专利名称：一种直流高压电电压击穿点火的火花塞的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及火花塞技术领域，特指一种直流高压电电压击穿点火的火花塞。
背景技术：
目前在内燃机的点火系统中，有传统点火系统、电子点火系统和微机控制点火系统，在微机控制点火系统中，点火信号发生器识别各气缸压缩上止点并将得到的信号送给ECU，ECU同时接收其它传感器发出的信号并进行综合计算，从而得到点火信号，该信号经放大后控制点火线圈的初级绕组的导通和断开，从而在次级绕组产生点火高压电，即放电点火引燃气缸内的燃料。发动机由电火花点火后，混合气的燃烧首先是经过引燃诱导期，然后再进入猛烈燃烧期，即混合气在发动机气缸内燃烧不是瞬时的，而是需要一定的时间，因此，混合气的点火有一个最佳点火提前角，然而目前火点塞的点火均为瞬时点火，这种技术存在以下缺陷1、点火时间短，燃料不能充分燃烧；2、点火时高压电电流不稳定，产生电弧小，火花小；3、混合气燃烧时间长；4、最佳点火提前角角度变化大；5、不能发出最大的功率。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种结构简单、点火时间长、火花强、能使燃料充分燃烧、提高输出功率的直流高压电电压击穿点火的火花塞。
为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的它包括体壳、绝缘体，体壳的下端外缘成型有螺牙，绝缘体套接于体壳上，其特征在于所述的火花塞还包括中心电极和导电体，中心电极和导电体安装于绝缘体中心，所述的绝缘体内还设有一导体玻璃，导体玻璃的两端分别与中心电极和导电体电性连接，中心电极的另一端则延伸至绝缘体下端处，直流高压电源的正负极分别与中心电极和气缸上的活塞电极电性连接。
所述活塞电极为安装于活塞表面并与中心电极配合的金属电极。
所述的绝缘体安装有中心电极的一端底部成型有至少一圈凸缘。
所述的绝缘体与直流高压电源电性连接的一端设有接线头和密封环。
所述的绝缘体上设有内垫圈和密封圈，内垫圈和密封圈分别安装于绝缘体与体壳的套接处。
本实用新型的火花塞的中心电极安装于绝缘体中心并与直流高压电源的正极电性连接，而直流高压电源的负电极则电性连接到气缸或活塞上，它是利用直流高压电压一定的空气压力、温度、距离范围内会出现击穿电流，产生电弧点燃可燃混合气这一原理而制作的；当活塞运动至离火花塞的中心电极距离小于预设的电压击穿距离时，在中心电极与活塞之间即产生电弧，所产生的电火花点燃可燃混合气，使可燃混合气燃烧。综上所述，本实用新型具有以下优点1、在活塞电极距离中心电极小于预设的放电距离时，火花塞的中心电极与活塞电极之间则不停产生电弧点火，点火时间长，此种方法点火时电火花强；2、火花塞点火时，从电火花点燃混合气进入诱导燃烧期至猛烈燃烧期，火花塞的中心电极与活塞电极之间不停产生电弧辅助可燃混合气燃烧，混合气燃烧的速度比其它方法点火的燃烧速度更快，燃烧更加完全；3、活塞运动至上止点处时所产生的电火花最强，辅助混合气在猛烈燃烧期燃烧，燃烧更加充分，排放的尾气污染更少，更加环保；4、最佳点火提前角比使用其它方法点火的最佳点火提前角要小，提高输出功率。
附图1为本实用新型的结构示意图附图2为本实用新型的火花塞插入在气缸上的结构示意图附图3为本实用新型的直流高压电电压击穿点火系统的电路原理图具体实施方式
实施例见附图1、2、3，它包括体壳1、绝缘体2、中心电极3和导电体4，导电体4为一导电金属片，体壳1下端外缘成型有螺牙5，火花塞通过螺牙5螺接固定于气缸21上，所述的绝缘体2套接于体壳1上，中心电极3和导电体4安装于绝缘体2的中心，所述的绝缘体2内还设有一导体玻璃6，导电体4和中心电极3位于绝缘体2内部的一端分别螺旋连接在导体玻璃6上，导体玻璃6将导电体4和中心电极3电性连接起来，导体玻璃6同时对火花塞起密封作用，防止混合气通过中心电极3与绝缘体2之间的间隙泄漏出去。
