一種火花塞和一種高壓點火線制造技術

一種火花塞，主要由主體配件、陶瓷絕緣筒、側電極、中心電極、屏蔽筒、橡膠圈、隔熱材料或連同限流電阻、端子電極構成。側電極上有側凸電極環；中心電極上端有中心凸電極環；陶瓷絕緣筒上下端有絕緣筒上下凸環；絕緣筒下凸環外有屏蔽筒。一種火花塞能的點火時間準、初始火花強、壽命長和低溫時也易打火。一種高壓點火線是與一種火花塞配套的，其高壓同軸電纜一端是高壓帽，另一端是插頭。高壓帽主要由高壓帽芯帽、屏蔽帽和基體構成，基體上有大小絕緣環。不帶限流電阻的插頭結構和高壓帽一樣，帶限流電阻的插頭主要由陶瓷基筒、芯插針、外插筒、電纜絕緣子和限流電阻構成。一種高壓點火線能有效抑制干擾。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】所屬
本專利技術涉及一種火花塞及與其配套的高壓點火線，尤其是點火可靠、準確，壽命長以及干擾小的一種火花塞和一種高壓點火線。
技術介紹
圖1是現有電阻型火花塞的中心剖視圖，其主要由主體配件1、陶瓷絕緣筒2、側電極3、中心電極4、限流電阻5、端子電極6、密封墊片8和襯墊板9組成，主體配件I上部為安裝螺紋部1A，陶瓷絕緣筒2下部外壁有絕緣筒環溝7。主體配件1、側電極3、中心電極4、和密封墊片8是金屬或金屬合金的，其表面電鍍；而限流電阻5—般是陶瓷電阻體。中心電極4下端和限流電阻5上端以及限流電阻5下端和端子電極6上端分別電連接；側電極3下端焊接在主體配件I的上端面而與其電連接。側電極3上端向中心電極4上端面彎曲靠近，從而形成中心電極4上端面到其所對應的側電極3上端部下表面的放電間距為1.0毫米左右的放電間隙。陶瓷絕緣筒2上部的外徑小于安裝螺紋部IA內徑，從而在它們之間形成一個狹小的環筒空間19。基于以上結構，現有電阻型火花塞存在以下不足:(一 )當電阻型火花塞使用時，側電極3、主體配件1、密封墊片8以及與點火高壓電發生器高壓正極電連接的發動機金屬機殼(一端固定于發動機缸蓋上而另一端電連接到高壓電發生器高壓正極的電線)構成了高壓電點火系統的高壓正極電路。而中心電極4、限流電阻5、端子電極6以及火花塞高壓點火線構成了高壓電點火系統的高壓負極電路。火花塞的放電間隙每次被擊穿后，由高壓正負極電路和放電間隙組成的高壓回路中，高壓脈沖電流的上升沿很陡，在電流上升沿同樣存在著趨膚效應。因以下四個方面導致高壓回路的沿面電阻值很大且不定:(I)安裝螺紋部IA長時間的高溫氧化以及其和密封墊片8與發動機缸蓋的嚴實密封，加之發動機機殼內外壁間的密封，對于高壓脈沖電流上升沿已沒有沿面通道，也即對于高壓脈沖電流上升沿的沿面電阻值很大且不定。(2)安裝螺紋部IA的內壁暴露在外的部分和側電極3表面長時間的高溫氧化，以及由主體配件I上端面依次經主體配件I的內壁及下口、主體配件I下部外壁、密封墊片8，而后到達火花塞周圍缸蓋外壁的表面非常曲折；故在此表面路徑而對于高壓脈沖電流上升沿的沿面電阻值同樣大且不定。(3)發動機金屬機殼外表面的曲折和粗糙而造成對于高壓脈沖電流上升沿的沿面電阻值大且不定。(4)限流電阻5所選用的陶瓷電阻體對于高壓脈沖電流上升沿的沿面電阻值遠大于其直流電阻值。通過以上的分析可知:火花塞的放電間隙每次被擊穿后，在整個高壓回路中除了存在為了減小高壓放電干擾而阻值稍大的千歐級限流電阻5外，而對于高壓脈沖電流的上升沿仍然存在很大且不定的沿面電阻值。