CN213026892U - 一种用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，属于火花塞和点火线圈安装技术领域，包括气缸盖，所述气缸盖上设置有衬套安装孔，衬套安装孔连接有火花塞衬套，火花塞衬套连接有点火线圈衬套。本实用新型是专为提高火花塞主要散热区域冷却效果设计而成，本申请重新设计气缸盖火花塞安装结构，开创性的采用独立的火花塞衬套安装火花塞，占用空间较小，相应的增加了局部气缸盖水套容积，提高了对火花塞主要散热区域的冷却效果，从而降低了气缸盖温度，提高了气缸盖的可靠性。

Description

一种用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构

技术领域

本实用新型涉及火花塞和点火线圈安装技术领域，具体涉及一种用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构。

背景技术

由于国六阶段天然气发动机采用当量燃烧的技术路线，导致发动机的热负荷较高，铸铁气缸盖自带的铸造出的用于火花塞安装柱体，一般壁厚，占空间较大，挤占了气缸盖水套容积，影响火花塞主要散热区域的冷却效果，从而影响气缸盖的冷却效果，降低气缸盖的可靠性。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构；该用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构是专为提高火花塞主要散热区域冷却效果设计而成，本申请重新设计气缸盖火花塞安装结构，开创性的采用独立的火花塞衬套安装火花塞，占用空间较小，相应的增加了局部气缸盖水套容积，提高了对火花塞主要散热区域的冷却效果，从而降低了气缸盖温度，提高了气缸盖的可靠性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，包括气缸盖，所述气缸盖上设置有衬套安装孔，衬套安装孔连接有火花塞衬套，火花塞衬套连接有点火线圈衬套。

本实用新型进一步改进中，上述衬套安装孔包括主孔和盲孔，盲孔包括盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ，盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ分别设置在主孔的两侧。

通过上述设计，本方案可更便于安装火花塞衬套。

本实用新型进一步改进中，上述火花塞衬套包括连接法兰、连接段Ⅰ、中段和连接段Ⅱ，所述连接法兰、连接段Ⅰ、中段和连接段Ⅱ一体成型，或者所述连接段Ⅰ、中段和连接段Ⅱ一体成型，连接法兰与连接段Ⅰ激光焊接；

所述连接法兰上设置有法兰连接孔，法兰连接孔连接有双头螺柱；所述双头螺柱的一端连接有法兰螺母，双头螺柱的另一端穿过法兰连接孔与盲孔连接；所述连接段Ⅰ、中段和连接段Ⅱ均与主孔连接。

通过上述设计，本方案可更便于气缸盖与火花塞衬套的连接；火花塞衬套自带整体锻造式法兰或者法兰也可采用激光焊接方式焊接到火花塞衬套管体上，法兰通过两个带定位功能的、预装到气缸盖上的双头螺柱和法兰面螺母(法兰螺母)固定到气缸盖上。

本实用新型进一步改进中，上述法兰连接孔包括分别设置在连接法兰两侧的圆形孔和腰型孔，双头螺柱包括双头螺柱Ⅰ和双头螺柱Ⅱ；

所述双头螺柱Ⅰ穿过圆形孔与盲孔Ⅰ连接，所述双头螺柱Ⅱ穿过腰型孔与盲孔Ⅱ连接。

通过上述设计，本方案可更便于气缸盖与火花塞衬套的连接。

本实用新型进一步改进中，上述双头螺柱上设置有上圆柱体和下圆柱体，上圆柱体与法兰连接孔连接，下圆柱体与盲孔过渡配合；

所述双头螺柱Ⅰ的上圆柱体与圆形孔大间隙配合；所述双头螺柱Ⅱ的上圆柱体与腰型孔采用小间隙配合或者是过盈配合；双头螺柱上两段光滑同轴的圆柱体(上圆柱体和下圆柱体)，下圆柱体与气缸盖上的盲孔过渡配合，可以保证双头螺柱的装配位置精度，并且防止其装配过度偏斜，而影响压装火花塞衬套。

上圆柱体与火花塞衬套连接法兰连接；其中火花塞衬套连接法兰上的一个通孔是圆形的，与双头螺柱Ⅰ的上圆柱体大间隙配合，装配时起次要定位作用；连接法兰上的另外一个通孔是腰型孔，与双头螺柱Ⅱ上的上圆柱体采用小间隙配合或者是过盈配合，装配时起到主要定位作用。