所述的中心电极3的另一端则延伸至绝缘体2的下端7处并略微凸出，以方便中心电极3和活塞电极9之间的配合，发生击穿电流，产生电弧，绝缘体2此处的底部成型有两圈凸缘12，凸缘12能有效防止中心电极3对气缸壁或活塞电极9以外的其它零件放电，避免火花塞发生意外点火。
所述的中心电极3与活塞电极9配合，两者构成一对放电电极，活塞电极9为安装于活塞表面20并与中心电极3相对应的金属电极。
所述的绝缘体2的末端设有接线头8，接线头8与导电体4电性连接，导电体4通过接线头8与直流高压电源的正极电性连接，直流高压电源的负极则与气缸体21电性连接，由于气缸体与活塞是电性导通的，因此，直流高压电源的负极相当于与活塞上的活塞电极9电性连接。
所述的绝缘体2上设有内垫圈11和多层密封圈，内垫圈11和密封圈分别安装于绝缘体2与体壳1的套接处，内垫圈11和密封圈能有效防止其漏气。
本实用新型的火花塞工作时，在内燃机工作时会在火花塞的中心电极3和气缸体21上加一随时可以调整且稳定的直流高压电电压，活塞与气缸体21是电性导通的，则相当于直流高压电源的负极电性连接到活塞上的活塞电极9。在活塞从下止点往上止点运动的过程中，当活塞快要到上止点时，活塞电极9距离火花塞的中心电极3的距离小于或等于直流高压电电压的击穿距离时，中心电极3与活塞电极9之间发生击穿电流，产生电弧，火花塞点火；在活塞越过上止点并往下止点运动的过程中，活塞电极9与火花塞的中心电极3的距离开始变大，当其距离大于直流高压电电压的击穿距离时，中心电极3与活塞电极9之间则无法产生击穿电流，无法产生电弧点火，点火结束。
火花塞的点火分为有效点火和无效点火两种。其中，有效点火是在活塞把可燃混合气体从下止点往上止点方向压缩的过程中，当活塞运动至直流高压电电压的击穿距离内时，直流高压电电压发生击穿电流，产生电弧，点燃混合气，混合气进入导燃期，混合气点燃后进入猛烈明显燃烧期，此时，火花塞上的中心电极3与活塞电极9的距离仍处于直流高压电电压的有效击穿距离之内，因此，中心电极3与活塞电极9之间仍继续产生电弧，连接点火，使混合气燃烧更充分，燃烧速度更快，直至活塞运动至直流高压电电压的击穿距离外，至此，火花塞停止点火；无效点火是在活塞把废气从下止点往上止点方向压缩，进行排气的过程中，活塞电极9进入直流高压电电压的有效击穿距离内，火花塞的中心电极3与活塞电极9之间产生电弧，无效点火开始，这时进气门开始打开，由于气缸内的废气仍有一定的压力，进气管中有一定的负压，因此有一部分废气排放进气管中，接着活塞越过上止点开始往下止点方向运动，此时，进气管中仍有一定的负压，当活塞继续向下运动至气缸内的气压与进气管内的压力相等时，进气管才开始进气，且首先进入气缸的是排气过程中排放到进气管的废气，此时，活塞向下运动已使活塞电极9至中心电极3的距离超过其有效电压击穿距离，火花塞已停止放电，无电弧产生，此过程中火花塞的点火为无效点火。当然，为使内燃机在火花塞无效点火时工作更加安全，可加设一个无效点火结束的信号送给喷油ECU，当ECU接收到火花塞无效点火结束的信号时才开始喷油，使其工作更加可靠安全。
在不同的内燃机中，气缸直径大小不同，对安装火花塞的空间大小亦不同，因此，对火花塞的体积要求亦不一样，火花塞在工作中承受的最高直流高压电电压亦不一样，承受的额定击穿电压值亦不一样。
所述的火花塞的额定击穿电压值是指火花塞安装在气缸盖上，内燃机在工作中气缸里产生的最高温度、最高压力和最低温度、最低压力的温度和压力变化环境里，在火花塞的中心电极3到气缸体及其它零件(活塞电极9除外)之间所能承受的最高直流高压电电压而不发生击穿电流的电压值。火花塞在工作中为了防止活塞运动行程未到达指定的位置时，火花塞的中心电极3对气缸体或者其它零件(活塞电极9除外)发生击穿电流，产生电弧误点火，这是不允许的，所在根据内燃机需要的最大提前角所需要的最高直流高压电电压值只能在火花塞的额定击穿电压值的80％以内工作，以保证其工作安全可靠。
