专利名称：有多侧面和多折间隙的汽油发动机用火花塞的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃烧设备中的点火装置，尤其是有多侧面和多折间隙的汽油发动 机用火花塞，属于点燃式内燃机的火花塞的技术领域。
背景技术：
用于燃烧设备中的点火装置，尤其是汽油发动机火花塞，被广泛用于将脉冲高压 电流引进到燃烧室，使吸进气缸的混合气打火花而点燃，进而扩散燃烧并爆发作功。现有的 火花塞的外部联接器与有橡胶壳的火花帽之间，有时有松松散散的现象。现有的火花塞的 内部，虽设有玻璃密封剂作电阻，但仅有阻抗；若加设感抗及容抗，形成合适的RCL回路，则 会有更理想的抑制无线电干扰的作用。绝缘体上的多道伞棱由半圆形截面还可改进为锯齿 形截面，以便更多绝缘爬电通道及更好的卡住橡胶壳。现有的火花塞的金属外壳的散热还 可进一步提高。现有的火花塞的电极，可想而知，有易结炭，易烧蚀，单点跳火，低温难点的 缺点。所述的问题是一个老大难问题。为了弥补一种用于燃烧设备中的点火装置，尤其是 汽油发动机火花塞的现有的机构所致工作状态的欠缺，本发明提供一种汽油发动机火花塞 的特别改进，即有多侧面和多折间隙的电极的方法，以便改善火花塞的现况。
发明内容
本发明所采取的技术方案是一种用于燃烧设备中的点火装置，尤其是汽油发动机火花塞用内感抗及外分度高 压联结器，用于防高频干扰及防插接松脱的火花塞，由带有分度(Ia)，锯齿形伞棱(Ic)，固 定坑(Ib)及内螺纹的外分度高压联接器(1)，垫片(2)，带锯齿形截面的多道伞棱的绝缘体 (3)，带螺纹的一端(4)和带螺纹的另一端(4b)和电感线圈(15)的内感抗，带散热翅的外 壳(5)，S形固定垫圈(6)，含电阻的玻璃密封剂(7)，嵌入钢芯(8)，放电极杆(9)，受电极连 杆(10)，放电极头(11)，受电极头(12)所组成；所述的带有分度(Ia)，锯齿形伞棱(Ic)，固 定坑(Ib)及内螺纹的外分度高压联接器(1)的特征是所述的带有分度(Ia)是在所述的 联接器(1)的导电体上按均分度开槽；至少开一个槽，或多槽；最好是多槽的数目是按度值 的；例如，某火花塞的度数是6，则开槽数是6 ；某火花塞的度数是7，则开槽数是7。虽然，一 般火花塞的热值的度数，按发动机的不同而按火花塞的内部结构而区分为5-13，数值越大 就越近冷型，适合高转速高压缩比的引擎使用；数值越小就越近热型，适合低压缩比的引擎 使用；但是难从火花塞的外表判断，或易混淆。在火花塞的联接器的导电体上开槽的有益效 果有二，一是使火花塞的热值的度数的选用上不易混淆，二是使原来单圆的插销头形的联 接器由于开槽而成为爪形而使插销效果更佳。所述的联接器(1)的开槽的导电体是插入有 橡胶或塑料绝缘壳的火花帽的与高压外接线相连的且在帽内的导电插座内。所述的带有分度(Ia)，锯齿形伞棱(Ic)，固定坑(Ib)及内螺纹的外分度高压联接 器(1)的其它特征是所述的锯齿形伞棱(Ic)，如图5，图6和图9，图10所示，靠外侧的锯 齿形与中轴的角度较缓，以利火花帽的插座较易插入；而靠内侧的锯齿形与中轴的角度较陡即较大，以利火花帽的插座不易脱出。如图5，图6和图7，图8，图9所示，所述的槽深是联 接器总长的一半；固定坑(Ib)设在不开槽的一端即靠内侧的一端，以便敲击固定。所述的 联接器的内螺纹(Id)，如图6，图1及图2所示，与带螺纹的一端(4)相联，并固定垫片(2) 和带锯齿形截面的多道伞棱的绝缘体(3)，以及带螺纹的一端(4)和带螺纹的另一端(4b) 和电感线圈(15)的内感抗；带螺纹的一端⑷和电感线圈(15)相连；电感线圈(15)与带 螺纹的另一端(4b)相连；带螺纹的另一端(4b)通过含电阻的玻璃密封剂(7)，与嵌入钢芯 (8)，放电极杆(9)相连。所述的件(4)，件(15)，件(7)，件(8)，件(9)被绝缘体(3)特别 是陶瓷体所包围，就互相会偶合容抗，所述电阻和电感具有串并联RCL等效电路的效应，调 配适当，就有防无线电干扰的效果。嵌入钢芯(8)插入放电极杆(9)，以利增加强度和导热。 放电极杆(9)或直接参与放电，或与专门特殊材料制成的放电极头(11)相连。受电极连杆 (10)至少一个或多个，或直接参与放电，或与专门特殊材料制成的受电极头(12)相连，或 经过受电极头外壳(13)而与专门特殊材料制成的受电极头(12)相连，并加装受电极头外 壳挡圈(14)。