發動機的線圈組件的制作方法

本實用新型涉及一種用于將火花塞與燃燒式發動機的點火系統電連接的線圈組件。

背景技術：

通常，發動機的點火系統連接至火花塞以精確地啟動燃燒室中的燃燒過程。這種火花塞安裝在發動機的汽缸蓋上，使得其電極位于發動機的燃燒室內側。火花塞由發動機的點火系統提供高壓電以在火花塞的電極之間產生點火火花。這種點火系統包括連接至火花塞的電源。可利用各種電氣部件（諸如，點火線圈、配電器、電纜等等）將火花塞連接至電源。火花塞和這些電氣部件之間的可靠和安全連接是必需的。

這些電氣部件（諸如，點火線圈）還可直接安裝在汽缸蓋上。直接安裝的點火線圈提供了許多優點，諸如，省去了高壓引線、廢火花，以及具有包裝優勢。然而，這些電氣部件在暴露于發動機的周圍環境和汽缸蓋的高溫時可能受損，從而導致點火系統失效。

美國專利號5,363,046（'046專利）公開了一種用于內燃機的具有點火失敗檢測電容器的火花塞帽。這種火花塞帽包括電容器，其用于檢測內燃機的點火電壓以確定是否發生點火失敗。這種火花塞帽覆蓋火花塞接頭并且具有導體，導體用于將點火電壓電流從點火線圈傳導至火花塞接頭以在火花塞電極與導體周圍的絕緣體之間產生電火花。在這種火花塞帽中，第二導體位于第一導體周圍，與第一導體保持相距預定距離，使得在第一導體與第二導體之間形成的電容器與用于點火電壓檢測的電容器構成電容分壓器。陶瓷絕緣體可位于第一導體與第二導體之間以提供更高的絕緣性質。然而，如'046專利中公開的火花塞帽具有多個部件，這可增加成本和設計復雜性。

技術實現要素：

在本實用新型的某個方面中，提供了一種用于將火花塞與具有汽缸蓋的燃燒式發動機的點火系統電連接的線圈組件。汽缸蓋具有其中形成的凹部。凹部包括包括第一部分和第二部分，第二部分在鄰近于第一部分處界定階狀部。線圈組件包括電換能器構件，電換能器具有細長部分和頭部，頭部設置在細長部分上方并且連接至細長部分。線圈組件還包括界定第一端部和第二端部的套管。套管的第一端部界定設置在外表面上的密封槽。套管包括設置在套管的第二端部上的密封部。套管還包括肩部。肩部界定在套管的第一端部處。線圈組件進一步包括接納在套管的密封槽內的密封構件。另外，套管的第二端部可選擇性地連接在汽缸蓋的凹部內。當套管與汽缸蓋符合組裝狀態時，套管的肩部與汽缸蓋中的階狀部處于鄰接關系。在組裝狀態下，電換能器構件的頭部與套管的第二端部密封接合。另外，套管支撐電換能器構件并且密封所述細長部分使其與周圍環境隔絕。

本實用新型的套管設置在電換能器構件的細長部分的周圍，使得細長部分的伸出汽缸蓋的部分完全由套管密封。因此，套管保護電換能器構件不受汽缸蓋的高溫影響，降低了故障率，提高了使用壽命。并且線圈組件與火花塞之間可獲得安全可靠的連接。另外，套管的設計結構簡化，成本低。

根據以下描述和附圖，本實用新型的其它特征和方面將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是根據本實用新型的實施例的在發動機汽缸附近具有多個線圈組件的示例性發動機的透視圖；

圖2是根據本實用新型的實施例的圖1的發動機的局部截面圖；

圖3是根據本實用新型的實施例的圖2的線圈組件的截面圖，其中套管處于組裝狀態；以及

圖4是根據本實用新型的實施例的圖2的線圈組件的分解圖。

具體實施方式

現在將詳細參考具體實施例或特征，其實例在附圖中說明。只要可能，整個附圖中將使用對應或類似附圖標記來指代相同或對應部分。

圖1示出了具有多個線圈組件200的示例性燃燒式發動機100的透視圖。如本文公開的燃燒式發動機100是內燃機。燃燒式發動機100可配置成使用燃料進行工作，所述燃料諸如但不限于汽油、天然氣、液化石油氣（LPG）和生物燃料。燃燒式發動機100可用作任何機器或其它裝置的動力源，諸如公路卡車或車輛、泵、固定設備、發電機等等。