從而造成火花塞的初始火花能量減小以及其點火時間的不定。( 二)現有的火花塞側電極3，不能使其與中心電極4間的放電間距因溫度的變化而改變。這樣，在寒冷的冬季就得使用放電間距較小的火花塞以利點火。放電間距越小，每次放電火花所釋放的點火能量越低。另外，側電極3上下的橫截面面積一樣而不利于側電極3上部所吸收熱量向主體配件上端的傳導，從而導致側電極3上部溫度過高而其表面氧化，隨之其表面的沿面電阻值增加。(三)現有火花塞側電極3和中心電極4間的絲狀火花跳過其間狹小放電空間的路程是隨機的；當火花路程發生在狹小放電空間的中部時，中心電極4上端面及其所對應的側電極3下表面對初始火花具有消焰作用。另外，圓柱體形狀的電極棱角比較易消耗，電極外表面形狀的改變造成電極間擊穿電壓變大，從而導致點火時間的改變。(四)對于環筒空間19的作用，一是起到隔熱作用而提高中心電極4的上端溫度；二是設計的本意為同時增加中心電極4上端暴露的外壁到安裝螺紋部IA內壁間的爬電距離。但是，每次火花塞放電間隙被擊穿前，中心電極4和安裝螺紋部IA之間瞬間建立了高電壓，那么僅僅相距3毫米左右的中心電極4外壁和安裝螺紋部IA內壁之間就存在很強的電場。加之陶瓷絕緣筒2的陶瓷材料介電常數是空氣的6倍左右，又因正離子質量遠比電子大而不易擴散。最終造成暴露在環筒空間19中的陶瓷絕緣筒2外表面的正離子密度非常大(尤其在燃燒室的高溫環境中)。由以上的分析而可得出:暴露在環筒空間19中的陶瓷絕緣筒2外表面的上下向距離在放電間隙被擊穿前起不到應有的增加爬電距離之目的。又因環筒空間19比較狹小，其內的燃燒產物不易擴散出來，導致對流到其內的油氣混合物燃燒時因缺氧以及陶瓷絕緣筒2外壁、安裝螺紋部IA內壁的消焰作用而不能充分燃燒。最終造成環筒空間19兩側的陶瓷絕緣筒2外壁和安裝螺紋部IA內壁積碳積臟，且不易清理。進而，由中心電極4上端外壁到安裝螺紋部IA內壁之間的沿面電阻值逐步下降。加之，安裝螺紋部IA上端面要焊接側電極3而其內緣不倒角。這樣就導致安裝螺紋部IA上端面的內緣也易對中心電極4上端暴露的外壁發生放電現象。最終，上述綜合因素造成加在放電間隙的電壓達不到放電間隙在燃燒室環境中的擊穿電壓時，火花塞而不能再打火。而現有的高壓電點火系統主要利用高壓回路所串聯限流電阻5的阻尼作用來使高頻振蕩得到消弱，從而減小干擾。限流電阻5的阻值越大，其阻尼作用越明顯；但同時就意味著高壓放電電流的減小，也即打火初始火花的弱化。高壓點火線屏蔽層一端接高壓正極而不能很好屏蔽電磁場而干擾大。
技術實現思路
為了克服現有的火花塞點火時間不準、初始火花弱、壽命短以及低溫時不易打火的不足，本專利技術提供一種火花塞和一種高壓點火線，一種火花塞的點火時間準、初始火花強、壽命長和低溫時也易打火；而一種高壓點火線能有效抑制干擾。本專利技術解決其技術問題，對于一種火花塞所采用的技術方案是:一種火花塞主要由主體配件、陶瓷絕緣筒、側電極、中心電極、密封墊片、襯墊板、屏蔽筒、橡膠圈、隔熱材料或者連同限流電阻、端子電極而組成。側電極在厚度上用至少兩層多金屬片制作，多金屬片一般為雙金屬片即可，每層均是金屬或合金的。側電極彎曲處側電極內層的熱脹冷縮系數大于側電極外層的。這樣，側電極上端部在常溫時比在燃燒室的高溫時更能靠近中心電極上端，也即一種火花塞在常溫時的放電間距比高溫時的要小。從而火花塞在低溫時也能正常點火，其在高溫時因放電間距增大而打火時能釋放更多的能量，以利點火。