CN203119292U - 一种火花塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种火花塞，包括绝缘体、中心电极、壳体、接地电极和导火单元。其中，该绝缘体具有沿轴线方向延伸的轴孔；该中心电极***贯穿该绝缘体的轴孔并露出端部；该壳体为中空柱状，该壳体套设在该绝缘体表面并使中心电极的端部位于该壳体腔内；该接地电极设置在该壳体的内壁上；该导火单元包括导火部和设置在该导火部上的通孔，该导火部的上端口和下端口贯通，其上端口与壳体的出火端口连接，至少一个通孔设置在导火部下端口周边。本实用新型的火花塞具有抗腐蚀性的同时，对火花进行引流和导流，避免了火力向四周扩散，集中的火力能够在一定程度上提高了内燃机的燃烧效率，有利于节能环保。

Description

一种火花塞

技术领域

本实用新型涉及一种在内燃机中使用的火花塞。

背景技术

火花塞是安装到内燃机（发动机）上，用于燃烧室内的混合气体的打火。请参阅图1，其是现有技术中火花塞10的结构示意图。该火花塞10包括一中心电极12、绝缘体14、壳体16和接地电极18。该绝缘体14为陶瓷绝缘体，具有沿轴线方向延伸的轴孔，该中心电极12***贯穿该绝缘体14的轴孔。该壳体16设置在该绝缘体14的外周。该接地电极18与该壳体16的端部连接，并弯曲延伸与中心电极12相对，与中心电极12之间形成火花放电的间隙。该中心电极12与接地电极18之间通过脉冲电力的作用产生电弧，进而产生电火花点燃电极周围的混合气体，达到自动点火的目的。

由于火花塞的工作环境极端恶劣，该中心电极12和接地电极18在燃烧室内高温高压条件下需要点火无数次，而该电极上会出现沉积物并导致其腐蚀，导致火花塞的情况恶化。并且火花塞喷出的火力会向四周扩散，不够集中高效，在一定程度上降低了内燃机的燃烧效率，不利于节能环保。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种集中高效且抗腐蚀的火花塞。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种火花塞，包括绝缘体、中心电极、壳体、接地电极和导火单元。其中，该绝缘体具有沿轴线方向延伸的轴孔；该中心电极***贯穿该绝缘体的轴孔并露出端部；该壳体为中空柱状，该壳体套设在该绝缘体表面并使中心电极的端部位于该壳体腔内；该接地电极设置在该壳体的内壁上；该导火单元包括导火部和设置在该导火部上的通孔，该导火部的上端口和下端口贯通，其上端口与壳体的出火端口连接，至少一个通孔设置在导火部下端口周边。

进一步，该导火部的上端口的口径大于下端口的口径，多个通孔等间距地设置在在导火部的下端口周边。

进一步，该导火单元还包括至少两螺旋叶片，该螺旋叶片其在该导火部的中心处连接，并分别与该导火部的内侧面固定连接；或该导火单元的导火部的内侧面设置有螺旋状导火凸肋或导火凹槽。

进一步，还包括设置在该螺旋叶片的交点处的副导火部，其包括副连接部和副螺旋叶片，该副连接部为环形，副螺旋叶片设置在该副连接部的环形空间内并与该副连接部的内侧面固定连接。

相对于现有技术，本实用新型提供的火花塞将中心电极和接地电极设置在壳体的点火腔内，使其具有抗腐蚀性能。进一步，通过导火单元的导火部对火花进行引流和导流，使火花气流集中向燃烧室喷发，避免了火力向四周扩散，集中的火力能够在一定程度上提高了内燃机的燃烧效率，有利于节能环保。以及，该导火部下端口周边的通孔能够进一步改善火花塞的腔体内的气流交换，尤其是在压缩冲程的进气阶段，该通孔能够将火花塞***周边的可燃气体迅速地导入火花塞的腔体内，以增加腔体内可燃气体的浓度，进一步增加火花塞的点火燃烧效率。

