一種火花塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火領(lǐng)域，尤其是涉及一種火花塞。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)是將液體或氣體燃料與空氣混合后，直接輸入汽缸內(nèi)部的高壓燃燒室燃燒爆發(fā)產(chǎn)生動(dòng)力。是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種熱機(jī)?；鸹ㄈ前惭b到內(nèi)燃機(jī)上，用于燃燒室內(nèi)的混合氣體的打火。請(qǐng)參閱圖1，其是現(xiàn)有技術(shù)火花塞13的結(jié)構(gòu)示意圖。該火花塞13包括一中心電極132、絕緣體134、殼體136和接地電極138。該絕緣體134為陶瓷絕緣體，具有沿軸線方向延伸的軸孔，該中心電極132插入貫穿該絕緣體134的軸孔。該殼體136設(shè)置在該絕緣體134的外周，殼體136的表面具有螺紋。該接地電極138與該殼體136的端部連接，并彎曲延伸與中心電極132相對(duì)，與中心電極132之間形成火花放電的間隙。該中心電極132與接地電極138之間形成點(diǎn)火端部，該點(diǎn)火端部通過脈沖電力的作用產(chǎn)生電弧，進(jìn)而產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃電極周圍的混合氣體，達(dá)到自動(dòng)點(diǎn)火的目的。由于火花塞的工作環(huán)境極端惡劣，該中心電極132和接地電極138在燃燒室內(nèi)高溫高壓條件下需要點(diǎn)火無數(shù)次，而該電極上會(huì)出現(xiàn)沉積物并導(dǎo)致其腐蝕，導(dǎo)致火花塞的情況惡化。
[0003]為了減緩火花塞的惡化速度，技術(shù)人員對(duì)火花塞進(jìn)行了各種改進(jìn)。如通過提高電極材料的抗腐蝕性能或增加電極數(shù)量來克服電極的腐蝕問題。但是，提高電極材料的抗腐蝕性能需要提出新的電極材料，在采用現(xiàn)有電極材料的情況下無法改變電極的腐蝕問題；對(duì)于同時(shí)設(shè)置多個(gè)電極，由于該多個(gè)電極同樣曝露在燃燒室中，將會(huì)同時(shí)受到侵蝕，并不能從根本上解決電極的抗腐蝕問題。
[0004]又或者將中心電極和接地電極設(shè)置在殼體的空腔內(nèi)。請(qǐng)參閱圖2，其是現(xiàn)有技術(shù)中另一火花塞的結(jié)構(gòu)示意圖。該火花塞包括外殼和固定安裝于外殼內(nèi)的絕緣瓷芯；該絕緣瓷芯內(nèi)裝有中心電極7 ;該中心電極的上端伸出絕緣瓷芯形成一個(gè)放電末端17 ;該外殼具有一個(gè)噴火腔11，該放電末端17處于噴火腔內(nèi)；該噴火腔11內(nèi)設(shè)置有接近放電末端的接地電極13。將中心電極和接地電極構(gòu)成的放電點(diǎn)火裝置設(shè)置于噴火腔11內(nèi)，先點(diǎn)燃噴火腔11內(nèi)的混合燃?xì)?，再利用噴火?1噴出的火焰點(diǎn)燃內(nèi)燃機(jī)燃燒室的混合氣體，創(chuàng)造了一個(gè)高效的點(diǎn)火環(huán)境，并降低電極上沉積物的沉積速度。
[0005]但是，火花塞設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體內(nèi)，其在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)有受熱和散熱的過程。受熱是源于發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，通常受熱溫度是在設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)通過發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)散熱系統(tǒng)將這個(gè)溫度設(shè)定在一個(gè)可控范圍內(nèi)的。另外，火花塞自身也有一個(gè)散熱的過程，如在火花塞電極中心插入了銅芯，以防止熱量在電極聚集產(chǎn)生熔化的現(xiàn)象。但如果點(diǎn)火時(shí)熱量被迅速帶走，又會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火能量不足，降低油氣混合物的燃燒效率，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。因此，火花塞的熱值是作為火花塞對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的關(guān)鍵技術(shù)。火花塞設(shè)計(jì)的散熱速度快，火花塞的熱值就高，散熱速度慢，熱值就低?；鸹ㄈ恼９ぷ鳒囟仁窃?50°?850°，這個(gè)溫度范圍稱為火花塞的自潔溫度。當(dāng)溫度低于450°，油氣混合物極易在火花塞點(diǎn)火端產(chǎn)生積碳，并導(dǎo)致短路或火花塞不跳火的現(xiàn)象；當(dāng)溫度高于850°，則會(huì)產(chǎn)生熾熱點(diǎn)火現(xiàn)象，即混合氣由于熾熱而點(diǎn)燃而不是通過火花塞放電點(diǎn)燃，導(dǎo)致出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)提前點(diǎn)火的現(xiàn)象。