專利名稱：新型抗積炭火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽油發(fā)動機(jī)配件，是對雙隙串聯(lián)火花塞的結(jié)構(gòu)、工藝和性能的改進(jìn)，同時也適用于普通火花塞。
雙隙串聯(lián)火花塞(專利號862076900，以下簡稱雙隙塞)除與外火花隙〔1〕有關(guān)的結(jié)構(gòu)外，其余部分幾乎與普通火花塞完全相同，以致其相同部分也幾乎把普通火花塞的缺點(diǎn)全部繼承了下來。這些缺點(diǎn)是(1)，瓷芯〔2〕中孔裝入中心電極〔3〕和〔4〕是根據(jù)導(dǎo)電膠的熔點(diǎn)在很高溫度下進(jìn)行的。當(dāng)冷卻到常溫之后，由于中心電極〔3〕和〔4〕的熱膨脹系數(shù)比瓷芯高三倍左右，所以收縮偏多，產(chǎn)生微隙。發(fā)動機(jī)工作時，溫度雖然升高，但起密封作用的導(dǎo)電膠粘合部分，中心電極〔3〕和〔4〕與瓷芯的溫度相同，不能利用膨脹差彌補(bǔ)微隙，故該微隙就成了漏氣通道。可見這種熱裝工藝不利于熱態(tài)密封。
(2)，瓷芯〔2〕與中心電極〔3〕和〔4〕之間，完全是靠導(dǎo)電膠〔9〕粘在一起的，它們之間沒有結(jié)構(gòu)約束。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時，完全靠導(dǎo)電膠的抗剪切力支撐高壓燃?xì)鈱χ行碾姌O的推力。由于在高溫下導(dǎo)電膠強(qiáng)度下降，所以支撐能力必將被削弱而不利于熱態(tài)強(qiáng)度。
(3)，瓷芯〔2〕與鐵殼〔5〕是靠鉚口〔6〕結(jié)合在一起的。雖然為了防止瓷芯被擠裂而采用大電流熱鉚，但發(fā)熱主要是鉚口邊緣，其余部分溫度尚低，來不及整體升溫，就全體來說，基本上屬于冷裝。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時，雖然瓷芯的溫度高于鐵殼，仍難消除兩者的膨脹差產(chǎn)生的微隙，可見這種冷裝工藝不利于熱態(tài)密封。
(4)，鐵殼〔5〕的鉚口〔6〕厚度很薄，一般只有1.25mm，剛度很低，當(dāng)高壓燃?xì)庀蛏贤茐捍尚炯爸行碾姌O時，鉚口的微變形就將削弱壓緊墊片〔7〕的壓力而降低密封能力。可見這種冷裝工藝不利于熱態(tài)密封。
(5)，瓷芯與鐵殼之間的間隙〔8〕隔斷了瓷芯向鐵殼傳熱的通道的絕大部分，墊片〔7〕雖然是高導(dǎo)熱系數(shù)的紫銅所制，但導(dǎo)熱截面太小，散熱功能仍嫌差。
(6)，中心電極〔3〕全體用鎳錳合金制成，但實(shí)際上的有用率還不到百分之一。特別是普通火花塞，很少用到設(shè)計(jì)壽命，絕大部分是因積炭不能正常點(diǎn)火而被丟棄的！雙隙塞雖可利用到近百分之十，仍嫌浪費(fèi)。
(7)，在高壓氣體中進(jìn)行火花放電比常壓氣體中困難，所以電極的極頂形狀不能忽視。雙隙塞沿用普通火花塞的平頭極頂，實(shí)際上確實(shí)是不理想的。
(8)，組成外火花隙〔1〕的兩個極頂〔10〕與〔11〕，在火花放電過程中產(chǎn)生的飛散物，通常都聚落在瓷芯上段與玻璃罩〔12〕之間的環(huán)形空間，積多了之后，有可能影響鐵殼與中心電極〔4〕之間的絕緣，而且因環(huán)形空間很窄，玻璃罩〔12〕又已粘牢，不能隨時取下，以致不便清理。
(9)，鐵殼〔5〕與座螺母〔13〕之間，容易因大霧或大雨使玻璃罩與膠帽外面潮濕或有水而漏電，以致火花變?nèi)趸驔]有火花。
(10)，鐵殼的鉚口〔6〕加工較難，用料也嫌多；中心電極由兩段組成，其中的〔4〕太粗、費(fèi)料；這些缺點(diǎn)也應(yīng)該改進(jìn)。
本實(shí)用新型的目的就是要解決上述各項(xiàng)缺點(diǎn)，以使雙隙塞的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都提高一步。
以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
附圖(1)，雙隙串聯(lián)火花塞總圖。
附圖(2)，新型抗積炭火花塞總圖。
附圖(3)，防水膠帽安裝情況。
瓷芯〔14〕中孔的上段〔15〕的直徑比下段〔16〕小，在中心電極(17〕的中部〔18〕處滾出多圈溝槽，使直徑變粗到等于中孔下段的直徑。用耐高溫?zé)o機(jī)粘合劑涂滿多圈溝槽及其兩端附近與瓷芯孔壁之間的間隙，固化后，就形成了具有足夠的高溫強(qiáng)度和密封能力的密封點(diǎn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時，因中心電極的熱膨脹比瓷芯多，所以它們之間將擠得更緊，熱態(tài)強(qiáng)度和熱態(tài)密封能力都將更高。同時，高壓燃?xì)庀蛏贤茐褐行碾姌O〔17〕時，瓷芯中孔上段〔15〕與下段〔16〕交界處的臺肩〔19〕可以有效的阻止脫出，從而保證了可靠的熱態(tài)強(qiáng)度。
