快速点火的异型地电极火花塞制造技术

本实用新型专利技术涉及一种快速点火的异型地电极火花塞，包括绝缘体、壳体、中心电极及地电极，其特征在于：所述地电极为异型电极，地电极中间部位设有通孔，通孔具有至少两个角，每个角呈向心的凸尖，中心电极端面略低于地电极的下平面，中心电极与地电极的凸尖之间构成火花间隙。本实用新型专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、地电极为旁置式，不因盖住中心电极而限制火花扩展。2、地电极有多个凸尖，相当于多个单独的地电极，可延长火花塞的使用寿命。3、由于中心电极端面低于地电极平面，跳火路线并不像多极火花塞那样垂直于燃烧室轴线方向，而是与火焰传播方向相同，有利于提高火焰传播速率，使燃烧室内的终燃混合气避免在正常火焰到达前的自燃现象，减少发动机的工作粗暴性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发动机火花塞，特别涉及一种用于強制点火式发动机的火花塞。
技术介绍
目前广泛应用的火花塞(图I、图2)，包括绝缘体(I)、接线螺杆(3)、中心电极(4)、壳体(2),与壳体焊成一体的地电极(5 )。火花塞的中心电极与地电极之间有一跳火间隙，此间隙在脉冲高压作用下形成电离通道，产生火花，点燃发动机燃烧室内的混合气。这种传统的火花塞有ー长方形截面的地电极(5)，一端焊在壳体(2)螺纹的端面，另一端弯曲并覆盖在中心电极(4)端面。这种火花塞的缺点是地电极盖住了电火花，限制电火花与可燃混合气的接触面，并吸收火花热量，使火花减弱。地电极这种“消焰作用”降低了点火能量，使混合气燃烧不完全，増加发动机的油耗和排除废气中CO的含量。 为克服传统火花塞这种缺点，市场上出现了多极火花塞(图3、图4)。即多个単独的地电极(7)旁置于于中心电极(6)的周围，地电极在与壳体焊接后弯曲、冲孔，孔的多个弧面与中心电极的圆柱面构成横向的火花间隙。多极火花塞解决了传统火花塞地电极盖住中心电极、影响火花扩展的问题。虽然它有多个跳火点，但不可能同时跳火，只是延长火花塞的使用寿命而已。且由于跳火的电离通道是从中心电极圆周至地电极，这种“横向放电”恰与火焰沿燃烧室轴线传播的方向垂直，使火焰的传播速度有所下降。若发动机燃烧室的火焰向前推进的传播速度太低，则处于最后燃烧位置的那部分终燃混合气在正常火焰尚未到达时因温度升高而自然，即发生“爆震”现象，使气缸受到压カ波的冲击。另ー方面，影响火花塞点火性能的另外ー个重要因素是“火花间隙”。一般而言，火花间隙决定火花塞的跳火电压，间隙越大，所需电压越高。从火花放电的机理出发，为提高火花塞的点火性能，总是希望尽可能増大火花间隙。这是因为火花放电是由电容放电和电感放电两部分组成。电容放电击穿间隙的绝缘，时间极短；电感部份引发热量，形成火核，此部份持续期越长，点火性能越好。火花间隙加大有利于增加电感放电的时间。但火花间隙加大受到电源电压的制约，且随着电压的增加，电容放电增加而电感放电将減少，反而降低火花塞的点火性。不论是传统火花塞或者多地电极火花塞，火花间隙一般0. 6至0. 8毫米之间。因此，寻求一种不提高点火电压，而能加大火花间隙的火花塞，对改善发动机的エ艺是有利的。
技术实现思路
本技术的目的，是提供一种新的发火端结构的火花塞，既保留传统火花塞和多极火花塞的优点，规避两者的缺陷点，并获得优良的点火性能。为了解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案ー种快速点火的异型地电极火花塞，包括绝缘体、壳体、中心电极及地电极，其特征在于所述地电极为异型电极，地电极中间部位设有通孔，通孔具有至少两个角，每个角呈向心的凸尖，中心电极端面略低于地电极的下平面，中心电极与地电极的凸尖之间构成火花间隙。所述地电极由镍铬合金板材冲制而成。所述地电极有至少两个金属脚与壳体焊成一体。所述地电极中间部位的通孔为方孔、多边形孔或圆孔。所述火花间隙为0.9 I. I毫米。本技术与现有技术相比具有以下有益效果I、地电极为旁置式，不因盖住中心电极而限制火花扩展。2、地电极有多个凸尖，相当于多个単独的地电极，可延长火花塞的使用寿命。3、由于中心电极端面低于地电极平面，跳火路线并不像多极火花塞那样垂直于燃烧室轴线方向，而是与火焰传播方向相同，有利于提高火焰传播速率，使燃烧室内的终燃混合气避免在正常火焰到达前的自燃现象，減少发动机的工作粗暴性。