另外，在機(jī)動(dòng)車在行駛過程中，不同的行駛環(huán)境也會(huì)使得對(duì)火花塞的工作溫度有不同的要求。如在較擁堵的市區(qū)開車，經(jīng)常開開停停，則發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于低轉(zhuǎn)行車，此時(shí)火花塞容易處于溫度過低的狀況從而造成點(diǎn)火不良，此時(shí)應(yīng)該選用熱值低的火花塞，減緩散熱速度，增加火花塞的自身溫度達(dá)到火花塞正常工作的自潔溫度要求；相反在長(zhǎng)期高速路上高負(fù)荷高轉(zhuǎn)數(shù)行車時(shí)，火花塞則容易出現(xiàn)過熱的狀況，此時(shí)就應(yīng)該選用熱值高的火花塞，增加火花塞的散熱速度，減少火花塞的自身溫度，避免因?yàn)榛鸹ㄈ麥囟瘸隽瞬牧纤艹惺艿臏囟葮O限而造成燒熔的現(xiàn)象。
[0006]傳統(tǒng)火花塞對(duì)熱值的的設(shè)計(jì)控制來源于點(diǎn)火端的陶瓷和套設(shè)在火花塞陶瓷上的殼體它們之間形成的空間大小，這個(gè)空間叫裙部，裙部空間大，它容納的燃燒后的氣體熱量就會(huì)多，通過陶瓷的吸熱后，保留在火花塞的溫度就相對(duì)多，相反裙部空間小，容納燃燒后的氣體熱量就會(huì)少，火花塞通過陶瓷吸到的熱量就會(huì)少，缸體燃燒的大量熱量就會(huì)通過氣門排除。對(duì)于圖2中將中心電極和接地電極設(shè)置在殼體的內(nèi)腔中，其點(diǎn)火環(huán)境被金屬材質(zhì)的殼體包圍，由于設(shè)計(jì)上的要求，與在同等尺寸的傳統(tǒng)火花塞對(duì)比，裙部空間增大，會(huì)讓點(diǎn)火電極的溫度增加，火花塞的熱值就會(huì)因?yàn)殡姌O設(shè)置在殼體內(nèi)的設(shè)計(jì)而降低，熱值的降低，會(huì)導(dǎo)致火花塞自身熱量的升高，有可能導(dǎo)致火花塞產(chǎn)生熾熱提前點(diǎn)火的現(xiàn)象發(fā)生。因而圖2這種設(shè)計(jì)是沒有考慮到火花塞在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中是需要熱平衡的這種工作特殊要求，沒有考慮火花塞熱值設(shè)計(jì)的這一重要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種熱值可以根據(jù)要求調(diào)整、燃燒效率高的火花塞。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種火花塞，包括
[0009]——絕緣體，其具有沿軸線方向延伸的軸孔，該絕緣體的端部設(shè)有一環(huán)形的隔離壁面，該隔離壁面形成中空的內(nèi)腔；
[0010]—中心電極，其插入貫穿該絕緣體的軸孔，且其端部位于所述隔離壁面的內(nèi)腔中；
[0011]——?dú)んw,其為中空柱狀,該殼體套設(shè)在該絕緣體表面；該絕緣體和殼體之間形成一環(huán)繞該隔離壁面的環(huán)形空間；該環(huán)繞空間與該隔離壁面的內(nèi)腔連通；
[0012]——頂蓋，其蓋設(shè)在該殼體的端部，并與該絕緣體端部的隔離壁面的頂端邊緣貼緊；所述隔離壁面的內(nèi)腔與該頂蓋之間形成該火花塞的點(diǎn)火空間，該環(huán)形空間與頂蓋之間形成助燃空間；所述頂蓋上在點(diǎn)火空間區(qū)域設(shè)有第一通孔，在助燃空間區(qū)域設(shè)有第二通孔；
[0013]——接地電極，其設(shè)置在頂蓋上或者是頂蓋向點(diǎn)火空間延伸的金屬部件上，并與中心電極的端部之間形成具有火花放電間隙的點(diǎn)火端部。
[0014]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的火花塞的中心電極設(shè)置在殼體內(nèi)，避免了出現(xiàn)沉積物并導(dǎo)致其腐蝕的情況，提高了其使用壽命。其次，該頂蓋與隔離壁面的內(nèi)腔交接處有延伸金屬部件貼著點(diǎn)火空間的陶瓷內(nèi)壁面，用于調(diào)整點(diǎn)火空間內(nèi)金屬和陶瓷的面積，調(diào)整點(diǎn)火空間的工作溫度，讓火花塞達(dá)到設(shè)計(jì)的熱值范圍?？筛鶕?jù)不同的工作環(huán)境，使用不同熱值的火花塞，從而避免熱值過低而出現(xiàn)的熾熱點(diǎn)火問題，或熱值過高而出現(xiàn)的燃燒不完全而積碳的問題。進(jìn)一步，該火花塞點(diǎn)火空間和助燃空間的設(shè)置，能夠進(jìn)一步提高火花塞的點(diǎn)火效率及動(dòng)力，從而提高了內(nèi)燃機(jī)的燃燒效率。
[0015]本發(fā)明的火花塞新結(jié)構(gòu)，既能保證火花塞點(diǎn)火部的熱值調(diào)整的要求達(dá)到火花塞正常的工作溫度450-850度，又能有改善氣體的流動(dòng)性并讓氣流定向有效釋放:在壓縮沖程燃料和空氣混合氣體到達(dá)點(diǎn)火空間并能充分混合，在膨脹沖程的點(diǎn)火空間和助燃空間的的燃料都能定向高效的向燃燒室釋放。
[0016]進(jìn)一步，所述絕緣體端部挖設(shè)有一內(nèi)凹空間，由該內(nèi)凹空間的側(cè)壁形成所述