TW200304259A - Engine spark plug grounding structure, grounding wiring apparatus, and grounding wiring method - Google Patents

Description

200304259 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關以汽油、液化天然氣 的引擎之火星塞的接地構造、接地配線 方法。 【先前技術】 以汽油、液化天然氣（LPG )作爲 經過壓縮後的混合氣利用由點火裝置所 以點火而使其燃燒。點火裝置係可區另 式）者和無接點式（電子式）者，無論是； 點火線圈所產生的高電壓來使火星塞跳 合氣加以點火的構造。 第7圖（a)是顯示火星塞的外觀，赁 內部構造，並且顯示出將其安裝到引擎 態。火星塞1 〇是如圖中所示，具有： 1的內部沿著其軸心配設著中心電極2 心電極2從絕緣體1的下端的開口突出 部分的外側電極3的端部之間，施加由 極與負極之間的點火線圈（未圖示）所產 其放電進而產生火花。 絕緣體1的下半部是收容於外殻4 部的外周面是形成公螺紋部4b ’利用這 合安裝於汽車引擎的汽缸頭Η。從這個 (LPG)作爲燃料 裝置以及接地配線 燃料的引擎，是將 產生的電氣火花加 卜爲：接點式（電氣 那一種都是利用由 出電氣火花而將混 ^ 7圖（b)是顯示其 的汽缸頭Η的狀 在於筒狀的絕緣體 的構造，在於該中 的部分以及面對該 電池（未圖示）的正 生的高電壓，而令 內，外殻4的下半 :個公螺紋部4b螺 外殻4的公螺紋部 (2) (2)200304259 4 b的下面的開口，可以看到中心電極2的下端，外側電 極3是安裝在該公螺紋部4 b的下面的外周緣部，其端部 正好面對著中心電極2的下端。這個外側電極3的端部與 中心電極2的端部互相相向的間隙是放電用的火花間隙G 。這個火花間隙G的部分是鄰近於引擎的燃燒室。 此外，中心電極2的上端是連接到一個被固定在絕緣 體1的上端開口的端子螺帽5，來自於與電池的正極相連 的點火線圈的高壓點火線C是藉由一個帽蓋6而與該端子 螺帽5相連接。 然而，由火花間隙G所放電後的電荷，是從火星塞 1 〇的外側電極3經過外殼4，再經由引擎的汽缸頭Η、引 擎本體、用來載置這個引擎本體的車體骨架等，而回到電 池的負極1 1，但是，以這種較長迴路的方式通過許多的 接點、引擎本體、車體骨架等的鐵材的話，該回流電流容 易產生遲滯現象。 此外，如果火星塞1 〇之對於汽缸頭Η的安裝部位（前 述外殼4的外周面的公螺紋部4b的螺合部）有接觸不良的 情形，或者在於引擎本體存在著例如：因本體的構件劣化 所導致的導電不良的情形的話，電荷的流動將會產生遲滯 ，因此將會降低放電性。如果放電性降低的話，混合氣的 著火能力也會變弱，因此將會使得燃料的消耗率惡化。進 而使得引擎的扭力特性也隨著惡化。 至於這種降低放電性能的原因，首先，就前者之火星 塞10與引擎本體之間的接觸不良而言，火星塞是每一 -8- (3) (3)200304259 次產生火花使混合氣爆炸時，都會承受到震動，所以火星 塞1 〇安裝在汽缸頭Η的位置將會逐漸地發生鬆動。其次 ，就後者之引擎本體的構件而言，因爲是暴露在高溫之下 ，其構件的劣化乃是必然的現象。 因此’本發明的技術課題就是在於：針對汽車引擎的 點火裝置，去除導致上述這種降低放電性的原因，而使得 放電後的電荷得以有效率地回流到電池的負極，藉此，以 阻止燃料的消耗率的惡化以及引擎的扭力特性的惡化。 【發明內容】 爲了解決上述技術課題，本發明是將接地構件安裝在 火星塞的外殻，並且利用接地電線來連接該接地構件與電 池的負極。 因此，經由放電所產生的電荷將會從火星塞的外殻經 過接地構件，再經由接地電線直接傳達到電池的負極，所 以，即使火星塞與引擎本體之間產生了鬆動，或者，即使 引擎本體的構件發生劣化現象，電荷的流動也不受影響， 因此，能夠阻止放電性能的降低。