燃燒式發動機100可為多缸類型（如所示）或單缸發動機。另外，燃燒式發動機100可為V型配置、直列式配置或徑向配置。本領域的一般技術人員將理解，本實用新型的實施例可在不偏離本實用新型的精神的前提下有益地實施在本領域公知的各種類型的發動機中。如圖1所示，燃燒式發動機100向動力轉換裝置102提供動力。動力轉換裝置102可包括發電機、傳動裝置、液壓泵等。燃燒式發動機100和動力轉換裝置102安裝在機架104上。機架104可聯接至機器（未示出）的底盤。或者，機架104可設置在地面上。

如圖1中所示，燃燒式發動機100是基于直列式LPG的燃燒式發動機。燃燒式發動機100包括汽缸體106以及安裝在汽缸體106上的汽缸蓋108。汽缸體106安裝在機架104上。汽缸體106還支撐曲軸（未示出）。汽缸體106包括一個或多個汽缸110（圖2中只示出了一個汽缸）。每個汽缸110均接納活塞（未示出）。另外，每個汽缸110經由節流閥（未示出）接收燃料供給。每個汽缸110還可設置有一個或多個燃料噴射器（未示出）以傳輸加壓燃料供給，例如，LPG。

另外，汽缸蓋108封閉汽缸110，使得在位于汽缸蓋108與汽缸體106之間的每個汽缸110內界定一個或多個燃燒室（未示出）。汽缸蓋108還包括一個或多個進氣端口（未示出）和/或排氣端口（未示出）。進氣端口設置成與一個或多個汽缸110流體連通。燃燒式發動機100進一步包括進氣歧管（未示出），進氣歧管聯接至進氣端口以將氣態燃料和空氣的混合物供給至每個汽缸110中。燃燒式發動機100還包括空氣過濾器116，空氣過濾器116設置成與進氣端口流體連通。

另外，每個排氣端口與對應汽缸110流體連通以從對應汽缸110中排出廢氣。排氣歧管（未示出）連接至排氣端口以排出廢氣。燃燒式發動機100進一步可通信地聯接至電子控制模塊（ECM）118。參考圖1，ECM 118安裝在機架104上。然而，在各種應用中，ECM 118可安裝在靠近燃燒式發動機100處分隔開的面板或外殼上。ECM 118與燃燒式發動機100的一個或多個傳感器（諸如，曲軸轉速傳感器）通信。ECM 118還從傳感器接收信號并且對應地控制燃燒式發動機100的一個或多個部件。

另外，燃燒式發動機100聯接至熱交換裝置122。熱交換裝置122提供用來冷卻燃燒式發動機100。熱交換裝置122接收來自燃燒式發動機100的發動機冷卻系統（未示出）的冷卻劑。為了控制燃燒式發動機100的溫度，熱交換裝置122可包括多個管。雖然未示出，但是燃燒式發動機100還包括其它部件，諸如，燃料系統、進氣系統、曲軸箱、飛輪、氣體混合器、節流閥、氣體傳動系統等等。

燃燒式發動機100包括安裝在汽缸蓋108上的搖臂支架120。搖臂支架120支撐多個搖臂（未示出）。燃燒式發動機100進一步包括安裝在搖臂支架120上的頂蓋124。頂蓋124提供為封閉和密封燃燒式發動機100的各個部分以使其與周圍環境隔絕。燃燒式發動機100進一步包括第一支架126、安裝在汽缸體106上的第二支架128以及聯接至熱交換裝置122的支撐支架129。第一支架126經由緊固件130（圖2中示出）安裝在頂蓋124上。第一支架126還經由緊固件132（圖2中示出）安裝在第二支架128上。第一支架126經由緊固件134進一步聯接至支撐支架129。第二支架128經由緊固件135安裝在汽缸體106上。

