本實(shí)用新型涉及汽車發(fā)動機(jī)燃燒系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種火花塞。

背景技術(shù)：

火花塞是汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，其能將高壓電流引入氣缸產(chǎn)生電火花。圖1是傳統(tǒng)火花塞的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，傳統(tǒng)的火花塞通常由接線螺母、絕緣體、接線螺桿、中心電極10、側(cè)電極70以及外殼組成，側(cè)電極70焊接在外殼上。側(cè)電極70和中心電極10之間存在一個微小的放電間隙(即點(diǎn)火間隙)，其點(diǎn)火過程是通過給中心電極10加載高壓電流，使得火花塞的中心電極10上(即正極)形成電勢，因電位差向最近和電阻最小的地方放電，即向作為接地電極的側(cè)電極70(負(fù)極)放電。因側(cè)電極70和中心電極10之間存在放電間隙，放電間隙會形成電弧，電弧會點(diǎn)燃火花塞正負(fù)極之間的混合氣從而形成火星，火星燃燒擴(kuò)大形成火點(diǎn)，火點(diǎn)繼續(xù)蔓延形成火焰從而令氣缸中的混合氣爆炸。

經(jīng)過長時間的發(fā)展，為了保證火花塞可靠的點(diǎn)火，特別是當(dāng)某一個側(cè)電極70臟污或嚴(yán)重?zé)g后，該火花塞還可以從其他通路放電，現(xiàn)市面上還出現(xiàn)了多級火花塞，即在一個火花塞上設(shè)置多個側(cè)電極70，不管是傳統(tǒng)的火花塞還是經(jīng)改進(jìn)后的多級火花塞，其均存在點(diǎn)火面積小、能量不足，燃燒速度慢的缺陷，因此在汽車發(fā)動機(jī)工作時混合氣會因無法完全燃燒，從而會造成能源浪費(fèi)和汽車排氣不達(dá)標(biāo)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種火花塞，用于解決現(xiàn)有的火花塞因為其點(diǎn)火面積小，從而會造成燃燒能量不足和燃燒速度慢的缺陷，進(jìn)而會影響汽車發(fā)動機(jī)的啟動，并會因汽車發(fā)動機(jī)內(nèi)混合氣因燃燒不充分而導(dǎo)致能源浪費(fèi)和汽車排氣不達(dá)標(biāo)的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種火花塞，其特征在于，包括：

中心電極，其剖面為倒置的“T”字形，包括沿軸向設(shè)置的電極桿和沿徑向設(shè)置的電極板；

絕緣體，其設(shè)置在所述中心電極的外周，且所述電極板的邊緣突出所述絕緣體的底面設(shè)置；

金屬殼體，包括上段殼體和下段殼體，所述上段殼體在徑向上包圍住所述絕緣體的中部，所述下段殼體、所述絕緣體的下部和所述電極板之間形成半封閉的火焰區(qū)；

所述金屬殼體的下底面高于所述電極板的上頂面設(shè)置，

所述電極板的頂面邊緣線與所述金屬殼體之間的最小間隙形成點(diǎn)火間隙，所述點(diǎn)火間隙為0.6～1.5mm。

優(yōu)選地，所述電極板為圓柱狀，所述下段殼體為圓筒狀，所述電極板的頂面邊緣線與所述下段殼體之間形成圓環(huán)狀的點(diǎn)火間隙區(qū)域。

進(jìn)一步，所述電極板的頂面邊緣線與所述金屬殼體之間形成的點(diǎn)火間隙為0.7～0.9mm。

優(yōu)選地，所述點(diǎn)火間隙與水平面之間形成的銳角為30～40°。

優(yōu)選地，將電極板的頂面邊緣線與下段殼體的內(nèi)邊緣線之間形成的曲面對火焰區(qū)進(jìn)行封閉，封閉的所述火焰區(qū)的區(qū)域空間為1.5～2.5ml。