附图说明

图1是现有技术中火花塞10的结构示意图。

图2是本实用新型实施例一的火花塞100的结构示意图。

图3是图2所示的导火单元的立体结构示意图。

图4是本实用新型实施例二的火花塞200的结构示意图。

图5是图4所示A方向的剖视图。

图6是图4所示的导火单元的立体结构示意图。

图7是本实用新型实施例三的火花塞300的结构示意图。

图8是图7所示的导火单元390的平面结构示意图。

图9是本实用新型实施例四的火花塞400的结构示意图。

图10是本实用新型实施例五的火花塞500的结构示意图。

图11是图9所示A方向的剖视图。

图12，其是图10所示A方向的剖视图。

图13是本实用新型实施例六的火花塞600的结构示意图。

图14是本实用新型实施例七的火花塞700的结构示意图。

图15是本实用新型实施例八的火花塞800的结构示意图。

图16是图13所示A方向的剖视图。

图17是是本实用新型实施例九的导火单元990的平面结构示意图。

具体实施方式

实施例1

请参阅图2，其是本实用新型实施例一的火花塞100的结构示意图。该火花塞100包括一中心电极120、绝缘体140、壳体160、接地电极180和导火单元190。该绝缘体140为陶瓷绝缘体，其具有沿轴线方向延伸的轴孔。该中心电极120***贯穿该绝缘体140的轴孔并露出端部122。该壳体160为中空柱状结构，套设在该绝缘体140的表面，并使该中心电极120的端部122位于壳体160的空腔内。该接地电极180设置在该壳体的空腔的内壁上。该壳体160的外壁上设置有螺纹。请同时参阅图3，其是图2所示的导火单元190的立体结构示意图。该导火单元190包括一导火部192和设置在该导火部192上的通孔193。该导火部192的上端口和下端口贯通，其上端口与壳体的出火端口连接。至少一个通孔193设置在导火部下端口周边。在本实施例中，该导火部192的上端口的口径大于下端口的口径，多个通孔193等间距地设置在在导火部192的下端口周边。

在脉冲点火后，该火花塞100的壳体160的各腔体内充满了混合气体，该中心电极120和接地电极180之间放电引燃电极周围的混合气体，混合气体被引燃后迅速膨胀并向外喷发，当经过导火单元190时，导火单元190的导火部192对火花进行引流和导流，使火花气流集中向燃烧室喷发，避免了火力向四周扩散，集中的火力能够在一定程度上提高了内燃机的燃烧效率，有利于节能环保。进一步，该导火部192下端口周边的通孔193能够进一步改善火花塞100的腔体内的气流交换，尤其是在压缩冲程的进气阶段，该通孔193能够将火花塞***周边的可燃气体迅速地导入火花塞的腔体内，以增加腔体内可燃气体的浓度，进一步增加火花塞的点火燃烧效率。

进一步，还可在该导火部192的内壁上设置螺旋状导火凸肋或导火凹槽，对火花进行引流和导流，形成涡旋气流集中向燃烧室喷发，避免了火力向四周扩散，从而更加高效地将火花引导至内燃机的燃烧室内。

实施例2

本实施例二与实施例一大致相同，其区别仅在于壳体内部的结构以及导火单元的立体结构。请参阅图4，其是本实用新型实施例二的火花塞200的结构示意图。该火花塞200包括一中心电极120、绝缘体140、壳体260、接地电极280和导火单元290。该绝缘体140为陶瓷绝缘体，其具有沿轴线方向延伸的轴孔。该中心电极120***贯穿该绝缘体140的轴孔并露出端部122。该壳体260为中空柱状结构，套设在该绝缘体140的表面，并使该中心电极120的端部122位于壳体260的空腔内。该接地电极280设置在该壳体260的空腔的内壁上。该壳体160的外壁上设置有螺纹。