第一支架126和第二支架128配置并且布置為支撐每個線圈組件200。第一支架126包括多個開口127，開口127適于容納每個線圈組件200。如圖1中所示，第一支架126包括四個這樣的開口127。

燃燒式發動機100進一步包括點火系統（未示出），點火系統提供為在汽缸110中啟動燃燒。具體地，點火系統向安裝在汽缸蓋108中的一個或多個火花塞136（圖2中只示出了一個）供應電流。點火系統可包括電能源（未示出），例如，電池，所述電能源通過一根或多根電纜137連接至配電器（未示出）。所述電能源提供直流電。還可以提供交流發電機以將來自源的直流電轉化為交流電。另外，配電器從電能源接收電流并且將其傳送至每個火花塞136。或者，點火系統可為直接點火系統。在這種情況下，具有多個線圈的線圈組將電流從電能源傳送至每個火花塞136。

另外，火花塞136提供在每個汽缸110中以在對應燃燒室內產生火花。每個火花塞136包括適用于在對應燃燒室內產生火花的火花產生部分（未示出）。火花產生部分可包括一個或多個電極，所述電極在接收到高電壓電流時產生火花。火花產生部分進一步聯接至火花塞136的主體139。火花塞136還包括安裝在主體139上的塞連接部138。塞連接部138可包括電端子以接收電流。

參考圖2，示出了汽缸蓋108的局部截面側視圖。汽缸蓋108在鄰近于汽缸110處界定凹部140。凹部140與第一支架126的每個開口127對齊，使得凹部140在汽缸蓋108內部分接納線圈組件200。凹部140包括位于汽缸110附近的第一部分142。第一部分142部分接納火花塞136，使得火花塞136的火花產生部分位于汽缸110內。另外，火花塞136的主體139位于凹部140的第一部分142內。

凹部140還包括位于汽缸110遠側的第二部分144。第二部分144位于汽缸110的遠側。第二部分144在鄰近于第一部分142處界定階狀部146。如圖2中所示，凹部140的第二部分144接納火花塞136的塞連接部138。

參考圖2和圖3，示出了用于將火花塞136與燃燒式發動機100的點火系統電連接的線圈組件200。線圈組件200包括電換能器構件202。電換能器構件202是配置為以安培數“A”從電能源接收電流供應的點火線圈。點火線圈進一步配置為以大于安培數“A”的安培數向火花塞136供應電流。電換能器構件202包括細長部分204。細長部分204可封閉適用于提升流過其中的電流的電壓一個或多個部件，諸如導體線圈繞組。細長部分204是具有第一段和第二段的圓柱形形狀。第一段的直徑大于第二段的直徑。細長部分204在其端部處進一步界定腔體206。細長部分204可包括腔體206內的一個或多個電端子（未示出）。電端子提供為將提供在細長部分204內的線圈繞組與火花塞136連接。

電換能器構件202進一步包括設置在細長部分204上方并且連接至細長部分204的頭部208。頭部208可封閉一個或多個電連接器，所述電連接器可經由電纜137（圖1中所示）從電能源接收電流并且將電流供應給線圈組件。頭部208包括插座部210。插座部210封閉一個或多個卡扣配合類型的電連接器。

另外，頭部208的直徑大于細長部分204的直徑，使得凸緣212界定在頭部208與細長部分204之間。凸緣212將線圈組件200支撐在燃燒式發動機100的第一支架126（圖1中所示）上。頭部208進一步界定連接槽214，所述連接槽214界定在凸緣212與細長部分204的表面215之間。

線圈組件200進一步包括套管216。套管216支撐并且密封電換能器構件202。套管216的材料可包括鋼和尼龍。套管216包括壁217，壁217界定套管216內的空間218。壁217進一步界定沿套管216的長度延伸的外表面219和內表面220。如圖3中所示，空間218部分接納電換能器構件202的細長部分204，使得套管216設置成圍繞電換能器構件202的細長部分204。套管216設置成沿介于頭部208與細長部分204的端部221之間延伸的長度L1圍繞細長部分204。

