專利名稱：并串極多間隙節能環保火花塞的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于汽油或燃氣內燃機的配件，尤其是一種并串極多間隙節能環保火
花塞。
技術背景目前國內外火花塞中，大多數是單點"點火"，即單中心電極結構的火花塞，也有使 用多極火花塞的。單中心電極火花塞，只有一個"點火"點，它雖然能實現點火任務，但由于 點火強度弱、可靠性差，致使發動機氣缸內混合氣燃燒不充分。多側電極火花塞，由于多個 側電極均為并聯式，且各跳火間隙不可能制作得完全均等，只能從一個距離最近的間隙跳 火，實現不了多個側電極與一個中心電極同時連續跳火的目的，即在跳火性能上實為單極 跳火，仍存有致使混合氣燃燒不充分的缺陷。還有一些多極火花塞，企圖在火花塞陶瓷端部 設置多個電極，即一個中心電極和多個輔助電極，這種過于理想化的設計，在實際應用中， 無論是壽命還是性能，還不如單極火花塞，對其弊端的分析，已經在本人申請并授權公告的 "品字形多極節能環保火花塞"專利中進行了具體闡述。 本人申請并授權公告的"品字形多極節能環保火花塞"專利，其專利號為 ZL200820016309. X，請參閱圖1，雖然能夠實現多電極跳火的功能，而且還具有點火可靠、燃 燒充分、節省能源、減少污染和增強發動機動力等優點。但是，由于中心電極、橋接式中心電 極均為圓柱形，根據導體尖端放電原理得知，就相對地增大了火花塞電極的放電難度；又由 于該專利的兩中心電極因受絕緣瓷件大小的限制，使用經濟材質不可能做得很粗大，隨著 火花塞電極在發動機氣缸內長時間放電損耗和受高溫、高壓混合氣的燒蝕，加之該專利火 花塞只有一個側電極，各電極之間的有效點火間隙隨之相對增大。所以，程度不同地影響了 該專利火花塞點火的可靠性和使用過程中電極間隙的免調性。
發明內容本實用新型的任務是針對品字形多極節能環保火花塞上述缺欠，提供一種并串
極多間隙節能環保火花塞的技術方案。該方案是在原來單側電極的基礎上，再增加一個側
電極，變成兩個并聯的且保持一定間距的側電極，具體中心電極、橋接式中心電極的設置及
形狀，將分別在第一和第二、第三、第四實施例中細述，中心電極、橋接式中心電極和兩個并
聯式側電極之間呈類似"丫"字形排列，這樣使原來的兩個放電間隙變成了三個，真正實現
多間隙跳火的功能，從而大大提高了火花塞點火的可靠性和使用中的經濟性及使用壽命。
本實用新型具有以下有益效果一是提高了混合氣燃燒的穩定性、可靠性。如第
一和第三實施例中所述，由于圓柱形中心電極變為方扁形，使中心電極放電部位變為帶棱
角式尖端放電，致使混合氣被電離的時間相對縮短，加快了混合氣的燃燒速度，特別是在低
負荷時，燃燒時間大幅度縮短，提高了怠速運轉時的穩定性和高速運轉時點火的可靠性；又
如第三和第四實施例中所述，由于側電極開了"V"或"U"形槽，降低了電極消焰作用，保證
了有足夠能量點燃混合氣。研究表明，這種火花塞與普通火花塞相比，初期燃燒期將會縮短20%以上，主燃燒期也會將縮短10-15%以上，致使燃燒壓力變化幅度減小。二是提高了 點燃能力。普通單中心電極火花塞，當脈沖高電壓在電極間隙中產生電火花后，并沒有把 全部能量用于點燃混合氣，其中一部分熱量被形成火花的中心電極和側電極帶走了，這樣 使得火花的溫度和能量都降低了，由于這種冷卻作用的存在，致使電弧所形成火種的點燃 能量下降，甚至會被熄滅。本實用新型各個電極間產生的火花，均是直接暴露于混合氣中， 加之在第三、第四實施例中，又分別在側電極上開了"V"或"U"形溝槽，不會出現火種因電 極冷卻作用，而被熄滅或點燃能量被電極帶走的問題，致使點燃混合氣的能量在不增大跳 火間隙同時而大大增強，無論是發動機以何種轉速運轉特別是高速運轉時，都能有足夠的 能量有效地點燃混合氣，從而使混合氣在極短的時間內充分燃燒，降低燃料消耗，減少排氣 污染，也更為當今發動機燃料稀薄化燃燒理論實現，提供了現實的、可能的和堅實的物質基 礎。