复间隙火花塞的制作方法

本实用新型涉及火花塞技术领域，特别涉及一种复间隙火花塞。

背景技术：

火花塞是发动机的心脏。火花塞是将点火线圈(高压包)提供的高压电引入发动机气缸内产生电火花，点燃可燃气体燃料，用来推动活塞运动，从而让发动机运转。

常见的火花塞由陶瓷绝缘体、中心电极、金属外壳及金属外壳上的侧电极、接线柱、内部电阻、密封垫圈等组成。火花塞金属外壳旋紧在发动机缸体上，发动机缸体连接汽车电瓶负极，火花塞金属外壳及金属外壳上的侧电极是负极，火花塞的中心电极是正极。高压电在火花塞侧电极和中心电极之间，产生电火花，击穿可燃气体燃料。

火花塞的间隙指的是火花塞的正电极(中心电极)与负电极(侧电极)之间的最短距离，也是理论上放电的距离及路径。常见的火花塞间隙值在0.6 毫米到1.5毫米之间。常见的火花塞有一个或多个侧电极，多个侧电极的火花塞是为了让多个侧电极轮流使用，从而延长火花塞的使用寿命。这种火花塞每工作一次，只能进行一次点火，每次点火都是一个电火花，由于一次点火的时间极短，一个电火花的能量发挥有限，难以保证燃烧效率。

为了使火花塞的燃烧效率提高，创新的火花塞出现了复间隙多电火花的火花塞，例如本申请人的在先实用新型专利ZL201620658999.3，是两个电火花的火花塞。

技术实现要素：

本实用新型的申请人发现，火花塞的点火能量由点火线圈(高压包)提供的，通常的，在不改变点火线圈(高压包)的情况下，点火线圈(高压包)提供给火花塞的点火能量是固定的，能量不会凭空变多或变少。火花塞的点火电压和间隙大小密切相关，常见的火花塞间隙值在0.6毫米到1.5毫米之间。点火电压和火花塞正负极之间的间隙距离成正比，点火后发动机产生的扭矩和点火电压的大小成正比。

间隙大则点火电压高，点火燃烧效果好，间隙小则点火电压低，点火燃烧效果差，而间隙设置过大，又会造成点火困难。所以火花塞的间隙必须根据具体的发动机有关特性参数匹配合适大小。复间隙火花塞也是同理。

复间隙火花塞由于有2个或2个以上的间隙，间隙值的组合就变得多样，到底是大和小组合，还是大和大组合，还是小和小组合，不同的组合有不同的性能结果。间隙值过小，点火电压低，燃烧效果不好，间隙值过大，点火困难，不容易点火成功，即失火率高。特别的，复间隙设置不合理容易出现复间隙火花塞不容易点火成功，即使用寿命较短的不足。

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种间隙设置合理的复间隙火花塞，可以延长复间隙火花塞使用寿命。

根据本实用新型一个实施例的一种复间隙火花塞，包括：

金属外壳；

陶瓷绝缘体，所述金属外壳固定在所述陶瓷绝缘体中部；

侧电极，所述侧电极设在所述金属外壳上；

中心电极，所述中心电极设在所述陶瓷绝缘体上且所述中心电极的上端向上突出于所述陶瓷绝缘体的上表面，所述侧电极与所述中心电极互相间隔；

第一中性电极，所述第一中性电极设在所述陶瓷绝缘体上且位于所述侧电极与所述中心电极之间，其中，所述第一中性电极与所述侧电极之间具有第一间隙，所述第一中性电极与所述中心电极之间具有第二间隙，所述第一间隙小于所述第二间隙且所述第一间隙的取值范围为大于0毫米且小于0.25毫米。