双头螺柱上圆柱体与火花塞衬套连接法兰上的圆形孔腰型孔相配合；双头螺柱下圆柱体与气缸盖上光滑的盲孔过渡配合；过渡配合可以更好的保证双头螺柱的装配位置，并防止双头螺柱在装配时产生过度倾斜，对火花塞衬套装配产生不利影响。

腰型孔之所以采用腰型设计，主要是为了降低对该孔位置度要求，降低了加工难度和成本，防止如采用圆形通孔后，位置度达不到要求，影响火花塞衬套装配的问题。

通过上述设计，本方案可更便于气缸盖与火花塞衬套的连接。

本实用新型进一步改进中，上述法兰螺母和连接法兰之间设置有垫块。

通过上述设计，本方案可更便于尽量增加双头螺柱的长度；双头螺柱增加到一定长度有助于降低由于温度变化导致的双头螺柱的单位长度上的变形量、减小施加在火花塞衬套上的力矩衰减。

本实用新型进一步改进中，上述连接段Ⅰ上设置有火花塞衬套密封槽，火花塞衬套密封槽连接有火花塞衬套O形圈；

所述连接段Ⅱ包括凸缘和段本体，凸缘上设置有轴向密封面倾角；

所述段本体的底部设置有圆柱导向段，圆柱导向段长度范围为0.9mm～1.1mm；所述段本体内腔螺纹底部设置有防烧结槽；

所述凸缘和段本体与主孔内壁之间均涂有密封胶。

通过上述设计，本方案可更便于火花塞衬套的密封、安装等；段本体与主孔的底部过盈配合；火花塞衬套头部的轴向(段本体)和径向密封面(凸缘)分别与主孔底部内壁通过涂密封胶实现密封；火花塞衬套的上部与气缸盖(主孔)之间通过O形密封圈密封。

为了在施加力矩后可以保证火花塞衬套头部轴向密封面与气缸盖底部通孔上平面更好的贴合，提高密封效果；在火花塞衬套头部轴向密封面上(凸缘)加工出约0.5度的微倾角度(轴向密封面倾角)。

火花塞衬套底部倒角带有约1mm左右(0.9mm～1.1mm)的圆柱导向段，该圆柱导向段与火花塞衬套头部同轴；该设计可以有效防止装配过程中火花塞衬套被刮伤、导致材料脱落影响密封的问题。

火花塞衬套内螺纹底部加工有一定高度的、能防止与火花塞烧结的圆柱形防烧结槽，圆柱形防烧结槽直径大于火花塞衬套内螺纹大径，因此这部分不会与火花塞螺纹接触，降低了底部烧结风险。

本实用新型进一步改进中，上述点火线圈衬套的底部注塑有螺纹段，螺纹段与火花塞衬套螺纹连接；所述螺纹段的上方设置有点火线圈衬套密封槽，点火线圈衬套密封槽连接有点火线圈衬套O形圈；

或者所述点火线圈衬套的底部设置有两个点火线圈衬套密封槽，两个点火线圈衬套密封槽分别连接有点火线圈衬套O形圈。

通过上述设计，本方案可更便于点火线圈衬套的密封、安装等；点火线圈衬套底部注塑出螺纹，如此便可拧紧到火花塞衬套上，安装快捷方便，点火线圈衬套底部装配有一个点火线圈衬套O形圈，可起到防止润滑油进入的密封作用；装配时，螺纹段和O形圈都要旋入到火花塞衬套中。

