專利名稱:多功能分火頭的制作方法
本實用新型屬于汽油發動機點火系分電器中的分火頭。
現在汽油發動機分電器中廣泛使用的常規分火頭,它的作用僅在于將點火線圈的點火高電壓,按特定順序依次分送往各缸的火花塞。其結構特征是分火頭的絕緣基體上安裝一片把點火高電壓分送往各缸火花塞的良導電體。其工作特征是,在汽油發動機各缸的每一循環中,分火頭只對其火花塞供電一次。
據我們查閱所知《汽車電器》雜志1982年第三期第59頁介紹的“二次靜電點火分火頭”(譯文)。其結構特征在于分火頭上有特殊的電容器。其工作原理是將分火頭周圍的電磁波能量收集在電容器內,仍按點火順序使各缸火花塞引弧燃燒。此外,在進氣、壓縮沖程中。還通過分電器和火花塞將儲存在分火頭電容器內的不能點火的電磁波能量供給被吸進,壓縮的混合氣,從而促進混合氣的離子化,即在相當高的靜電作用下,汽油表面張力被削弱。促進了霧化和擴散。由于霧化好,點火正時混合氣容易燃燒,故提高了燃燒的熱效率。
常規分火頭僅有將點火高電壓依次送往各缸火花塞的作用。二次靜電點火分火頭既有將點火線圈的點火高電壓依次送到各缸火花塞的作用。還有改善點火性能,提高汽油發動熱效率的作用。但是,二次靜電點火分火頭存在著影響。甚至破壞汽油發動機正常工作的可能性。當汽油發動機在較長時間工作后,或在較大負荷工況下,在進氣沖程剛開始的一段時期內,缸內各部份的溫度較高。火花塞電極的溫度仍較高,此時期內這種分火頭送往各缸火花塞的相當高的靜電壓,即可能引燃剛進入汽缸的新鮮混合氣,使著火后形成的高壓氣體從正開著的進氣門中反沖出來。這種現象在接近表面點火的工況下特別明顯。
本實用新型的目的在于提供一系列實用于各型汽油發動機分電器的多功能分火頭。它不僅具有常規分火頭的將點火高電壓依次送往各缸火花塞的功能和改善汽油發動機點火性能,提高汽油發動機動力,降低油耗,多種功能。而且,它是保證發動機在任何工況下都不會因分火頭上產生的靜電壓而影響其正常工作。同時,它的結構簡單,易于制造,安裝使用方法和常規分火頭的一樣。因此,可以用本實用新型作為目前廣泛使用的常規分火頭的更新換代產品。
下面結合附圖1和附圖2對本實用新型進行描述。
附圖1是多功能分火頭構造示意圖,其中,1——導電體;2、3、4、5、6——電容器極板,其材料是銅;7——分火頭體,它的材料是耐高電壓的絕緣塑料,例如酚醛塑料;8——絕緣密封層。
附圖2是多功能分火頭電原理圖,圖中虛線方框內是多功能分火頭的電路,其余部分是點火系電路;其中,9——斷電器觸點;10——分電器蓋側電極。
多功能分火頭的構造是分火頭體〔7〕的導電體〔1〕的一端有絕緣盤。絕緣盤靠近導電體〔1〕的一面設置有電容器極板〔2〕。電容器極板〔2〕和導電體〔1〕形成電容器〔C〕。絕緣盤的另一面設置電容器極板〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕。電容器極板〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕和電容器極板〔2〕,分別形成電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕。電容器極板〔2〕用絕緣密封層〔8〕完全密封住。電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕的極板〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕各有若干輸出電極引至絕緣盤邊緣,并且用絕緣密封層〔8〕封住,僅露出各輸出電極的端部。電容器〔C〕、〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕在多功能分火頭上構成了附圖2的虛線方框內所示電路。該電路接入汽油發動機點火系電路的方式如附圖2所示。
導電體〔1〕仍起到將點火高電壓〔V〕按特定順序依次送往各缸火花塞的作用。當高電壓〔V〕傳到導電體〔1〕時,在電容器〔C〕和電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕。即產生電壓〔V1〕和〔V2〕。并且〔V〕=〔V1〕+〔V2〕。電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕的輸出電極通過與它們接近的分電器蓋側電極〔10〕。將電壓〔V2〕傳送至相應的火花塞的電極間。
在進氣、壓縮過程的適當時期內,用電容器〔C2〕、〔C1〕的輸出電極引入電壓〔V2〕。加在火花塞電極間,可以促使部份混合氣離子化,從而降低火花塞電極間混合氣的擊穿電壓。并且使混合氣更容易著火和提高火焰傳播速度。因此,與使用常規分火頭相比較,有利于發動機使用較寬的火花塞電極間隙和使用空燃比較大的更經濟的混合氣。在作功和排氣過程中的適當時期。用電容器〔C4〕、〔C3〕的輸出電極引入電壓〔V2〕加在火花塞電極間。可以促進混合氣燃燒更充分。可以提高排氣的初始壓力,從而使排氣更充分,有利于提高發動機的換氣效率和減少排氣耗功。所以,在汽油發動機工作循環的幾個適當時期內引入電壓〔V2〕。能起到提高汽油發動機動力,降低油耗,改善其點火性能的作用。