有利地，所述第一中性电极为金属电极或半导体电极。

有利地，所述第一中性电极不与所述侧电极接触且所述第一中性电极不与所述中心电极接触。

根据本实用新型另一实施例的一种复间隙火花塞，包括：

金属外壳；

陶瓷绝缘体，所述金属外壳固定在所述陶瓷绝缘体中部；

侧电极，所述侧电极设在所述金属外壳上；

中心电极，所述中心电极设在所述陶瓷绝缘体上且所述中心电极的上端向上突出于所述陶瓷绝缘体的上表面，所述侧电极与所述中心电极互相间隔；

第二中性电极和第三中性电极，所述第二中性电极和所述第三中性电极互相间隔地设在所述陶瓷绝缘体上且位于所述侧电极与所述中心电极之间，其中，所述第二中性电极与所述侧电极相近且所述第二中性电极与所述侧电极之间具有第三间隙，所述第二中性电极与所述第三中性电极之间具有第四间隙，所述第三中性电极与所述中心电极相近且第三中性电极与所述中心电极之间具有第五间隙，所述第三间隙小于所述第四间隙且所述第三间隙小于所述第五间隙，所述第三间隙的取值范围为大于0毫米且小于0.25毫米。

有利地，所述第二中性电极为金属电极或半导体电极，所述第三中性电极为金属电极或半导体电极。

有利地，所述第二中性电极与所述第三中性电极互不接触，所述第二中性电极不与所述侧电极接触且所述第二中性电极不与所述中心电极接触，所述第三中性电极不与所述侧电极接触且所述第三中性电极不与所述中心电极接触。

根据本实用新型又一实施例的一种复间隙火花塞，包括：

金属外壳；

陶瓷绝缘体，所述金属外壳固定在所述陶瓷绝缘体中部；

侧电极，所述侧电极设在所述金属外壳上；

中心电极，所述中心电极设在所述陶瓷绝缘体上且所述中心电极的上端向上突出于所述陶瓷绝缘体的上表面，所述侧电极与所述中心电极互相间隔；

第四中性电极，所述第四中性电极设在所述陶瓷绝缘体上且位于所述侧电极与所述中心电极之间，其中，所述第四中性电极与所述侧电极之间具有第六间隙，所述第四中性电极与所述中心电极之间具有第七间隙，所述第七间隙小于所述第六间隙且所述第七间隙的取值范围为大于0毫米且小于0.25毫米。

有利地，所述第四中性电极为金属电极或半导体电极。

有利地，所述第四中性电极不与所述侧电极接触且所述第四中性电极不与所述中心电极接触。

根据本实用新型再一实施例的一种复间隙火花塞，包括：

金属外壳；

陶瓷绝缘体，所述金属外壳固定在所述陶瓷绝缘体中部；

侧电极，所述侧电极设在所述金属外壳上；

中心电极，所述中心电极设在所述陶瓷绝缘体上且所述中心电极的上端向上突出于所述陶瓷绝缘体的上表面，所述侧电极与所述中心电极互相间隔；

第五中性电极和第六中性电极，所述第五中性电极和第六中性电极互相间隔地设在所述陶瓷绝缘体上且位于所述侧电极与所述中心电极之间，其中，所述第五中性电极与所述中心电极相近且第五中性电极与所述中心电极之间具有第八间隙，所述第五中性电极与所述第六中性电极之间具有第九间隙，所述第六中性电极与所述侧电极相近且所述第六中性电极与所述侧电极之间具有第十间隙，所述第八间隙小于所述第九间隙且所述第八间隙小于所述第十间隙，所述第八间隙的取值范围为大于0毫米且小于0.25毫米。

有利地，所述第五中性电极为金属电极或半导体电极，所述第六中性电极为金属电极或半导体电极。

有利地，所述第五中性电极与所述第六中性电极互不接触，所述第五中性电极不与所述侧电极接触且所述第五中性电极不与所述中心电极接触，所述第六中性电极不与所述侧电极接触且所述第六中性电极不与所述中心电极接触。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是相关技术中的常见火花塞的示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是根据本实用新型一个实施例的复间隙火花塞的示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是根据本实用新型另一实施例的复间隙火花塞的示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是根据本实用新型又一实施例的复间隙火花塞的示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是根据本实用新型再一实施例的复间隙火花塞的示意图；

图10是图9的俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来详细描述根据本实用新型的复间隙火花塞。

首先需要说明的是，在以下描述中，“间隙”是指相近两个电极之间的最小间距；“复间隙”是指在侧电极与中心电极之间通过设置一个中性电极使侧电极与中心电极之间构成两个间隙，或者在侧电极与中心电极之间通过设置两个中性电极使侧电极与中心电极之间构成三个间隙。