火线圈衬套的底部也可以采用两个O形圈，不需要带有螺纹设计，直接将带有O形圈的部分完全插入到下部的火花塞衬套中即可。

本实用新型进一步改进中，上述点火线圈衬套由非金属尼龙制造而成。

通过上述采用耐高温和具有较高强度的非金属尼龙材料，本方案与以往的金属材料相比可以降低发动机重量和制造成本。

本实用新型进一步改进中，上述点火线圈衬套的顶部均布有四个装配凹槽。

通过上述设计，本方案可更便于点火线圈衬套的安装；点火线圈衬套头部带有四个装配用凹槽，专用工装可以通过这四个装配用凹槽定位，以拧紧点火线圈衬套。

本实用新型进一步改进中，上述连接法兰呈“雷锋帽展开状”。

通过上述设计，本方案的火花塞衬套连接法兰可更便于防止与周围零件干涉。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型是专为提高火花塞主要散热区域冷却效果设计而成，本申请重新设计气缸盖火花塞安装结构，在气缸盖上设置衬套安装孔，并在衬套安装孔上连接火花塞衬套和点火线圈衬套，摒弃传统气缸盖自带的铸造的用于火花塞安装的柱体，开创性的采用独立的火花塞衬套安装火花塞，占用空间较小，相应的增加了局部气缸盖水套容积，提高了对火花塞主要散热区域的冷却效果，从而降低了气缸盖温度，提高了气缸盖的可靠性。

附图说明

为更清楚地说明背景技术或本实用新型的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式中结合使用的附图作简单地介绍；显而易见地，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1是本实用新型具体实施方式结构示意图。

图2是本实用新型连接法兰结果示意图。

图3为本实用新型火花塞衬套结构示意图。

图4为本实用新型X部放大示意图。

图5为本实用新型点火线圈衬套结构示意图。

图6为本实用新型装配凹槽结构示意图。

图中所示：1-气缸盖；2-火花塞衬套；3-点火线圈衬套；31-装配凹槽；4-连接法兰；5-连接段Ⅰ；6-中段；7-连接段Ⅱ；71-圆柱导向段；72-防烧结槽；8-圆形孔；9-腰型孔；10-双头螺柱Ⅰ；11-双头螺柱Ⅱ；12-法兰螺母；13-上圆柱体；14-下圆柱体；15-垫块；16-火花塞衬套O形圈；17-凸缘；171-轴向密封面倾角；18-点火线圈衬套O形圈。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

同时，本说明书中所引用的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

同时，在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，包括气缸盖1，所述气缸盖1上设置有衬套安装孔，衬套安装孔连接有火花塞衬套2，火花塞衬套2连接有点火线圈衬套3。

所述衬套安装孔包括主孔和盲孔，盲孔包括盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ，盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ分别设置在主孔的两侧。

如图1-4所示，所述火花塞衬套2包括连接法兰4、连接段Ⅰ5、中段6和连接段Ⅱ7，所述连接法兰4、连接段Ⅰ5、中段6和连接段Ⅱ7一体成型，或者所述连接段Ⅰ5、中段6和连接段Ⅱ7一体成型，连接法兰4与连接段Ⅰ5激光焊接；所述连接法兰4上设置有法兰连接孔，法兰连接孔连接有双头螺柱；所述双头螺柱的一端连接有法兰螺母12，双头螺柱的另一端穿过法兰连接孔与盲孔连接；所述连接段Ⅰ5、中段6和连接段Ⅱ7均与主孔连接。

所述法兰连接孔包括分别设置在连接法兰4两侧的圆形孔8和腰型孔9，双头螺柱包括双头螺柱Ⅰ10和双头螺柱Ⅱ11；所述双头螺柱Ⅰ10穿过圆形孔8与盲孔Ⅰ连接，所述双头螺柱Ⅱ11穿过腰型孔9与盲孔Ⅱ连接。

所述双头螺柱上设置有上圆柱体13和下圆柱体14，上圆柱体13与法兰连接孔连接，下圆柱体14与盲孔过渡配合；所述双头螺柱Ⅰ10的上圆柱体与圆形孔8大间隙配合；所述双头螺柱Ⅱ11的上圆柱体与腰型孔9采用小间隙配合或者是过盈配合。

所述法兰螺母12和连接法兰4之间设置有垫块15。

所述连接段Ⅰ5上设置有火花塞衬套密封槽，火花塞衬套密封槽连接有火花塞衬套O形圈16；所述连接段Ⅱ7包括凸缘17和段本体，凸缘17上设置有轴向密封面倾角171；所述段本体的底部设置有圆柱导向段71，圆柱导向段71长度范围为0.9mm～1.1mm；所述段本体内腔螺纹底部设置有防烧结槽72；所述凸缘17和段本体与主孔内壁之间均涂有密封胶。