本實用新型在有上述作用的同時,保證汽油發動機在任何工況下都不會因分火頭上產生的電壓〔V2〕而有礙發動機正常工作。其技術關鍵在于1.確定電容器極板〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕在分火頭體〔7〕的絕緣盤上的位置。確定電容器〔C〕的電容量與電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕的電容量總和之比,確定電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕的電容量的相互比例。本實用新型用下述方法解決這些技術關鍵。
1.分火頭轉過一周,發動機各缸都點燃一次,都完成了一個工作循環。因此,對于發動機任意一缸,分火頭導電體〔1〕轉過一個圓周,對應著它的整個工作循環。導電體〔1〕在該圓周上的位置對應著工作循環的點火時刻,同時圓周上每一角度一一對應著發動機任意一缸工作循環的各個時刻。以此確定各缸每循環的進氣、壓縮、點火、作功、排氣過程在分火頭上的對應位置。
將電容器極板〔3〕的輸出電極確定在壓縮過程的中期。電容器極板〔4〕的輸出電極確定在進氣過程的后期,這樣由于新鮮混合氣的冷卻作用,火花塞電極溫度較低,以保證在任何工況下在火花塞電極間隙間引入電壓〔V2〕都不會點燃混合氣。
2.從分電器的斷電器觸點〔9〕張開,點火線圈產生點火高電壓〔V〕,到對火花塞電容放電和電感放電的時期內,電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕上才有電壓〔V2〕。要將電壓〔V2〕送往火花塞,只有將電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕的輸出電極確定在此時期內的分電器蓋側電極〔10〕對著分火頭體〔7〕的絕緣盤的位置范圍內。
3.點火高電壓〔V〕在剛開始的擊穿期最高,隨后的電弧期較低,而且擊穿期相對于電弧期時間很短。相應的電壓〔V2〕也在開始時最高。其后較低。因此,確定電容器〔C1〕、〔C2〕的輸出電極對著分電器蓋側電極〔10〕的時刻略晚于電容器〔C3〕、〔C4〕的輸出電極對著分電器蓋側電極的時刻,使電壓〔V2〕輸入到各缸的進氣,壓縮過程中時較低。從而進一步保證混合氣僅被電離,而不會被點燃。同時,也使輸入到各缸的作功過程后期和排氣過程的電壓〔V2〕較高。提供點燃由于缸內氣體流動到火花塞附近的未燃燒的混合氣的可能性。
4.本實用新型采用電容器〔C〕的電容量與電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕電容量之和的比例來選擇電壓〔V2〕和電壓〔V〕的比例,使〔V2〕符合要求。電容器〔C〕的電容量由導體〔1〕與電容器極板〔2〕的空間位置和電容器極板〔2〕的面積來確定。電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕的電容量由電容器極板〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕的面積和分火頭體〔7〕的絕緣盤的厚度。以及電容器極板〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕和電容器極板〔2〕的相對位置來確定。
5.本實用新型以電容器〔C1〕、〔C2〕、〔C3〕、〔C4〕的電容量大小來分配輸入到各缸每一循環的壓縮過程中期,進氣過程后期,作功過程后期及排氣過程初期的電壓〔V2〕的電荷量。其中〔C3〕<〔C4〕<〔C2〕<〔C1〕。
6.本實用新型的絕緣密封層〔8〕在汽油發動機分電器內所處的溫度范圍內。能耐高電壓,有一定機械強度,并且能與分火頭體〔7〕緊密結合。以保證本實用新型工作的可靠性。
7.導電體〔7〕的端面與電容器極板〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕輸出電極頂端在以分火頭轉動軸為軸的同一圓柱面上。以保證將電壓〔V2〕有效的傳給分電器蓋側電極〔10〕。
由于各型汽油發動機的缸數和各缸每一循環的各過程的時刻不同,以及它們所使用的分電器的結構不同。本實用新型為適應這些情況,電容器極板〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕的引出電極在分火頭〔7〕絕緣盤上的位置也將不同。因此,它將是一系列產品。
