專利名稱：雙瓷極倒弧火花塞的制作方法
雙瓷極倒弧火花塞涉及汽車、摩托車點火系統(tǒng)領(lǐng)域。它主要由中央片狀電極、環(huán)面狀側(cè)電極等組成。由于二者的特殊結(jié)構(gòu)及位置關(guān)系，和所使用的導電陶瓷材料的特性，能使點火放電瞬間產(chǎn)生360°范圍、倒臺椎形的放電火花群。因而，點火效果好，顯著增加了發(fā)動機的動力，節(jié)約了燃油，廣泛用于裝用汽油機的汽車、摩托車和工程機械。
現(xiàn)有的火花塞一般分為單極和多極式兩種單極式火花塞的側(cè)電極長于中心電極，且其放電區(qū)恰好被側(cè)電極遮擋(從火花塞電極端看去)，因為側(cè)電極的寬度尺寸與中心電極的直徑基本相當，特別是裝車后由于燃燒室內(nèi)的火花塞凹坑較深，又形成了不利于火焰?zhèn)鞑サ那闆r。因此，失火率高，有效點火能量小，致使發(fā)動機動力下降，油耗增加。
現(xiàn)有的多極火花塞其結(jié)構(gòu)特征是多個(一般為三個)側(cè)電極末端同時彎向中心電極。為獲得較均勻的放電間隙，較寬厚的側(cè)電極端部制成以中心電極軸線為中心的弧形。這樣雖然解決了放電間隙的正面遮擋問題，卻產(chǎn)生了放電火花的側(cè)面遮擋，且放電火花與混合氣的實際接觸面積小。點火效果仍不理想。另外，無論何種火花塞中心及側(cè)電極均為金屬結(jié)構(gòu)，它有很強的點火滅弧作用(通常稱為“消炎”作用，下文同此)；且中心電極多為單柱狀，放電時只能產(chǎn)生一個火焰中心，無法使同質(zhì)等量的混合氣發(fā)揮出最佳的作功效能。
通過上述分析，提出本發(fā)明，目的在于克服一般火花塞放電瞬間側(cè)電極對放電火花的遮擋作用，而降低了點火效能；克服了傳統(tǒng)火花塞只能在柱狀中心電極附近產(chǎn)生放電火花而形成一個較小的火焰中心的缺陷；克服了傳統(tǒng)火花塞因金屬電極的“消炎”作用而不得不減小放電間隙的缺陷，而提出一種，既能使點火能量得到有效利用，又能產(chǎn)生360°范圍和大間距的放電效果，點燃更稀混合氣的一種全新的長壽命環(huán)保節(jié)能火花塞--雙瓷極倒弧火花塞。
本發(fā)明的技術(shù)特征為將傳統(tǒng)的火花塞瓷體放電端稍有加長，在放電端的園柱(或園椎)面上按要求制出適當寬度的淺環(huán)槽，在此環(huán)槽內(nèi)，高溫噴涂一層導電陶瓷，形成環(huán)面狀側(cè)電極；在火花塞瓷體的放電端部，按要求制出淺園凹坑，向此坑內(nèi)高溫噴涂導電陶瓷形成中央片狀電極。兩電極的相對位置關(guān)系為中央片狀電極下環(huán)楞所在平面與環(huán)面狀側(cè)電極下(火花塞豎向放置，放電端朝下，以下同)環(huán)楞—放電環(huán)楞所在平面同垂直于火花塞瓷體軸線，且二電極的放電環(huán)楞回轉(zhuǎn)中心同位于上述軸線上；由于中央片狀電極低于環(huán)面狀側(cè)電極，兩者放電環(huán)楞間便形成了360°范圍的放電間隙；一方面，由于中央片狀電極的外徑小于環(huán)面狀側(cè)電極的外直徑，放電瞬間可形成倒“臺椎”形多束放電火花，增大了放電火花與可燃氣體的接觸面積，改善了發(fā)動機的點火性能；另一方面，二電極均為導電陶瓷制成，導電陶瓷的特點是耐腐蝕、抗電蝕，故火花塞壽命長，又因其絕熱性好，故電極的“消炎”作用弱，點火可靠；電極溫度高“自凈”作用好，抗污染強，又因此陶瓷為多晶結(jié)構(gòu)，噴涂后會形成許多微觀“峰芒”(晶體顆粒形成了許多尖點)，故電子易于發(fā)射(尖端放電原理)，實現(xiàn)了大放電間隙結(jié)構(gòu)。
裝合后的火花塞整體，存在三個放電間隙，環(huán)面狀側(cè)電極與中央片狀電級之間的間隙；火花塞中心電極與中央片狀電級之間的預留膨脹間隙；火花塞金屬外殼與環(huán)面狀側(cè)電極之間的周向結(jié)構(gòu)間隙等。
由于中央片狀電極低于環(huán)面狀側(cè)電極，其放電電子流向恰與傳統(tǒng)單極火花塞相反，故稱為倒弧。
本發(fā)明的工作過程為發(fā)動機工作時，點火系初級電路斷開的瞬間，點火線圈便產(chǎn)生了高電壓，加在兩陶瓷電極之間。放電時刻其電子流的方向是，點火線圈中心高壓線、火花塞中心電極、跳過中心電極與中央片狀電極間的膨脹間隙、中央片狀電極、火花放電至環(huán)面狀側(cè)電極、再跳過環(huán)面?zhèn)入姌O與金屬外殼間的微量間隙而搭鐵，并沿相關(guān)電路回至點火線圈；當火花塞間隙被擊穿時，火花塞間隙中的氣體被電離產(chǎn)生電弧(電火花)，點燃混合氣，使發(fā)動機作功。由于二電極間的上述結(jié)構(gòu)，一但產(chǎn)生電弧，便形成一個360°范圍的“臺椎”側(cè)面積狀的火花群，增大了點火面積，縮短了火焰中心形成的時間，并可點燃較稀的可燃混合氣，使發(fā)動機動力增大，油耗降低。