當(dāng)然，中心電極的下部〔20〕也和中部一同滾出同樣的多圈溝槽，但這只是用來減少偏心的，所以不可加粘合劑，以免溫度升高后脹裂瓷芯下口〔21〕。
鐵殼〔22〕的中孔〔23〕的直徑比它自己上口〔24〕的直徑大，此上口的軸向尺寸可以比雙隙塞中的鉚口〔6〕的厚度大很多，其剛度遠(yuǎn)比普通火花塞高。瓷芯中部的外徑與鐵殼中孔〔23〕作成紅裝配合狀態(tài)。在鐵殼熱到工藝規(guī)定的溫度后，把涂滿耐高溫?zé)o機(jī)粘合劑的、處于常溫狀態(tài)的瓷芯放入，並到位。待粘合劑固化好並冷卻到常溫后，鐵殼就牢固的箍緊和粘合在瓷芯上了。這樣作，不僅既有全部粘合面的粘合力和上口〔24〕與中孔〔23〕交界處的臺肩〔25〕在共同支撐著高壓燃?xì)庀蛏贤茐捍尚镜拿摮隽Γ浅Ｓ行У淖柚沽税l(fā)生軸向微移，確保了熱態(tài)強(qiáng)度的可靠性，而且由于粘合面的軸向尺寸較大，又是紅裝的固配合，再加上粘合劑填充了所有的沒接觸的余隙，等于瓷芯與鐵殼全面吻合，所以其熱態(tài)密封能力是萬無一失的。
可以看出鐵殼〔22〕和瓷芯〔14〕、中心電極〔17〕，都更簡單了，當(dāng)然，加工也更容易，材料用量也少了。特別是鐵殼，由于瓷芯最大外徑的減小，裝玻璃罩〔26〕處的直徑得以縮小，鐵殼的六方就能小于壓墊片部分〔27〕的直徑。于是玻璃罩可向下一些，鐵殼原料的直徑既已變小，長度又縮短了。而且內(nèi)墊片〔7〕也不需要了，節(jié)約了銅資源。
中心電極改用一根直徑為2mm的軟鋼絲或銅絲制成，只兩端碰焊上約2mm長的鎳錳合金作為極頂〔28〕和〔29〕。接電極的極頂〔30〕也這樣作。于是每個產(chǎn)品可節(jié)省鎳錳合金約80％。既已不用導(dǎo)電膠，也就沒有高溫組裝的麻煩和對熱態(tài)密封的不利影響了。
不論是中心電極或接電極，鎳錳合金制的極頂都須作球面或錐面，使擊穿電壓可以低一些，火花也較為穩(wěn)定。但錐面極頂不可太尖，應(yīng)作成小球面，使燒蝕壽命相應(yīng)延長。側(cè)電極可以不必這樣作。
考慮到極頂〔28〕與〔29〕在放電時產(chǎn)生的飛散物會聚落到環(huán)形空間〔31〕的底部而影響鐵殼〔22〕與極頂〔29〕之間的絕緣，在瓷芯上端加裝橡膠制的隔片〔32〕，使清除飛散物簡便易行。
由于大霧會使玻璃罩〔26〕與膠帽〔33〕的外表面太潮濕，甚至結(jié)水，發(fā)生漏電；大雨可造成更嚴(yán)重的漏電；如果河水浸沒火花塞，就必將全部短路而息火。為此，把膠帽〔33〕上端延伸出一段如圖(3)所示的形狀的防水膠帽〔34〕。于是，接電極〔35〕與鐵殼〔22〕之間的絕緣狀態(tài)與玻璃罩和膠帽外表面的干濕無關(guān)。這一點(diǎn)對于軍用車輛將是比較重要的。
權(quán)利要求本實(shí)用新型屬于汽油發(fā)動機(jī)配件，是對“雙隙串聯(lián)火花塞”的改進(jìn)，其特征在于瓷芯[14]的中孔上段[15]的直徑小于下段[16]的直徑，中心電極[17]的中部[18]與下部[20]都滾出多圈溝槽，使直徑增大到與[16]的直徑相同，然后在中部[18]處涂滿粘合劑裝入瓷芯固化，鐵殼[22]的中孔[23]的直徑比它自身的上口[24]的直徑大，且與瓷芯[14]的中部作成過盈配合，待鐵殼[22]加熱到規(guī)定的溫度后，把處于常溫狀態(tài)的瓷芯在中部涂以粘合劑，裝入鐵殼固化，中心電極[17]的下端極頂[28]作成球形或具有小球形頂尖的錐形，瓷芯[14]的上端裝有橡膠制成的隔片[32]，膠帽[33]上端延伸出一段圓筒形，制成防水膠帽[34]。
專利摘要本實(shí)用新型屬于汽油發(fā)動機(jī)部件，它是雙隙串聯(lián)火花塞的改進(jìn)型。仍有串聯(lián)的內(nèi)外兩個火花隙，外形上也是在鐵殼上端裝一玻璃罩，玻璃罩上端裝有膠帽，但瓷芯與鐵殼及中心電極均改為自下往上裝配，并加膠固結(jié)，故熱態(tài)密封與熱態(tài)強(qiáng)度都提高很多。瓷芯上端加一橡膠隔片，使外火花隙的電極飛散物易于清理。又公開了一種防水膠帽，較徹底的解決了大霧、大雨對點(diǎn)火的影響，即使過河時河水浸沒火花塞，也能正常點(diǎn)火。
文檔編號H01T13/46GK2071395SQ9021071
公開日1991年2月13日 申請日期1990年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月6日
發(fā)明者陳鐵錚 申請人:陳鐵錚