套管216進一步包括上部222、下部224以及位于上部222與下部224之間的中部226。下部224的內表面220與細長部分204的外表面215分隔開，使得在其間界定間隙。間隙促使電換能器構件202從套管216脫離。上部222的直徑大于細長部分204的直徑，使得在套管216的內表面220與細長部分204的表面215之間界定空隙209。另外，中部226相對于上部222和下部224是傾斜的。

套管216進一步界定第一端部228和第二端部230。套管216的第一端部228界定密封槽234。密封槽234設置成在套管216的第一端部228處圍繞外表面219。另外，套管216的第二端部230在汽缸蓋108的凹部140內是可連接的。

套管216還包括設置在第二端部230上的密封部236。如圖3中所示，密封部236是接納在細長部分204的連接槽214內的凸起，使得密封部236將電換能器構件202密封。另外，線圈組件200包括位于套管216的密封槽234內的密封構件238（圖2中所示）。密封構件238是圍繞密封槽234的圓周設置的O形環。

參考圖2和圖3，示出了線圈組件200的套管216與汽缸蓋108的組裝狀態。在套管216的組裝狀態中，線圈組件200部分地接納在汽缸蓋108的凹部140內，使得電換能器構件202安裝在火花塞136上。具體地，細長部分204的腔體206接納火花塞136的塞連接部138。電換能器構件202的電端子可經由連接彈簧（未示出）與火花塞136的塞連接部138連接。連接彈簧可為導電線圈彈簧。在這種情況下，還可在電換能器構件202的第二端部230與火花塞136的塞連接部138之間提供間隙。

另外，電換能器構件202的頭部208支撐在第一支架126（圖1中所示）上。電換能器構件202的頭部208經由緊固件（未示出）安裝在第一支架126上。

參考圖4，線圈組件200的套管216接納在凹部140內，使得套管216支撐并且密封電換能器構件202。具體地，電換能器構件202的細長部分204伸出汽缸蓋108的某個段完全由套管216的上部222封閉。另外，套管216的下部224位于凹部140的第二部分144內。套管216下部224的外表面219鄰接凹部140。另外，密封構件238在套管216的第一端部228處設置在密封槽234內，使得密封構件238密封電換能器構件202。

套管216進一步包括肩部240，肩部240界定在套管216的第一端部228處。套管216的肩部240與汽缸蓋108中的階狀部146成鄰接關系。肩部240與凹部140的階狀部146嚙合，使得線圈組件200的移動減到最少。

工業實用性

本實用新型涉及一種用于將火花塞136與燃燒式發動機100的點火系統電連接的線圈組件200。如上所述，線圈組件200包括電換能器構件202、套管216和密封構件238以使火花塞136與電能源連接。套管216設置在電換能器構件202的細長部分204的周圍，使得細長部分204的伸出汽缸蓋108的部分完全由套管216密封。套管216的密封部236接納在電換能器構件202的頭部208的連接槽214內。另外，肩部240鄰接凹部140的階狀部146使得線圈組件200朝汽缸110的移動減到最少。因此，電換能器構件202可與火花塞136準確地連接。

此外，密封構件238設置在套管216的密封槽234內。套管216還保護電換能器構件202不受汽缸蓋108的高溫影響。因此，線圈組件200與火花塞136之間可獲得安全連接。另外，套管216的設計和使用可為簡單和經濟的。

如上所述，線圈組件200部分地接納在界定于汽缸蓋108中的凹部140內。線圈組件200還可安裝在預界定的凹部中，諸如柴油機中的電熱塞凹部中。在這種情況下，柴油機可修改為接納線圈組件200并且轉換成LPG發動機。因此，線圈組件200可利用現有的發動機方便地改裝。

雖然已經特別參考以上實施例示出并且描述了本實用新型的方面，但是本領域技術人員將理解的是，在不偏離公開內容的精神和范圍的前提下，可通過修改所公開的機器、系統和方法來預期各種另外的實施例。這些實施例應當理解為落在如根據權利要求書及其等同物所確定的本實用新型的保護范圍內。