同時，側電極的下端寬度大于其上端寬度，一般其下端寬度是上端寬度的1.2?2倍。側電極由上端往下端的橫截面面積逐漸增大，有利于其上部所吸收熱量傳導到主體配件上端。這樣，側電極上部溫度就會降低。側電極下端寬度位于油氣混合物擴散至放電間隙的路徑上時，其稍寬的寬度對油氣混合物擴散會有一定影響。不過，相對于安裝螺紋部的安裝螺紋起始位置而制作側電極下端在安裝螺紋部上端面上相錯90度角的兩種火花塞，并將側電極下端圓上位置標注于一種火花塞體外表面上，使用時根據情況而選用其中的一種。這樣就可很好的解決上述問題。做一個直徑等于中心電極上端直徑的小圓柱體，然后在小圓柱體下底面再激光焊接一個橫截面下凸的、外徑等于小圓柱體直徑的側凸電極環，將側凸電極環中的小圓柱體下底面凹進。側凸電極環下凸的橫截面最好呈長軸向的半橢圓形。或者，在做小圓柱體時將其高度再增加一個側凸電極環的下凸高度，然后在加高后的小圓柱體下端精車而成側凸電極環，同時將側凸電極環中的小圓柱體下底面凹進。最后將小圓柱體上底面激光焊接在中心電極上端面向上所對應的側電極內層下表面。在中心電極上端面激光焊接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種火花塞，包括主體配件、陶瓷絕緣筒、側電極、中心電極、密封墊片、襯墊板或者連同限流電阻、端子電極，其特征在于：還包括屏蔽筒、橡膠圈和隔熱材料，其中側電極由側電極內層、側電極外層、小圓柱體和側凸電極環構成，側電極內層的熱脹冷縮系數大于側電極外層的，側電極的下端寬度大于其上端寬度；中心電極上端設置有中心凸電極環；小圓柱體直徑、側凸電極環外徑和中心凸電極環外徑都等于中心電極上端直徑；屏蔽筒、側電極內層、側電極外層、側凸電極環和中心凸電極環是金屬或金屬合金的，限流電阻選用無感高壓高頻電阻；橫截面下凸的側凸電極環焊接在小圓柱體下底面或者其由增加一個側凸電極環下凸高度的小圓柱體下端精車而成，側凸電極環中的小圓柱體下底面凹進，小圓柱體上底面焊接在側電極內層下表面；橫截面上凸的中心凸電極環焊接在中心電極上端面或者其由增加一個中心凸電極環上凸高度的中心電極上端精車而成，中心凸電極環中的中心電極上端面凹進，中心凸電極環上口面高于主體配件上端面；焊接側電極處以外的主體配件上環形端面內緣倒角，倒角寬度為主體配件上環形端面寬度的0.5～0.8倍；電鍍后的側電極表面涂覆有側電極隔熱層；陶瓷絕緣筒上部外壁與主體配件上部內壁間的空間填充隔熱材料，且隔熱材料的上環形面至少比主體配件上端面低3毫米；陶瓷絕緣筒上端厚度的中部位置設置有絕緣筒上凸環，絕緣筒上凸環上口面介于中心凸電極環上口面與主體配件上端面之間；陶瓷絕緣筒下端設置有岔口狀的絕緣筒下凸環；在自下而上的絕緣筒環溝內至少套有一個橡膠圈；屏蔽筒最大外徑不大于主體配件緊固螺母的對邊寬度，屏蔽筒外翻口上口外徑等于主體配件下口部旋壓前的內徑，屏蔽筒細頸部內徑等于陶瓷絕緣筒下部外徑；屏蔽筒外翻口和屏蔽筒細頸部一起呈蓮花口形，屏蔽筒下口為蓮花形內插口；屏蔽筒上鉆有散熱小孔，當屏蔽筒是銅或銅合金的時不要散熱小孔；襯墊板位于屏蔽筒外翻口上面，屏蔽筒細頸部內壁與陶瓷絕緣筒外壁間涂覆有陶瓷泥，主體配件下口部向內旋壓緊。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋天順，
申請(專利權)人：宋天順，
類型：發明
國別省市：河南;41