如此一來，混合氣著火 時的熱效率可較傳統的方式變得更好，可提高引擎的燃油 效率以及扭力。 此處，若將接地構件的安裝形狀製作成：可自由裝卸 地卡合在火星塞的外殼的六角形螺帽部分的話，當欲將接 地構件安裝到火星塞或者自火星塞卸下時，只要先卸下高 壓點火線的罩蓋，即可很簡單地進行拆裝的動作，無須使 -9- (4) (4)200304259 用特殊的工具或技術。 如果接地構件的形狀是製作成：具有與火星塞的外殼 的六角形螺帽的外周大致相同大小形狀的正六角形的頂板 ，其中央部位開設有一個供火星塞的外殻穿過的穿插孔， 正六角形的六個邊分別連設一個接片的話，只要將該接地 構件套在六角形螺帽上，各個接片即可藉由其彈性而壓接 在六角形螺帽的外周面上，即可很簡單地安裝上去。 或者，如果接地構件的形狀是製作成：具有與火星塞 的外殻的六角形螺帽的外周大致相同大小形狀的正六角形 的頂板，其中央部位開設有一個供火星塞的外殼穿過的穿 插孔，正六角形的六個邊的每相隔一個邊的其中三個邊， 分別連設一個接片的話，只要將該接地構件套在六角形螺 帽上，各個接片即可藉由其彈性而壓接在六角形螺帽的外 周面上，即可很簡單地安裝上去。 此外，接地構件是以具有：可卡合於火星塞的外殻的 六角形螺帽的外周面的卡合部；和可供火星塞的絕緣體貫 穿的開口部；和可引伸到引擎的汽缸頭的外側爲止的引伸 部者爲宜。 如此一來，欲將接地構件安裝到火星塞時，可在保持 於火星塞安裝於引擎的汽缸頭的狀態下，讓火星塞的絕緣 體貫穿過接地構件的開口部而嵌套上去，並且將卡合部套 覆在火星塞的外殻的六角形螺帽而使其卡合在其外周面即 可 〇 此外，依引擎的種類之不同，雖然有些火星塞會處於 -10- (5) (5)200304259 被包圍在汽缸頭的內側深部的狀態，但是，這種接地構件 係具有可引伸到引擎的汽缸頭的外側之引伸部，所以’可 要將接地電線連接到被引伸到引擎的汽缸頭的外側之引伸 部身上，即可很容易進行配線工作。 【實施方式】 茲佐以圖面來說明本發明的實施形態如下。 第1圖（a)是顯示已經安裝了本實施形態的接地構造 的其中一個構成要素也就是接地構件20的狀態下的火星 塞1〇的外觀圖；第1圖（b)是顯示整體接地構造。至於這 個接地構件20的安裝對象也就是火星塞1 0的具體結構， 或者該火星塞1 〇安裝到引擎的汽缸頭Η的安裝形態等等 ，以及其他與先前在說明習知技術時所引用的第7圖中的 構件相同的部分，均標示相同的符號，並且省略其說明。 又，第2圖是將第1圖中的被安裝在火星塞10上的接地 構件20，只挑出該接地構件20加以顯示出來。首先，將 說明第2圖的接地構件20。 這個接地構件20是以彈簧鋼來形成的，如第2圖所 示，在於罩蓋狀的本體2 1的側面，係利用焊接方式將一 個帶狀的連接構件22與該本體21結合成一體。本體21 是如圖所示般地，其外形是一個由頂面觀察時呈現正六角 形的罩蓋形狀，該正六角形的各邊係連接著與該六角的面 呈垂直的矩形的接片2 3 °沿著六角形的外周互相鄰接的 接片2 3彼此之間，具有一個間隙，由於材質的彈性，以 -11 - (6) (6)200304259 及設置了這個間隙的關係，各接片23係可朝向六角形的 半徑方向擴開。此外，在該正六角形的面，係穿設有一個 與其中心呈同心圓狀的正圓形的穿插孔24。可透過該穿 插孔24將罩蓋狀本體2 1從火星塞1 〇的絕緣體1的上端 側往下方來覆蓋套住六角形螺帽7，並且將接片23的部 分卡合在六角形螺帽7的外周面。 並且在於這六個接片23的其中一個接片23身上，是 利用焊接方式固定著上述的帶狀的連接構件22，而使得 連接構件22呈現與正六角形的面垂直地往上方豎立。這 個帶狀的連接構件22，是如第1圖（b)所示般地，被引伸 到引擎的汽缸頭Η的外側。 上述形狀的接地構件2 0是如第1圖所示般地，被安 裝到已經裝在汽缸頭Η上的火星塞1 0身上。