因此，本發(fā)明有如下特點<1>、由于中央片狀電極與環(huán)面狀側(cè)電極在直徑方向上設(shè)計的較大，使點火瞬間形成相當大的點火區(qū)，特別是導電陶瓷材料的微觀“峰芒”(晶狀顆粒形成尖端放電)易于放電和陶瓷材料的導熱性能差--高溫易于電子發(fā)射和陶瓷電極很弱的“消炎”作用均使兩環(huán)形電極放電間隙進一步增大，并可在360°范圍放電，且放電可靠。<2>、由于中央片狀電極和環(huán)面狀側(cè)電極的特殊設(shè)計，保證了放電電極之間的廢氣能可靠掃除干凈，降低了失火率。<3>、由于中央片狀電極和環(huán)面狀側(cè)電極與缸內(nèi)高溫氣體接觸面積明顯增大，加之陶瓷材料的絕熱性好，故電極的溫度高，自凈作用好；火花塞的抗污染性強。<4>、陶瓷電極的耐腐蝕性強，電蝕作用小，故本火花塞的使用壽命成倍增長。
本發(fā)明有如下附圖附

圖1為本發(fā)明的局部剖視結(jié)構(gòu)原理圖附圖1中1、環(huán)面狀側(cè)電極；2、中央片狀電極；3、中心電極；4、金屬外殼；5、火花塞瓷體；δ膨脹間隙。
結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理詳述如下將傳統(tǒng)火花塞瓷體放電端柱狀(或椎狀)部分稍有加長，在加長端的園柱(椎)面上預先制出一定寬度和較淺的環(huán)形槽，向槽內(nèi)噴涂一層導電陶瓷，形成該火花塞的環(huán)面狀側(cè)電極1；在火花塞瓷體的放電端部預先制出淺園凹坑，向此園坑內(nèi)噴涂導電陶瓷便形成了中央片狀電極2。工藝中高溫噴涂后尚需磨削加工。實際上上述火花塞瓷體是裝在無側(cè)電極的金屬外殼中，且二者間保持一較小的周向間隙。放電瞬間的電子移動方向是，點火線圈中心高在線、火花塞中心電級3、膨脹間隙δ、中央片狀電極2、跳火(放電)、火花塞環(huán)面狀側(cè)電極1，再次跳火至火花塞金屬外殼搭鐵，再經(jīng)相關(guān)電路回到點火線圈中，形成完整電回路。
由于陶材料的特性和電極的特殊形狀，使得放電時能產(chǎn)生360°范圍、大間距多束放電火花。故混合氣燃燒速度加快，發(fā)動機爆發(fā)力增大，特別適用于點燃較稀的混合氣、節(jié)能效果明顯。
根據(jù)多次裝車的試驗，其節(jié)油率達到5％-8％，動力提高近10％，有害氣體排放明顯改善。
權(quán)利要求
1.一種雙瓷極倒弧火花塞由金屬外殼4、火花塞瓷體5、中心電極3、環(huán)面狀側(cè)電極1、中央片狀電極2及膨脹間隙δ組成，其特征在于環(huán)面狀側(cè)電極1是導電陶瓷噴涂在火花塞瓷體5的放電端的園柱(或椎)形側(cè)面上按技術(shù)要求預先制出的一定寬度的淺環(huán)槽內(nèi)而形成；中央片狀電極2則是導電陶瓷，噴涂在火花塞瓷體5的放電端部按技術(shù)要求預先制出的淺園形凹坑內(nèi)形成；環(huán)面狀側(cè)電極1、中央片狀電極2的放電環(huán)楞(下環(huán)楞。火花塞豎向放置，放電端朝下，以下同)回轉(zhuǎn)中心，同位于火花塞瓷體軸線上，且二環(huán)楞所在平面同垂直于上述火花塞瓷體軸線；中央片狀電極的放電環(huán)楞低于環(huán)面狀側(cè)電極2的放電環(huán)楞，二者間形成了360°范圍的等間隙放電區(qū)；為使其工作可靠，在中心電極3與中央片狀電極2間設(shè)有膨脹間隙。
全文摘要
雙瓷極倒弧火花塞涉及汽車、摩托車點火系統(tǒng)領(lǐng)域。它是在傳統(tǒng)火花塞的基礎(chǔ)上改進而成。由中央片狀電極2、環(huán)面狀側(cè)電極1、火花塞瓷體5等組成，兩電極均為導電陶瓷材料。兩電極放電環(huán)楞所在平面同垂直于火花塞瓷體軸線，兩放電環(huán)楞的回轉(zhuǎn)中心同位于此軸線上；且中央片狀電極2低于環(huán)面狀側(cè)電極1(火花塞豎向放置，放電端朝下)，這樣便形成了放電瞬間出現(xiàn)360°范圍的臺錐狀放電簾幕。因此，跳火間距大、點火可靠。提高了發(fā)動機的動力，降低了油耗，且使用壽命成倍增長。廣泛用于裝用汽油機的汽車、摩托車和工程機械。
文檔編號H01T13/20GK1874094SQ20061008221
公開日2006年12月6日 申請日期2006年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月10日
發(fā)明者李鳳綱, 李玉生 申請人:李鳳綱