具体地，该壳体260依序包括沿轴向贯穿其上下端的点火腔261、加速通道262和进气腔263。该点火腔261依序包括连通的第一圆柱形腔体261a和第一喇叭状腔体261b，该第一喇叭状腔体261b的宽口端的孔径与该第一圆柱形腔体261a的孔径一致，该第一喇叭状腔体261b的窄口端与该加速通道262衔接。该加速通道262为圆柱形腔体，其孔径与该点火腔261的第一喇叭状腔体261b的窄口端的孔径一致。该进气腔263包括连通的第二喇叭状腔体263b和第二圆柱形腔体263a，该第二为喇叭状腔体263b的窄口端的孔径与该加速通道262的孔径一致并与其衔接，该第二喇叭状腔体263b的宽口端的孔径与该第二圆柱形腔体263a的孔径一致，该第二圆柱形腔体263a面向内燃机的燃烧室。

请同时参阅图5，其是图4所示A方向的剖视图。该接地电极280沿垂直于轴向的方向的剖面为圆环状，其位于在壳体260的点火腔261的第一圆柱形腔体261a的内壁上。该接地电极280与该壳体260为一体成型。该中心电极120可位于该接地电极280上的一个与其轴向垂直的平面的圆心上，在本实施例中具体在环心上。

请同时参阅图6，其是图4所示的导火单元290的立体结构示意图。该导火单元290包括导火部292、通孔293和螺旋叶片294。该导火部292的上端口和下端口贯通。多个通孔293等间距地设置在在导火部292的下端口周边。在本实施例中包括三个相互间等角设置的螺旋叶片294，其在该导火部292的中心处连接，并分别与该导火部292的内侧面固定连接。该导火部292的上端口与该壳体160的出火端口连接，并沿下端口方向逐渐缩小环口。

在脉冲点火时，该火花塞200的壳体260的各腔体内充满了混合气体，该中心电极120和接地电极180之间放电引燃电极周围的混合气体，此时点火腔261内的气体首先被引燃并迅速膨胀，该点火腔261内的压力迅速增大，推动火花向进气腔263方向释放。当火花经过加速通道262时，由于加速通道262的孔径迅速收窄，火花气流经过该加速通道262时的流速增大，从而使火花更加快速的迸发，且火花再经过导火单元290时，导火单元290的螺旋叶片294对火花进行引流和导流，形成涡旋气流集中向燃烧室喷发，避免了火力向四周扩散，从而更加高效地将火花引导至内燃机的燃烧室内。为了使加速通道262对火花气流加速过程更加的有效，该加速通道262的长度应大于该进气腔263的长度，且该点火腔261的容积应大于该加速通道的容积，以保证中心电极261在点火腔261点火后首先引燃点火腔261的气体再通过加速通道262加速。进一步，该进气腔263的长度约为该点火腔261、加速通道262和进气腔263的总长度的1/6～1/5。

而在内燃机的进气冲程时，该通孔293能够将火花塞***周边的可燃气体迅速地导入火花塞的进气腔内，以增加腔体内混合气体的浓度。另外，进气腔263内的压力大于点火腔261内的压力，混合气体从进气腔263进入点火腔261。当混合气体经过加速通道262时，由于加速通道262的孔径迅速收窄，混合气体的气流经过该加速通道262时的流速增大，混合气体更加迅速地充满点火腔261，从而高效地将混合气体由内燃机的燃烧室引导至点火腔261内。

进一步，由现有技术可知，内燃机运转的压缩冲程和膨胀冲程的时间为固定时间，在内燃机的活塞接近上止点时，火花塞发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气，可燃混合气体在膨胀冲程的时间内燃烧并释放热能，推动活塞由上止点向下止点运动。因此，在壳体的点火腔261内被点燃气体经过加速通道262时流速增大，使火花能够以更加快的速度到达燃烧室，缩短了火种到达燃烧室的时间，克服了因将中心电极和接地电极设置在壳体的空腔内导致火花进入燃烧室的路程增加的缺陷，相对增加了燃烧室里的可燃混合气在膨胀冲程内的燃烧时间，使燃料在内燃机内得到更加充分的燃烧，达到节能减排的效果。