進(jìn)一步，封閉的所述火焰區(qū)的區(qū)域空間為2ml。

優(yōu)選地，所述下段殼體的材料為鎳合金、銀合金、鉑合金、銥合金和銅合金中的一種。

優(yōu)選地，所述中心電極的材料為鎳合金、銀合金、鉑合金、銥合金和銅合金中的一種。

優(yōu)選地，所述火花塞還包括螺桿和接線螺母，所述螺桿沿軸向延伸且部分插入所述絕緣體中設(shè)置，所述螺桿的底端與所述中心電極的頂端之間通過導(dǎo)體玻璃密封劑實(shí)現(xiàn)固定，所述接線螺母設(shè)置在所述螺桿頂端的外周并與所述絕緣體固定相連。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的火花塞具有以下優(yōu)勢：本實(shí)用新型中的火花塞，通過將中心電極作為正極，而將金屬殼體的下段殼體作為負(fù)極，在中心電極和下段殼體之間形成點(diǎn)火間隙，并在絕緣體、電極板和下段殼體之間形成半封閉式的火焰區(qū)，使得中心電極和下段殼體之間形成火星，火星能迅速點(diǎn)燃火焰區(qū)空間內(nèi)的混合氣并產(chǎn)生燃燒的火焰，燃燒的火焰會呈傘狀向外部噴出，從而使得氣缸中的所有混合氣完全燃燒。本實(shí)用新型提升了火花塞的點(diǎn)火性能，提高了火花塞所產(chǎn)生的火焰能量，使得汽車氣缸中混合氣的燃燒速度更快，利于汽車發(fā)動機(jī)的啟動，同時節(jié)省了汽車的耗油，減少汽車排放的尾氣中氮氧化物和一氧化碳的含量，更環(huán)保。

此外，本實(shí)用新型還通過對電極板和下段殼體形狀的限定，使得本實(shí)用新型中的火花塞摒棄傳統(tǒng)的固定點(diǎn)火方式，而采用滑動點(diǎn)火方式，從而進(jìn)一步提升了本實(shí)用新型中火花塞的點(diǎn)火性能，并大大延長了火花塞的使用壽命。

另外，本實(shí)用新型又通過對火花塞中點(diǎn)火間隙以及火焰區(qū)容積等參數(shù)的限定，從而更加優(yōu)化本實(shí)用新型中火花塞的使用效果。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1示出了傳統(tǒng)火花塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施方式的火花塞的剖視圖；以及

圖3示出了本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施方式的火花塞的仰視圖。

附圖說明：

10-中心電極， 11-電極桿，

12-電極板， 20-絕緣體，

30-金屬殼體， 31-上段殼體，

32-下段殼體， 40-螺桿，

50-接線螺母， 60-導(dǎo)體玻璃密封劑，

70-側(cè)電極， 100-火焰區(qū)，

200-點(diǎn)火間隙。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供了許多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念，該創(chuàng)造性概念可大量的體現(xiàn)于具體的上下文中。在下述本實(shí)用新型的實(shí)施方式中描述的具體的實(shí)施例僅作為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的示例性說明，而不構(gòu)成對本實(shí)用新型范圍的限制。

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

圖1為本實(shí)施例所述的火花塞的剖視圖，如圖1所示，所述火花塞包括中心電極10、絕緣體20和金屬殼體30，所述中心電極10的剖面呈倒置的“T”字形，其包括沿軸向設(shè)置的電極桿11和沿徑向設(shè)置的電極板12。絕緣體20設(shè)置在中心電極10的外周并包裹住電極桿11，絕緣體20的底面覆蓋住電極板12的部分頂面，電極板12的邊緣突出絕緣體20的底面。金屬殼體30包括上段殼體31和下段殼體32，上段殼體31在徑向上包圍住絕緣體20的中部，下段殼體32、絕緣體20的下部和電極板12之間形成半封閉的火焰區(qū)100，金屬殼體30的下底面高于電極板12的上底面設(shè)置，且金屬殼體30和電極板12頂面邊緣線之間的最小間隙形成點(diǎn)火間隙200，所述點(diǎn)火間隙200為0.6～1.5mm。