初步試驗得知，本實用新型使混合氣可稀薄化約在15-40%，增加輸出功率約10-25%， 減少燃料消耗約10-30%，排氣污染減少約40-70%。三是提高了點火線圈和高壓線輸出 能量的利用效率。如第一實施例中所述，由于兩中心電極由圓柱狀改為方扁體狀，即由R 弧式放電變為棱角式尖端放電，特別是在第三、第四實施例中，又分別在側電極上開了"V" 或"U"形溝槽，增加了側電極與中心電極的尖銳放電邊緣，這樣在不增大放電間隙的情況 下，相對增大了火種形成火焰核的空間，同時，因火焰核與側電極不是面接觸，而是槽邊兩 棱的點接觸，進一步降低了擊穿電壓，從而降低了點火線圈和高壓線的負荷，延長了其使用 壽命。經試驗得知，本實用新型能提高點火線圈、高壓線輸出能量利用效率15-25%，能降 低電極間隙所需要的擊穿電壓在10_15%以上。四是提高了間隙的免調性。由于橋接式中 心電極是夾于兩側電極之間，其與兩側電極之間就產生了兩個可跳火的間隙，這樣其就可 以根據自身及兩側電極的燒蝕情況，尋找最短的跳火距離，左右輪流跳火，在其與兩側電極 有效壽命期內，完全不用調整跳火間隙，減少了用戶的維護成本。五是提高了火花塞使用壽 命。由于增加了一個側電極，特別是橋接式中心電極，是在兩個側電極之間輪流跳火，電極 相對面積增大，從而減少了電極的燒蝕，特別是減少了側電極的燒蝕，延長了火花塞的使用 壽命。所以，本實用新型更能充分燃燒混合氣，節省能源，減少尾氣污染，提高發動機動力。 從而，有效地實現了本實用新型的任務。
本實用新型的其它特征和優點，將從隨后結合附圖給出的描述變得更清楚，圖 中 圖1是品字形多極節能環保火花塞電極部分示意圖； 圖2是本實用新型的第一實施例中的電極部分示意圖； 圖3是本實用新型的第一實施例圖2中的派生型電極部分示意圖； 圖4是本實用新型的第二實施例中的電極部分示意圖； 圖5是本實用新型的第二實施例圖4中的派生型電極部分示意圖； 圖6是本實用新型的第三實施例中的方扁形中心電極和"V"形側電極部分示意
圖； 圖7是本實用新型的第三實施例圖6中的派生型方扁形中心電極和"V"形側電極 部分示意圖；[0014] 圖8是本實用新型的第三實施例中的方扁形中心電極和"U"形側電極部分示意 圖； 圖9是本實用新型的第三實施例圖8中的派生型方扁形中心電極和"U"形側電極 部分示意圖； 圖IO是本實用新型的第四實施例中的圓柱形中心電極和"V"形側電極部分示意 圖； 圖11是本實用新型的第四實施例圖10中的派生型圓柱形中心電極和"V"形側電 極部分示意圖； 圖12是本實用新型的第四實施例中的圓柱形中心電極和"U"形側電極部分示意 圖； 圖13是本實用新型的第四實施例圖12中的派生型圓柱形中心電極和"U"形側電 極部分示意圖。 在附圖中，l是中心電極，2是橋接式中心電極，3、3(a)、3(b)是側電極，4是鐵殼，5
是瓷芯。
具體實施方式參照圖2和3，在鐵殼4上分別焊接彎曲狀或彎勾狀兩個側電極3(a) 、3(b)，其放 電發火端部為方形或梯形或為開溝槽形，溝槽為"V"或"U"形；在瓷芯5的中心與其邊緣之 間位置，各設置中心電極1和橋接式中心電極2且上端均露出于瓷面并為方扁形帶棱角式 的或圓柱體形的，與側電極3(a)、3(b)呈類似"丫"字形排列形狀，橋接式中心電極2夾于 側電極3(a)、3(b)中央，具體各間隙大小和電極的規格尺寸、位置設置等細節，需要系統試 驗等來確定。 在第一實施例中，參照圖2和3，由于中心電極1和橋接式中心電極2上端露出于 瓷面的部分為方扁形狀，其放電方式由圓柱面R弧放電，變為方扁形狀帶棱角式的尖端放 電，致使電弧擊穿混合氣的能量明顯提高，這就實現了充分燃燒，提高了發動機動力，減少 了尾氣排放污染。 對于本實用新型的第二、第三和第四實施例中的每一個，與第一實施例的部件具 有相同基本功能的，均在相應的附圖中由相同的附圖標記標示，并且省略多余的描述。 