所述的带锯齿形截面的多道伞棱的绝缘体(3)的特征是，所述的锯齿形伞棱 的锯齿形与中轴的角度较缓，以利火花帽的橡胶或塑料绝缘壳较易包入；而靠内侧的锯齿 形与中轴的角度较陡即较大，以利火花帽的橡胶或塑料绝缘壳不易脱出。所述的锯齿形伞 棱的锯齿形比原有的半圆形伞棱有更多绝缘爬电通道及能更好的卡住橡胶壳。所述的带锯 齿形截面的多道伞棱的绝缘体(3)的靠内侧(即靠内部放电侧)的一端的外部，设有带散 热翅的外壳(5)，及S形固定垫圈(6)。所述的设有带散热翅的外壳(5)的特征是设有散热 翅(5a)，散热翅(5b)，散热翅(5c)，特别是所述的散热翅是六角形的，或者是圆形的。原有 的火花塞的放散热翅的部位的钢料是被白白切掉了，而仅存截面较小的圆柱形。本发明的 有益效果是利用原有的钢料，把本来要被白白切掉的料保留一部分而制成散热翅。所述的 散热翅至少有一个，或2个，3个或多个。散热翅是六角形的好处有二，一是便于和其上的六 角形扳手螺母同刀加工，二是便于安装时套筒扳手能套入更深些。作为改进，本发明特别改进普通的单平电极为弯电极(16)；其特征是所述的弯 电极(16)，如图28所示，由伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯部(16c)所组成，这三部分与放 电极的间距相等，从而构成受电极与放电极的放电间隙(20)，且比原有的阵线长，有利于间 隙内的混和气的绝对数量增加及着火的概率增加，这是本发明的另一有益效果。作为改进2，本发明特别改进电极为有多侧面和多折间隙的电极(12)，如图14及 图7，图8，图9，图10，图11所示，其特征是不但有前述的由伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯 部(16c)所组成，这三部分与放电极的间距相等，从而构成受电极与放电极的放电间隙，且 比原有的阵线长的特点，还特别设有多个尖缺口(17)，以利于放电；每个受电极杆(10)与 受电极(12)相连，受电极(12)的中部开有多折间隙(18)，有利于打开放电通道。这种电极 (12)还可仅用半个于某些燃烧室，以节省料。作为改进3，本发明特别改进电极为有多侧面和多间隙的电极(21)，如图15及图 16，图17，图18所示，其特征是不但有前述的由伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯部(16c)所 组成，这三部分与放电极的间距相等，从而构成受电极与放电极的放电间隙，且比原有的阵 线长的特点，还特别设有多个尖缺口(17)，以利于放电；每个受电极杆与受电极相连为一 体；如图18所示，其特征是所述的有多侧面和多间隙的电极(21)的中部的作放电间隙 (20)的两端有下突出(19)，所述的下突出(19)的下部低于放电极顶部，其用处是加多了侧面放电的阵线。特别是所述的有多侧面和多间隙的电极(21)的横向特征是至少一片，或为 两片以上，例如三片。最好为多片，以利形成栅片栅格点阵效应，从而增多电火核及鼓形放 电的可能性。作为改进4，所述的有多侧面和多间隙的电极(21)或去掉单个受电极杆，如图 26，图27及图28所示，其特征是不但有前述的特征，特别之处是有单受电极杆的有多侧面 和多间隙的电极(23)。其有益之处是省料，以及易形成栅片栅格间的微颤抖而有利抖去积 炭及有利放电间隙形成放电通道。作为改进5，本发明特别改进电极为有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形的电极 (22)，如图19及图20，图21，图22，图23及图24所示，其特征是有侧面的圆盆及中部挖 有锐角星形。有盆形即又有顶面又有侧面，从而加多了侧面放电的阵线；其中部挖有锐角星 形，或是一个星，或是二个星，或是多个星，最好是五角星。有利于放电间隙的尖劈效果及尖 端放电效应而形成不对称多点随机放电通道。其特征特别是锐角，而不是直角或钝角。本发明的有益效果是，特别是前述的五项改进的有益效果是，均有利于增多放电 的可能性及去除积炭。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明用于火花塞的剖面示意图。图2是本发明用于火花塞的爆炸示意图。图3是带螺纹的一端(4)和带螺纹的另一端(4b)和电感线圈(15)的内感抗的立 体示意图。图4是带锯齿形截面的多道伞棱的绝缘体(3)的示意图。图5是带有分度(Ia)，锯齿形伞棱(Ic)，固定坑(Ib)及内螺纹的外分度高压联接 器(1)的立体示意图。