如图1、图5和图6所示，所述点火线圈衬套3的底部注塑有螺纹段，螺纹段与火花塞衬套螺纹连接；所述螺纹段的上方设置有点火线圈衬套密封槽，点火线圈衬套密封槽连接有点火线圈衬套O形圈18；或者所述点火线圈衬套的底部设置有两个点火线圈衬套密封槽，两个点火线圈衬套密封槽分别连接有点火线圈衬套O形圈18。

所述点火线圈衬套3由非金属尼龙制造而成；所述点火线圈衬套3的顶部均布有四个装配凹槽31。

铸铁气缸盖自带的铸造出的用于火花塞安装柱体，一般壁厚，占空间较大，挤占了气缸盖水套容积，影响火花塞主要散热区域的冷却效果，从而影响气缸盖的冷却效果，降低气缸盖的可靠性，因此，本方案的设计构思就是在气缸盖上装配独立火花塞衬套来安装固定火花塞；采用独立不锈钢材质的火花塞衬套与原来铸铁气缸盖自带的铸造出的用于火花塞安装柱体相比，独立的火花塞衬套的壁厚可以更薄，占空间更小，相应的就可以增加局部气缸盖水套容积、能够提高对火花塞主要散热区域的冷却效果；从而，降低了气缸盖温度，提高了气缸盖的可靠性。

本产品的优点：该火花塞衬套自带法兰，与现有的专利很多都需要再增加一个单独压板固定火花塞衬套相比，零件数量少，装配简单；

该双头螺柱采用两端圆柱体的特殊结构设计，分别用于火花塞衬套和本身装配定位；

该点火线圈衬套采用耐高温且具有较高强度的非金属尼龙材料，与现有专利采用金属材料衬套相比可以减重和降低成本。

本实用新型火花塞衬套采用不锈钢材料整体锻造成型法兰(法兰也可采用激光焊接方式焊接到火花塞衬套管体上)，火花塞衬套的周围环境是气缸盖的水套；火花塞衬套是通过两个相同的双头螺柱，再隔两个垫块，用相同的两个法兰面螺母紧固的；两个双头螺柱需要先预装到气缸盖的盲孔上，然后再压入火花塞衬套。

火花塞衬套自带火花塞衬套连接法兰；火花塞衬套连接法兰上加工有圆形孔和腰型孔，在压装火花塞衬套时，圆形孔和腰型孔会分别穿过两个双头螺柱。

火花塞衬套连接法兰如雷锋帽的两个耳朵似的外形设计主要是防止与周围零件干涉。

火花塞衬套法兰上的圆形孔与其中一个双头螺柱采用了较大间隙的配合，在装配时起次要定位作用，火花塞衬套法兰上的腰型孔与另外一个双头螺柱采用小间隙配合、也可以是过盈配合，起到主要定位作用。

腰型孔之所以采用腰型设计，主要是为了降低对该通孔的位置度要求，以降低加工难度和成本，防止如采用圆形孔后，位置度达不到要求，影响火花塞衬套装配的问题。

火花塞衬套内螺纹底部加工有一定高度的、能防止与火花塞烧结的圆柱防烧结槽；圆柱防烧结槽直径大于火花塞衬套内螺纹大径，因此这部分不会与火花塞螺纹接触，降低了底部烧结风险。

为了在施加力矩后可以保证火花塞衬套头部(凸缘)轴向密封面与气缸盖底部通孔上平面更好的贴合，提高密封效果；在火花塞衬套头部轴向密封面上加工出一定的微倾角度(约0.5度)。

火花塞衬套头部倒角带有约1mm左右的圆柱导向段，该导向段与火花塞衬套头部同轴，该设计可以有效防止装配过程中倒角被刮伤、导致材料脱落影响密封的问题。

固定火花塞衬要用到的两个垫块，是为了使双头螺柱达到一定的长度，双头螺柱增加到一定长度有助于降低由于温度变化导致的双头螺柱的单位长度上的变形量，尽量减小施加在火花塞衬套上的力矩衰减。