也就是說， 在於將來自於與電池的負極相連接的點火線圈的高壓點火 線C的罩蓋6拆卸開的狀態下，將接地構件20的罩蓋狀 的本體2 1套裝在火星塞1 〇身上，讓其周緣的接片23利 用本身的彈力壓接在火星塞1 〇的六角形螺帽7的外周面 ’而完成安裝的動作。 將這個接地構件20製作成上述的形狀，以便安裝到 火星塞4的外殼4的六角形螺帽7身上，因此，當欲安裝 該接地構件20或卸下時，只要將高壓點火線C的罩蓋6 拆開，即可很簡單地進行安裝或拆卸，所以並不需要特殊 的工具和技巧，非常地便利。 而且，接地構件20的連接構件22係連接著接地電線 -12- (7) (7)200304259 25，該接地電線25的端部又連接到電池的負極1 1。此處 ，因爲連接構件22是引伸到達汽缸頭Η的外側，所以接 地電線25對於連接構件22的連接配線的工作很容易。 藉由這種結構，在火花間隙G處，因放電所產生的 電荷將會從外側電極3起，經由外殻4、接地構件2 0、接 地電線2 5，直接到達電池的負極1 1，所以即使火星塞J 〇 與引擎的汽缸頭Η之間產生鬆動，或者即使引擎本體的 構件發生劣化現象，也不會影響到電荷的流動，因此能夠 阻止放電性能的降低。 如此一來，根據這種實施形態的接地構造，能夠阻止 以往的那些因素所導致的火星塞1 〇的放電性能的降低， 因此，可令混合氣很有效率地著火，較之傳統的方式，可 使得引擎的熱效率變得更好，而能夠謀求提高燃油效率以 及引擎的扭力。 此外，第1圖（b)雖然是顯示出將火星塞丨〇的頭部突 出到汽缸頭Η的外側的例子，但是，即使是火星塞1 〇被 埋設在汽缸頭Η的內側深部而處在受汽缸頭η所包圍的 狀態的情況下，亦可將帶狀的連接構件22引伸到這個汽 缸頭Η的外側。第3圖是顯示火星塞1 〇被埋設在汽缸頭 Η的內側深部的情況的例子。 第3圖的例子係顯示出汽缸頭Η包含了汽缸頭蓋H c 的構造，火星塞1 〇被埋設在汽缸頭Η的內側深部。罩蓋 8是具備：具有從汽缸頭蓋He的開口 9起迄火星塞1 〇的 端子螺帽5爲止的長度的胴部8 a ;和用以包覆開口 9的 -13- 200304259 (8) 傘部8 b。 這種情況下，帶狀的連接構件22是如圖所示般地， 從接片23起通過開口 9與罩蓋8的傘部8b之間的間隙被 拉伸到達汽缸頭Η的汽缸頭蓋He的外側，因此，可很容 易將接地電線25連接到這個連接構件22。此外，當欲安 裝或拆卸接地構件2 0的時候，只要將罩蓋8卸下，就可 很容易進行安裝或拆卸接地構件20的工作。 此外，本實施形態中的點火裝置，雖然是舉出電氣式 的點火裝置爲例，但是，隨著汽車的排廢氣的限制愈趨嚴 格’爲了要提高點火裝置的可靠度，也已經採用了使用高 性能且長壽命的電晶體之電子式點火裝置，本發明不只是 對於電氣式的點火裝置，即使對於電子式（電晶體）的點火 裝置的火星塞也是有效。 此外，本實施形態，爲了將接地構件2 0的形狀製作 成能夠卡合在火星塞的六角形螺帽的側面，乃採用了在於 Μ面觀察時呈現與六角形螺帽的外形大致上相同大小形狀 1'1勺正六角形的頂板的六個邊各自連設一個接片23的形狀 ’但是，也可以採用如第4圖、第5圖所示般地，在頂板 的六個邊當中，每相隔一邊才安裝一個接片 23，總共只 化三個邊上安裝接片2 3的這種形狀的接地構件2 0 ’。如 1彳1將接地構件2 0 ’製作成這種形狀的話，可較之前一種實 W形態的接地構件2 0具有下歹!J的優點。 亦即，前者是設有六個接片，而後者是設有三個接片 ’常欲製作這種形狀的接地構件時，首先，是從最終所形 -14- 200304259 Ο) 成的第2圖和第4圖所示的結構中去除掉連接構件2 2的 部分，也就是將只剩下由頂板和接片23所組成的形狀之 朝平面展開後的金屬板，從金屬板材中衝製出來，然後， 再將各金屬板從頂板的各邊延伸出來的接片23沿著與各 邊的境界線加以彎折。