发动机的线圈组件的制作方法

本实用新型涉及一种用于将火花塞与燃烧式发动机的点火系统电连接的线圈组件。

背景技术：

通常，发动机的点火系统连接至火花塞以精确地启动燃烧室中的燃烧过程。这种火花塞安装在发动机的汽缸盖上，使得其电极位于发动机的燃烧室内侧。火花塞由发动机的点火系统提供高压电以在火花塞的电极之间产生点火火花。这种点火系统包括连接至火花塞的电源。可利用各种电气部件（诸如，点火线圈、配电器、电缆等等）将火花塞连接至电源。火花塞和这些电气部件之间的可靠和安全连接是必需的。

这些电气部件（诸如，点火线圈）还可直接安装在汽缸盖上。直接安装的点火线圈提供了许多优点，诸如，省去了高压引线、废火花，以及具有包装优势。然而，这些电气部件在暴露于发动机的周围环境和汽缸盖的高温时可能受损，从而导致点火系统失效。

美国专利号5,363,046（'046专利）公开了一种用于内燃机的具有点火失败检测电容器的火花塞帽。这种火花塞帽包括电容器，其用于检测内燃机的点火电压以确定是否发生点火失败。这种火花塞帽覆盖火花塞接头并且具有导体，导体用于将点火电压电流从点火线圈传导至火花塞接头以在火花塞电极与导体周围的绝缘体之间产生电火花。在这种火花塞帽中，第二导体位于第一导体周围，与第一导体保持相距预定距离，使得在第一导体与第二导体之间形成的电容器与用于点火电压检测的电容器构成电容分压器。陶瓷绝缘体可位于第一导体与第二导体之间以提供更高的绝缘性质。然而，如'046专利中公开的火花塞帽具有多个部件，这可增加成本和设计复杂性。

技术实现要素：

在本实用新型的某个方面中，提供了一种用于将火花塞与具有汽缸盖的燃烧式发动机的点火系统电连接的线圈组件。汽缸盖具有其中形成的凹部。凹部包括包括第一部分和第二部分，第二部分在邻近于第一部分处界定阶状部。线圈组件包括电换能器构件，电换能器具有细长部分和头部，头部设置在细长部分上方并且连接至细长部分。线圈组件还包括界定第一端部和第二端部的套管。套管的第一端部界定设置在外表面上的密封槽。套管包括设置在套管的第二端部上的密封部。套管还包括肩部。肩部界定在套管的第一端部处。线圈组件进一步包括接纳在套管的密封槽内的密封构件。另外，套管的第二端部可选择性地连接在汽缸盖的凹部内。当套管与汽缸盖符合组装状态时，套管的肩部与汽缸盖中的阶状部处于邻接关系。在组装状态下，电换能器构件的头部与套管的第二端部密封接合。另外，套管支撑电换能器构件并且密封所述细长部分使其与周围环境隔绝。

本实用新型的套管设置在电换能器构件的细长部分的周围，使得细长部分的伸出汽缸盖的部分完全由套管密封。因此，套管保护电换能器构件不受汽缸盖的高温影响，降低了故障率，提高了使用寿命。并且线圈组件与火花塞之间可获得安全可靠的连接。另外，套管的设计结构简化，成本低。

根据以下描述和附图，本实用新型的其它特征和方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的在发动机汽缸附近具有多个线圈组件的示例性发动机的透视图；

图2是根据本实用新型的实施例的图1的发动机的局部截面图；

图3是根据本实用新型的实施例的图2的线圈组件的截面图，其中套管处于组装状态；以及

图4是根据本实用新型的实施例的图2的线圈组件的分解图。

具体实施方式

现在将详细参考具体实施例或特征，其实例在附图中说明。只要可能，整个附图中将使用对应或类似附图标记来指代相同或对应部分。

图1示出了具有多个线圈组件200的示例性燃烧式发动机100的透视图。如本文公开的燃烧式发动机100是内燃机。燃烧式发动机100可配置成使用燃料进行工作，所述燃料诸如但不限于汽油、天然气、液化石油气（LPG）和生物燃料。燃烧式发动机100可用作任何机器或其它装置的动力源，诸如公路卡车或车辆、泵、固定设备、发电机等等。