火花塞作為汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)，是能將高壓電流引入氣缸產(chǎn)生電火花，以點(diǎn)燃可燃混合氣體的部件。中心電極10是位于火花塞中心的電極，來自高壓導(dǎo)線的電流輸送到中心電極10后利用同負(fù)極之間的點(diǎn)火間隙200產(chǎn)生火花。金屬殼體30的下段殼體32承擔(dān)傳統(tǒng)火花塞中側(cè)電極(即接地電極)的作用，其相當(dāng)于火花塞的負(fù)極。點(diǎn)火間隙200又稱火花塞間隙，指的是火花塞中心電極10與接地電極之間的最短距離。在本實(shí)施例中，點(diǎn)火間隙200即為金屬殼體30和電極板12頂面邊緣線之間的最短距離，取值為0.6～1.5mm。絕緣體20指的是不善于傳導(dǎo)電流的物質(zhì)，本實(shí)施例中的絕緣體20采用的是瓷絕緣體20。本實(shí)施例中的絕緣體20中部外周與上段殼體31緊密貼合，下部環(huán)繞中心電極10呈漏斗狀設(shè)置，與豎直設(shè)置的下段殼體32以及電極板12之間形成半封閉的火焰區(qū)100。

本實(shí)施例中的火花塞在工作時安裝于汽車的氣缸上，為了方便火花塞在汽車氣缸上的安裝，金屬殼體30中下段殼體32的外表面上設(shè)置成與火花塞安裝口上的內(nèi)螺紋相配合的外螺紋形式，火花塞可通過旋擰的方式安裝在汽車氣缸上，下段殼體32所對應(yīng)的火花塞部分位于汽車氣缸內(nèi)部，上段殼體31以上的火花塞部分位于汽車氣缸的外部。下段殼體32的徑向直徑根據(jù)被安裝車的火花塞安裝口尺寸具體確定。

點(diǎn)火時，通過在中心電極10上加載高壓電流，絕緣體20包裹住中心電極10的電極桿11使得高壓電流只能流經(jīng)中心電極10而最終接地。高壓電流使火花塞的中心電極10(即正極)形成電勢，因電位差向最近和電阻最小的地方放電，即向下段殼體32放電。在下段殼體32和中心電極10形成的點(diǎn)火間隙200中會形成電弧，電弧會點(diǎn)燃火花塞正負(fù)極之間的混合氣從而形成火星。由于絕緣體20、下段殼體32和電極板12之間形成了半封閉式的火焰區(qū)100，該半封閉式的火焰區(qū)100出口即為點(diǎn)火間隙200，即該火焰區(qū)100出口小，因此具有散熱緩慢的特點(diǎn)。在火花塞進(jìn)入工作狀態(tài)時，該火焰區(qū)100呈高溫高壓的狀態(tài)，若該火焰區(qū)100中的混合氣遇到火星，會首先被點(diǎn)燃，燃燒的火焰會呈傘狀向火花塞外部噴出，從而使得氣缸中的所有混合氣完全燃燒。

本實(shí)施例中火花塞的設(shè)計有效提升了火花塞的點(diǎn)火性能，提高了從火花塞中噴射出的火焰能量，使得汽車氣缸中混合氣的燃燒速度更快，利于汽車發(fā)動機(jī)的啟動，同時節(jié)省了汽車的耗油，減少汽車排放的尾氣中氮氧化物和一氧化碳的含量，環(huán)保效果更好。

圖3為本實(shí)施例一種優(yōu)選實(shí)施方式的火花塞的仰視圖，本實(shí)施例中電極板12為圓柱狀，下段殼體32為圓筒狀，電極板12的頂面邊緣線與下段殼體32之間形成均勻一致的點(diǎn)火間隙200。