從金屬板材衝製出來的時候，第6 圖（a)所示的三個接片的情況與第6圖（b)所示的六個接片 的情況相比較，可讓金屬板的排列分布關係，使得互相鄰 接的金屬板彼此之間的間隙變小，所以可更爲節省材料（ 資源）。這是其優點之一。 此外，至於接地構件的板材，在本實施形態中雖然是 採用彈簧鋼，但是亦可採用例如：彈簧用的不鏽鋼板，如 果是非鐵金屬的§舌’則可採用彈賛用的憐青銅板等。 再者，火星塞1 〇的火花間隙G的部分所鄰近的引擎 的燃燒室內，因爲有混合氣被噴射入該燃燒室內以及與受 到壓縮後的混合氣的摩擦等等的原因，將會產生靜電電位 ，這種靜電電位在於以火花間隙G來放電的時候，將會 造成一種障礙。但是，若根據本實施形態的火星塞的接地 構造的話，則可將這種在燃燒室內所產生的靜電電位從外 側電極3經由外殼4利用接地構件2 0直接傳達到電池的 負極1 1，所以可迅速地使得該火花間隙G的部分變成等 電位。如此一來，可將用來令火星塞1 0產生放電的原本 的電位差施加到火花間隙G，因此，可讓混合氣有效率地 著火。 特別是針對於電子式的點火裝置的時候，雖然是利用 -15- (10) (10)200304259 電子控制方式來將預定的電位差施加到火星塞10的中心 電極2與外側電極3之間，但是，如果在燃燒室內產生了 上述的靜電電位的話’則實際上就會有未能賦予這種預定 的電位差的情況發生。然而’根據本實施形態的火星塞的 接地構造，係如上面所說明般地’可讓燃燒室內的靜電電 位迅速地變成等電位，所以可迅速地賦予電子控制所產生 的預定的電位差，因此，可有效率地令混合氣著火。 此外，本實施形態中的接地構件以及接地電線的材料 ，係以使用導電率較高的黃銅、銅、銀等爲宜。特別是銀 的導電率係高於引擎本體等所採用的鐵的六倍以上，因此 可望達到數倍至數十倍的接地效果。所以，可更迅速地使 得燃燒室內的靜電電位恢復成等電位，而能夠以數倍至數 十倍的速度將預定的電位差賦予到火花間隙G，可更有效 率地令混合氣著火。 經由以上的說明可知，本發明係藉由上述的結構，可 阻止火星塞的放電性能的降低，因而可使得混合氣著火時 的熱效率較之傳統的一般方式變得更好，所以具有可提高 引擎的燃油效率以及扭力的效果。 【產業上的可利用性】 本發明的引擎之火星塞的接地構造、接地配線裝置以 及接地配線方法係可適用在以汽油或液化天然氣作爲燃料 的汽車、船舶或發電機等的引擎上面。 -16- (11) (11)200304259 【圖式之簡單說明】 、第1圖（a)是顯示安裝了本發明的實施形態的接地配 線裝置後的火星塞的外觀圖° 第1圖（b)是顯示接地構造整體的斷面圖。 第2圖是顯示接地構件的立體圖。 第3圖是顯示本發明的其他實施形態的接地構造整體 的斷面圖。 第4圖是顯示接地構件的其他實施形態。 第5圖是以三面圖來顯示第4圖的接地構件。 第6圖（a)(b)是分別針對於接地構件的衝製配置圖案 ，比較三個接片與六個接片的情況之示意圖。 第7圖（a)是顯示火星塞的外觀圖。 第7圖（b)是顯示火星塞的內部構造與安裝形態的斷 面圖。 【符號說明】 Η 汽 缸 頭 He 汽 缸 頭 蓋 1 絕 緣 體 2 中 心 電 極 3 外 側 電 極 4 外 殼 4b 公 螺 紋 部 G 火 化 間 隙 -17- (12)200304259 5 Λ山 m 子 螺 帽 6 罩 蓋 C 高 壓 點 火 線 7 Γ , 角 形 螺 帽 8 罩 蓋 8 a 胴 部 8b 傘 部 9 開 □ 10 火 星 塞 11 電 池 負 極 2(T ;20 接 地 構 件 2 1 本 m ns 22 連 接 構 件 23 接 片 24 穿 插 孔 25 接 地 電 線

Claims (1)