4、由于地电极呈凸尖形，使电场畸变，局部电场密度増大，放电容易，点火电压降低。在发动机点火系统电源电压不变的情况下，可以加大火花间隙，由通常的0. 7 0. 8毫米增大至0. 9 I. I毫米,从而增加电感放电的持续期,对加热周围混合气、形成火核起良好作用，并使混合气燃烧完全，有助于提高发动机的动カ性、经济性及运转性能。5、提高点火速度。由于电极的尖端放电和燃烧室内火焰向前推进的速率优于传统的单极及多极火花塞，其点火速度，特别是冷起动性能明显由于普通的火花塞。6、此种发火端火花塞特别适用于大压缩比的天然气发动机。天然气因有高的辛烷值而具有极高的抗爆性能，因此发动机可以采用大压缩比。压缩比增大使火花间隙处的气体密度计相应的介电强度增加，而击穿该处的绝缘需要更高的点火电压，由此产生一系列负面效应，使火花塞的点火性能下降。其次，天然气热值很高，燃烧产生的热量使火花塞发火端具有极高的温度，电极极易烧蚀而缩短工作寿命。本技术由于尖端放电效应，无需更高的电压而击穿火花间隙处的高密度气体的绝缘，而且有多个凸尖形与中心电极形成放电通道，大大提高火花塞的使用寿命。附图说明图I、图2为传统的单地电极火花塞；图3、图4为多地电极火花塞；图5、图6为本技术异型地电极火花塞；图7为异型地电极冲裁示意图；图8为异型地电极弯曲示意图。具体实施方式參见图5、图6，本技术是以下列理论基础为出发点考虑到传统的单地电极火花塞，可视为由中心电极端平面与地电极下平面构成的平板式电容器，而多极火花塞可视为由两个圆柱面构成的电容器。电容放电就是此种电容器中所储集的电荷被瞬间放出。若此种电容器的ー极为尖端形而非板状，则改变电极间电场的分布，在电场密度大的地方极易释放电子，使放电电压降低。不改变传统火花塞的绝缘体I、接线螺杆3、壳体2，为达到降低放电电压，加大火花间隙的目的，本技术采用ー种新的异形地电极(參见图7、图8)。中心电极8前端直径由原来的小2. 7或小2. 5mm缩小至小I. 5mm。地电极9由I. 2毫米厚的镍铬合金板材冲制(见图7)，地电极的板材可以是镍铬锰硅合金，也可以是耐烧蚀的其他合金材质。地电极9中间部位设有通孔，通孔具有至少两个角，每个角呈向心的凸尖10，地电极9中间部位的通孔可以是方孔，也可以是多边形孔或圆孔。中心电极8端面略低于地电极9的下平面，中心电极8与地电极9的凸尖10之间构成火花间隙，具体说，中心电极与地电极的凸尖相对，凸尖与中心电极端面圆周的距离为火花间隙。火花间隙由通常的0.7 0.8毫米増大至0.9 I. I毫米，火花塞的其他零件与传统火花塞相同。地电极有至少两个金属脚与壳体2焊成一体，地电极的至少两个金属脚冲裁后弯曲90°，金属脚的长度按火花塞的点火位置计算，并予留焊接烧蚀量(约0.6毫米)。此电极与壳体焊接时用专用的夹具定位、夹紧，保证壳体中孔与地电极方孔同心，并确保焊接后地电极下平面与壳体端面的距离符合产品设计的要求。火花塞总成装配时，用定位套塞入中心电极和地电极方孔之间。定位套外径与地 电极方孔配合，中孔与中心电极直径相同。待总装完成后，将定位套拔出，即能获得均匀的火花间隙。权利要求1.一种快速点火的异型地电极火花塞,包括绝缘体(I)、壳体(2)、中心电极(8)及地电极(9)，其特征在于所述地电极(9)为异型电极，地电极(9)中间部位设有通孔，通孔具有至少两个角，每个角呈向心的凸尖(10)，中心电极(8)端面略低于地电极(9)的下平面，中心电极(8)与地电极(9)的凸尖(10)之间构成火花间隙。2.如权利要求I所述的一种快速点火的异型地电极火花塞，其特征在于地电极(9)由镍铬合金板材冲制而成。3.如权利要求I或2所述的一种快速点火的异型地电极火花塞，其特征在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速点火的异型地电极火花塞，包括绝缘体（1）、壳体（2）、中心电极（8）及地电极（9），其特征在于：所述地电极（9）为异型电极，地电极（9）中间部位设有通孔，通孔具有至少两个角，每个角呈向心的凸尖（10），中心电极（8）端面略低于地电极（9）的下平面，中心电极（8）与地电极（9）的凸尖（10）之间构成火花间隙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戚士棋，
申请(专利权)人：戚士棋，
类型：实用新型
国别省市：