本實用新型的特點在于它同時具有提高汽油發動機動力,降低油耗,改善發動機點火性能多種功能和保證汽油發動機在任何工況下都不會因本實用新型而影響發動機正常工作的良好的可靠性。使用本實用新型,無需對汽油發動機作任何改動。安裝使用方法與常規分火頭的一樣,而且,其結構簡單,對生產工藝和設備無特殊要求,成本很低。因此,本實用新型具有取代目前國內汽油發動機分電器上廣泛使用的常規分火頭的充分條件。可望對我國目前250萬輛汽油發動機汽車沿用了幾十年的常規分火頭進行更新換代,每年就可以為國家節約汽油50萬噸以上。若生產汽油發動機汽車的制造廠采用本實用新型,可以改善汽車的動力性和經濟性。
附圖3是用于解放CA-15,CA-10C型汽車發動機的本實用新型電容器極板〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕在分火頭體〔7〕絕緣盤上的位置示意圖。其中畫出分電器蓋側電極〔10〕作為參照。
用于解放CA-15,CA-10C型汽車發動機的本實用新型,其構造見附圖〔1〕,電容器極板〔3〕、〔4〕、〔5〕、〔6〕的布置如附圖3所示。
將解放CA-15,CA-10C型汽車發動機分電器的常規分火頭換用本實用新型。經發動機臺架試驗,外特性對比,最大功率提高1.47KW,最大扭矩增加4.9N·m。最小燃油消耗率下降2%,1600轉/分負荷特性對比,燃油消耗率平均下降3%。經汽車道路對比試驗,山區道路節油率3%左右,平坦道路節油率在5%以上。
經運輸生產試驗,使用本實用新型,在保證汽車動力性略有提高的前提下,其發動機可以使用空燃比較大的更經濟的混合氣和采用較寬的火花塞電極間隙;發動機起動性能良好;在各種道路上,較長時間的連續行駛,發動機工作正常。
權利要求
1.用于汽油發動機分電器的多功能分火頭,包括帶有絕緣盤的分火頭體[7],鑲嵌在分火頭體[7]上的導電體[1]和特殊電容器,其特征在于絕緣盤靠近導電體[1]的一面設有電容器極板[2],導電體[1]和電容器極板[2]形成特殊電容器[C],絕緣盤的另一面設有各帶輸出電極的電容器極板[3]、[4]、[5]、[6],與電容器極板[2]分別形成特殊電容器[C1],[C2],[C3],[C4],電容器[C1],[C2],[C3],[C4]的輸出電極在絕緣盤圓周方向的位置與多功能分火頭按旋轉方向導電體[1]最先接近分電器蓋側電極[10]的部位成一適當角度,電容器極板[3],[4],[5],[6]的輸出電極將電壓[V2]在各缸每一循環的壓縮,進氣、排氣、作功過程中的適當時刻傳往火花塞電極間。
2.根據權利要求
1所述多功能分火頭,其特征在于所述電容器極板〔2〕,〔3〕,〔4〕,〔5〕,〔6〕是用銅或良導電材料制成。電容器極板〔2〕由絕緣材料完全密封,電容器極板〔3〕,〔4〕,〔5〕,〔6〕用絕緣材料封住,露出其輸出電極端部。
3.根據權利要求
1所述多功能分火頭,其特征在于所述電容器〔C〕的電容量用電容器極板〔2〕的面積和它與導電體〔1〕相互的空間位置來確定,電容器〔C1〕〔C2〕〔C3〕〔C4〕的電容量分別用電容器極板〔3〕〔4〕〔5〕〔6〕的面積和絕緣盤的厚度來確定。
4.根據權利要求
1所述多功能分火頭,其特征在于用所述電容器〔C〕的電容量與電容器〔C1〕,〔C2〕,〔C3〕,〔C4〕的電容量之和的比例來選擇電壓〔V2〕和電壓〔V〕的比例,使電壓V2符合需要。
5.根據權利要求
1所述多功能分火頭,其特征在于所述電容器〔C1〕,〔C2〕,〔C3〕,〔C4〕的輸出電極的適當角度,用絕緣盤一周的每一角度,一一對應汽油發動機各缸每一循環的各個時刻的方法,將它們布置在壓縮過程中期,進氣過程后期,排氣期和作功過程后期對應的絕緣盤上的角度內。
6.根據權利要求
5所述多功能分火頭,其特征在于電容器〔C1〕〔C2〕〔C3〕〔C4〕的輸出電極確定在斷電器觸點〔9〕張開,點火線圈產生高電壓到火花塞電容放電和電感放電時期內,分電器蓋側電極〔10〕對著絕緣盤的角度范圍內。
7.根據權利要求
6所述多功能分火頭,其特征在于,按其旋向,確定電容器〔C1〕〔C2〕輸出電極對著分電器蓋側電極〔10〕的時刻略晚于電容器〔C3〕〔C4〕輸出電極對著分電器蓋側電極〔10〕的時刻。
專利摘要
一種用于汽油發動機分電器上的多功能分火頭。該分火頭上有一組特殊電容器,當點火高電壓傳向火花塞時,電容器感應產生高電壓。在發動機進氣、壓縮、作功、排氣過程中適當時刻引入感應出的高電壓,達到改善點火性能,提高動力,降低油耗的目的。保證發動機在各種工況下正常工作。本實用新型結構簡單,安裝方法與常規分火頭一樣,無需改變原發動機結構。它可望對我國250萬輛國產汽油車沿用了幾十年的常規分火頭更新換代,每年可節油50萬噸以上。
文檔編號H01R39/00GK86201164SQ86201164
公開日1987年9月30日 申請日期1986年3月2日
發明者江成蓉, 楊懋鑫, 吳及禮 申請人:四川省渡口汽車運輸公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan