲，通过连接螺杆传输到中心电极3，中心电极3为高压电极，而侧电极4是与气缸连接，侧电极4相当于接地电极，那么就在中心电极3与侧电极4之间形成高压，即在预设点火间隙6内产生高压。当高压高于预设点火间隙6中的击穿电压阈值时，发生高压击穿，产生电火花，从而引燃缸内的可燃混和气。由于在中心电极安装部32与绝缘套筒2之间形成有第一环形凹槽5，第一环形凹槽5有效抑制积碳8积累而引起绝缘套筒2的绝缘性能下降和火花塞100发火不良等问题。

本实用新型提供的火花塞，其结构简单、便于安装和使用，其能够有效抑制积碳积累而火花塞发火不良的问题，从而提高绝缘套筒的绝缘性，保证火花塞的点火性能，进而提高发动机的燃烧稳定性。

较佳地，如图3-6所示，第一环形凹槽5的槽口的宽度大于其槽底的宽度。

也即是，第一环形凹槽5的槽口宽、槽底窄，有利于增加电荷从中心电极3向绝缘套筒2上的端部攀爬的距离，保证绝缘套筒2的绝缘性，提升火花塞100的点火性能。

较佳地，如图2和图5-6所示，所述安装通孔21为圆形通孔，中心电极主体31呈圆柱状，中心电极安装部32也呈圆柱状，中心电极主体31的直径大于中心电极安装部32的直径。

中心电极安装部32通过倾斜面321与中心电极主体31连接。

也即是，中心电极3与绝缘套筒2的其中一种实现方式为：安装通孔21为圆形通孔，中心电极主体31呈圆柱状，从而能够实现中心电极主体31至少部分与安装通孔21的孔壁211密封接触。

中心电极安装部32也呈圆柱状，中心电极安装部32的直径小于中心电极主体31的直径，使中心电极安装部32的圆周面与安装通孔21的孔壁211之间形成有环形间隙。中心电极主体31与中心电极安装部32优选为同轴布置。

为了使中心电极安装部32平滑地过渡到中心电极主体31，中心电极安装部32通过倾斜面321与中心电极主体31连接。第一环形凹槽5形成在孔壁211、倾斜面321和中心电极安装部32的圆周面之间。

较佳地，如图3和图5所示，壳体1上靠近中心电极点火端33的前端与绝缘套筒2上靠近中心电极点火端33的前端平齐。

也即是，壳体1的前端端部与绝缘套筒2的前端端部对齐，使绝缘套筒2暴露的面积更小、散热更快、温度提升慢，同时有利于在保证预设点火间隙6中火焰核正常产生的基础上，降低预设点火间隙6中火焰核的不稳定油气团的影响，帮助实现正常点火。火花塞100的点火功能增强，也就意味着其抵抗积碳8污损的能力更好了。

较佳地，如图5-6所示，在中心电极点火端33上固定设置有朝向侧电极点火端41延伸的第一贵金属针331。

采用贵金属制成的细电极安装在火花塞100的中心电极点火端33上，能够提高电极的抗腐蚀性、预设点火间隙6更稳定、点火更容易，使燃烧更充分，发动机在低转速工况也能平稳运行。第一贵金属针331可以做得很细，像针一样，其尺寸要比目前市面上普遍应用的镍合金制成的点火电极的尺寸要小很多，由于尺寸更小，尖端放电效应更明显，降低击穿电压，使点火更容易，性能更好。同时，第一贵金属针331降低了火花周围的吸热效应，从而降低积碳8对发火的不利影响。优选地，第一贵金属针331通过激光焊接方法焊接在中心电极点火端33上。

第一贵金属针331包括金针、银针或者铂族金属制成的金属针、以及铱合金针、铂金针、铂合金针、铂钼合金针或铂钼铱合金针等。

较佳地，如图5-6所示，侧电极4包括侧电极主体42。

侧电极主体42的一端与壳体1连接，其另一端朝向壳体1的前方延伸，并与侧电极点火端41连接。

在侧电极点火端41上设置有朝向第一贵金属针331延伸的第二贵金属针411。

预设点火间隙6形成在第一贵金属针331的尖端与第二贵金属针411的尖端之间。

也即是，侧电极点火端41位于壳体1的前方。侧电极点火端41可以位于中心电极主体31、中心电极安装部32和中心电极点火端33之间的连线的延长线上，也可以位于该连线的一侧上，只要能够保证预设点火间隙6形成在第一贵金属针331的尖端与第二贵金属针411的尖端之间即可。

预设点火间隙6应当是中心电极3与侧电极4之间的最小间距，以保证电火花在预设点火间隙6中产生，形成火焰核，火焰核成长，从而点燃可燃混合气。第二贵金属针411包括金针、银针或者铂族金属制成的金属针、以及铱合金针、铂金针、铂合金针、铂钼合金针或铂钼铱合金针等。