1. (1) (1)200304259 拾、申請專利範圍 1 · 一種引擎之火星塞的接地構造，是在於中心電極 與外側電極之間引起放電，且以安裝了上述外側電極的外 殼的螺紋部來安裝到引擎的汽缸頭之火星塞的接地構造’ 其特徵爲： 接地構件是安裝在上述外殼，前述接地構件與電池的 負極是利用接地電線相連接著。 2 .如申請專利範圍第1項之引擎之火星塞的接地構 造’其中上述接地構件是製作成：可自由裝卸地卡合在上 述外殼的六角形螺帽的部分之安裝形式者。 3 ·如申請專利範圍第2項之引擎之火星塞的接地構 造’其中上述接地構件是具有··可卡合在上述外殼的六角 形螺帽的外周面的卡合部；和可供火星塞的絕緣體貫穿的 開□部；和引伸到引擎的汽缸頭的外側之引伸部。 4 ·如申請專利範圍第2項之引擎之火星塞的接地構 造’其中上述接地構件的形狀是製作成：具有與上述外殻 的六角形螺帽的外周大致相同大小形狀的正六角形的頂板 ’在其中央部位開設有一個供上述外殼穿過的穿插孔，上 述正六角形的六個邊分別連設一個接片。 5 ·如申請專利範圍第2項之引擎之火星塞的接地構 造’其中上述接地構件的形狀是製作成：具有與上述外殼 的六角形螺帽的外周大致相同大小形狀的正六角形的頂板 ’在其中央部位開設有一個供上述外殼穿過的穿插孔，上 述正六角形的每相隔一個邊的其中三個邊，分別連設一個 -19- (2) (2)200304259 接片。 6 ·如申請專利範圍第3項之引擎之火星塞的接地構 造’其中上述接地構件的形狀是製作成：具有與上述外殻 的六角形螺帽的外周大致相同大小形狀的正六角形的頂板 ’在其中央部位開設有一個供上述外殻穿過的穿插孔，上 述正六角形的六個邊分別連設一個接片。 7 ·如申請專利範圍第3項之引擎之火星塞的接地構 造’其中上述接地構件的形狀是製作成：具有與上述外殻 的六角形螺帽的外周大致相同大小形狀的正六角形的頂板 ’在其中央部位開設有一個供上述外殻穿過的穿插孔，上 述正六角形的每相隔一個邊的其中三個邊，分別連設一個 接片。 8 · —種引擎之接地配線裝置，是由： 被安裝在火星塞的外殼之接地構件，而該火星塞是在 於中心電極與外側電極之間引起放電，且以安裝了上述外 側電極的外殻的螺紋部來安裝到引擎的汽缸頭；以及 用以連接該接地構件與電池的負極之接地電線所組成 的。 9 ·如申請專利範圍第8項之引擎之接地配線裝置， 其中上述接地構件是製作成：可自由裝卸地卡合在上述外 殼的六角形螺帽的部分之安裝形式者。 1 0 .如申請專利範圍第9項之引擎之接地配線裝置 ，其中上述接地構件是具有：可卡合在上述外殻的六角形 螺帽的外周面的卡合部；和可供火星塞的絕緣體貫穿的開 -20- (3) (3)200304259 □部；和引伸到引擎的汽缸頭的外側之引伸部。 1 1 .如申請專利範圍第9項之引擎之接地配線裝置 ，其中上述接地構件的形狀是製作成：具有與上述外殼的 六角形螺帽的外周大致相同大小形狀的正六角形的頂板’ 在其中央部位開設有一個供上述外殻穿過的穿插孔，·上述 正六角形的六個邊分別連設一·個接片。 1 2 ·如申請專利範圍第9項之引擎之接地配線裝置 ，其中上述接地構件的形狀是製作成：具有與上述外殼的 六角形螺帽的外周大致相同大小形狀的正六角形的頂板， 在其中央部位開設有一個供上述外殼穿過的穿插孔，上述 正六角形的每相隔一個邊的其中三個邊，分別連設一個接 片0 1 3 ·如申請專利範圍第1 〇項之引擎之接地配線裝 置，其中上述接地構件的形狀是製作成：具有與上述外殼 的六角形螺帽的外周大致相同大小形狀的正六角形的頂板 ，在其中央部位開設有一個供上述外殼穿過的穿插孔，上 述正六角形的六個邊分別連設一個接片。 1 4 ·如申請專利範圍第1 〇項之引擎之接地配線裝 置，其中上述接地構件的形狀是製作成：具有與上述外殼 的六角形螺帽的外周大致相同大小形狀的正六角形的頂板 ’在其中央部位開設有一個供上述外殻穿過的穿插孔，上 述正六角形的每相隔一個邊的其中三個邊，分別連設一個 接片。 1 5 _ —種引擎之接地配線方法，係將接地構件安裝 -21 - (4) 200304259 到在於中心電極與外側電極之間引起放電，且以安裝了上 述外側電極的外殼的螺紋部來安裝到引擎的汽缸頭的火翼 塞的外殼，並且利用接地電線來連接該接地構件與懔池的 負極。 >22-