參照圖4和5，根據第二實施例的并串極多間隙節能環保火花塞與第一實施例不 同之處，在于兩中心電極1和2上端露出于瓷面的部分為圓柱形，這樣中心電極1、2和本實 施例的整體制作難度相應降低，但其也會相應地提高了對點火系統輸出點火電壓的要求。 參照圖6和7、8、9，根據第三實施例的并串極多間隙節能環保火花塞與第一實施 例不同之處，在于從側電極3 (a) 、3 (b)相對于中心電極2的端部或近側端部，各開出兩個尺 寸相同"V"或"U"形槽，特別是在中心電極2方扁形放電棱角被逐漸燒蝕后，增加了側電極 3(a) 、3(b)與中心電極2的尖銳放電邊緣，這樣在不增大放電間隙的情況下，相對增大了火 種形成火焰核的空間，同時，因火焰核與側電極3(a)或3(b)不是面接觸，而是槽邊兩棱的 點接觸，進一步降低了擊穿電壓，大大減小了消焰作用，保證了電火花有足夠能量且可靠地 點燃混合氣。 參照圖10和11、12、13，根據第四實施例的并串極多間隙節能環保火花塞與第二實施例不同之處，在于從側電極3(a)、3(b)相對于中心電極2的端部或近側端部，各開出 兩個尺寸相同"V"或"U"形槽，特別是由于中心電極2放電端為圓柱體形，確保了中心電 極2的火焰核與側電極3(a)或3(b)不是面接觸，而是槽邊兩棱的點接觸，更增加了側電極 3(a) 、3(b)與中心電極2的尖銳放電的邊緣數量，這樣在不增大放電間隙的情況下，相對增 大了火種形成火焰核的空間，同時，明顯降低了擊穿電壓，電極消焰作用也將隨之大大地減 小，保證了混合氣的有足夠能量被點燃。 各種改進和變形都是有可能的，而不僅僅局限于上述實施例。 例如，在第一和第二、第三、第四實施例中，中心電極1、2和側電極3(a) 、3(b)的放 電部位，其形狀和大小可為多種形態和規格，只要有利于提高發動機氣缸內混合氣的充分 燃燒、有利于增強電極的耐燒蝕和耐高溫性能、有利于中心電極1和2導、散熱等就可以。 從而，雖然已經相對于本實用新型的特定實施例，描述了本并串極多間隙節能環 保火花塞，但這是示例性的而不是限定性的，并且所附權利要求書應按照現有技術所允許 的盡可能寬的范圍理解。 本實用新型未詳細描述的內容為公知技術。
權利要求一種用于內燃機的并串極多間隙節能環保火花塞，它主要有鐵殼、瓷芯、中心電極、橋接式中心電極和側電極所組成，其特征在于在鐵殼上分別焊接兩個側電極，在瓷芯中心與其邊緣之間位置，各設置一個中心電極和一個橋接式中心電極且上端均露出于瓷面，中心電極、橋接式中心電極和兩個側電極之間呈類似“丫”字形排列形狀，橋接式中心電極夾于兩個側電極中央。
2. 如權利要求1所述的火花塞中，其中心電極和橋接式中心電極露出于瓷面的部分，為方扁體形帶棱角式的或為圓柱體形的。
3. 如權利要求1所述的火花塞中，其兩個側電極焊接在鐵殼上后的形狀為彎曲狀或彎勾狀，放電發火端部為方形或梯形或開溝槽形狀，即其所開的溝槽為"V"或"U"形。
專利摘要一種并串極多間隙節能環保火花塞，在鐵殼上焊接兩個保持適當間距的并聯式側電極，在瓷芯上分別設置中心電極和橋接式中心電極各一個且上端均露出于瓷面，各個電極之間間隙均為串聯結構。因采取了上述技術方案，特別是中心電極變為方扁形且帶棱角式尖端放電后，提高了電弧擊穿能力，降低了點火系統負荷，加快了混合氣燃燒速度，延長了相關部件壽命；因電極間所產生的火花，均是直接暴露于混合氣中，減少了點火能量損失，提高了混合氣燃燒的效率；因跳火間隙增多，實現了間隙免調；因兩中心電極為方扁形，橫截面積相對增大，延長了火花塞使用壽命。所以，本實用新型更能使混合氣充分燃燒，節省燃料，降低成本，減少污染，提高發動機動力。
文檔編號H01T13/34GK201444535SQ20092002161
公開日2010年4月28日 申請日期2009年4月23日 優先權日2009年4月23日
發明者席其紅 申請人:席其