较佳地，如图5-6所示，侧电极主体42具有折弯部421，折弯部421位于壳体1与侧电极点火端41之间。

侧电极点火端41位于壳体1的前方，且第二贵金属针411位于第一贵金属针331的正前方。

为了便于准直、安装和使用，侧电极点火端41位于壳体1的前方，第二贵金属针411位于第一贵金属针331的正前方，即第二贵金属针411位于中心电极主体31、中心电极安装部32和中心电极点火端33之间的连线的延长线上。这里的前方是以壳体1上靠近中心电极点火端33的一端为前端而言，相应地，绝缘套筒2靠近中心电极点火端33的一端为前端，即中心电极点火端33和侧电极点火端41位于火花塞100的前端。

为了实现将第二贵金属针411布置在第一贵金属针331的正前方，侧电极主体42的一端与壳体1连接，其另一端向前延伸，并与侧电极点火端41连接，在侧电极主体42的两端之间设置有折弯部421，即折弯部421位于侧电极点火端41与壳体1之间。

较佳地，如图6所示，安装通孔21的孔壁211朝向第一环形凹槽5侧的表面为光滑曲面。

为了防止安装通孔21的孔壁211上出现局部凸起或尖刺，阻止电荷从中心电极3向绝缘套筒2攀爬，从而保证绝缘套筒的绝缘性能，安装通孔21的孔壁211朝向第一环形凹槽5侧的表面为光滑曲面。光滑曲面指的是切平面为连续变化的曲面。

较佳地，如图6所示，中心电极安装部32上面向第一环形凹槽5侧的表面为光滑曲面。

中心电极安装部32上面向第一环形凹槽5侧的表面为光滑曲面，有利于防止中心电极安装部32出现局部凸起或尖刺，降低电荷从中心电极3通过积碳8向绝缘套筒2攀爬的可能性。光滑曲面指的是切平面为连续变化的曲面。

较佳地，如图3-6所示，在壳体1与绝缘套筒2之间形成有第二环形凹槽7，第二环形凹槽7的槽口朝向中心电极点火端33。

第二环形凹槽7的槽口的宽度大于其槽底的宽度。

也即是，第二环形凹槽7形成在壳体1与绝缘套筒2之间，具体地，第二环形凹槽7位于壳体1上靠近中心电极点火端33的一端与绝缘套筒2上靠近中心电极点火端33的一端之间。现有技术普遍采用壳体与绝缘套筒2直接接触，两者之间没有间隙的技术方案，与现有技术相比，第二环形凹槽7提高了火花塞100能够积累更多的积碳8而不至于引起明显的绝缘性下降和点火不良等现象，相当于增加了绝缘套筒2与壳体1之间的隔离距离。

为了进一步提升绝缘性能，第二环形凹槽7的槽口朝向中心电极点火端33，且第二环形凹槽7的槽口宽，其槽底窄。

以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于安装在发动机上的火花塞，包括具有安装腔体的壳体、具有安装通孔的绝缘套筒和插设在所述安装通孔中的中心电极；

所述绝缘套筒至少部分位于所述安装腔体内；

所述中心电极包括中心电极主体、与所述中心电极主体连接的中心电极安装部和安装在所述中心电极安装部上的中心电极点火端；

所述中心电极点火端伸出于所述绝缘套筒的外侧；

在所述壳体上靠近所述中心电极点火端的一端设置有侧电极；

在所述侧电极上设置有侧电极点火端，在所述侧电极点火端与所述中心电极点火端之间具有预设点火间隙；

其特征在于，在所述中心电极安装部与所述绝缘套筒之间形成有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽的槽口朝向所述中心电极点火端；

所述中心电极主体至少部分与所述安装通孔的孔壁密封接触。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述第一环形凹槽的槽口的宽度大于其槽底的宽度。

3.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述安装通孔为圆形通孔，所述中心电极主体呈圆柱状，所述中心电极安装部也呈圆柱状，所述中心电极主体的直径大于所述中心电极安装部的直径；

所述中心电极安装部通过倾斜面与所述中心电极主体连接。

4.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述壳体上靠近所述中心电极点火端的前端与所述绝缘套筒上靠近所述中心电极点火端的前端平齐。

5.根据权利要求4所述的火花塞，其特征在于，在所述中心电极点火端上固定设置有朝向所述侧电极点火端延伸的第一贵金属针。

6.根据权利要求5所述的火花塞，其特征在于，所述侧电极包括侧电极主体；

所述侧电极主体的一端与所述壳体连接，其另一端朝向所述壳体的前方延伸，并与所述侧电极点火端连接；

在所述侧电极点火端上设置有朝向所述第一贵金属针延伸的第二贵金属针；

所述预设点火间隙形成在所述第一贵金属针的尖端与所述第二贵金属针的尖端之间。

7.根据权利要求6所述的火花塞，其特征在于，所述侧电极主体具有折弯部，所述折弯部位于所述壳体与所述侧电极点火端之间；

所述侧电极点火端位于所述壳体的前方，且所述第二贵金属针位于所述第一贵金属针的正前方。

8.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述安装通孔的孔壁朝向所述第一环形凹槽侧的表面为光滑曲面。

9.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述中心电极安装部上面向所述第一环形凹槽侧的表面为光滑曲面。

10.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，在所述壳体与所述绝缘套筒之间形成有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽的槽口朝向所述中心电极点火端；

所述第二环形凹槽的槽口的宽度大于其槽底的宽度。