实施例3

请参阅图7，其是本实用新型实施例三的火花塞300的结构示意图。其与实施例二的火花塞的结构大致相同，区别仅在于：壳体360依序包括沿轴向贯穿其上下端的点火腔361、加速通道362和进气腔363。该点火腔361为一喇叭状腔体，其窄口端与该加速通道362衔接。该加速通道362为圆柱形腔体，其孔径与该点火腔361的喇叭状腔体的窄口端的孔径一致。该进气腔363同样为一喇叭状腔体，其窄口端的孔径与该加速通道362的孔径一致并与其衔接，其宽口端面向内燃机的燃烧室。该壳体的点火腔361的内壁作为接地电极380，该火花塞300的中心电极120的端部122位于该点火腔361内，并与其垂直距离最近的内壁点进行跳火放电。进一步，该点火腔361、加速通道362和进气腔363的内壁上具有螺旋状的凹槽或突出部，以引导其内的火花气流向燃烧室释放时形成涡旋气流，以进一步提高火花释放的效率。

请参阅图8，其是图7所示的导火单元390的平面结构示意图。该导火单元390包括导火部392、通孔394、螺旋叶片394和连接桥396。该导火部392为环形，在本实施例中包括两个相互间等角设置的螺旋叶片394，其在该导火部392的中心处连接，并分别与该导火部392的内侧面固定连接。该导火部392与该壳体360的出火端口通过连接桥396连接。

实施例4

请参阅图9，其是本实用新型实施例四的火花塞400的结构示意图。其与实施例二的火花塞的结构大致相同，区别仅在于：壳体460依序包括沿轴向贯穿其上下端的点火腔461、加速通道462和进气腔463。该点火腔461、加速通道462和进气腔463均为圆柱形腔体，该加速通道462的孔径小于该点火腔461和进气腔463的孔径。请同时参阅图11，其是图9所示A方向的剖视图。进一步，包括两个片状的接地电极480，该接地电极480的片状平面平行于腔体的轴向，并沿该点火腔461的径向固设在点火腔461的内壁上。该两个片状的接地电极480对称设置。该接地电极480的设置更有利于提高该火花塞400的点火效率。

实施例5

请参阅图10，其是本实用新型实施例五的火花塞500的结构示意图。其与实施例二的火花塞的结构大致相同，区别仅在于：壳体560依序包括沿轴向贯穿其上下端的点火腔561、加速通道562和进气腔563。该点火腔561依序包括连通的第一圆柱形腔体561a和第一喇叭状腔体561b，该第一喇叭状腔体561b的宽口端的孔径与该第一圆柱形腔体561a的孔径一致，该第一喇叭状腔体561b的窄口端与该加速通道562衔接。该加速通道562为圆柱形腔体，其孔径与该点火腔561的第一喇叭状腔体561b的窄口端的孔径一致。该进气腔563包括连通的第二喇叭状腔体563b和第二圆柱形腔体563a，该第二为喇叭状腔体563b的窄口端的孔径与该加速通道562的孔径一致并与其衔接，该第二喇叭状腔体563b的宽口端的孔径与该第二圆柱形腔体563a的孔径一致，该第二圆柱形腔体563a面向内燃机的燃烧室。

请同时参阅图12，其是图10所示A方向的剖视图。进一步，该火花塞包括三个片状的接地电极580，该接地电极580的片状平面平行于腔体的轴向，并沿该点火腔561的径向固设在第一圆柱形腔体561a和第一喇叭状腔体561b的内壁上。该三个片状的接地电极580之间的夹角相等，将该点火腔561平分为三个等大空间。该接地电极580的设置更有利于提高该火花塞500的点火效率。