图6是带有锯齿形伞棱(Ic)，及内螺纹的外分度高压联接器(1)的剖面示意图。图7是有多侧面和多折间隙的电极(12)的剖面示意图。图8是有多侧面和多折间隙的电极(12)的仰视图。图9是有多侧面和多折间隙的电极(12)的立体示意图。图10是有多侧面和多折间隙的电极(12)的右视示意图。图11是有多侧面和多折间隙的电极(12)的俯视示意图。图12是有多侧面和多间隙的电极(23)的俯视示意图。图13是有散热翅的外壳(5)的剖面图。图14是有多侧面和多折间隙的电极(12)的火花塞的立体示意图。图15是有多侧面和多间隙的电极(21)的立体示意图。图16是有多侧面和多间隙的电极(21)的火花塞的立面示意图。图17是有多侧面和多间隙的电极(21)的火花塞的俯视图。图18是有多侧面和多间隙的电极(21)的立面示意图。图19是有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形的电极(22)的火花塞的立体示意图。图20是有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形的电极(22)的火花塞的立面示意图。图21是有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形的电极(22)的内部的立体示意图。
图22是有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形的电极(22)的外部的立体示意图。图23是有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形的电极(22)的仰视图。图24是有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形的电极(22)的俯视图。图25是有多侧面和多间隙的电极(23)的火花塞的立体示意图。图26是有多侧面和多间隙的电极(23)的火花塞的立面示意图。图27是有多侧面和多间隙的电极(23)的俯视图。图28是有伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯部(16c)的弯电极(16)的剖视图。图 中，1.是带有分度(Ia)，锯齿形伞棱(Ic)，固定坑(Ib)及内螺纹(Id)的外分度高压联接器 ⑴；2.是垫片(2) ；3.是带锯齿形截面的多道伞棱的绝缘体(3) ；4.是带螺纹的一端⑷ 和带螺纹的另一端(4b)和电感线圈(15)的内感抗；5.是带散热翅的外壳(5) ；6.是S形固 定垫圈(6) ；7.是含电阻的玻璃密封剂(7) ；8.是嵌入钢芯⑶；9.是放电极杆(9) ；10.是 受电极连杆(10) ；11.是放电极头(11) ；12.是受电极头(12) ；13.是受电极头外壳(13)； 14.是受电极头外壳挡圈(14) ；15.是电感线圈(15) ；16.是有伸出部(16a)，弯弧部(16b)， 弯部(16c)的弯电极(16) ；17.是多个尖缺口 (17) ；18.是多折间隙(18) ；19.是下突出 (19) ；20.是放电间隙(20) ；21.是有多侧面和多间隙的电极(21) ；22.是有侧面的圆盆及 中部挖有锐角星形的电极(22) ；23.是有单受电极杆的有多侧面和多间隙的电极(23)。
具体实施例方式分别依次装配(并烧结陶瓷及焊接受电极连杆)带有分度(Ia)，锯齿形伞棱 (lc)，固定坑(Ib)及内螺纹的外分度高压联接器(1)，垫片(2)，带锯齿形截面的多道伞棱 的绝缘体(3)，带螺纹的一端(4)和带螺纹的另一端(4b)和电感线圈(15)的内感抗，带散 热翅的外壳(5)，S形固定垫圈(6)，含电阻的玻璃密封剂(7)，嵌入钢芯(8)，放电极杆(9)， 受电极连杆(10)，放电极头(11)，受电极头(12)，受电极头外壳(13)，受电极头外壳挡圈
(14)。所述的带有分度(Ia)，锯齿形伞棱(Ic)，固定坑(Ib)及内螺纹的外分度高压联接器 (1)的导电体上至少开一个槽，或多槽；最好是多槽的数目是按度值的；例如，某火花塞的 度数是6，则开槽数是6 ；某火花塞的度数是7，则开槽数是7。把所述的联接器(1)的开槽的 导电体旋入带螺纹的一端(4)并敲击固定坑(Ib)使火花塞制好。把火花塞旋入发动机的螺 纹孔内，使S形固定垫圈(6)紧密压牢。插入有橡胶或塑料绝缘壳的火花帽，使联接器(1) 的导电体与高压外接线相连的且在帽内的导电插座相连。当到点火提前角时，电流依次通 过联接器(1)，带螺纹的一端(4)和带螺纹的另一端(4b)和电感线圈(15)的内感抗，含电 阻的玻璃密封剂(7)，嵌入钢芯(8)，放电极杆(9)，受电极连杆(10)，放电极头(11)，受电极 头(12)，受电极头外壳(13)，并在放电极头(11)和受电极头(12)间放电。所述的件(4)，件