另外，(从俯视图的视角)复间隙是由两条或三条线段组成，该两条或三条线段是不一定在同一直线上的(例如可以构成折线)，在空间上侧电极、中心电极与中性电极的自由端也不一定位于同一水平面内。换言之，本申请对于侧电极、中心电极与中性电极的空间位置不做特别限定，只要它们两两之间的“间隙”符合以下描述即可，这对于本领域技术人员来说，是可以理解的。

如图1和图2所示，现有常见的火花塞包括间隔设置的侧电极100和中心电极200，侧电极100和中心电极200具有间隙1200，间隙1200的取值范围如上所述，为0.6毫米到1.5毫米之间。

如图3和图4所示，根据本实用新型一个实施例的一种复间隙火花塞，包括：金属外壳(未示出)，陶瓷绝缘体(未示出)，侧电极100，中心电极200，第一中性电极301。

具体而言，陶瓷绝缘体，所述金属外壳固定在所述陶瓷绝缘体中部。

侧电极100设在所述金属外壳上。

中心电极200设在所述陶瓷绝缘体上且中心电极200的上端向上突出于所述陶瓷绝缘体的上表面，侧电极100与中心电极200互相间隔。

第一中性电极301设在所述陶瓷绝缘体上且位于侧电极100与中心电极 200之间。其中，第一中性电极301与侧电极100之间具有第一间隙1301，第一中性电极300与中心电极200之间具有第二间隙2301，第一间隙1301小于第二间隙2301且第一间隙1301的取值范围为大于0毫米且小于0.25毫米。换言之，第一中性电极301邻近侧电极100。

有利地，第一中性电极301为金属电极或半导体电极。有利地，第一中性电极301不与侧电极100接触且第一中性电极301不与中心电极200接触。

根据本实用新型一个实施例的一种复间隙火花塞，设置第一间隙是为了让侧电极与第一中性电极之间的距离近，增强电场强度，电场强度越大，高压电击穿的倾向越大，击穿速度也越快。设置第二间隙是为了提供恰当的间隙距离，让点火电压保持在适当合理的高电压值，点火燃烧效果好。而将第一间隙的取值范围限定在大于0毫米且小于0.25毫米之间，且第二间隙大于第一间隙时，点火燃烧效果最好，火花塞的使用寿命也相对能延长。

如图5和图6所示，根据本实用新型另一实施例的一种复间隙火花塞，包括：金属外壳(未示出)，陶瓷绝缘体(未示出)，侧电极100，中心电极200，第二中性电极302和第三中性电极303。

陶瓷绝缘体，所述金属外壳固定在所述陶瓷绝缘体中部。

侧电极100设在所述金属外壳上。

中心电极200设在所述陶瓷绝缘体上且中心电极200的上端向上突出于所述陶瓷绝缘体的上表面，侧电极100与中心电极200互相间隔。

第二中性电极302和第三中性电极303互相间隔地设在所述陶瓷绝缘体上且位于侧电极100与中心电极200之间，其中，第二中性电极302与侧电极 100相近且第二中性电极302与侧电极100之间具有第三间隙1302，第二中性电极302与第三中性电极303之间具有第四间隙3023，第三中性电极303与中心电极200相近且第三中性电极303与中心电极200之间具有第五间隙 2303，第三间隙1302小于第四间隙3023且第三间隙1302小于第五间隙2303，第三间隙1302的取值范围为大于0毫米且小于0.25毫米。换言之，第二中性电极302更邻近侧电极100。

有利地，第二中性电极302为金属电极或半导体电极，第三中性电极303 为金属电极或半导体电极。有利地，第二中性电极302与第三中性电极303 互不接触，第二中性电极302不与侧电极100接触且第二中性电极302不与中心电极200接触，第三中性电极303不与侧电极100接触且第三中性电极303 不与中心电极200接触。

根据本实用新型的一种复间隙火花塞，设置第三间隙是为了让侧电极与第二中性电极之间的距离近，增强电场强度，电场强度越大，高压电击穿的倾向越大，击穿速度也越快。设置第四间隙和第五间隙是为了提供恰当的间隙距离，让点火电压保持在适当合理的高电压值，点火燃烧效果好。而将第三间隙的取值范围限定在大于0毫米且小于0.25毫米之间，且第四间隙和第五间隙均大于第三间隙时，点火燃烧效果最好，火花塞的使用寿命也相对能延长。