实施例6

请同时参阅图13和图16，其中，图13是本实用新型实施例六的火花塞600的结构示意图，图13是图12所示A方向的剖视图。本实用新型实施例六的火花塞600与实施例五的火花塞的结构大致相同，区别仅在于：该火花塞600包括一个具有一径向宽度的针状接地电极680，该接地电极680固设在点火腔的第一圆柱形腔体661a的内壁上，并指向中心电极120的端部122。该接地电极680的设置更有利于提高该火花塞600的点火效率。进一步，该点火腔661、加速通道662和进气腔663的内壁上具有螺旋状的凹槽或突出部，以引导其内的火花气流向燃烧室释放时形成涡旋气流，以进一步提高火花释放的效率。

实施例7

请同时参阅图14，其是本实用新型实施例七的火花塞700的结构示意图。本实用新型实施例七的火花塞700与实施例五的火花塞的结构大致相同，区别仅在于：壳体760依序包括沿轴向贯穿其上下端的点火腔761、加速通道762和进气腔763。该点火腔761和加速通道762均为柱形腔体，该加速通道762的孔径小于该点火腔761的孔径。该进气腔763包括连通的第二喇叭状腔体763b和第二圆柱形腔体763a，该第二喇叭状腔体763b的窄口端的孔径与该加速通道762的孔径一致并与其衔接，该第二喇叭状腔体763b的宽口端的孔径与该第二圆柱形腔体763a的孔径一致，该第二圆柱形腔体763a面向内燃机的燃烧室。进一步，包括一接地电极780，该接地电极780为一台体，位于该点火腔761与加速通道762之间的壳体的内壁上，其中间具有一贯穿其上下底面的通孔，该通孔的孔径与该加速通道762的孔径一致。该接地电极780沿垂直于轴向的方向的剖面为圆环状。该中心电极120位于该接地电极180面对该中心电极120的上底面的上方。该接地电极780与该壳体760为一体成型。

实施例8

请同时参阅图15，其是本实用新型实施例八的火花塞800的结构示意图。其与实施例二的火花塞的结构大致相同，区别仅在于：火花塞800的中心电极820的端部822为向壳体260的内壁延伸的“一”字形，以进一步以保证中心电极820和接地电极180之间的跳火间隙的有效性。其中，该中心电极820的端部822还可以替换为“十”字形或圆形等。

实施例9

本实用新型实施例九的火花塞的结构与实施例一的火花塞的结构大致相同，其区别仅在于导火单元的结构。请参阅图17，其是本实用新型实施例九的导火单元990的平面结构示意图。该导火单元990包括导火部992、通孔993、螺旋叶片994和副导火部998。该导火部992和通孔993的结构与实施例一相同，三个相互间等角设置的螺旋叶片994在该导火部992的中心处连接，并分别与导火部992的内侧面固定连接。该导火部992与该壳体的出火端口连接，并沿出口方向逐渐缩小环口。该副导火部998设置在该螺旋叶片994的交点处，包括副连接部998a和副螺旋叶片998b。该副连接部998a同样为环形，多个副螺旋叶片998b等角设置在该副连接部998a的环形空间内并在其中心处连接，并分别与该副连接部998a的内侧面固定连接。

该导火单元990的螺旋叶片994对火花进行引流和导流，形成涡旋气流集中向燃烧室喷发，避免了火力向四周扩散。该副导火部998进一步对该涡旋气流的中心进行导流，增大中心气流的涡流强度和速度，更加集中火力，在一定程度上进一步提高了内燃机的点燃速度和燃烧效率，有利于节能环保。