(15)，件(7)，件(8)，件(9)被绝缘体(3)特别是陶瓷体所包围，就互相会偶合容抗，所述的 电阻和电感具有串并联RCL等效电路的效应，调配适当，就有防无线电干扰的效果。带散热 翅的外壳(5)因有比原有的圆柱体大得多的散热翅的散热面积，其散热性有所改良是不言 而喻的。所述的带有分度(Ia)，锯齿形伞棱(Ic)，固定坑(Ib)及内螺纹的外分度高压联接 器(1)的锯齿形伞棱(Ic)，靠外侧的锯齿形与中轴的角度较缓，以利火花帽的插座较易插 入；而靠内侧的锯齿形与中轴的角度较陡即较大，以利火花帽的插座不易脱出。所述的开槽 的槽深是联接器总长的大约一半；开槽与不开槽其效果是不一样的，导电体开槽后易于微扩张形成多爪而有利火花帽的插座不易脱出。因为所述的设有带散热翅的外壳(5)的特征 是设有散热翅(5a)，散热翅(5b)，散热翅(5c)，特别是所述的散热翅是六角形的，或者是圆 形的，所以要尽量利用原有的钢料，把本来要被白白切掉的料保留一部分而制成散热翅。所 述的散热翅至少有一个或多个。散热翅可和其上的六角形扳手螺母同刀加工。也便于安装 时套筒扳手能套入更深些，不易打滑。因为作为改进，本发明特别改进普通的单平电极为弯 电极(16)；其特征是所述的弯电极(16)，如图15所示，由伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯 部(16c)所组成，这三部分与放电极的间距相等，从而构成受电极与放电极的放电间隙，且 比原有的阵线长，有利于间隙内的混和气的绝对数量增加及着火的概率增加。放电间隙处 的残余废气希望能清扫，使混和气容易着火，这对暖机和低负荷性能作用较大；但不希望有 过强的气流在点火瞬间直接冲向放电间隙，从而吹散火核，增加缸内压力的循环变动率，甚 至于导致失火，而由伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯部(16c)所组成的所述的弯电极(16)， 对此有所裨益；再则，本弯电极也有利于间隙的微调及积炭的清除。作为改进2的实施例2，因为本发明特别改进电极为有多侧面和多折间隙的电极 (12)，其不但有前述的由伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯部(16c)所组成的三部分，与放电 极的间距相等，从而构成受电极与放电极的放电间隙，且比原有的阵线长，还特别设有多个 尖缺口(17)，所以，在火花点火过程的第一阶段即击穿阶段，有利于放电时，使击穿了混合 气的离子流，从受电极奔向放电极。虽然峰值电流大，但整个击穿阶段的时间很短，仅为十 微秒，故多个尖缺口(17)是可行的。又因为每个受电极杆(10)与受电极(12)相连，且受 电极(12)的中部开有多折间隙(18)，有利于在火花点火过程的第二阶段即电弧阶段，以及 在火花点火过程的第三阶段即辉光放电阶段，有利打开放电通道，且易使多折间隙有更多 跳火通道，及易使混合气流通。这种电极(12)还可仅用半个，其顶面及侧面亦有放电间隙。作为改进3的实施例3，本发明特别改进电极为有多侧面和多间隙的电极(21)，因 为其不但有前述的由伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯部(16c)所组成的这三部分，与放电极 的间距相等，从而构成受电极与放电极的放电间隙，且比原有的阵线长，还特别设有多个尖 缺口(17)；每个受电极杆与受电极相连为一体，便于制造；又因为所述的有多侧面和多间 隙的电极(21)的中部的作放电间隙(20)的两端有下突出(19)，所述的下突出(19)的下 部低于放电极顶部，其用处是加多了侧面放电的阵线。特别是所述的有多侧面和多间隙的 电极(21)的横向特征是至少一片，或为两片以上，例如三片。最好为多片，所以有利于形成 栅片栅格点阵效应，从而增多电火核及鼓形放电的可能性；因为在发动机运行条件下，静止 的混合气点火能量只需要0. 2毫焦，较高流速的混合气点火能量只需要3毫焦，而常规点火 系统供给的能量大于30毫焦，即有10倍量，正好利用这一特点，设计本发明的多片栅片栅 格，在各种物理场例如动力场，电场，及流体场湍流，以及电化学的综合作用下，易形成栅片 栅格间的微颤抖，而有利抖去积炭及有利放电间隙形成放电通道。作为改进4的实施例3， 因为所述的有多侧面和多间隙的电极(21)或者去掉单个受电极杆，其特征特别之处是有 单受电极杆的有多侧面和多间隙的电极(23)，所以其有益之处不但是省料，而且也能形成 栅片栅格间的微颤抖而有利抖去积炭及有利放电间隙形成放电通道。作为改进5的实施例5，本发明特别改进电极为有侧面的圆盆及中部挖有锐角星 形的电极(22)，因其特征是有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形；有盆形即又有顶面又有侧 面，从而加多了侧面放电的阵线；其中部挖有锐角星形，是指星形其伸出的星爪的夹角是锐角；其特征特别是锐角，而不是直角或钝角。或是一个星，或是二个星，或是多个星，最好 是五角星，所以有利于放电间隙的尖劈效果及尖端放电效应而形成不对称多点随机放电通 道，有利于增多放电的可能性及去除积炭，锐角星形的电极有利于电火花效应的延续及湍 流所致的火花锋面扭曲，分子相互渗透，湍流速率增加。 所述的各种改进电极，在实用时或多或少要依不同的机型特别是点火角来试点后 选用。
权利要求
一种有多侧面和多折间隙的汽油发动机用火花塞，主要分别由设有有多种改进的电极所组成，例如一种有多侧面和多折间隙的电极(12)；又如改进电极为有多侧面和多间隙(栅片栅格)的电极(21)；以及特别改进电极为有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形的电极(22)。
2.一种有多侧面和多折间隙的汽油发动机用火花塞，设有一种有多侧面和多折间隙的 电极(12)；其特征是由伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯部(16c)所组成，这三部分与放电极 的间距相等，还特别设有多个尖缺口(17)；每个受电极杆(10)与受电极(12)相连，特别是 受电极(12)的中部开有多折间隙(18)；这种电极(12)还可仅用半个于某些燃烧室。
3.一种有多侧面和多折间隙的汽油发动机用火花塞，设有一种有多侧面和多间隙(栅 片栅格)的电极(21)，其特征是由伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯部(16c)所组成，这三部 分与放电极的间距相等，还设有多个尖缺口(17)，特别是其横向特征是至少一片，或为两片 或以上，例如三片，最好为多片。
4.一种有多侧面和多折间隙的汽油发动机用火花塞，设有一种特别改进电极为有侧面 的圆盆及中部挖有锐角星形的电极(22)，其特征是有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形。 有盆形即又有顶面又有侧面，从而加多了侧面放电的阵线；其中部挖有锐角星形，或是一个 星，或是二个星，或是多个星，最好是五角星，其特征是锐角，而不是直角或钝角；有侧面的 圆盆其特征是由伸出部(16a)，弯弧部(16b)，弯部(16c)所组成，这三部分与放电极的间距 相等，还设有多个尖缺口(17)。
全文摘要
有多侧面和多折间隙的汽油发动机用火花塞，有多种改进电极例如一种有多侧面和多折间隙的电极(12)，中部开有多折间隙(18)，有利打开放电通道，且易使多折间隙有更多跳火；又如改进电极为有多侧面和多间隙(栅片栅格)的电极(21)，横向特征是多片，有利于形成栅片栅格点阵效应，从而增多电火核及鼓形放电的可能性；以及特别改进电极为有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形的电极(22)，其特征是有侧面的圆盆及中部挖有锐角星形；有盆形即又有顶面又有侧面，从而加多了侧面放电的阵线；其中部挖有五角星形，有利于放电间隙的尖劈效果及尖端放电效应而形成不对称多点随机放电通道，有利于增多放电的可能性及去除积炭，锐角星形的电极有利于电火花效应的延续及湍流所致的火花锋面扭曲，分子相互渗透，湍流速率增加及着火的概率增加。所述的各种改进电极，在实用时或多或少要依不同的机型特别是点火角来试点选用。
文档编号H01T13/20GK101895063SQ20101021593
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者苏克 申请人:宁波大叶园林设备有限公司