由于傳統(tǒng)火花塞在采用固定點(diǎn)火方式時，尤其是側(cè)電極會因為電點(diǎn)火而引起燒蝕或因為化學(xué)或熱學(xué)作用而引起腐蝕，在燃燒過程中還會產(chǎn)生積炭附著在電極上而影響火花塞的正常使用，因此傳統(tǒng)火花塞的使用壽命均較短。由圖3可知，本實(shí)施例中，電極板12和下段殼體32之間形成的空間從仰視圖看呈圓環(huán)狀，即環(huán)繞電極板12的圓周與下段殼體32之間均形成點(diǎn)火間隙200，因此本實(shí)施例中的負(fù)極呈環(huán)繞式設(shè)計。將傳統(tǒng)火花塞的固定點(diǎn)火方式優(yōu)化為本實(shí)施例中的滑動點(diǎn)火方式，不僅提高了火花塞的點(diǎn)火效率，而且大大延長了火花塞的使用壽命。

進(jìn)一步，本實(shí)施例中電極板12的頂面邊緣線和金屬殼體30之間形成的點(diǎn)火間隙200為0.7～0.9mm。

在火花塞中，點(diǎn)火間隙200是實(shí)現(xiàn)火花塞點(diǎn)火功能的重要指標(biāo)。點(diǎn)火間隙200越大，則產(chǎn)生的電弧越長，火花塞跳火的火花越強(qiáng)，火花越強(qiáng)則氣缸內(nèi)的燃料不但越容易點(diǎn)燃，而且能燃燒的更好，汽車的用油也得到了節(jié)省，但是點(diǎn)火間隙200越大，則需要加載的電壓就越高。如果點(diǎn)火間隙200過大，則可能會導(dǎo)致火花塞跳火點(diǎn)火不易而汽車引擎不易發(fā)動，汽車加速無力情況的出現(xiàn)，汽車的耗油量會變大。因此需根據(jù)一般汽車點(diǎn)火系統(tǒng)能供給的電壓以及氣缸的壓力狀況來設(shè)定最適當(dāng)?shù)幕鸹ㄈg隙。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，汽車點(diǎn)火系統(tǒng)供給的電壓一般在15000～30000V之間，因此根據(jù)點(diǎn)火實(shí)驗不斷調(diào)整點(diǎn)火間隙200的大小，本實(shí)施例中的火花塞在點(diǎn)火間隙200確定為0.7～0.9mm，在該范圍內(nèi)，火花塞的點(diǎn)火效果最好，火花塞點(diǎn)火迅速并可持續(xù)點(diǎn)火。

當(dāng)然，本實(shí)用新型中的火花塞，只需其中心電極10上有一點(diǎn)滿足和下段殼體32之間的點(diǎn)火間隙200為0.7～0.9mm，即可達(dá)到點(diǎn)火的目的，因此，本實(shí)用新型并不限于中心電極10和下段金屬殼體30的形狀。只是當(dāng)其應(yīng)用在圓柱體形式的電極板12和圓筒狀的下段殼體32上時，火花塞的點(diǎn)火效果會更好。

另外，根據(jù)調(diào)整點(diǎn)火間隙200與水平面夾角的點(diǎn)火實(shí)驗，在點(diǎn)火間隙200與水平面之間形成的銳角為30～40°時，火焰由火焰區(qū)100向外噴射的能量最大，能最快地引爆氣缸內(nèi)的混合氣，從而進(jìn)一步提升汽車的發(fā)動機(jī)性能并減少汽油損耗，優(yōu)化汽車的尾氣成分。

值得一提的是，將電極板12的頂面邊緣線與下段殼體32的內(nèi)邊緣線之間形成的平滑曲面對火焰區(qū)100進(jìn)行封閉，得到的所述封閉的火焰區(qū)100的區(qū)域空間為1.5～2.5ml。