如图7和图8所示，根据本实用新型又一实施例的一种复间隙火花塞，包括：金属外壳(未示出)，陶瓷绝缘体(未示出)，侧电极100，中心电极200，第四中性电极304。

陶瓷绝缘体，所述金属外壳固定在所述陶瓷绝缘体中部。

侧电极100设在所述金属外壳上。

中心电极200设在所述陶瓷绝缘体上且中心电极200的上端向上突出于所述陶瓷绝缘体的上表面，侧电极100与中心电极200互相间隔。

第四中性电极304设在所述陶瓷绝缘体上且位于侧电极100与中心电极 200之间，其中，第四中性电极304与侧电极100之间具有第六间隙1304，第四中性电极304与中心电极200之间具有第七间隙2304，第七间隙2304小于第六间隙1304且第七间隙2304的取值范围为大于0毫米且小于0.25毫米。换言之，第四中性电极304邻近中心电极200。

有利地，第四中性电极304为金属电极或半导体电极。有利地，第四中性电极304不与侧电极100接触且第四中性电极304不与中心电极200接触。

根据本实用新型的一种复间隙火花塞，设置第七间隙是为了让中心电极与第四中性电极之间的距离近，增强电场强度，电场强度越大，高压电击穿的倾向越大，击穿速度也越快。设置第六间隙是为了提供恰当的间隙距离，让点火电压保持在适当合理的高电压值，点火燃烧效果好。而将第七间隙的取值范围限定在大于0毫米且小于0.25毫米之间，且第六间隙大于第七间隙时，点火燃烧效果最好，火花塞的使用寿命也相对能延长。

如图9和图10所示，根据本实用新型再一实施例的一种复间隙火花塞，包括：金属外壳(未示出)，陶瓷绝缘体(未示出)，侧电极100，中心电极200，第五中性电极305和第六中性电极306。

陶瓷绝缘体，所述金属外壳固定在所述陶瓷绝缘体中部。

侧电极100设在所述金属外壳上。

中心电极200设在所述陶瓷绝缘体上且中心电极200的上端向上突出于所述陶瓷绝缘体的上表面，侧电极100与中心电极200互相间隔。

第五中性电极305和第六中性电极306互相间隔地设在所述陶瓷绝缘体上且位于侧电极100与中心电极200之间，其中，第五中性电极305与中心电极 200相近且第五中性电极305与中心电极200之间具有第八间隙2305，第五中性电极305与第六中性电极306之间具有第九间隙3056，第六中性电极306 与侧电极100相近且第六中性电极306与侧电极100之间具有第十间隙1306，第八间隙2305小于第九间隙3056且第八间隙2305小于第十间隙1306，第八间隙2305的取值范围为大于0毫米且小于0.25毫米。换言之，第五中性电极 305更邻近中心电极200。

有利地，第五中性电极305为金属电极或半导体电极，第六中性电极306 为金属电极或半导体电极。有利地，第五中性电极305与第六中性电306极互不接触，第五中性电极305不与侧电极100接触且第五中性电极305不与中心电极200接触，第六中性电极306不与侧电极100接触且第六中性电极306 不与中心电极200接触。

根据本实用新型的一种复间隙火花塞，设置第八间隙是为了让中心电极与第五中性电极之间的距离近，增强电场强度，电场强度越大，高压电击穿的倾向越大，击穿速度也越快。设置第九间隙和第十间隙是为了提供恰当的间隙距离，让点火电压保持在适当合理的高电压值，点火燃烧效果好。而将第八间隙的取值范围限定在大于0毫米且小于0.25毫米之间，且第九间隙和第十间隙均大于第八间隙时，点火燃烧效果最好，火花塞的使用寿命也相对能延长。

需要说明的是，中性电极的形状不限，包括且不限于点状、针状、条状、不规则状、环状等形状。为了方便理解，附图中采用条状表示电极(其中，俯视图用圆表示电极)，附图中仅仅示出了电极之间的位置关系，不能理解为对电极形状的限定。另外，本申请仅仅涉及到电极之间的位置关系的改进，因此火花塞的其他部件没有在附图中示出。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，均落入本实用新型的保护范围。