燃烧式发动机100可为多缸类型（如所示）或单缸发动机。另外，燃烧式发动机100可为V型配置、直列式配置或径向配置。本领域的一般技术人员将理解，本实用新型的实施例可在不偏离本实用新型的精神的前提下有益地实施在本领域公知的各种类型的发动机中。如图1所示，燃烧式发动机100向动力转换装置102提供动力。动力转换装置102可包括发电机、传动装置、液压泵等。燃烧式发动机100和动力转换装置102安装在机架104上。机架104可联接至机器（未示出）的底盘。或者，机架104可设置在地面上。

如图1中所示，燃烧式发动机100是基于直列式LPG的燃烧式发动机。燃烧式发动机100包括汽缸体106以及安装在汽缸体106上的汽缸盖108。汽缸体106安装在机架104上。汽缸体106还支撑曲轴（未示出）。汽缸体106包括一个或多个汽缸110（图2中只示出了一个汽缸）。每个汽缸110均接纳活塞（未示出）。另外，每个汽缸110经由节流阀（未示出）接收燃料供给。每个汽缸110还可设置有一个或多个燃料喷射器（未示出）以传输加压燃料供给，例如，LPG。

另外，汽缸盖108封闭汽缸110，使得在位于汽缸盖108与汽缸体106之间的每个汽缸110内界定一个或多个燃烧室（未示出）。汽缸盖108还包括一个或多个进气端口（未示出）和/或排气端口（未示出）。进气端口设置成与一个或多个汽缸110流体连通。燃烧式发动机100进一步包括进气歧管（未示出），进气歧管联接至进气端口以将气态燃料和空气的混合物供给至每个汽缸110中。燃烧式发动机100还包括空气过滤器116，空气过滤器116设置成与进气端口流体连通。

另外，每个排气端口与对应汽缸110流体连通以从对应汽缸110中排出废气。排气歧管（未示出）连接至排气端口以排出废气。燃烧式发动机100进一步可通信地联接至电子控制模块（ECM）118。参考图1，ECM 118安装在机架104上。然而，在各种应用中，ECM 118可安装在靠近燃烧式发动机100处分隔开的面板或外壳上。ECM 118与燃烧式发动机100的一个或多个传感器（诸如，曲轴转速传感器）通信。ECM 118还从传感器接收信号并且对应地控制燃烧式发动机100的一个或多个部件。

另外，燃烧式发动机100联接至热交换装置122。热交换装置122提供用来冷却燃烧式发动机100。热交换装置122接收来自燃烧式发动机100的发动机冷却系统（未示出）的冷却剂。为了控制燃烧式发动机100的温度，热交换装置122可包括多个管。虽然未示出，但是燃烧式发动机100还包括其它部件，诸如，燃料系统、进气系统、曲轴箱、飞轮、气体混合器、节流阀、气体传动系统等等。

燃烧式发动机100包括安装在汽缸盖108上的摇臂支架120。摇臂支架120支撑多个摇臂（未示出）。燃烧式发动机100进一步包括安装在摇臂支架120上的顶盖124。顶盖124提供为封闭和密封燃烧式发动机100的各个部分以使其与周围环境隔绝。燃烧式发动机100进一步包括第一支架126、安装在汽缸体106上的第二支架128以及联接至热交换装置122的支撑支架129。第一支架126经由紧固件130（图2中示出）安装在顶盖124上。第一支架126还经由紧固件132（图2中示出）安装在第二支架128上。第一支架126经由紧固件134进一步联接至支撑支架129。第二支架128经由紧固件135安装在汽缸体106上。

第一支架126和第二支架128配置并且布置为支撑每个线圈组件200。第一支架126包括多个开口127，开口127适于容纳每个线圈组件200。如图1中所示，第一支架126包括四个这样的开口127。

燃烧式发动机100进一步包括点火系统（未示出），点火系统提供为在汽缸110中启动燃烧。具体地，点火系统向安装在汽缸盖108中的一个或多个火花塞136（图2中只示出了一个）供应电流。点火系统可包括电能源（未示出），例如，电池，所述电能源通过一根或多根电缆137连接至配电器（未示出）。所述电能源提供直流电。还可以提供交流发电机以将来自源的直流电转化为交流电。另外，配电器从电能源接收电流并且将其传送至每个火花塞136。或者，点火系统可为直接点火系统。在这种情况下，具有多个线圈的线圈组将电流从电能源传送至每个火花塞136。

另外，火花塞136提供在每个汽缸110中以在对应燃烧室内产生火花。每个火花塞136包括适用于在对应燃烧室内产生火花的火花产生部分（未示出）。火花产生部分可包括一个或多个电极，所述电极在接收到高电压电流时产生火花。火花产生部分进一步联接至火花塞136的主体139。火花塞136还包括安装在主体139上的塞连接部138。塞连接部138可包括电端子以接收电流。

参考图2，示出了汽缸盖108的局部截面侧视图。汽缸盖108在邻近于汽缸110处界定凹部140。凹部140与第一支架126的每个开口127对齐，使得凹部140在汽缸盖108内部分接纳线圈组件200。凹部140包括位于汽缸110附近的第一部分142。第一部分142部分接纳火花塞136，使得火花塞136的火花产生部分位于汽缸110内。另外，火花塞136的主体139位于凹部140的第一部分142内。

凹部140还包括位于汽缸110远侧的第二部分144。第二部分144位于汽缸110的远侧。第二部分144在邻近于第一部分142处界定阶状部146。如图2中所示，凹部140的第二部分144接纳火花塞136的塞连接部138。

参考图2和图3，示出了用于将火花塞136与燃烧式发动机100的点火系统电连接的线圈组件200。线圈组件200包括电换能器构件202。电换能器构件202是配置为以安培数“A”从电能源接收电流供应的点火线圈。点火线圈进一步配置为以大于安培数“A”的安培数向火花塞136供应电流。电换能器构件202包括细长部分204。细长部分204可封闭适用于提升流过其中的电流的电压一个或多个部件，诸如导体线圈绕组。细长部分204是具有第一段和第二段的圆柱形形状。第一段的直径大于第二段的直径。细长部分204在其端部处进一步界定腔体206。细长部分204可包括腔体206内的一个或多个电端子（未示出）。电端子提供为将提供在细长部分204内的线圈绕组与火花塞136连接。

电换能器构件202进一步包括设置在细长部分204上方并且连接至细长部分204的头部208。头部208可封闭一个或多个电连接器，所述电连接器可经由电缆137（图1中所示）从电能源接收电流并且将电流供应给线圈组件。头部208包括插座部210。插座部210封闭一个或多个卡扣配合类型的电连接器。

另外，头部208的直径大于细长部分204的直径，使得凸缘212界定在头部208与细长部分204之间。凸缘212将线圈组件200支撑在燃烧式发动机100的第一支架126（图1中所示）上。头部208进一步界定连接槽214，所述连接槽214界定在凸缘212与细长部分204的表面215之间。

线圈组件200进一步包括套管216。套管216支撑并且密封电换能器构件202。套管216的材料可包括钢和尼龙。套管216包括壁217，壁217界定套管216内的空间218。壁217进一步界定沿套管216的长度延伸的外表面219和内表面220。如图3中所示，空间218部分接纳电换能器构件202的细长部分204，使得套管216设置成围绕电换能器构件202的细长部分204。套管216设置成沿介于头部208与细长部分204的端部221之间延伸的长度L1围绕细长部分204。