双头螺柱上有两部分同轴光滑圆柱体(上圆柱体和下圆柱体)，上圆柱体与火花塞衬套连接法兰上的圆形孔和腰型孔相配合，双头螺柱下圆柱体与气缸盖上加工的圆柱形光滑盲孔过渡配合，过渡配合可以更好的保证双头螺柱的装配位置，并防止双头螺柱在装配时产生过度倾斜，对火花塞衬套装配产生不利影响。

点火线圈衬套采用了耐高温和具有较高强度的非金属尼龙材料，与以往的金属材料相比可以减重和降低成本，点火线圈衬套底部注塑出螺纹，可以拧紧到火花塞衬套上，点火线圈衬套底部装配有一个点火线圈衬套O形圈，起到防止润滑油进入的密封作用，装配时，螺纹段和O形圈都要旋入到火花塞衬套中。

火线圈衬套底部也可以采用两个O形圈，不需要带有螺纹设计，直接将带有O形圈的部分完全插入到下部的火花塞衬套中即可。

点火线圈衬套头部带有四个装配用凹槽，专用工装可以通过这四个装配用凹槽定位，以拧紧点火线圈衬套。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此，在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，包括气缸盖，其特征在于：所述气缸盖上设置有衬套安装孔，衬套安装孔连接有火花塞衬套，火花塞衬套连接有点火线圈衬套；

所述衬套安装孔包括主孔和盲孔，盲孔包括盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ，盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ分别设置在主孔的两侧。

2.根据权利要求1所述的用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，其特征在于：所述火花塞衬套包括连接法兰、连接段Ⅰ、中段和连接段Ⅱ，所述连接法兰、连接段Ⅰ、中段和连接段Ⅱ一体成型，或者所述连接段Ⅰ、中段和连接段Ⅱ一体成型，连接法兰与连接段Ⅰ激光焊接；

所述连接法兰上设置有法兰连接孔，法兰连接孔连接有双头螺柱；所述双头螺柱的一端连接有法兰螺母，双头螺柱的另一端穿过法兰连接孔与盲孔连接；所述连接段Ⅰ、中段和连接段Ⅱ均与主孔连接。

3.根据权利要求2所述的用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，其特征在于：所述法兰连接孔包括分别设置在连接法兰两侧的圆形孔和腰型孔，双头螺柱包括双头螺柱Ⅰ和双头螺柱Ⅱ；

所述双头螺柱Ⅰ穿过圆形孔与盲孔Ⅰ连接，所述双头螺柱Ⅱ穿过腰型孔与盲孔Ⅱ连接。

4.根据权利要求3所述的用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，其特征在于：所述双头螺柱上设置有上圆柱体和下圆柱体，上圆柱体与法兰连接孔连接，下圆柱体与盲孔过渡配合；

所述双头螺柱Ⅰ的上圆柱体与圆形孔大间隙配合；所述双头螺柱Ⅱ的上圆柱体与腰型孔采用小间隙配合或者是过盈配合。

5.根据权利要求2所述的用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，其特征在于：所述法兰螺母和连接法兰之间设置有垫块。

6.根据权利要求2所述的用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，其特征在于：所述连接段Ⅰ上设置有火花塞衬套密封槽，火花塞衬套密封槽连接有火花塞衬套O形圈；

所述连接段Ⅱ包括凸缘和段本体，凸缘上设置有轴向密封面倾角；

所述段本体的底部设置有圆柱导向段，圆柱导向段长度范围为0.9mm～1.1mm；所述段本体内腔螺纹底部设置有防烧结槽；

所述凸缘和段本体与主孔内壁之间均涂有密封胶。

7.根据权利要求1所述的用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，其特征在于：所述点火线圈衬套的底部注塑有螺纹段，螺纹段与火花塞衬套螺纹连接；所述螺纹段的上方设置有点火线圈衬套密封槽，点火线圈衬套密封槽连接有点火线圈衬套O形圈；

或者所述点火线圈衬套的底部设置有两个点火线圈衬套密封槽，两个点火线圈衬套密封槽分别连接有点火线圈衬套O形圈。

8.根据权利要求1所述的用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，其特征在于：所述点火线圈衬套由非金属尼龙制造而成。

9.根据权利要求1所述的用于火花塞和点火线圈安装的衬套结构，其特征在于：所述点火线圈衬套的顶部均布有四个装配凹槽。

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