相对于现有技术，本实用新型提供的火花塞将中心电极和接地电极设置在壳体的点火腔内，使其具有抗腐蚀性能。然后，设置导火单元的导火部下端口周边的通孔能够改善火花塞的腔体内的气流交换，尤其是在压缩冲程的进气阶段，该通孔能够将火花塞***周边的可燃气体迅速地导入火花塞的腔体内，以增加腔体内可燃气体的浓度，进一步增加火花塞的点火燃烧效率。进一步，通过导火单元的螺旋叶片对火花进行引流和导流，形成涡旋气流集中向燃烧室喷发，避免了火力向四周扩散。进一步，通过在壳体内设置孔径小于点火腔和进气腔的加速通道，使在点火腔内点火的火花经过加速通道时，通过加速通道的孔径迅速收窄的结构以迅速增大火花气流的流速，使火花更加快速的迸发，高效地将火花引导至内燃机的燃烧室内，从而缩短了火种到达燃烧室的时间，即相对增加了燃烧室里的可燃混合气的燃烧时间，使燃料在内燃机内得到更加充分的燃烧，达到集中高效点火、节能减排的效果。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种火花塞，其特征在于，包括 

——绝缘体，其具有沿轴线方向延伸的轴孔； 

——中心电极，其***贯穿该绝缘体的轴孔并露出端部； 

——壳体，其为中空柱状，该壳体套设在该绝缘体表面并使中心电极的端部位于该壳体腔内； 

——接地电极，其设置在该壳体的内壁上； 

——导火单元，包括导火部和设置在该导火部上的通孔，该导火部的上端口和下端口贯通，其上端口与壳体的出火端口连接，至少一个通孔设置在导火部下端口周边。 

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于：该导火部的上端口的口径大于下端口的口径，多个通孔等间距地设置在在导火部的下端口周边。 

3.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于：该导火单元还包括至少两螺旋叶片，该螺旋叶片在该导火部的中心处连接，并分别与该导火部的内侧面固定连接；或该导火单元的导火部的内侧面设置有螺旋状导火凸肋或导火凹槽。 

4.根据权利要求3所述的火花塞，其特征在于：还包括设置在该螺旋叶片的交点处的副导火部，其包括副连接部和副螺旋叶片，该副连接部为环形，副螺旋叶片设置在该副连接部的环形空间内并与该副连接部的内侧面固定连接。 

5.根据权利要求1～4中任一项所述的火花塞，其特征在于：该壳体的腔内依序包括贯穿其上下端的点火腔、加速通道和进气腔，该加速通道的孔径小于该点火腔和进气腔的孔径，该中心电极的端部位于该点火腔内。 

6.根据权利要求5所述的火花塞，其特征在于：该点火腔为一柱形腔体或喇叭状腔体；或者该点火腔依序包括连通的柱形腔体和喇叭状腔体，且该喇叭状腔体的窄口与该加速通道衔接。 

7.根据权利要求5所述的火花塞，其特征在于：该进气腔为柱形腔体或者喇叭状腔体；或者该进气腔依序包括连通的喇叭状腔体和柱形腔体，且该喇叭状腔体的窄口与该加速通道衔接。 

8.根据权利要求5所述的火花塞，其特征在于：该点火腔、加速通道和进气腔的内壁上具有螺旋状的凹槽或突出部。 

9.根据权利要求5所述的火花塞，其特征在于：该接地电极沿垂直于轴向的剖面为圆环状，该中心电极的端部位于该接地电极的沿垂直于轴向的一个剖面的圆心上；或者该接地电极为一台体，位于该点火腔与加速通道之间的壳体的内壁上，该接地电极的中间具有一贯穿其上下底面的通孔，该通孔与该加速通道连通，该中心电极位于该接地电极面对该中心电极的上底面的上方；或者该接地电极为具有径向宽度的针状体或为片状体，其设置在壳***于其点火腔的内壁上，并沿点火腔的径向指向中心电极。 

10.根据权利要求9所述的火花塞，其特征在于：包括至少二个接地电极，其等角度的设置在壳体的点火腔内壁上。 

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