所述的直流高压电电压是由计算机控制的，图3所示的控制系统为四气缸内燃机的控制系统，它包括计算机computer及其接口、传感器、输出稳定交流高压电电压的点火线圈的次级绕组、可调节和控制点火线圈的初级绕组及控制其导通和断开的频率和电流的三极管Q1、Q2、Q3、Q4、整流和滤波二极管D1、D2、D3、D4、蓄存直流高压电能电容C1、C2、C3、C4、检测点火时所需的电流、时间并判断火花塞是否发生故障的线圈L1、L2、L3、L4、点火变压器T1、T2、T3、T4，计算机是该系统的核心，它的存贮器ROM中存有监控自查程序以及该车型各种工况的优化点火提前角的数据，CPU对其工况进行检测判断，查找最佳点火拉前角，控制点火线圈输出相应的高压电电压。
在内燃机起动后，计算机收到内燃机转速达到点火要求的信号即读出起动点火数据，计算并输出可调的高频率数字电压波形控制Q1、Q2、Q3、Q4的导通和断开，控制点火线圈初级绕组的电流，次级线圈输出可调稳定的交流高压电，交流高压电通过整流二极管后成为直流高压电电压并分别蓄存于C1、C2、C3、C4，点火线圈V1、V2、V3、V4输出其电压，并将检测电压送给计算机进行监测。计算机同时还接收各传感器所检测的信号，并将其进行综合计算，如转速传感器检测到的内燃机转动一周所需的时间和通过L1、L2、L3、L4检测到的点火所需的时间，计算机计算出各个气缸点火时的最佳提前角，从而调整直流高压电电压的大小，使火花塞在最佳点火提前角点火。
以上所叙仅是本实用新型的较佳实施例，当然，所述的直流高压电源的正极亦可电性连接至活塞电极9，其负极则电性连接至中心电极3，凡依本实用新型申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均包括于本实用新型申请专利范围内。
权利要求1.一种直流高压电压击穿点火的火花塞，它包括体壳(1)、绝缘体(2)，体壳(1)的下端外缘成型有螺牙(5)，绝缘体(2)套接于体壳(1)上，其特征在于所述的火花塞还包括中心电极(3)和导电体(4)，中心电极(3)和导电体(4)安装于绝缘体(2)的中心，所述的绝缘体(2)内还设有一导体玻璃(6)，导体玻璃(6)的两端分别与中心电极(3)和导电体(4)电性连接，中心电极(3)的另一端则延伸至绝缘体(2)下端处，直流高压电源的正负极分别与中心电极(3)和气缸上的活塞电极(9)电性连接。
2.根据权利要求1所述的直流高压电压击穿点火的火花塞，其特征在于所述活塞电极(9)为安装于活塞表面(20)并与中心电极(3)配合的金属电极。
3.根据权利要求1所述的直流高压电压击穿点火的火花塞，其特征在于所述的绝缘体(2)安装有中心电极(3)的一端底部成型有至少一圈凸缘(12)。
4.根据权利要求1所述的直流高压电压击穿点火的火花塞，其特征在于所述的绝缘体(2)与直流高压电源电性连接的一端设有接线头(8)。
5.根据权利要求1所述的直流高压电压击穿点火的火花塞，其特征在于所述的绝缘体(2)上设有内垫圈(11)和密封圈，内垫圈(11)和密封圈分别安装于绝缘体(2)与体壳(1)的套接处。
专利摘要本实用新型涉及火花塞技术领域，特指一种直流高压电电压击穿点火的火花塞，它包括体壳、绝缘体、中心电极和导电体，绝缘体套接于体壳上，中心电极和导电体安装于绝缘体中心，导体玻璃电性连接中心电极和导电体，中心电极的另一端则延伸至绝缘体下端处，本实用新型的火花塞具有点火时间长、火花强、燃烧速度更快、燃烧更加完全、排放的尾气污染更少，更加环保、最佳点火提前角要小，输出功率大的优点。
文档编号H01T13/20GK2907005SQ20062005891
公开日2007年5月30日 申请日期2006年5月16日 优先权日2006年5月16日
发明者覃政财 申请人:覃政财