套管216进一步包括上部222、下部224以及位于上部222与下部224之间的中部226。下部224的内表面220与细长部分204的外表面215分隔开，使得在其间界定间隙。间隙促使电换能器构件202从套管216脱离。上部222的直径大于细长部分204的直径，使得在套管216的内表面220与细长部分204的表面215之间界定空隙209。另外，中部226相对于上部222和下部224是倾斜的。

套管216进一步界定第一端部228和第二端部230。套管216的第一端部228界定密封槽234。密封槽234设置成在套管216的第一端部228处围绕外表面219。另外，套管216的第二端部230在汽缸盖108的凹部140内是可连接的。

套管216还包括设置在第二端部230上的密封部236。如图3中所示，密封部236是接纳在细长部分204的连接槽214内的凸起，使得密封部236将电换能器构件202密封。另外，线圈组件200包括位于套管216的密封槽234内的密封构件238（图2中所示）。密封构件238是围绕密封槽234的圆周设置的O形环。

参考图2和图3，示出了线圈组件200的套管216与汽缸盖108的组装状态。在套管216的组装状态中，线圈组件200部分地接纳在汽缸盖108的凹部140内，使得电换能器构件202安装在火花塞136上。具体地，细长部分204的腔体206接纳火花塞136的塞连接部138。电换能器构件202的电端子可经由连接弹簧（未示出）与火花塞136的塞连接部138连接。连接弹簧可为导电线圈弹簧。在这种情况下，还可在电换能器构件202的第二端部230与火花塞136的塞连接部138之间提供间隙。

另外，电换能器构件202的头部208支撑在第一支架126（图1中所示）上。电换能器构件202的头部208经由紧固件（未示出）安装在第一支架126上。

参考图4，线圈组件200的套管216接纳在凹部140内，使得套管216支撑并且密封电换能器构件202。具体地，电换能器构件202的细长部分204伸出汽缸盖108的某个段完全由套管216的上部222封闭。另外，套管216的下部224位于凹部140的第二部分144内。套管216下部224的外表面219邻接凹部140。另外，密封构件238在套管216的第一端部228处设置在密封槽234内，使得密封构件238密封电换能器构件202。

套管216进一步包括肩部240，肩部240界定在套管216的第一端部228处。套管216的肩部240与汽缸盖108中的阶状部146成邻接关系。肩部240与凹部140的阶状部146啮合，使得线圈组件200的移动减到最少。

工业实用性

本实用新型涉及一种用于将火花塞136与燃烧式发动机100的点火系统电连接的线圈组件200。如上所述，线圈组件200包括电换能器构件202、套管216和密封构件238以使火花塞136与电能源连接。套管216设置在电换能器构件202的细长部分204的周围，使得细长部分204的伸出汽缸盖108的部分完全由套管216密封。套管216的密封部236接纳在电换能器构件202的头部208的连接槽214内。另外，肩部240邻接凹部140的阶状部146使得线圈组件200朝汽缸110的移动减到最少。因此，电换能器构件202可与火花塞136准确地连接。

此外，密封构件238设置在套管216的密封槽234内。套管216还保护电换能器构件202不受汽缸盖108的高温影响。因此，线圈组件200与火花塞136之间可获得安全连接。另外，套管216的设计和使用可为简单和经济的。

如上所述，线圈组件200部分地接纳在界定于汽缸盖108中的凹部140内。线圈组件200还可安装在预界定的凹部中，诸如柴油机中的电热塞凹部中。在这种情况下，柴油机可修改为接纳线圈组件200并且转换成LPG发动机。因此，线圈组件200可利用现有的发动机方便地改装。

虽然已经特别参考以上实施例示出并且描述了本实用新型的方面，但是本领域技术人员将理解的是，在不偏离公开内容的精神和范围的前提下，可通过修改所公开的机器、系统和方法来预期各种另外的实施例。这些实施例应当理解为落在如根据权利要求书及其等同物所确定的本实用新型的保护范围内。