對僅火焰區(qū)100區(qū)域空間不同的各火花塞進(jìn)行點(diǎn)火實(shí)驗，并通過汽車尾氣監(jiān)測儀對各實(shí)驗中汽車所排放的尾氣進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)火焰區(qū)100的區(qū)域空間設(shè)定為1.5～2.5ml，汽車所排放的尾氣中氮氧化物和一氧化碳的含量最少。因為若火焰區(qū)100的空間越小，則火焰區(qū)100中的混合氣量會越少，當(dāng)火焰區(qū)100中的混合氣量過少時，則中心電極10與下段殼體32之間形成的火星較難在火焰區(qū)100引起火焰，且在火焰區(qū)100引起的火焰能量較小，不易迅速引爆火焰區(qū)100外圍的混合氣，通過檢測汽車的尾氣，在該種情況下，汽車尾氣中的氮氧化物和一氧化碳含量偏高。若火焰區(qū)100的空間越大，雖然火焰區(qū)100中的混合氣含量越多，但當(dāng)火焰區(qū)100的空間過大時，在火花塞工作時，火焰區(qū)100較難迅速形成高溫高壓區(qū)域，中心電極10和下段殼體32之間形成的火星同樣難以在火焰區(qū)100引起火焰，通過檢測汽車排放的尾氣，在該種情況下，汽車尾氣中的氮氧化物和一氧化碳含量同樣呈偏高狀態(tài)。

進(jìn)一步，封閉的所述火焰區(qū)100的區(qū)域空間為2ml。在該種狀態(tài)下，汽車發(fā)動機(jī)啟動最快，且從發(fā)動機(jī)啟動到正常運(yùn)行的過程中所排放出的汽車尾氣均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)檢測，此方案尾氣所含有的氮氧化物和一氧化碳的含量最低。

需要說明的是，本實(shí)施例中的火花塞下段殼體32的材料采用的是鎳合金、銀合金、鉑合金、銥合金和銅合金中的一種。中心電極10的材料也是鎳合金、銀合金、鉑合金、銥合金和銅合金中的一種。

中心電極10作為本實(shí)施例中火花塞的正極，下段殼體32作為本實(shí)施例中火花塞的負(fù)極，采用上述材料均能滿足導(dǎo)熱、導(dǎo)電和耐高溫的性能。其中，銥合金的熔點(diǎn)最高，其使用效果最好、使用壽命最長，但成本相對也是最高的，而銀合金、鉑合金屬于貴金屬，雖然使用效果也不錯，但是成本同樣也較高。因此，本實(shí)施例中火花塞的中心電極10和下段殼體32優(yōu)選為鎳銅合金，在滿足火花塞對正極和負(fù)極材料的要求下，其成本較低，耐久性也較好。

當(dāng)然，金屬殼體30的上段殼體31可采用與下段殼體32同樣的材料或選用其他金屬材料。

另外，還需要指出的是，本實(shí)施例中的火花塞還包括螺桿40和接線螺母50，所述螺桿40沿軸向延伸且部分插入絕緣體20中設(shè)置，螺桿40的底端與中心電極10的頂端之間通過導(dǎo)體玻璃密封劑60實(shí)現(xiàn)固定，接線螺母50設(shè)置在螺桿40頂端的外周并與絕緣體20固定相連。

高壓電流由接線螺母50引入，并經(jīng)由螺桿40引入到中心電極10中，中心電極10和接線螺桿40之間通過導(dǎo)體玻璃密封劑60實(shí)現(xiàn)固連，導(dǎo)體玻璃密封劑60既能夠起到導(dǎo)電的作用，而且也能承受混合氣燃燒所產(chǎn)生的熱量，同時還能保證火花塞的密封性能，進(jìn)而保證火花塞的點(diǎn)火性能。

應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行說明而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。